Μνήμη και μάθηση (ΙΙΙ) – Η Μακρά Μνήμη

Στα προηγούμενα δύο άρθρα για τη Μνήμη και τη Μάθηση αναφέρθηκα στην αισθητηριακή μνήμη (άρθρο Ι) καθώς και στη Μνήμη Εργασίας (άρθρο ΙΙ). Στο άρθρο αυτό θα αναφερθώ στη Μακρά (ή Μακροπρόθεσμη) Μνήμη η οποία είναι η «αποθήκη» όσων μαθαίνουμε με σκοπό να τα χρησιμοποιήσουμε σε μια κατάλληλη μεταγενέστερη χρονική στιγμή. Θα μπορούσε λοιπόν κάποιος να πει ότι κάθε φορά που υπάρχει μάθηση μεταξύ δύο χρονικών στιγμών t₁ και t₂ (με t₂ > t₁) συμβαίνει αλλαγή της Μακράς Μνήμης, δηλαδή η κατάσταση της Μακράς Μνήμης τη χρονική στιγμή t₂ είναι διαφορετική σε σχέση με την κατάστασή της την πρότερη χρονική στιγμή t₁!

Η Μακρά Μνήμη είναι η «αποθήκη» όσων μαθαίνουμε με σκοπό να τα χρησιμοποιήσουμε σε μια κατάλληλη μεταγενέστερη χρονική στιγμή!

Εξαιρετικά ενδιαφέρον είναι το ερώτημα: πόσο μεγάλη είναι αυτή η αποθήκη; Μήπως πρέπει να ανησυχούμε για το αν θα γεμίσει η αποθήκη αυτή;
Παρόλο που πιθανά υπάρχει κάποιο φυσικό όριο χωρητικότητας, η Μακρά μας Μνήμη αποκλείεται να γεμίσει με όσα και αν καταπιαστούμε κατά τη διάρκεια της ζωής μας. Με άλλα λόγια, ας συνεχίσουμε να μαθαίνουμε χωρίς το φόβο ότι κάποια στιγμή δε θα μπορούμε να αποθηκεύσουμε αυτά που μαθαίνουμε. Πιθανά η εξελικτική μας πορεία μάς έχει προστατεύσει από το κορεσμό της Μακράς Μνήμης!
Ενώ η Μακρά Μνήμη έχει πρακτικά απεριόριστη χωρητικότητα, πρακτική σημασία δεν έχει μόνο το τι θα αποθηκεύσουμε στη Μακρά μας Μνήμη αλλά και το πώς θα θυμηθούμε αυτό που αποθηκεύσαμε ώστε να το χρησιμοποιήσουμε όταν απαιτείται. Δηλαδή, η απεριόριστη χωρητικότητα μπορεί να είναι ένα πλεονέκτημα, αλλά τις γνώσεις που αποθηκεύουμε πρέπει να τις βρίσκουμε εύκολα στον αχανή χώρο της Μακράς Μνήμης.
Με ένα παράδειγμα θα το καταλάβουμε καλύτερα. Φανταστείτε ότι έχετε μια συσκευή αποθήκευσης τραγουδιών MP3 απεριόριστης χωρητικότητας και συνεχώς αποθηκεύετε σε αυτή τραγούδια με σκοπό να τα ακούσετε αργότερα. Κάποια στιγμή θα έχετε μια τεράστια βάση τραγουδιών. Όταν όμως θα θελήσετε να ακούσετε κάποιο από αυτά θα πρέπει να το διαλέξετε και να το βρείτε ανάμεσα σε ένα τεράστιο πλήθος τραγουδιών. Φανταστείτε πόσο δύσκολο θα ήταν αυτό αν δεν είχατε ένα τρόπο καταχώρησης που θα σας έδινε τη δυνατότητα να γνωρίζετε ανά πάσα στιγμή πού βρίσκεται το κάθε τραγούδι.
Η Μακρά Μνήμη έχει τη δυνατότητα της καταχώρησης γνώσεων με τέτοιο τρόπο ώστε οι γνώσεις αυτές να είναι εύκολα προσβάσιμες. Όμως, ο τρόπος λειτουργίας της δεν μπορεί να ταυτιστεί με τον τρόπο λειτουργίας μιας ΜP3 συσκευής ή γενικά μιας συσκευής ηλεκτρονικής μνήμης, διότι η Μακρά Μνήμη μας υπόκειται σε βιολογικούς περιορισμούς που διαφοροποιούν σημαντικά τη λειτουργία της από αυτή των ηλεκτρονικών συσκευών μνήμης. Για παράδειγμα, η Μακρά Μνήμη υπόκειται στο φαινόμενο της λήθης, δηλαδή υπάρχουν μνήμες που χάνονται με την πάροδο του χρόνου. Επίσης, καμία οπτική εμπειρία δεν αποθηκεύεται απλά ως μια φωτογραφία που ανακαλείται αυτούσια όταν τη χρειαζόμαστε (όπως δηλαδή γίνεται με τις φωτογραφίες που έχουμε αποθηκεύσει στο σκληρό δίσκο του υπολογιστή μας). Η συγκεκριμένη μνήμη της οπτικής εμπειρίας που θέλουμε να ανακαλέσουμε ξαναδημιουρ­γείται τη στιγμή που την ανακαλούμε με αποτέλεσμα να επηρεάζεται από διάφορες «παρεμβολές» που έχουν υπάρξει, είτε κατά τη διάρκεια της εμπειρίας (πχ φόβος, άγχος), είτε μετά την καταχώρηση αυτής. Ακόμη, οι παρεμβολές αυτές μπορεί να πυροδοτούνται από απόψεις ή στάσεις που προϋπάρχουν στη μνήμη των ανθρώπων για διάφορες καταστάσεις που μπορεί να συμβούν (στερεότυπα). Για παράδειγμα, οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν (ανεξάρτητα από το αν έχουν τέτοια εμπειρία ή όχι), ότι οι ληστές τραπεζών είναι άνδρες, φορούν σκούρα ρούχα, ζητούν να κλέψουν χρήματα και έχουν ένα συνεργό απέξω που τους περιμένει με ένα αυτοκίνητο (Eysenck & Keane 2010).

