Η Επιστήμη της Μάθησης είναι ένα διεπιστημονικό πεδίο που προάγει την κατανόηση της μάθησης για το πώς υλοποιείται, πώς μπορεί να διευκολυνθεί, πώς παρεμποδίζεται. Συνδυάζει έρευνα διάφορων τομέων όπως η νευροεπιστήμη, η ψυχολογία, η εκπαίδευση, η πληροφορική και η εκπαιδευτική τεχνολογία και προσπαθεί να κατανοήσει καλύτερα και να βελτιστοποιήσει τη μάθηση (Sawyer, 2006; Meltzoff et al., 2009). Η Επιστήμη της μάθησης επηρεάζει αρκετούς ακαδημαϊκούς κλάδους όπως ανθρωπιστικές επιστήμες, κοινωνικές επιστήμες, φυσικές επιστήμες, τέχνες και ενθαρρύνει τη χρήση ενεργών μαθησιακών προσεγγίσεων. Στον πυρήνα της στηρίζεται σε νευροεπιστημονικές θεωρίες μάθησης, ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να γίνουν κατανοητά για τον εγκέφαλο και για το πως συντελείται η μάθηση. Επιπλέον, η κατανόηση της πολυπλοκότητας της μάθησης, από βιολογική άποψη, είναι δύσκολη ακόμα και για τους επιστήμονες.  Επομένως, το περιεχόμενο που χρησιμοποιείται για το έργο Illuminated αποτελεί μια απλοποίηση και γενίκευση επιλεγμένων εννοιών, μελετών και θεωριών από τη νευροεπιστήμη. Το έργο Illuminated  είναι ευρωπαϊκό και χρηματοδοτείται από το Πρόγραμμα Erasmus+ συγκεντρώνοντας ειδικούς στην εκπαιδευτική τεχνολογία, την εκπαίδευση εκπαιδευτικών και την γνωστική νευροεπιστήμη για να υποστηρίξει τους εκπαιδευτικούς που καλούνται να αξιοποιήσουν γνώσεις από την νευροεπιστήμη στην διδακτική πράξη. Έχουν αναπτυχθεί δύο εργαστήρια για εκπαιδευτικούς με επίκεντρο το θέμα της «νευροεπιστήμης που εφαρμόζεται στον σχεδιασμό της μάθησης» και είναι διαθέσιμα ως ανοικτοί εκπαιδευτικοί πόροι στη διεύθυνση http://illuminatedproject.eu μαζί με ένα εργαστήριο για εκπαιδευόμενους και μια σύντομη έκδοχή των εργαστηρίων για τους εκπαιδευτικούς.

Επιτεύγματα στη Νευροεπιστήμη

Παρόλο που υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθει κανείς για την λειτουργία του εγκεφάλου, έχουν σημειωθεί σημαντικές εξελίξεις στην κατανόηση του εγκεφάλου και της βιολογικής βάσης της μάθησης. Ένα παράδειγμα για το που έχει φτάσει η κατανόηση της μάθησης και της μνήμης φαίνεται σε μια εργασία του MIT. Ο τίτλος της έρευνας που έγινε το εργαστήριο της Susumu Tonegawa στο ΜΙΤ είναι, η Susumu Tonegawa μπορεί να κάνει τα ποντίκια να θυμούνται πράγματα που δεν συνέβησαν ποτέ (Humphries, 2016). Στο εργαστήριο, κατάφεραν να χειραγωγήσουν τη μνήμη ενός ποντικιού. Τι μπόρεσαν να κάνουν; Μπόρεσαν να παρακολουθήσουν τον σχηματισμό μιας μνήμης/ανάμνησης. Να την παρακολουθήσουν και να την ονοματίσουν. Μπόρεσαν να ενεργοποιήσουν την μνήμη κατά βούληση και να προκαλέσουν μια συγκεκριμένη συμπεριφορά στο ποντίκι. Μπόρεσαν ακόμη να χειριστούν την μνήμη, δημιουργώντας μια ψευδή μνήμη, και στην συνέχεια να την ενεργοποιήσουν για να δημιουργήσουν μια νέα συμπεριφορά (Tonegawa et al., 2015). Αν και υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος από τις εργαστηριακές παρατηρήσεις μέχρι την πράξη και από τα ποντίκια στους ανθρώπους, οι μηχανισμοί που διέπουν την μάθηση και την επίδειξη της μάθησης μέσα από συμπεριφορές γίνονται πολύ πιο σαφείς. Έχουν ανακαλυφθεί αρκετά για το πώς μαθαίνουμε με αποτέλεσμα αρκετές δημοσιεύσεις να επισημαίνουν τα πιο σχετικά ευρήματα για τους εκπαιδευτικούς και πώς μπορούν να εφαρμοστούν για τη βελτίωση της διδακτικής τους πρακτικής. [βλ. Αναφορές: Επιστήμη της Μάθησης – Επισκόπηση των πρακτικών βάσει αποδεικτικών στοιχείων]

