Ce se întâmplă în spatele privirii goale?

Indiferent de domeniul nostru de studiu, cu toții am avut momente în care unii elevi par să se agațe de fiecare cuvânt, înghițind mesajele, imaginile, graficele și vizualurile noastre cu un angajament robust. În cadrul acelorași clase, însă, va exista un grad de confuzie, priviri perplexe sau, în cel mai rău caz, privirea în gol! În domeniul meu de educație anatomică, la fel ca în multe alte discipline STEMM*, utilizarea aproape omniprezentă a mijloacelor multimedia și a altor vizualizări computerizate din ce în ce mai complexe este o piesă importantă a trusei noastre de instrumente pedagogice pentru sala de clasă, pentru grupurile mici sau chiar pentru discuțiile individuale la nivel de absolvenți. Deși o imagine spune într-adevăr o mie de cuvinte, cuvintele pe care fiecare persoană le aude sau, mai important, le înțelege, vor varia foarte mult.

Laboratorul meu, Corps for Research of Instructional and Perceptual Technologies (CRIPT Lab), folosește paradigma experimentală a capacității spațiale pentru a explora modul în care indivizii folosesc imaginile pentru a învăța. Fiecare dintre noi are grade diferite de orientare spațială, de simț al direcției și de capacitate de a manipula mental obiecte sau de abilitate spațială. Această trăsătură poate fi măsurată cu ajutorul unei varietăți de teste care indică îndemânarea noastră. Se crede că abilitatea spațială influențează alegerile noastre educaționale și chiar cât de bine ne descurcăm la acele materii (Wai, Lubinski și Benbow 2009). Utilizăm teoria cognitivă a învățării multimedia (Mayer) și teoria sarcinii cognitive (Valcke 2002) pentru a sugera că persoanele cu abilități spațiale scăzute sunt supuse unor sarcini de învățare străine mai mari, deoarece se străduiesc să țină pasul cu vizualizările complexe care sunt uneori utilizate pentru a demonstra un fenomen. Am început să colectăm date neurofiziologice în timpul învățării și al testării. Stați liniștiți; acestea nu sunt teste atotcuprinzătoare ale inteligenței, dar au o aplicabilitate predictivă rezonabilă și în creștere.

Doctorandul în educație Jay Loftus a studiat modul în care fluxul sanguin cerebral este ridicat la persoanele cu abilități spațiale ridicate în comparație cu cele cu abilități spațiale scăzute atunci când folosesc imagini statice pentru a învăța oasele picioarelor sau vasele mari din piept. Scopul nu a fost să le învețe numele sau funcțiile, ci mai degrabă să înțeleagă cum se potrivesc aceste părți anatomice între ele.

În mod constant, persoanele cu abilități spațiale ridicate obțin scoruri mai bune la testele concepute de el și au făcut acest lucru cu un flux sanguin cerebral mai ridicat. Pentru răspunsurile incorecte, persoanele cu capacitate spațială mai mare au avut o ușoară scădere a fluxului sanguin, dar fluxul sanguin al persoanelor cu capacitate spațială mai mică a scăzut sub nivelul lor de bază, indicând o potențială deviere a sângelui către alte zone ale creierului în încercarea de a răspunde la întrebare. Avem tendința de a ne gândi la acest lucru ca la o „rată de lucru” cerebrală mai mare pentru a face treaba. Într-un anumit sens, persoanele cu capacitate spațială scăzută se confruntă cu sarcini cognitive străine mai mari în această modalitate de învățare și testare (Loftus, Jacobsen și Wilson 2016). Loftus studiază în prezent aceste efecte folosind imagini dinamice, comune multor medii multimedia, iar efectul pare să se exacerbeze și mai mult.

Am vrut să sondăm mai adânc pentru a înțelege mai bine dacă abilitatea spațială este „totul în cap”. Am făcut un pas mai departe pentru a vedea dacă persoanele cu abilități spațiale diferite examinează vizualizările în același mod. Studenta la doctorat Victoria Roach a încorporat tehnologia de urmărire a ochilor pentru a răspunde întrebărilor sale. Eye tracking utilizează camere de mare viteză pentru a observa unde se mișcă ochiul în timp ce observă un ecran. Cu ajutorul acestei tehnologii, ea a măsurat evenimentele legate de „unde și când” în ceea ce privește examinarea unei imagini. Dintr-o perspectivă vizuală și cognitivă, noi, în calitate de oameni, procesăm informațiile vizuale doar atunci când ne fixăm asupra lucrurilor din lumea noastră vizuală. Astfel, Roach a dezvoltat o măsură a salienței („unde” combinat cu „când”) în cadrul fiecărei imagini. Ea a monitorizat persoane în timp ce acestea efectuau teste de rotație mentală. Astfel, la sfârșitul experimentului, ea știa scorul lor de rotație mentală, sau cât de bine s-au descurcat la test, precum și saliența atenției lor în timpul testului. Rezultatele interesante au început să apară din experimentele ei. Primul este că persoanele cu capacitate spațială ridicată și cele cu capacitate spațială scăzută acordă atenție unor părți diferite ale aceleiași imagini prezentate. Acest lucru este interesant în sine, dar luați în considerare faptul că locul în care cineva privește în cadrul imaginii poate oferi indicii pentru a se orienta mai bine și a deduce semnificația.

