A sémák olyan pszichológiai konstrukciók, amelyeket a komplex tudás bizonyos formáinak mentális reprezentációjaként javasoltak.
Bartlett sémaelmélete
A sémák kezdetben Sir Frederic Bartlett (1886-1969) brit pszichológus munkássága révén kerültek be a pszichológiába és az oktatásba. Az amerikai őslakosok népmeséinek felidézésével kapcsolatos vizsgálatsorozat során Bartlett észrevette, hogy a felidézések közül sok nem volt pontos, hanem az ismeretlen információ helyettesítését jelentette valami ismertebbel. Emellett számos olyan következtetést is tartalmazott, amelyek túlmutattak az eredeti szövegben megadott információkon. E megállapítások magyarázatára Bartlett azt javasolta, hogy az emberek rendelkeznek sémákkal, vagyis tudattalan mentális struktúrákkal, amelyek az egyén általános tudását képviselik a világról. A sémákon keresztül a régi tudás befolyásolja az új információkat.
Bartlett egyik résztvevője például a “valami fekete jött ki a szájából” kifejezést olvasta, és később úgy emlékezett rá, hogy “habzott a szája”. Ez a megállapítás azzal magyarázható, ha feltételezzük, hogy a bemeneti információ nem volt összhangban a résztvevő által birtokolt egyik sémával sem, és így az eredeti információt olyan formában rekonstruálták, amely összhangban volt a résztvevő egyik sémájával. A sémakonstrukciót abban az időszakban fejlesztették ki, amikor a pszichológiát erősen befolyásolták a behaviorista és asszociációs megközelítések; mivel a sémakonstrukció nem volt összeegyeztethető ezekkel a világnézetekkel, végül elhalványult.
Minsky keretelmélete
A hetvenes években azonban a sémakonstrukciót Marvin Minsky informatikus munkássága révén újra bevezették a pszichológiába. Minsky olyan gépek kifejlesztésére tett kísérletet, amelyek emberhez hasonló képességeket mutatnak (pl. a világ észlelésére és megértésére). E nehéz problémák megoldására tett kísérletei során találkozott Bartlett munkájával. Minsky arra a következtetésre jutott, hogy az emberek a világról tárolt tudásukat használják fel számos olyan folyamat elvégzésére, amelyet ő gépi úton próbált utánozni, és ezért gépeit ilyen típusú tudással kell ellátnia, ha valaha is emberhez hasonló képességeket akarnak elérni. Minsky kifejlesztette a keretkonstrukciót, mint a tudás gépekben való megjelenítésének módját. Minsky keretjavaslata lényegében a sémakonstrukció kidolgozásának és specifikációjának tekinthető. Úgy képzelte el a keretes tudást, mint amely kölcsönhatásba lép a világból érkező új, specifikus információkkal. Azt javasolta, hogy a rögzített általános információkat olyan keretként reprezentáljuk, amely bizonyos értéktartományt befogadó résekből áll. Ha a világ nem adott konkrét értéket egy adott réshez, akkor azt egy alapértelmezett értékkel lehetett kitölteni.
Vegyük például egy általános (tipikus) általános iskolai osztályterem reprezentációját. Egy ilyen osztályterem kerete tartalmaz bizonyos információkat, például azt, hogy a helyiségnek vannak falai, mennyezete, világítása és ajtaja. Az ajtóra úgy gondolhatunk, mint egy résre, amely olyan értékeket fogad el, mint faajtó vagy fémajtó, de nem fogad el olyan értéket, mint a zseléből készült ajtó. Ha egy személy vagy egy gép egy adott általános iskolai osztálytermet próbál reprezentálni, akkor a személy vagy a gép az általános keretet az adott osztályterem specifikus információival instanciálja (pl. az egyik falon van egy ablak, és az ajtó fából van, egy kis üveglappal). Ha az ember valamilyen okból kifolyólag nem figyeli meg ténylegesen a világítást az osztályteremben, akkor a világítási nyílást kitöltheti azzal az alapértelmezett feltételezéssel, hogy azok fénycsövek. Ez a javaslat a jelenségek széles körére ad jó magyarázatot. Megmagyarázza például, hogy miért lenne nagyon meglepő, ha valaki besétálna egy általános iskolai osztályterembe, és azt látná, hogy nincs benne mennyezet, és megmagyarázza azt is, hogy valaki emlékezhet arra, hogy egy bizonyos osztályteremben fénycsövek világítanak, holott nem.
Modern sémaelmélet
Minsky informatikai munkássága nagy és azonnali hatást gyakorolt a pszichológiára és a pedagógiára. 1980-ban David Rumelhart kognitív pszichológus kidolgozta Minsky gondolatait, és az összetett tudás mentális reprezentációjának kifejezetten pszichológiai elméletévé alakította őket. Roger Schank és Robert Abelson a cselekvéssorozatokra vonatkozó általános tudás kezelésére fejlesztette ki a forgatókönyv-konstrukciót. A sémaelmélet magyarázatot adott számos, a szakirodalomban már ismert kísérletre, és nagyon sokféle új empirikus vizsgálathoz vezetett. A releváns séma megadása javította az átláthatatlanul megírt szövegek megértését és felidézését, és kimutatták, hogy az erős sémák a felidézés során a következtetési hibák magas arányához vezetnek.
