Schematy są konstruktami psychologicznymi, które zostały zaproponowane jako forma mentalnej reprezentacji dla niektórych form złożonej wiedzy.
Teoria schematów Bartletta
Schematy zostały początkowo wprowadzone do psychologii i edukacji dzięki pracy brytyjskiego psychologa Sir Frederica Bartletta (1886-1969). Przeprowadzając serię badań nad przypominaniem sobie folkloru rdzennych Amerykanów, Bartlett zauważył, że wiele z tych wspomnień nie było dokładnych, lecz polegało na zastępowaniu nieznanych informacji czymś bardziej znanym. Zawierały one również wiele wnioskowań, które wykraczały poza informacje podane w oryginalnym tekście. Aby wyjaśnić te odkrycia, Bartlett zaproponował, że ludzie posiadają schematy, czyli nieświadome struktury umysłowe, które reprezentują ogólną wiedzę jednostki o świecie. To właśnie poprzez schematy stara wiedza wpływa na nowe informacje.
Na przykład, jeden z uczestników Bartlett przeczytał zdanie „coś czarnego wyszło z jego ust” i później przypomniał sobie to jako „pienił się w ustach”. To odkrycie można wyjaśnić, zakładając, że informacja wejściowa nie była zgodna z żadnym schematem posiadanym przez uczestnika, a więc oryginalna informacja została zrekonstruowana w formie, która była zgodna z jednym ze schematów uczestnika. Konstrukt schematu został opracowany w okresie, gdy psychologia pozostawała pod silnym wpływem podejścia behawiorystycznego i asocjacjonistycznego; ponieważ konstrukt schematu nie był zgodny z tymi światopoglądami, ostatecznie zniknął z pola widzenia.
Teoria ram Minsky’ego
W latach siedemdziesiątych XX wieku konstrukt schematu został jednak ponownie wprowadzony do psychologii dzięki pracy informatyka Marvina Minsky’ego. Minsky próbował opracować maszyny, które wykazywałyby zdolności podobne do ludzkich (np. postrzeganie i rozumienie świata). W trakcie prób rozwiązania tych trudnych problemów natknął się na pracę Bartletta. Minsky doszedł do wniosku, że ludzie używają przechowywanej przez siebie wiedzy o świecie do przeprowadzania wielu z procesów, które on próbował naśladować za pomocą maszyn, i dlatego musiał dostarczyć swoim maszynom tego typu wiedzę, jeśli miały one kiedykolwiek osiągnąć zdolności podobne do ludzkich. Minsky opracował konstrukcję ramową jako sposób reprezentowania wiedzy w maszynach. Propozycja Minsky’ego dotycząca ram może być postrzegana jako rozwinięcie i uszczegółowienie konstrukcji schematu. Wyobrażał on sobie wiedzę ramową jako wchodzącą w interakcję z nowymi, specyficznymi informacjami pochodzącymi ze świata. Zaproponował, aby stała informacja ogólna była reprezentowana jako rama składająca się z gniazd, które przyjmują pewien zakres wartości. Jeśli świat nie dostarcza specyficznej wartości dla danego slotu, to może on być wypełniony wartością domyślną.
Na przykład, rozważmy reprezentację generycznej (typowej) klasy szkoły podstawowej. Ramka dla takiej klasy zawiera pewne informacje, takie jak to, że pomieszczenie ma ściany, sufit, światła i drzwi. Drzwi można traktować jako gniazdo, które akceptuje wartości takie jak drzwi drewniane lub metalowe, ale nie akceptuje wartości takich jak drzwi zrobione z galaretki. Jeśli osoba lub maszyna próbuje reprezentować konkretną klasę szkoły podstawowej, osoba ta lub maszyna tworzy rodzajową ramkę ze specyficznymi informacjami z tej konkretnej klasy (np. ma okno na jednej ścianie, a drzwi są drewniane z małym szklanym panelem). Jeśli, z jakiegoś powodu, nie obserwujemy świateł w klasie, możemy wypełnić slot na oświetlenie domyślnym założeniem, że są to lampy fluorescencyjne. Ta propozycja daje dobre wyjaśnienie szerokiego zakresu zjawisk. Wyjaśnia, na przykład, dlaczego ktoś byłby bardzo zaskoczony, gdyby wszedł do klasy podstawowej i odkrył, że nie ma ona sufitu, i wyjaśnia fakt, że ktoś może sobie przypomnieć, że pewna klasa miała światła fluorescencyjne, podczas gdy nie miała.
Nowoczesna teoria schematów
Praca Mińskiego w informatyce miała silny i natychmiastowy wpływ na psychologię i edukację. W 1980 roku psycholog poznawczy David Rumelhart rozwinął idee Minsky’ego i przekształcił je w jednoznacznie psychologiczną teorię umysłowej reprezentacji złożonej wiedzy. Roger Schank i Robert Abelson rozwinęli konstrukt skryptu, aby poradzić sobie z ogólną wiedzą o sekwencjach działań. Teoria schematów dostarczyła wyjaśnień dla wielu eksperymentów już istniejących w literaturze, a także doprowadziła do bardzo szerokiej gamy nowych badań empirycznych. Dostarczenie odpowiedniego schematu poprawiało rozumienie i przypominanie sobie nieprzejrzyście napisanych fragmentów, a silne schematy prowadziły do wysokiego odsetka błędów wnioskowania w przypominaniu sobie.