Făcând un pas mai departe, deseori punem limite de timp la testele noastre și, făcând acest lucru, separăm și mai mult elevii cu abilități spațiale ridicate de cei cu abilități spațiale scăzute, oferindu-le mai puțin timp pentru a se concentra asupra aspectelor importante și, astfel, împiedicând elevii cu abilități spațiale scăzute. Oferiți oamenilor mai mult timp pentru a finaliza testele și vom constata ceea ce este evident: scorurile tind să crească în general. Mai important, însă, este faptul că persoanele cu abilități spațiale mai scăzute încep să acorde atenție unor părți importante similare ale vizualizării ca și omologii lor cu abilități spațiale mai ridicate (Roach et al. 2016). În cercetările sale care urmează să fie publicate, Roach a mers până la a defini zona cea mai proeminentă a unei imagini dintr-un grup de persoane cu abilități spațiale ridicate; ea arată apoi această zonă proeminentă persoanelor cu abilități spațiale scăzute, spunând doar că este un loc important în imagine. Persoanele cu abilități spațiale scăzute antrenate își măresc considerabil scorul, echivalentul creșterii mediei, iar efectul este de durată, acestea continuând să se descurce mai bine la testele ulterioare „non-antrenate”.

Punerea laolaltă a acestor cercetări este îmbucurătoare pentru profesori și elevi. În primul rând, trebuie să realizăm că noi, în calitate de educatori, putem modifica încărcătura cognitivă a elevilor într-o varietate de moduri prin demonstrații bune, rele sau urâte. Dacă, din neatenție, creștem sarcina cognitivă străină a unei diagrame, a unui grafic sau a unui vizual, efectele sunt răspândite și diferențiate în rândul elevilor noștri, iar cei cu abilități spațiale mai scăzute suferă cel mai mult. Este capacitatea spațială o variabilă dependentă a testelor dumneavoastră? Acum imaginați-vă ce se întâmplă într-o situație de testare în care limitele de timp sunt scurte și mizele sunt mari. În cele din urmă, există o putere imensă în pedagogie și în capacitatea noastră ca educatori de a-i conduce pe elevi la înțelegerea vizualizărilor complexe. Dacă direcționăm atenția, le arătăm elevilor unde și cum să privească un fenomen, se scurtează cel puțin decalajul dintre abilitățile spațiale, iar elevii noștri se pot concentra asupra mesajului (cunoștințelor) mai degrabă decât asupra vizualizării (suportului).

* STEMM este adesea menționată ca discipline care implică știința, tehnologia, ingineria și matematica, iar noi includem adesea medicina pentru a reprezenta domeniile conexe științelor medicale.

Loftus, Jay J., Michele Jacobsen, și Timothy D. Wilson. 2016. „Learning and Assessment with Images: A View of Cognitive Load through the Lens of Cerebral Blood Flow”. British Journal of Educational Technology. http://dx.doi.org/10.1111/bjet.12474.

Mayer, Richard E. 2014. „Cognitive Theory of Multimedia Learning” (Teoria cognitivă a învățării multimedia). În Cambridge Handbook of Multimedia Learning, editat de R. E. Mayer, 31-48. New York: Cambridge University Press.

Roach, Victoria A., Graham M. Fraser, James H. Kryklywy, Derek Mitchell și Timothy D. Wilson. 2016. „The Eye of the Beholder: Can Patterns in Eye Movement Reveal Aptitudes for Spatial Reasoning?” (Modele în mișcarea ochilor pot dezvălui aptitudini pentru raționamentul spațial). Anatomical Sciences Education 9 (4): 357-66.

Valcke, Martin. 2002. „Sarcina cognitivă: Actualizarea teoriei?”. Learning and Instruction 12: 147-54.

Wai, Jonathan, David Lubinski, and Camilla P. Benbow. 2009. „Abilitatea spațială pentru domeniile STEM: Alinierea a peste 50 de ani de cunoștințe psihologice cumulate îi consolidează importanța”. Journal of Educational Psychology 101 (4): 817-35.

Dr. Tim Wilson este profesor asociat la University of Western Ontario. De asemenea, el face parte din consiliul consultativ al Conferinței Teaching with Technology.

Reimprimat din The Best of Teaching with Technology, un raport care prezintă articole bazate pe unele dintre cele mai bine cotate sesiuni de la Conferința Teaching Professor Technology 2016 (cunoscută acum ca Teaching with Technology Conference).

.