A séma széles versus szűk használata
Visszatekintve egyértelmű, hogy a sémaelméletben kétértelműség alakult ki a séma kifejezés szűk és tág használata között. Rumelhart például klasszikus, 1980-as tanulmányában a sémát “a memóriában tárolt általános fogalmak reprezentálására szolgáló adatszerkezetként” (34. o.) definiálta. Ugyanakkor azt is kijelentette, hogy “vannak sémák, amelyek minden fogalomról szóló tudásunkat reprezentálják: a tárgyak, helyzetek, események, eseménysorozatok, cselekvések és cselekvéssorozatok alapjául szolgáló sémák” (34. o.). Így a sémákat gyakran az általános ismeretek mentális reprezentációjának formájaként határozzák meg, de aztán az összes tudás reprezentációjának kifejezéseként használják.
A séma kifejezésnek az összetett tudás minden formájára való alkalmazásával komoly problémák vannak. Először is, nincs szükség új szakkifejezésre, hiszen a tudás hétköznapi kifejezésnek is megvan ez a jelentése. Ráadásul, ha a sémaelméletet az összes tudás számbavételére használjuk, akkor az megbukik. Számos szerző rámutatott arra, hogy a sémaelmélet a jelenlegi formájában nem tud foglalkozni a tudás azon formáival, amelyek nem tartalmaznak régi általános információkat. Így a sémaelmélet magyarázatot ad arra a hosszú távú memóriában lévő tudásra, hogy Oklahoma állam közvetlenül Texas állam fölött van. A sémaelmélet azonban nem ad magyarázatot arra az új reprezentációra, amelyet akkor alakítunk ki egy városról, amikor először utazunk át rajta.
Ezért úgy tűnik, hogy a legjobb, ha a séma kifejezést a szűkebb értelemben használjuk, mint az általános ismeretekre használt mentális reprezentáció formáját. Ha azonban a szűkebb használatot fogadjuk el, el kell fogadnunk, hogy a sémák csak a tudás egy részhalmazának megfelelő reprezentációi, és hogy a tudás más formáihoz a mentális reprezentáció más formáira van szükség. Például mentális modellekre van szükség a tudás bizonyos nem sematikus aspektusainak, például egy ismeretlen város alaprajzának reprezentálásához, míg naiv elméletekre vagy kauzális mentális modellekre a kauzális/mechanikai jelenségekre vonatkozó tudás reprezentálásához.
Sémaelmélet az oktatásban
Richard Anderson neveléspszichológus fontos szerepet játszott a sémaelmélet bevezetésében az oktatási közösségbe. Egy 1977-es tanulmányában Anderson rámutatott, hogy a sémák a komplex tudás reprezentációjának egy formáját biztosítják, és hogy ez a konstrukció először adott elvi magyarázatot arra, hogy a régi tudás hogyan befolyásolhatja az új tudás elsajátítását. A sémaelméletet azonnal alkalmazták az olvasási folyamat megértésére, ahol fontos ellensúlyként szolgált az olvasás tisztán alulról építkező megközelítéseivel szemben. Az olvasás sémaelméleti megközelítései hangsúlyozzák, hogy az olvasás magában foglalja mind az alulról felfelé irányuló, a szembe érkező észlelt betűkből származó információkat, mind pedig a felülről lefelé irányuló tudás használatát a szöveg tartalmának értelmes reprezentációjának felépítéséhez.
A séma széles és szűk használata az oktatásban
A séma fogalmának tág és szűk használatával kapcsolatos probléma az oktatásban éppúgy felbukkant, mint a kognitív pszichológiában. Anderson például a sémákról az oktatásban írt 1977-es klasszikus tanulmányában egyértelműen a tág nézetet képviseli. A szűk nézetet támadja, és azt mondja, hogy lehetetlen, “hogy az emberek minden elképzelhető jelenetre, eseménysorozatra és üzenetre elraktároznak egy sémát” (421. o.), és hogy “egy megfelelő elméletnek meg kell magyaráznia, hogyan birkóznak meg az emberek az újdonsággal” (421. o.). Egy nagyjából ugyanebben az időben írt tanulmányában (1978) Anderson azonban azt állítja, hogy “a séma általános tudást képvisel” (67. o.), és a szűkített nézetet szisztematikusan átveszi az egész tanulmányban. Patricia Alexander, Diane Schallert és Victoria Hare egy 1991-es, az oktatás terminológiájáról szóló tanulmányukban megjegyzik, hogy a szűk és a tág nézet közötti szisztematikus kétértelműség nagyon megnehezítette a séma kifejezés adott szerző általi használatának értelmezését az oktatási szakirodalomban.
A sémaelmélet instrukcionális implikációi
A sémaelméletből számos szerző vezetett le instrukcionális javaslatokat. Azt javasolták, hogy a releváns ismereteket már az olvasás előtt aktiválni kell; hogy a tanároknak meg kell próbálniuk előfeltételes ismereteket biztosítani; és hogy nagyobb figyelmet kell fordítani a magasabb rendű megértési folyamatok tanítására. E javaslatok közül sok nem újszerű, de úgy tűnik, hogy a sémaelmélet elméleti és empirikus alapot nyújt olyan tanítási gyakorlatokhoz, amelyeket néhány tapasztalt tanár már korábban is folytatott.
A sémaelmélet hatása az oktatásra
A sémaelmélet módot adott az oktatásnak arra, hogy a komplex tudás bizonyos formáinak reprezentációjáról gondolkodjon. A figyelmet a régi tudásnak az új tudás elsajátításában játszott szerepére irányította, és hangsúlyozta a felülről lefelé irányuló, az olvasótól származó hatások szerepét az olvasási folyamatban.