Broad versus Narrow Use of Schema
Z perspektywy czasu widać, że w teorii schematów istniała dwuznaczność między wąskim a szerokim użyciem terminu schemat. Na przykład, w klasycznej pracy Rumelharta z 1980 roku, zdefiniował on schemat jako „strukturę danych do reprezentowania ogólnych pojęć przechowywanych w pamięci” (str. 34). Dalej jednak stwierdza, że „istnieją schematy reprezentujące naszą wiedzę o wszystkich pojęciach: tych, które leżą u podstaw obiektów, sytuacji, zdarzeń, sekwencji zdarzeń, działań i sekwencji działań” (s. 34). Tak więc, schematy są często definiowane jako forma mentalnej reprezentacji dla wiedzy ogólnej, ale są następnie używane jako termin dla reprezentacji całej wiedzy.
Istnieją poważne problemy z użyciem terminu schemat w odniesieniu do wszystkich form złożonej wiedzy. Po pierwsze, nie ma potrzeby tworzenia nowego terminu technicznego, ponieważ zwykły termin wiedza ma takie znaczenie. Ponadto, jeśli teoria schematów jest używana do opisu wszelkiej wiedzy, to zawodzi. Wielu autorów zwróciło uwagę, że teoria schematów, tak jak jest ona obecnie rozwijana, nie jest w stanie poradzić sobie z tymi formami wiedzy, które nie obejmują starych informacji ogólnych. Tak więc teoria schematów dostarcza wyjaśnień dla wiedzy zawartej w pamięci długotrwałej, że stan Oklahoma znajduje się bezpośrednio nad stanem Teksas. Jednakże teoria schematów nie dostarcza wyjaśnienia dla nowej reprezentacji, jaką tworzy się na temat miasta, gdy po raz pierwszy się przez nie przejeżdża.
W związku z tym wydaje się, że najlepiej używać terminu schemat w węższym znaczeniu, jako formy reprezentacji umysłowej używanej dla wiedzy ogólnej. Jednakże, jeśli przyjmiemy węższe użycie, musimy zaakceptować, że schematy są tylko odpowiednimi reprezentacjami dla podzbioru wiedzy i że inne formy mentalnej reprezentacji są potrzebne dla innych form wiedzy. Na przykład modele mentalne są potrzebne do reprezentowania specyficznych nieschematycznych aspektów wiedzy, takich jak układ nieznanego miasta, podczas gdy teorie naiwne lub przyczynowe modele mentalne są potrzebne do reprezentowania wiedzy o zjawiskach przyczynowych/mechanicznych.
Teoria schematów w edukacji
Richard Anderson, psycholog edukacyjny, odegrał ważną rolę we wprowadzeniu teorii schematów do społeczności edukacyjnej. W artykule z 1977 roku Anderson wskazał, że schematy zapewniają formę reprezentacji złożonej wiedzy i że konstrukt ten, po raz pierwszy, dostarczył zasadniczego opisu tego, jak stara wiedza może wpływać na przyswajanie nowej. Teoria schematów została natychmiast zastosowana do zrozumienia procesu czytania, gdzie stanowiła ważną przeciwwagę dla czysto oddolnych podejść do czytania. Podejścia do czytania oparte na teorii schematów podkreślają, że czytanie obejmuje zarówno oddolną informację pochodzącą z postrzeganych liter docierających do oka, jak i wykorzystanie wiedzy odgórnej do skonstruowania znaczącej reprezentacji treści tekstu.
Szeroki versus wąski zakres stosowania schematu w edukacji
Problem z szerokim i wąskim zakresem stosowania terminu schemat pojawił się w edukacji, podobnie jak w psychologii poznawczej. Na przykład, w klasycznym artykule Andersona z 1977 roku na temat schematów w edukacji, wyraźnie przyjmuje on szeroki pogląd. Atakuje on wąski pogląd i twierdzi, że jest niemożliwe, „aby ludzie przechowywali schemat dla każdej możliwej sceny, sekwencji zdarzeń i wiadomości” (s. 421), oraz że „adekwatna teoria musi wyjaśniać, jak ludzie radzą sobie z nowością” (s. 421). Jednak w pracy napisanej w tym samym czasie (1978) Anderson stwierdza, że „schemat reprezentuje wiedzę ogólną” (s. 67) i systematycznie przyjmuje wąski pogląd w całej pracy. W artykule z 1991 roku na temat terminologii w edukacji Patricia Alexander, Diane Schallert i Victoria Hare zauważają, że systematyczna niejednoznaczność pomiędzy wąskim i szerokim ujęciem sprawia, że bardzo trudno jest zinterpretować użycie terminu „schemat” przez danego autora w literaturze edukacyjnej.
Instruktażowe implikacje teorii schematów
Niektórzy autorzy wywiedli z teorii schematów propozycje instruktażowe. Sugerowali oni, że odpowiednia wiedza powinna być aktywowana przed czytaniem; że nauczyciele powinni starać się dostarczyć wiedzy wstępnej; oraz że należy poświęcić więcej uwagi nauczaniu procesów rozumienia wyższego rzędu. Wiele z tych propozycji nie jest nowych, ale teoria schematów wydaje się dostarczać teoretycznych i empirycznych podstaw dla praktyk instruktażowych, które niektórzy doświadczeni nauczyciele już stosowali.
Wpływ teorii schematów na edukację
Teoria schematów dostarczyła edukacji sposobu myślenia o reprezentacji niektórych form złożonej wiedzy. Skupiła ona uwagę na roli, jaką stara wiedza odgrywa w przyswajaniu nowej wiedzy, oraz podkreśliła rolę odgórnych, opartych na czytelniku wpływów w procesie czytania.
.