Οι οπτικές μνήμες – εμπειρίες δεν ανασύρονται με τη μορφή φωτογρα­φίας αλλά ξαναδημιουργούνται τη στιγμή που τις ανακαλούμε με από­τέλεσμα να είναι επιρρεπείς σε διάφορες «παρεμβολές»

Τα παραπάνω είναι ιδιαίτερα σημαντικά για την αξιοπιστία των μαρτύρων που είδαν κάποια γεγονότα να συμβαίνουν μπροστά τους και στη συνέχεια κλή­θηκαν να περιγράψουν τα γεγονότα αυτά. Είναι επίσης σημαντικά για το μα­θητή που βιώνει αγχωτικές καταστάσεις ή φόβο μέσα στην τάξη ή γενικό­τερα στο περιβάλλον όπου ζει. Παρόλο που σε ένα περιβάλλον άγχους και φόβου υπάρχει η πιθανότητα να συμβαίνει μάθηση, αυτή είναι συνήθως επιφανειακή (Caine & Caine 1991). Με άλλα λόγια, δεν δημιουργούνται συνδέσεις μεταξύ των γνώσεων που αποθηκεύονται στη Μακρά Μνήμη οπότε ο μαθητής δεν εμβαθύνει στις γνώσεις που μαθαίνει.

