Taitojen oppiminen – prosesseja ja teorioita

Taitojen oppiminen

• • • • • Taitojen oppimisen kognitiiviset perusteet Miten opimme erilaisia taitoja? Taidot vs. kompetenssit Miten päästä oppimistavoitteisiin? Tekemällä oppimisen taustateorioita

Taitojen oppimisen kognitiiviset perusteet: Taitojen oppimisen psyykkisen säätelyn keskeiset piirteet

• Opittaessa keskeisessä asemassa mentaalinen malli, joka ohjaa toimintaa – Mentaalinen malli: aivoissamme olevaa tietoaines ja muistitieto, johon toimintamme perustuu • Esimerkiksi jonkin tietokoneohjelman käyttämisen mentaalinen malli • Työsuoritusta ohjaa ihmisen työmuisti – Kapasiteetti 4-9 hahmotusyksikköä (chunks) – Jos ylittyy, informaatioylikuorma ja toiminnan häiriintyminen > Ei liian monta asiaa kerrallaan

Taitojen oppimisen kognitiiviset perusteet: Taitojen oppimisen psyykkisen säätelyn keskeiset piirteet

• Toiminnan säätely on osittain tiedostettua, osittain tiedostamatonta • Työtehtävät ja tavoitteet organisoituvat hierarkkisesti ylhäältä alaspäin • Työn suoritusta ohjaavat eri aistiemme kautta välittyvät signaalit • Huippusuoritus vaatii paljon harjoitusta, esim. 10 000 h

Työmuistin eli lyhytaikaisen muistin rajoitteet ja ratkaisut ongelmaan

Vain 4-9 hahmotusyksikön käsittely mahdollista Ratkaisuja (R1-R3): • R1: Toimintojen automatisoituminen pitkäaikaisessa muistissa sijaitseviksi toimintamalleiksi harjoituksen myötä – Eivät enää rasita työmuistia, voidaan omaksua lisää – Yksinkertaiset harjoitukset aluksi: opetetaan vain noin 5 asiaa kerrallaan, joita sitten harjoitellaan – Riittävä harjoitus, erilaisia tilanteita harjoiteltava

Työmuistin eli lyhytaikaisen muistin rajoitteet ja ratkaisut ongelmaan

• R2: Chunking, niputus, yhdistellään yksittäisiä asioita suuremmiksi hahmotusyksiköiksi – Harjoituksen myötä • R3: Huomion suuntaaminen kriittisiin kohteisiin – Opettajan rooli

Automatisoituminen oppimisen tuloksena

• • Automatisoituminen, haetaan pitkäaikaisesta muistista valmiita toimintamalleja Automatisoituminen vaatii paljon harjoitusta – Esim. Hendrix Automatisoitumisen etuja: – Ajantarpeen pienentyminen – Valmius suorittaa samaan aikaan useita toteutusprosesseja – Suoritusnopeuden tasaisuus eri kerroilla – Virheettömyys

Automatisoituminen oppimisen tuloksena

• Automatisoitumisen haittoja: >Jos opittu väärä toimintamalli automaation asteelle, ongelma, koska automatisoituneet taidot eivät ole tietoisessa hallinnassa – On pyrittävä oppimaan oikea suoritus • Harjoituksen ohjaus, suorituksen uusiminen

•

Millainen mentaalinen malli opiskelijalle syntyy oppimisen seurauksena?

Mielessämme oleva, työtä säätelevä mentaalinen malli – Mielen rakenteita, käsityksiä, mielikuvia, asian eri osien suhteita toisiinsa • Automatisoituminen ja oppiminen, toimintamallit • Harjoitteeseen olennaiset asiat mukaan – Kriittiset taidot • • Realistisen mentaalisen mallin syntyminen vaatii paljon kokemusta, harjoittelua Epätäydelliset tai väärät mallit, virhesuoritus (vaarat)

