Schémata jsou psychologické konstrukty, které byly navrženy jako forma mentální reprezentace pro některé formy komplexních znalostí.
Bartlettova teorie schémat
Schémata byla původně zavedena do psychologie a vzdělávání díky práci britského psychologa sira Frederica Bartletta (1886-1969). Při provádění řady studií zaměřených na vybavování si indiánských lidových pohádek si Bartlett všiml, že mnoho z těchto vybavování nebylo přesných, ale zahrnovalo nahrazení neznámých informací něčím známějším. Obsahovaly také mnoho závěrů, které šly nad rámec informací uvedených v původním textu. Aby vysvětlil tato zjištění, navrhl Bartlett, že lidé mají schémata neboli nevědomé mentální struktury, které představují obecné znalosti jedince o světě. Právě prostřednictvím schémat ovlivňují staré znalosti nové informace.
Například jeden z Bartlettových účastníků četl větu „něco černého mu vyšlo z úst“ a později si ji vybavil jako „měl pěnu u úst“. Toto zjištění lze vysvětlit předpokladem, že vstupní informace nebyla v souladu s žádným schématem, které účastník zastával, a tak byla původní informace rekonstruována v podobě, která byla v souladu s jedním z účastníkových schémat. Konstrukt schématu byl vyvinut v období, kdy byla psychologie silně ovlivněna behavioristickými a asociacionistickými přístupy; protože konstrukt schématu nebyl s těmito světonázory slučitelný, nakonec se vytratil z povědomí.
Minského teorie rámce
V 70. letech 20. století byl však konstrukt schématu do psychologie znovu zaveden díky práci počítačového vědce Marvina Minského. Minsky se pokoušel vyvinout stroje, které by vykazovaly schopnosti podobné lidským (např. vnímat a chápat svět). Při pokusech o řešení těchto obtížných problémů narazil na Bartlettovu práci. Minsky dospěl k závěru, že lidé používají své uložené znalosti o světě k provádění mnoha procesů, které se snažil napodobit pomocí strojů, a proto musí svým strojům poskytnout tento typ znalostí, pokud mají někdy dosáhnout schopností podobných lidským. Minsky vyvinul konstrukci rámce jako způsob reprezentace znalostí ve strojích. Minského návrh rámce lze v podstatě považovat za rozpracování a specifikaci konstrukce schématu. Rámcové znalosti chápal jako interakci s novými specifickými informacemi přicházejícími ze světa. Navrhl, aby pevné obecné informace byly reprezentovány jako rámec složený ze slotů, které přijímají určitý rozsah hodnot. Pokud svět neposkytoval konkrétní hodnotu pro určitý slot, pak mohl být vyplněn výchozí hodnotou.
Příklad uvažujme reprezentaci generické (typické) třídy základní školy. Rámec pro takovou učebnu obsahuje určité informace, například že místnost má stěny, strop, světla a dveře. Dveře si lze představit jako slot, který přijímá hodnoty jako dřevěné dveře nebo kovové dveře, ale nepřijímá hodnotu jako dveře z želé. Pokud se osoba nebo stroj snaží reprezentovat konkrétní třídu základní školy, instancuje obecný rámeček se specifickými informacemi z konkrétní třídy (např. na jedné stěně má okno a dveře jsou dřevěné s malou skleněnou výplní). Pokud člověk z nějakého důvodu světla ve třídě skutečně nepozoruje, může slot pro osvětlení vyplnit výchozím předpokladem, že se jedná o zářivky. Tento návrh dobře vysvětluje širokou škálu jevů. Vysvětluje například, proč by byl člověk velmi překvapen, kdyby vešel do třídy základní školy a zjistil, že nemá strop, a vysvětluje skutečnost, že si někdo může vzpomenout, že určitá třída má zářivky, i když je nemá.
Moderní teorie schémat
Minského práce v oblasti informatiky měla silný a bezprostřední dopad na psychologii a vzdělávání. V roce 1980 kognitivní psycholog David Rumelhart rozvinul Minského myšlenky a proměnil je v explicitně psychologickou teorii mentální reprezentace komplexních znalostí. Roger Schank a Robert Abelson vyvinuli konstrukt skript, který se zabývá obecnými znalostmi posloupností činností. Teorie schémat poskytla vysvětlení mnoha experimentů, které se již v literatuře objevily, a vedla k velmi širokému spektru nových empirických studií. Poskytnutí relevantního schématu zlepšilo porozumění a zapamatování nepřehledně napsaných pasáží a ukázalo se, že silná schémata vedou k vysoké míře inferenčních chyb při zapamatování.