Άδηλη μνήμη και ρητή μνήμη – μάθηση

Οι εμπειρίες που είχαμε στο παρελθόν επηρεάζουν σημαντικά τις αποφάσεις μας. Συνήθως, όταν αναφερόμαστε στη Μακρά Μνήμη εννοούμε τις πρότερες εμπειρίες που τις ανακαλούμε συνειδητά (ηθελημένα ή αθέλητα). Αυτό το είδος της Μακράς Μνήμης το ονομάζουμε ρητή (ή έκδηλη) μνήμη. Για παράδειγμα, όταν ανακαλούμε ένα κείμενο ή  μια γνωστή φράση – παροιμία στην Έκθεση, έναν τύπο στη Φυσική ή τη Χημεία, μια διαδικασία στη βιολογία, όλες αυτές οι περιπτώσεις αναφέρονται στην ρητή μνήμη.  Όμως, υπάρχουν μνήμες από πρότερες εμπειρίες που επηρεάζουν τις πράξεις μας ασυνείδητα, χωρίς να υπάρχει πρόθεση και χωρίς να γνωρίζουμε ότι συμβαίνει κάτι τέτοιο. Αυτό το είδος τη Μακράς Μνήμης το ονομάζουμε άδηλη μνήμη (Bruning et al. 2011).
Από την άλλη, η άδηλη μάθηση είναι η μάθηση που συμβαίνει χωρίς συνειδητή επιλογή και επιπλέον όταν συμβαίνει δεν αντιλαμβανόμαστε ότι μαθαίνουμε κάτι συγκεκριμένο. Ένα μεγάλο τμήμα των διαδικαστικών γνώσεων που αποκτούμε στη ζωή μας, δηλαδή των γνώσεων που μας επιτρέπουν να φέρνουμε εις πέρας μια διαδικασία, προέρχονται από άδηλη μάθηση. Τις περισσότερες φορές, οι γνώσεις αυτές δεν αποκτήθηκαν με άμεση διδασκαλία αλλά με την ενασχόληση και την εμπειρία που συσσω­ρεύεται από την ενασχόληση αυτή. Επιπλέον, οι γνώσεις αυτές είναι δύσκολο να διδαχθούν. Τρανταχτό παράδειγμα είναι η μάθηση της οδήγησης του ποδηλάτου. Ας θυμηθούμε τον τρόπο με τον οποίο μάθαμε να κάνουμε ποδήλατο και ας θυμηθούν όσοι προσπάθησαν να διδάξουν το μικρό τους παιδί πόσο δύσκολο ήταν να διδάξουν αυτή την κινητική δεξιότητα.
Γιατί μπορεί να ενδιαφέρει την εκπαίδευση η άδηλη μάθηση και η άδηλη μνήμη; Πολλές φορές οι μαθητές προσέρχονται στην τάξη με άδηλες – διαισθητικές θεωρίες για το πώς λειτουργεί ο κόσμος, οι οποίες έχουν προκύψει αφαιρετικά από τις άμεσες εμπειρίες τους, χωρίς να αντιλαμβάνονται συνήθως πώς τις απέκτησαν. Αυτές οι «πρωτόγονες» θεωρίες οδηγούν τους μαθητές να κρίνουν και να απαντούν διαισθητικά για θέματα λειτουργίας του κόσμου γύρω τους, ακόμη και αν έχουν εκτεθεί στην επιστημονική θεώρηση μέσω ρητής διδασκαλίας. Γνωρίζοντας ο εκπαιδευτικός ότι οι άδηλες θεωρίες των μαθητών είναι ιδιαίτερα ανθεκτικές και επηρεάζουν αρνητικά τη βαθύτερη κατανόηση του κόσμου, πρέπει να αναγνωρίζει τα σημάδια των θεωριών αυτών και να εκθέτει τους μαθητές του στην επιστημονική θεώρηση, δημιουργώντας τους γνωστικές συγκρούσεις. Για να είναι αποτελεσματικές οι γνωστικές συγκρούσεις είναι πιθανά αναγκαίο να χρησιμοποιείται το ίδιο σύστημα που δημιούργησε στο μυαλό των μαθητών τις «πρωτόγονες» αυτές θεωρίες (Priya 2015). Δηλαδή, ίσως είναι πιο αποδοτικό οι μαθητές να εκτίθενται σε άμεσες εμπειρίες παρόμοιου είδους με αυτές που δημιούργησαν τις άδηλες θεωρίες τους. Αυτός είναι πιθανά και ένας λόγος που στα μαθήματα των φυσικών επιστημών η αξία του πειράματος που δημιουργεί γνωστικές συγκρούσεις είναι ιδιαίτερα σημαντική!

Οι γνωστικές συγκρούσεις είναι πιθανά πιο αποτελεσματικές αν χρησιμοποιούν το ίδιο σύστημα που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία των «πρωτόγονων» θεωριών στο μυαλό των μαθητών.

Επιπλέον, με την εμπειρία και την ενασχόληση με κάποιο μαθησιακό αντικείμενο, ο μαθητής ξεκινά να εκτίθεται σε ρητές διαδικασίες (πχ πώς συντάσσεται μια πρόταση ή πώς λύνεται μια μαθηματική εξίσωση) οι οποίες με το πέρασμα του χρόνου και της ενασχόλησης – μελέτης εσωτερικοποι­ούνται και μετατρέπονται σε άδηλες, αυτόματες διαδικασίες που υλοποιούνται χωρίς καμία προσπάθεια. Για παράδειγμα, ένας μαθητής που έχει εμπειρία στην ανάγνωση πάνω από 10 χρόνια, διαβάζει λέξεις και προτάσεις χωρίς να χρειάζεται να ψάχνει στο λεξικό για κάθε λέξη και χωρίς να σκέφτεται κάθε φορά ποια είναι η δομή της πρότασης (McCrudden & McNamara 2017). Ο αυτοματισμός αυτός είναι ιδιαίτερα χρήσιμος για τη λειτουργία της Μνήμης Εργασίας, αφού τη βοηθάει να μην υπερφορτώνεται.
Παρόλα αυτά, επειδή οι γνώσεις που αποκτάμε μέσω της άδηλης μάθησης δεν διδάσκονται, το ενδιαφέρον της εκπαίδευσης για τον τρόπο απόκτησης των γνώσεων αυτών είναι μικρό.

Ποιες είναι οι βιολογικά πρωτογενείς και οι βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις που αποθηκεύουμε στη Μακρά μας Μνήμη;