Εκπαιδευτικός Σχεδιασμός

Εκτός από την Επιστήμη της μάθησης, το υλικό του Illuminated ευθυγραμμίζεται με τον Εκπαιδευτικό Σχεδιασμό που είναι μια προσέγγιση που υποστηρίζει τους εκπαιδευτικούς να γίνουν σχεδιαστές μαθησιακών εμπειριών. Ο Εκπαιδευτικός Σχεδιασμός συχνά βασίζεται σε τεχνολογία που διευκολύνει τους εκπαιδευτικούς στην τεκμηρίωση, εφαρμογή, ανατροφοδότηση και βελτίωση των εκπαιδευτικών τους σχεδιασμών με την πάροδο του χρόνου (Dalziel, 2013; Mor, Craft & Hernández-Leo, 2013; Mor, Ferguson & Wasson, 2015). Ο σχεδιασμός για την μάθηση περιλαμβάνει την λήψη αποφάσεων όπως η επιλογή του τύπου των μαθησιακών εργασιών προς χρήση, ο προγραμματισμός περιεχομένου για ένα μάθημα και μέσα σε ένα μάθημα, καθώς και ο καθορισμός των βέλτιστων τρόπων παρουσίασης νέων πληροφοριών.

Επιστήμη της Μάθησης – Επισκόπηση των τεκμηριωμένων πρακτικών

Ο στόχος του έργου Illuminated δεν είναι η διδασκαλία βιολογίας ή νευροεπιστήμης αλλά να εισάγει βασικές έννοιες από την Επιστήμη της Μάθησης που μπορούν να εφαρμοστούν στην διδακτική πράξη και να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη βέλτιστων αποφάσεων κατά τον Εκπαιδευτικό Σχεδιασμό. Αυτό περιλαμβάνει την εισαγωγή τεκμηριωμένων στρατηγικών για την υποστήριξη τέτοιων αποφάσεων. Με άλλα λόγια, στόχος είναι να βοηθηθούν οι εκπαιδευτικοί για να εξοικειωθούν με στρατηγικές που συνάδουν με την Επιστήμη της Μάθησης και υποστηρίζονται από εμπειρικά δεδομένα. Ένας δεύτερος στόχος είναι η ελπίδα να προσελκυστεί το ενδιαφέρον των εκπαιδευτικών για την Επιστήμη της Μάθησης και πώς υλοποιείται ή όχι η μάθηση, καθώς είναι ένα συναρπαστικό πεδίο άμεσης συνάφειας με το έργο των εκπαιδευτικών. Η γενική ιδέα του Illuminated είναι να «φωτίσει αποτελεσματικές στρατηγικές με την επιστήμη της μάθησης. Μπορεί αν ειπωθεί ότι ενώ «η διδασκαλία διευκολύνεται ή παρεμποδίζεται από διαφορετικές στρατηγικές μάθησης», η «μάθηση ενισχύεται ή παρεμποδίζεται από διαφορετικές εκπαιδευτικές/διδακτικές στρατηγικές» (Hascher, 2010). Πιθανότατα, το υλικό του Illuminated μπορεί να παρέχει επιπλέον πληροφορίες για τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι μαθητές και για την βελτίωση της μάθησης. Επιπλέον, τα εργαστήρια προσπαθούν να προσφέρουν υλικό στους εκπαιδευτικούς όχι μόνο για τεκμηριωμένες στρατηγικές, αλλά και να τις βιώσουν όπως οι μαθητές, καθώς ορισμένες από τις στρατηγικές έχουν ενσωματωθεί στον σχεδιασμό των εργαστηρίων.