Široké versus úzké užití pojmu schéma
Při zpětném pohledu je zřejmé, že v teorii schémat existovala nejednoznačnost mezi úzkým a širokým užitím pojmu schéma. Například Rumelhart ve svém klasickém článku z roku 1980 definoval schéma jako „datovou strukturu pro reprezentaci obecných pojmů uložených v paměti“ (s. 34). Přesto dále uvedl, že „existují schémata reprezentující naše znalosti o všech pojmech: těch, které jsou základem objektů, situací, událostí, sekvencí událostí, akcí a sekvencí akcí“ (s. 34). Schémata jsou tedy často definována jako forma mentální reprezentace pro obecné znalosti, ale pak jsou používána jako termín pro reprezentaci všech znalostí.
S použitím termínu schéma pro označení všech forem komplexních znalostí jsou vážné problémy. Za prvé, není třeba nového technického termínu, protože tento význam má běžný termín znalost. Kromě toho, pokud se teorie schémat používá k vysvětlení všech znalostí, pak selhává. Řada autorů poukázala na to, že teorie schémat v současné podobě se nemůže zabývat těmi formami znalostí, které nezahrnují staré obecné informace. Teorie schémat tak poskytuje vysvětlení pro znalost v dlouhodobé paměti, že stát Oklahoma je přímo nad státem Texas. Teorie schémat však neposkytuje vysvětlení nové reprezentace, kterou si člověk vytvoří o městě, když jím poprvé projíždí.
Z toho důvodu se zdá být nejlepší používat termín schéma v užším užití, jako formu mentální reprezentace používanou pro obecné znalosti. Pokud však přijmeme užší užití, musíme se smířit s tím, že schémata jsou vhodnou reprezentací pouze pro podmnožinu znalostí a že pro jiné formy znalostí jsou zapotřebí jiné formy mentální reprezentace. Například mentální modely jsou potřebné pro reprezentaci specifických neschematických aspektů znalostí, jako je uspořádání neznámého města, zatímco naivní teorie nebo kauzální mentální modely jsou potřebné pro reprezentaci znalostí kauzálních/mechanických jevů.
Teorie schémat ve vzdělávání
Důležitou roli při zavádění teorie schémat do pedagogické komunity sehrál pedagogický psycholog Richard Anderson. V článku z roku 1977 Anderson poukázal na to, že schémata poskytují formu reprezentace komplexních znalostí a že tento konstrukt poprvé poskytuje principiální popis toho, jak mohou staré znalosti ovlivňovat získávání nových znalostí. Teorie schémat byla okamžitě použita k pochopení procesu čtení, kde posloužila jako důležitá protiváha čistě bottom-up přístupům ke čtení. Přístupy teorie schémat ke čtení zdůrazňují, že čtení zahrnuje jak informace zdola nahoru z vnímaných písmen přicházejících do oka, tak využití znalostí shora dolů k vytvoření smysluplné reprezentace obsahu textu.
Široké versus úzké použití pojmu schéma ve vzdělávání
Problém s širokým a úzkým použitím pojmu schéma se ve vzdělávání objevil stejně jako v kognitivní psychologii. Například Anderson ve svém klasickém článku o schématech ve vzdělávání z roku 1977 jasně zastává široký pohled. Napadá úzký pohled a říká, že není možné, „aby lidé měli uloženo schéma pro každou myslitelnou scénu, sled událostí a zprávu“ (s. 421) a že „adekvátní teorie musí vysvětlit, jak se lidé vyrovnávají s novostí“ (s. 421). V článku napsaném zhruba ve stejné době (1978) však Anderson uvádí, že „schéma představuje obecné znalosti“ (s. 67), a tento úzký pohled systematicky přejímá v celém článku. V článku o terminologii ve vzdělávání z roku 1991 Patricia Alexander, Diane Schallert a Victoria Hare poznamenávají, že systematická nejednoznačnost mezi úzkým a širokým pohledem velmi ztěžuje interpretaci toho, jak daný autor používá termín schéma ve vzdělávací literatuře.
Instructional Implications of Schema Theory
Řada autorů odvozuje z teorie schémat návrhy na výuku. Navrhli, že příslušné znalosti by měly být aktivovány před čtením; že by se učitelé měli snažit poskytnout předběžné znalosti; a že by měla být věnována větší pozornost výuce procesů porozumění vyššího řádu. Mnohé z těchto návrhů nejsou nové, ale zdá se, že teorie schémat poskytuje teoretický a empirický základ pro výukové postupy, které někteří zkušení učitelé již prováděli.
Vliv teorie schémat na vzdělávání
Teorie schémat poskytla vzdělávání způsob, jak přemýšlet o reprezentaci některých forem komplexních znalostí. Zaměřila pozornost na roli, kterou staré znalosti hrají při osvojování nových znalostí, a zdůraznila roli shora dolů, na čtenáře působících vlivů v procesu čtení
.