Μια ενδιαφέρουσα ταξινόμηση των γνώσεων που αποκτάμε κατά τη διάρκεια της ζωής μας, που ενδιαφέρει ιδιαίτερα την εκπαίδευση, έγινε από τον εξε­λι­κτι­κό βιολόγο David Geary ο οποίος χώρισε τις γνώσεις σε βιολογικά πρω­τογενείς και βιολογικά δευτερογενείς. Οι βιολογικά πρωτογενείς γνώσεις είναι αυτές που έχουμε εξελιχθεί να τις αποκτάμε χωρίς κάποια ρητή διδασκαλία παρά μόνο με την ενσωμάτωσή μας στο περιβάλλον στο οποίο ζούμε. Η ομιλία, η ικανότητα να περπατάμε, η ικανότητα να αντιλαμβα­νό­μαστε συναισθήματα μέσω των εκφράσεων του προσώπου, η ικανότητα να προγραμματίζουμε, να λύνουμε προβλήματα της καθημερινότητας, είναι μερικές περιπτώσεις που αντιστοιχούν στις βιολογικά πρωτογενείς γνώσεις.
Οι βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις από την άλλη μεριά είναι γνώσεις που εμφανίστηκαν σχετικά πρόσφατα στην εξελικτική μας πορεία και είναι οι γνώσεις που για να ενσωματωθούν στη Μακρά μας Μνήμη πρέπει να διδα­χθούν άμεσα. Παραδείγματα τέτοιων γνώσεων είναι η γραφή και η ανάγνωση για τις οποίες δεν έχουμε εξελιχθεί να τις μαθαίνουμε χωρίς να τις διδαχθούμε με κάποιο τρόπο. Με άλλα λόγια, οι βιολογικά πρωτογενείς γνώσεις μαθαίνονται αλλά δε διδάσκονται, ενώ οι βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις και μαθαίνονται και διδάσκονται και για τη μάθησή τους απαιτείται συνειδητή προσπάθεια και επιμονή (Sweller et al. 2011). Οι βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις είναι ιδιαίτερα σημαντικές αφού μέσα από τη διάδοση των γνώσεων αυτών μεταλαμπαδεύονται τα επιτεύγματα του ανθρώπινου πολιτισμού στις επόμενες γενιές και έτσι προοδεύει το ανθρώπινο είδος. Είναι φανερό λοιπόν για ποιο λόγο η εκπαίδευση αναφέρεται ιδιαίτερα έντονα στις βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις οι οποίες αποτελούν το κύριο αντικείμενο διδασκαλίας όταν κάποιος μαθητής πηγαίνει στο σχολείο.

Οι βιολογικά πρωτογενείς γνώσεις μαθαίνονται αλλά δε διδάσκονται, ενώ οι βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις και μαθαίνονται και διδάσκονται.

Όμως, πολλές φορές εμείς οι εκπαιδευτικοί συγχέουμε τις ενδογενείς, αυτόματες ικανότητες που έχουν οι μαθητές (και όλοι οι άνθρωποι) να απορροφούν τις βιολογικά πρωτογενείς γνώσεις με τις περιορισμένες ικανότητες απόκτησης των βιολογικά δευτερογενών γνώσεων. Ας μην ξε­χνάμε ότι οι βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις απαιτούν ενσυνείδητη προ­σπά­θεια και επιμονή για να μαθευτούν, ενώ η διαδικασία απόκτησής τους υπόκειται έντονα στους περιο­ρι­σμούς της Μνήμης Εργασίας. Συγκεκριμένα, αρκετοί εκπαιδευτικοί ασπά­ζονται την άποψη ότι είναι καλύτερα οι μαθητές να ανακαλύπτουν μόνοι τους τη γνώση έχοντας ελάχιστη καθοδήγηση παρά να τους διδάσκουν άμεσα τη γνώση αυτή (α­νακαλυπτική μέθοδος διδασκαλίας). Δυστυχώς, ενώ αυτή η άποψη είναι δε­λεαστική και φαίνεται αρκετά προοδευτική, έρχεται σε αντίθεση με τον τρό­πο λειτουργίας της ανθρώπινης Μνήμης, με αποτέλεσμα οι μαθητές που ε­κτίθενται σε τέτοιες πρακτικές, και ειδικά οι αρχάριοι, να μένουν συνήθως πίσω στη μάθησή τους, είτε γιατί ο χρόνος υλοποίησης των πρακτικών αυτών είναι μεγάλος, είτε γιατί οι γνώσεις που αποκτούν με τον τρόπο αυτό περικλείουν πολλές παρανοήσεις. Παρόλα αυτά, η διδασκαλία μας μπορεί να περιέχει μια μικρή δόση καθοδηγούμενης ανακαλυπτικής μάθησης, μόνο εφόσον απευθυνόμαστε σε μαθητές με προχωρημένες γνώσεις.