Kehittyneet mentaaliset mallit, automatisoituminen ja nopea päätöksenteko

• Kehittyneet mentaaliset mallit ja nopea päätöksenteko • Valmiita, automatisoituneita toimintamalleja käytetään nopeassa päätöksenteossa (R1, R2 ja R3 toteutuvat) – Kokeneet hakkuukoneenkuljettajat tai hävittäjälentäjät – Kokeneet lintubongarit • >Laaja tietoperusta edellytyksenä, paljon muistista haun reittejä (vrt. transfer) Valmiit, automatisoituneet toimintamallit ja tietokonepelit

Signaalit

• Työtoiminnan säätelyn lyhytkestoisia tapahtumia – Sensorisista prosesseista näön, kuulon, liikeaistin ym. perusteella saatua informaatiota • Havaintotapahtumat perusta tiedolle, jota työntekijä tarvitsee ohjaamastaan prosessista • Signaalit ilmoittavat – Työvaiheiden vaatimukset ja säätelevät näitä – Muodostavat tuotannollisen tilanteen analyysin ja säätelyn perustan

Signaalit ja oppiminen

• Signaaleista tulevaa tietoa verrataan mentaaliseen malliin • Oppimisen kannalta merkittävät signaalit – Vahvistettu vihjeistys – Liikkeen merkitys – Äänet • Harjoitus

Taidot ja kompetenssit

• Taidon käsite suppeampi kun kompetenssin • Kompetenssi on yksilöllinen ominaisuus – tieto, taito ja kyky, joka selittää tietyin kriteerein määriteltyä tehokkuutta tai onnistumista työtehtävissä ja –tilanteissa • Kompetenssit voivat olla laajasti erityyppisissä ammateissa sovellettavia valmiuksia tai hyvin kapea alaisia spesifeissä työtehtävissä tarvittavia valmiuksia

Miten opimme erilaisia taitoja: Kognitiivisten taitojen hierarkia

1.Motoriset taidot Uiminen, piirtäminen, ajoneuvon ohjaaminen 2. Menetelmätaidot Viestintä, suunnistus, tietokoneen ohjelmointi, ajoneuvon rakenne 3. Päätöksentekotaidot (intellektuaaliset taidot) Kielitaito, matemaattiset taidot, tehtävän valinta, tilannearviointi, henkilöstön yhteistyö (CRM)

Miten opimme erilaisia taitoja: Osataidot vai kokotaidot ensin?

• Kokonaisuuksista osiin ja osista kokonaisuuksiin • Osataitojen oppiminen opetustilanteessa – Tilanteen yksinkertaistaminen, vältetään informaatioylikuorma > Nopeampi oppiminen – Ei vaadi välttämättä suurta autenttisuutta oppimisympäristöltä • Osataidot kokotaidoiksi aidossa ympäristössä

Erilaisten taitojen oppiminen

• Eri taitoja opitaan eri tavoin • Motoriset taidot – Opitaan hitaasti, unohdetaan hitaasti – Paljon harjoitusta – Kehittyneet motoriset taidot • Vrt. automatisoituminen

Erilaisten taitojen oppiminen

• Menetelmätaidot, opitaan nopeasti, unohdetaan nopeasti

Erilaisten taitojen oppiminen

• Päätöksentekotaidot (intellektuaaliset taidot) – Oppiminen riippuu paljolti oppimistehtävien laadusta ja toiminnan onnistumisesta

• Oppivatko noviisit ja ekspertit eri tavoin?

Oppimisen teorioita Oppiminen – aluksi usein mallioppimista

• Mallien merkitys • Matkitaan saatua mallia – esimerkiksi opettajan demonstraatiota tai toisen opiskelijan suoritusta tms.