Illuminated Ιδέα και Ανάγκες

Υπάρχει, όμως, η ανάγκη για το Illuminated; Παρά την αυξανόμενη συναίνεση σχετικά με τους μηχανισμούς του εγκεφάλου που διέπουν την μάθηση στην επιστημονική κοινότητα, δεν μπορεί να ειπωθεί το ίδιο για τους εκπαιδευτικούς. Πολλοί εκπαιδευτικοί δεν έχουν μάθει για τους μηχανισμούς που αποτελούν την βάση της μάθησης (Pomerance, Greenberg & Walsh, 2016; Beardsley, Martínez-Moreno & Hernández-Leo, 2020). Ως μέρος του Illuminated, πραγματοποιήθηκε μια έρευνα σχετικά με τις βασικές έννοιες και ορολογίες της επιστήμες της μάθησης σε εκπαιδευτικούς. Όρους όπως νευροπλαστικότητα, νευρώνες, συνάψεις κλπ. Τι μπορεί να ειπωθεί για τα αποτελέσματα; Οι εκπαιδευτικοί που ερωτήθηκαν έχουν διαφορετικές απόψεις σχετικά με τις βασικές έννοιες που διέπουν την μάθηση και έχουν διαφορετικά επίπεδα εξοικείωσης με τους βασικούς όρους που σχετίζονται με τη βιολογία της μάθησης. Αυτή τη μεταβλητότητα στις πεποιθήσεις για το πως μαθαίνουν οι μαθητές, καθιστά δύσκολο το να αναπτυχθεί μια κοινή βασική γνώση για εκπαιδευτικούς. Επιπλέον, πολλά σχολεία υιοθετούν μεθόδους που βασίζονται στην έρευνα (π.χ. μάθηση μέσω επίλυσης προβλήματος, ανακαλυπτική μάθηση, εποικοδομιστική μάθηση, μάθηση μέσω πρότζεκτ) ή τουλάχιστον τις ενσωματώνουν στις πρακτικές τους. Μια σύνθεση 72 εμπειρικών μελετών έδειξε ότι η καθοδήγηση είναι καθοριστικής σημασίας για την επιτυχή διερευνητική μάθηση Clark, Kirschner, & Sweller, 2012; Lazonder & Harmsen, 2016). Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι διερευνητικές προσεγγίσεις μάθησης χωρίς καθοδήγηση στερούνται αποτελεσματικότητας και έχουν χαμηλή απόδοση σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους στην τάξη. Θα μπορούσε να οφείλεται στο ότι τα κύρια οφέλη της διερευνητικής μεθόδου έγκεινται στο ότι αυτές οι προσεγγίσεις επηρεάζουν το κίνητρο και το συναίσθημα των μαθητών που είναι κρίσιμα για την μάθηση. Χρειάζεται όμως καθοδήγηση για την αντιμετώπιση γνωστικών διεργασιών που σχετίζονται με την μάθηση, διαδικασίες που σχετίζονται με το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλός μας και που είναι κοινές σε όλους τους μαθητές φυσιολογικής ανάπτυξης.

Αναφορές

Η Επιστήμη της Μάθησης

• Meltzoff, A. N., Kuhl, P. K., Movellan, J., & Sejnowski, T. J. (2009). Foundations for a new science of learning. science, 325(5938), 284-288.
• Sawyer, R. K. (Ed.). (2006). The Cambridge handbook of the learning sciences. Cambridge University Press.

Επιτεύγματα στη Νευροεπιστήμη

• Humphries, Courtney. (2016, Oct. 14). Susumu Tonegawa studies how memories are stored and how they can be manipulated. MIT Technology Review. Retrieved from https://www.technologyreview.com/s/602558/tracing-a-memory/
• Tonegawa, S., Pignatelli, M., Roy, D. S., & Ryan, T. J. (2015). Memory engram storage and retrieval. Current opinion in neurobiology, 35, 101-109.

Εκπαιδευτικός Σχεδιασμός

• Dalziel, J., Conole, G., Wills, S., Walker, S., Bennett, S., Dobozy, E., Cameron, L., Badilescu-Buga, E. and Bower, M.  (2013). The larnaca declaration on learning design–2013.
• Mor, Y., Craft, B., & Hernandez-Leo, D. (2013). The Art and Science of Learning Design: Editorial. Research in Learning Technology, Vol. 21.
• Mor, Y., Ferguson, R., & Wasson, B. (2015). Learning design, teacher inquiry into student learning and learning analytics: A call for action. British Journal of Educational Technology, 46(2), 221-229.

Επιστήμη της Μάθησης – Επισκόπηση των τεκμηριωμένων πρακτικών

• Hascher, T. (2010). Learning and Emotion: perspectives for theory and research. European Educational Research Journal, 9(1), 13-28.
• Ericsson, A., & Pool, R. (2016). Peak: Secrets from the new science of expertise. Houghton Mifflin Harcourt.
• Gooding, H. C., Mann, K., & Armstrong, E. (2017). Twelve tips for applying the science of learning to health professions education. Medical teacher, 39(1), 26-31.
• Paas, F., Renkl, A., & Sweller, J. (2003). Cognitive load theory and instructional design: Recent developments. Educational psychologist, 38(1), 1-4.
• Pashler, H., Bain, P. M., Bottge, B. A., Graesser, A., Koedinger, K., McDaniel, M., & Metcalfe, J. (2007). Organizing Instruction and Study to Improve Student Learning. IES Practice Guide. NCER 2007-2004. National Center for Education Research.
• Schneider, M., & Stern, E. (2010). The cognitive perspective on learning: Ten cornerstone findings. The nature of learning: Using research to inspire practice, 69-90.

Illuminated Ιδέα και Ανάγκες

• Pomerance, L., Greenberg, J., & Walsh, K. (2016). Learning about Learning: What Every New Teacher Needs to Know. National Council on Teacher Quality.
• Beardsley, M., Martínez-Moreno, J. & Hernández-Leo, D. (2020). Comparing pre-service and in-service teacher perceptions of the science of learning. 11th International Conference on University Teaching and Innovation (CIDUI): Beyond competencies: new challenges in a digital society.
• Clark, Richard E., Paul A. Kirschner, and John Sweller. “Putting Students on the Path to Learning: The Case for Fully Guided Instruction.” American Educator 36.1 (2012): 6-11.
• Lazonder, A. W., & Harmsen, R. (2016). Meta-analysis of inquiry-based learning: Effects of guidance. Review of educational research, 86(3), 681-718.