Ποια είναι τα είδη των γνώσεων που αποθηκεύονται στη ρητή Μακρά Μνήμη;

Οι γνώσεις που αποθηκεύονται στην ρητή Μακρά Μνήμη μπορούν να χωριστούν σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους ή τον τρόπο απόκτησής τους. Στην προηγούμενη ενότητα είδαμε το χωρισμό των γνώσεων σε βιολογικά πρωτογενείς και βιολογικά δευτερογενείς γνώσεις. Γενικά όμως, οι επιστήμονες που μελετούν τη μνήμη διαφωνούν για τον τρόπο με τον οποίο είναι δομημένες οι γνώσεις αυτές. Αυτό είναι φυσιολογικό, μιας και η αποκρυπτογράφηση της λειτουργίας του εγκε­φάλου βρίσκεται ακόμη στα σπάργανα. Παρόλα αυτά υπάρχουν πολλές περιο­χές συμφωνίας τις οποίες θα προσπαθήσω να παρουσιάσω στις επόμενες παραγράφους, με κύριο μέλημά μου να αναφερθώ σε χαρακτηριστικά που ενδιαφέρουν την εκπαίδευση.
Στη ρητή Μακρά Μνήμη θεωρείται ότι αποθηκεύονται τα εξής τρία είδη γνώσεων: α) η δηλωτική γνώση (declarative knowledge) που απαντά στην ερώτηση «τι;», β) η διαδικαστική γνώση (procedural knowledge) που απαντά στην ερώτηση «πώς;» και γ) η πλαισιοθετημένη γνώση (conditional knowledge) που απαντά στο ερώτημα «πότε και γιατί;» (Bruning et al. 2011).
Κάποιοι άλλοι ερευνητές δεν ξεχωρίζουν την πλαισιοθετημένη γνώση ως ένα ιδιαίτερο είδος γνώσης αλλά την εντάσσουν στη δηλωτική γνώση. Παρόλα αυτά η θέση της πλαισιοθετημένης γνώσης ως ένα τρίτο ξεχωριστό είδος στοχεύει στην ανάδειξη της σημασίας που έχει η γνώση αυτή για τη σχολική μάθηση.

Τα τρία είδη γνώσεων που αποθηκεύονται στη ρητή Μακρά Μνήμη είναι:
α) η δηλωτική γνώση, β) η διαδικαστική γνώση και γ) η πλαισιοθετημένη γνώση.

Δηλωτική γνώση

Η δηλωτική γνώση απαντά στο ερώτημα «τι;» και θεωρείται ότι αποθηκεύεται σε δύο υποσυστήματα της ρητής μνήμης που ονομάζονται επεισοδιακή μνήμη και σημασιολογική μνήμη.
Η επεισοδιακή μνήμη είναι το τμήμα εκείνο της Μακράς Μνήμης στο οποίο αποθηκεύουμε γεγονότα που συνέβησαν στη ζωή μας μια προγενέστερη χρονική στιγμή. Για παράδειγμα, για να απαντήσετε στην ερώτηση: «Τι φάγατε χτες το μεσημέρι;» πρέπει να ανακαλέσετε το ίχνος της μνήμης που δημιουργήθηκε από την εμπειρία που είχατε με το φαγητό σας χτες το μεσημέρι. Η επεισοδιακή μνήμη μάς επιτρέπει να κάνουμε ένα νοητικό ταξίδι πίσω στο χρόνο, να θυμηθούμε και να «ξαναζήσουμε» γεγονότα, ενώ μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα γεγονότα αυτά για να προγραμματίσουμε μελλοντικές μας πράξεις (Baddeley et al. 2015).
Η σημασιολογική μνήμη από την άλλη μεριά είναι η αποθήκη των γνώσεων του κάθε ανθρώπου για τον κόσμο γύρω του και είναι απαλλαγμένη από το επεισόδιο της μάθησης. Για παράδειγμα, η πρόταση: «Η πρωτεύουσα της Γαλλίας είναι το Παρίσι» αποτελεί δηλωτική γνώση που αποθηκεύεται στη σημασιολογική μνήμη χωρίς ταυτόχρονα να θυμόμαστε πώς αποκτήσαμε τη γνώση αυτή.
Προφανώς, η επει­σοδιακή μνήμη υποστηρίζει τη σημασιολογική μνήμη. Είναι πιθανό οι γνώσεις που αποθηκεύονται στην σημασιολογική μνήμη να είναι το απο­τέ­λεσμα πολλών επεισοδίων μάθησης. Για παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι η Μαδρίτη είναι η πρωτεύουσα της Ισπανίας όχι μόνο επειδή το μαθαίνουμε στο σχολείο αλλά και επειδή πιθανά να έχουμε δει πολλές φορές την πληροφορία αυτή στα νέα που παρακολουθούμε ή να έχουμε επισκεφτεί παλαιότερα τη Μαδρίτη (Baddeley et al. 2015).
Η σημασιολογική μνήμη έχει ιδιαίτερη αξία για την εκπαίδευση διότι στη μνήμη αυτή αποθηκεύονται πληροφορίες για τον κόσμο γύρω μας. Τα στοιχεία που είναι αποθηκευμένα στη σημασιολογική μνήμη αποτελούν ένα δίκτυο γνώσεων που συνδέονται μεταξύ τους. H καλή οργάνωση της σημασιολογικής μνήμης, δηλαδή η πυκνότητα του δικτύου αυτού καθώς και ο βαθμός σύνδεσης των γνώσεων μεταξύ τους, συνεισφέρει σημαντικά στην κατανόηση των καταστάσεων που βιώνουμε ή μελετάμε. Παρά τη μεγάλη σημασία της δηλωτικής γνώσης, δίχως τα άλλα δύο είδη γνώσεων, δηλαδή τη διαδικαστική και την πλαισιοθετημένη γνώση, η κατανόηση του κόσμου δεν είναι βαθιά και πλήρης.