• Havainnointiin perustuvan oppimisen prosessit, neljä alaprosessia: • • • • 1) huomion kiinnittämisen prosessit, 2) muistamisprosessit, 3) motorisen toistamisen prosessit ja 4) motivationaaliset prosessit

• • • •

Havainnointiin perustuva oppiminen

1) Huomiota kiinnitetään tiettyihin merkittäviin toiminnan piirteisiin 2 ) Muistaminen, mallien on oltava tallentuneina muistiimme symbolisessa muodossa (kuvallinen ja verbaalinen) 3) Motorinen toistaminen, symbolisten representaatioiden muuntaminen toiminnaksi – Virheet, korjaavat suoritukset 4) Motivationaaliset prosessit - Ihmiset omaksuvat paremmin uudenlaisen toiminnan jos siitä on heille hyötyä

Tekemällä oppimisen teoria

• Case-Based Reasoning • Taustalla Dewey (Learning-by-Doing): Aito oppiminen tapahtuu vain kokemusten kautta – Kaikkeen mitä koemme vaikuttavat aiemmat kokemuksemme – Kaikki se mitä koemme muokkaavat tulevia kokemuksiamme • Dewey: Kaikki kokemus ei opeta

Oppimisen teoriat

• Teorioiden merkitys opetukselle: – Kuvaavat oppimisen prosesseja – Sisältävät tiettyjä lähtöoletuksia > Antavat osviittaa opetusjärjestelyistä

Case-Based Reasoning (CBR)

• Opimme aikaisemmista kokemuksista perustuen aiemmin kokemiemme tapausten analogioihin ja eroihin • Teoria kuvaa sitä miten muistamme ja miten käytämme muistojamme uusien ongelmien ratkaisemisessa • Teoria vastaa sitä miten olemme oppineet erilaisia käytännön taitoja lapsuusajasta alkaen perustuen kokemiimme tapauksiin

Case-Based Reasoning (CBR)

• Esimerkki pikkuleipien leipominen • Muistamme ongelmat, joita kohtasimme ensimmäisellä kerralla • Mahdollista vain, jos on olemassa itse koettu konkreettinen tapaus tai tapauksia - malli • Voimme parantaa suoritusta seuraavalla kerralla

Case-Based Reasoning (CBR)

• Asiantuntijalla on laaja ”muistojen kirjasto” tietyltä sisältöalueelta • Asiantuntijat indeksoivat kokemuksensa siten, että he löytävät tarvittavan tiedon silloin kun sitä tarvitaan • Indeksointi koostuu ”otsikoinnista” sekä ”arkistoinnista” • Muistiaines on indeksoitu monella tavalla – Oppimista tapahtuu myös kontekstirajojen yli

Case-Based Reasoning (CBR)

• Oppimisen kannalta tärkeitä tavoitteet, suunnitelmat, odotukset, odotuksiin liittyvät epäonnistumiset sekä selitykset • Oppimista tapahtuu kun pyrimme tavoitteeseen – Tavoitteeseen liittyy tiettyjä odotuksia – Laadittava suunnitelma, jolla saavutamme tavoitteen • Usein laadimme suunnitelman perustuen aiempiin suunnitelmiin

Case-Based Reasoning (CBR)

• Oppimista tapahtuu suunnitelmien sopeuttamisprosessin yhteydessä • Epäonnistuminen > selitysten aika – Tilanne on oppimisen kannalta suotuisa – Selitykset tulevat tärkeiksi • Kun epäonnistumiselle on selitys, selitys yhdistetään odotuksiin liittyviin epäonnistumisiin ja indeksoidaan muisto ”muistojemme kirjastoon”

•

Case-Based Reasoning (CBR) – Opettajan rooli

Transferin kapeuden ongelma: Miksi taitoa ei osata käytännössä vaikka se osattiin aiemmassa tilanteessa?

• Noviisien oppimisen ongelma: – Eivät erota tapausten pinnallisia piirteitä yleisperiaatteista >Oppivat vääriä tai tarpeettomia asioita >Opettajan rooli auttaa edellisissä – Mikä tärkeää, mikä ei – Miksi näin pitää toimia?

– Miten asia toimii käytännössä?

Konstruktivistinen oppimisen teoria

• • • Oppija konstruoi tietoa – oppiminen on tiedon rakentamista Oppija on aktiivinen toimija Korostetaan oppimisen sosiaalisuutta

Eri teorioiden merkitys oppimisen eri vaiheissa

• Kronologisessa järjestyksessä kuten tässä esityksessä