Διαδικαστική γνώση

H διαδικαστική γνώση όπως έχω ήδη αναφέρει απαντά στην ερώτηση «πώς;» και περιλαμβάνει όλες τις δεξιότητες και τις στρατηγικές που γνωρίζει ένας άνθρωπος (Turns & Meter 2009). Η γνώση αυτή θεωρείται ότι αποθηκεύεται σε ένα άλλο σύστημα της ρητής μνή­μης που μπορούμε να το ονομάσουμε διαδικαστική μνήμη. Οι διαδικα­στικές γνώσεις αρκετές φορές αποκτούνται άδηλα, χωρίς δηλαδή να καταλαβαίνουμε πώς τις αποκτάμε. Όμως, υπάρχουν και διαδικαστικές γνώ­σεις που είναι προϊόν μελέτης και νοητικής προσπάθειας και αυτού του είδους οι γνώσεις ενδιαφέρουν ιδιαίτερα την εκπαίδευση. Για παρά­δειγμα, ο τρόπος εφαρμογής ενός εργαλείου (πχ χρονικές εξισώσεις κίνησης) για τη λύση ενός προβλήματος φυσικής περιλαμβάνει διαδικαστική γνώση που τη μαθαίνει ένας μαθητής μέσω της νοητικής προσπάθειας που καταβάλει κατά τη λύση άλλων, πρότυπων ή μη, προβλημάτων φυσικής. Προφανώς, είναι αδύνατον να λύσουμε κάποιο πρόβλημα αν δεν γνωρίζουμε πώς να χρησιμοποιούμε τα εργαλεία λύσης του προβλήματος, ενώ οι δυσκολίες που συναντούν οι μαθητές για να λύσουν ένα πρόβλημα που δεν έχουν ξανασυναντήσει μπορεί να εξηγηθεί εν μέρει από τις αδυναμίες και τα κενά της διαδικαστικής τους γνώσης (Turns & Meter 2009).
Όμως, ακόμη και αν γνωρίζουμε πώς χρησιμοποιούνται τα εργαλεία λύσης ενός προβλήματος που αντιμετωπίζουμε, πρέπει να έχουμε εφοδιαστεί με επιπλέον γνώσεις που αφορούν τις προϋποθέσεις εφαρμογής τα εργαλείων αυτών, κάτι που οδηγεί στο επόμενο είδος αναγκαίας γνώσης, την πλαισιοθετημένη γνώση.

Πλαισιοθετημένη γνώση

Η πλαισιοθετημένη γνώση απαντά στην ερώτηση «πότε και γιατί;». Δηλαδή αναφέρεται στις προϋποθέσεις που πρέπει να ισχύουν ώστε να χρησιμο­ποιή­σουμε μια δηλωτική ή διαδικαστική γνώση. Για παράδειγμα, η πρόταση: «Αν η θερμοκρασία του νερού είναι κάτω από 0 °C, τότε το νερό έχει τη μορφή πάγου» αποτελεί πλαισιοθετημένη γνώση. Στην ίδια λογική κινείται και η πρόταση: «Αν η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα σώμα είναι ίση με μηδέν, τότε το σώμα είτε είναι ακίνητο είτε κινείται με σταθερή ταχύτητα». Η τελευταία πρόταση αποτελεί τον 1^ο νόμο του Νεύτωνα και είναι ένας από τους σημαντικούς νόμους στη Φυσική.
Μια άλλη περίπτωση πλαισιοθετημένης γνώσης είναι η περίπτωση να περιγράφεται μια διαδικασία που πρέπει να ακολουθηθεί αν μια κατάσταση αναγνωρίζεται ως αληθινή. Ένα παράδειγμα τέτοιας περίπτωσης αποτελεί η πρόταση: «Αν θέλεις να λύσεις την εξίσωση 5x + 2 = 4, πρέπει να μεταφέρεις τους γνωστούς όρους στη μια πλευρά της εξίσωσης και τους αγνώστους στην άλλη πλευρά». Αυτή η πρόταση μπορεί να χαρακτηριστεί ως κανόνας.
Ψάχνοντας κάποιος μπορεί να βρει πολλές τέτοιες προτάσεις σε κάθε μάθημα που διδάσκεται ένας μαθητής στο σχολείο. Αυτές οι προτάσεις είναι αναγκαίο να έχουν ενσωματωθεί στη μνήμη του μαθητή μετά από τη διδασκαλία ενός μαθήματος αλλά και την προσωπική του μελέτη στο μάθημα αυτό. Επιπλέον, ιδιαίτερο σημαντικό είναι το γεγονός ότι οι προτάσεις αυτές συνεισφέρουν στη βαθύτερη μάθηση γιατί εξηγούν πότε είναι σωστό ή και χρήσιμο να χρησιμοποιούνται οι δηλωτικές και οι διαδικαστικές γνώσεις (Reif 2010). Η βαθύτερη μάθηση είναι προαπαιτούμενο για τη σωστή λύση προβλημάτων που δεν τα έχουμε ξανασυναντήσει, μιας και μας δίνει τη δυνατότητα να αναγνωρίσουμε τη δομή των προβλημάτων αυτών και άρα να εφαρμόσουμε τη σωστή διαδικασία επίλυσης.

Πως συνδέονται τα παραπάνω είδη γνώσεων;

Τα παραπάνω τρία είδη γνώσεων δεν λειτουργούν αυτόνομα στη διαδικασία της μάθησης. Πολύ συχνά συνυπάρχουν και τροφοδοτούν το ένα το άλλο δημιουργώντας ένα πυκνό δίκτυο γνώσεων στη Μακρά Μνήμη. Για παράδειγμα, η πρόταση: «Από την ηλεκτρόλυση του νερού προκύπτει οξυγόνο και υδρογόνο» αποτελεί δηλωτική γνώση, η οποία στηρίζεται σε άλλες, επίσης δηλωτικές γνώσεις (τι είναι ηλεκτρόλυση, τι είναι νερό, τι είναι οξυγόνο, τι είναι υδρογόνο κ.ο.κ.). Όμως αυτό δεν είναι το μοναδικό ζητούμενο που πρέπει να μάθουν οι μαθητές, ότι δηλαδή από την ηλεκτρόλυση του νερού παίρνουμε οξυγόνο και υδρογόνο. Είναι σημαντικό να γνωρίζουν επιπλέον τον τρόπο με τον οποίο γίνεται η ηλεκτρόλυση (διαδικαστική γνώση), γιατί γίνεται, και ποιες είναι οι ιδιαίτερες συνθήκες που πρέπει να ισχύουν ώστε να μπορέσει να προκύψει η ηλεκτρόλυση (πλαισιοθετημένη γνώση). Πολύ συχνά απαιτείται να μάθουμε μόνο κάποιες δηλωτικές γνώσεις. Όμως, σπάνια αυτές οι γνώσεις είναι αυτόνομες. Συνήθως συνδέονται με άλλες δηλωτικές γνώσεις, ενώ συμμετέχουν σε διαδικαστικές και πλαισιοθετημένες γνώσεις. Είναι λογικό ότι για να κατανοήσουμε τον κόσμο μας δεν απαιτείται μόνο να γνωρίζουμε από τι αποτελείται αυτός (δηλωτική γνώση), αλλά πρέπει να γνωρίζουμε πώς λειτουργεί (διαδικαστική γνώση) καθώς και ποιες είναι οι συνθήκες εκείνες που τον κάνουν να λειτουργεί με τον τρόπο αυτό (πλαισιοθετημένη γνώση).

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει διάφορες θεωρίες για το πώς είναι δομημένες οι γνώσεις στη σημασιολογική μνήμη. Μια πολύ γνωστή και διαδεδομένη θεωρία είναι η θεωρία των νοητικών σχημάτων (schemata). Το σχήμα (schema) είναι μια νοητική κατασκευή γνώσεων που προέκυψε από τα κοινά στοιχεία διάφορων παρόμοιων πρότερων εμπειριών (Lieberman 2012). Για παράδειγμα, από τις επισκέψεις μας σε διάφορα εστιατόρια έχουμε αναπτύξει ένα νοητικό σχήμα: «Εστιατόριο» που περιλαμβάνει από τα τμήματα του εστιατορίου, μέχρι τις διαδικασίες που ακολουθούμε όταν πηγαίνουμε σε αυτό. Το νοητικό σχήμα «εστιατόριο» δεν είναι αυτόνομο στη μνήμη μας, αλλά συνδέεται ή και αλληλοεπικαλύπτεται με άλλα νοητικά σχήματα (πχ με το νοητικό σχήμα: «Σαλάτα»).
Σύμφωνα με τη Μarshall (1995), το σχήμα είναι ένα «όχημα» μνήμης που επιτρέπει την οργάνωση των παρόμοιων εμπειριών ενός ατόμου με τέτοιο τρόπο ώστε, το άτομο:
α) να μπορεί εύκολα να αναγνωρίζει επιπλέον εμπειρίες που είναι παρόμοιες διακρίνοντας μεταξύ αυτών και άλλων που είναι διαφορετικές,
β) να μπορεί να έχει πρόσβαση σε ένα γενικό πλαίσιο που περιέχει τα ουσιώδη στοιχεία όλων των παρόμοιων εμπειριών περικλείοντας λεκτικά και μη λεκτικά συστατικά,
γ) να μπορεί να κάνει συνεπαγωγές, να υπολογίζει, να δημιουργεί στόχους και να αναπτύσσει σχέδια χρησιμοποιώντας το πλαίσιο αυτό, και
δ) να αξιοποιεί δεξιότητες, διαδικασίες ή κανόνες όποτε απαιτούνται όταν αντιμετωπίζει ένα πρόβλημα, για το οποίο πρόβλημα το συγκεκριμένο πλαίσιο είναι σχετικό.
Οι μαθητές προσέρχονται στην τάξη με νοητικά σχήματα που αναφέρονται σε ένα μαθησιακό αντικείμενο, τα οποία πολλές φορές είναι ημιτελή ή ακόμη και λανθασμένα. Για το λόγο αυτό, οι πρότερες γνώσεις που έχουν δομήσει οι μαθητές είναι ιδιαίτερα σημαντικές για την περαιτέρω μάθηση. O καθηγητής ή ο δάσκαλος πρέπει να αξιολογήσει τα νοητικά σχήματα που έχει δημιουργήσει ο μαθητής και στη συνέχεια να προσπαθήσει να τα μεταβάλλει και φυσικά να ενισχύσει τη συνδεσιμότητα μεταξύ των γνώσεων που υπάρχουν σε ένα σχήμα αλλά και τη συνδεσιμότητα ενός σχήματος με άλλα σχήματα που είναι προαπαιτούμενα για το μαθησιακό αντικείμενο που μαθαίνει ο μαθητής.

Συνοψίζοντας…

Η Μακρά Μνήμη είναι η αποθήκη των γνώσεών μας και έχει πολύ μεγάλη χωρητικότητα για τα χρονικά δεδομένα της ανθρώπινης ζωής. Πολλές από τις γνώσεις αυτές τις μαθαίνουμε χωρίς να το καταλαβαίνουμε, ενώ άλλες γνώσεις (και ιδιαίτερα αυτές που ενδιαφέρουν την εκπαίδευση) χρειάζεται να καταβάλουμε κόπο για να τις ενσωματώσουμε στη Μακρά Μνήμη. Ένας τρόπος για να χωρίσουμε τα είδη των γνώσεων που αποθηκεύονται στη Μακρά Μνήμη είναι να τις χωρίσουμε ανάλογα με τις ερωτήσεις που απαντούν. Η δηλωτική γνώση απαντά στην ερώτηση «τι;», η διαδικαστική γνώση απαντά στην ερώτηση «πώς;», ενώ η πλαισιοθετημένη γνώση απαντά στην ερώτηση «πότε και γιατί;» Και τα τρία είδη των γνώσεων είναι σημαντικά για την εκπαίδευση γιατί συνεισφέρουν στη βαθύτερη μάθηση, Με άλλα λόγια, η διδασκαλία μας πρέπει να στοχεύει και στα τρία είδη γνώσης.
Η διαδικασία ενσωμάτωσης των νέων γνώσεων στις προϋπάρχουσες γνώσεις, η αποθήκευση των γνώσεων στη Μακρά Μνήμη, καθώς και η διαδικασία της ανάκλησης των γνώσεων αυτών είναι σημαντικά ζητήματα που ο εκπαιδευτικός πρέπει να γνωρίζει. Τα τρία αυτά ζητήματα, μαζί με την επίδραση του ύπνου στη μάθηση, θα είναι το αντικείμενο το επόμενου και τελευταίου άρθρου για τη Μνήμη και τη σχέση της με τη μάθηση.

Βιβλιογραφία

1. Baddeley, A., Eysenck, M. & Anderson, M., 2015. Memory 2nd ed., London: Psychology Press.
2. Bruning, R., Schraw, G. & Norby, M., 2011. Cognitive Psychology and instruction, Pearson.
3. Caine, R. & Caine, G., 1991. Making Connections. In Making connections: Teaching and the human brain.
4. Eysenck, M.W. & Keane, M.T., 2010. Cognitive psychology : a student’s handbook 6th ed., Psychology Press.
5. Lieberman, D., 2012. Human Learning and Memory 1st ed., Cambridge University Press.
6. Marshall, S.P., 1995. The nature of a schema. In Schemas in Problem Solving. pp. 37–61.
7. McCrudden, M. & McNamara, D., 2017. Cognition in Education, Routledge.
8. Priya, K., 2015. Implicit Learning: Development, Individual Differences, and Educational Implications. Harvard.
9. Reif, F., 2010. Applying Cognitive Science to Education: Thinking and Learning in Scientific and Other Complex Domains, MIT press.
10. Sweller, J., Ayres, P. & Kalyuga, S., 2011. Cognitive Load Theory, New York, NY: Springer New York.
11. Turns, S.R. & Meter, P.N. Van, 2009. AC 2011-186 : Applying Knowledge from Educational Psychology and Cognitive Science to a First Course in Thermodynamics. ASEE Annual Conference Proceedings.