Bài 3: Thuyết nhận thức (Cognitivism)

1. Giới thiệu

Thuyết nhận thức được khởi xướng vào cuối những năm 1950, và đã góp phần vào việc dịch chuyển khỏi chủ nghĩa hành vi. Con người không còn được xem như là một tập hợp các phản ứng đối với các kích thích bên ngoài, như được hiểu bởi các nhà hành vi học, mà là những người xử lý thông tin (information processors). Tâm lý học nhận thức chú ý đến các hiện tượng tinh thần phức tạp, bị các nhà hành vi bỏ qua, và bị ảnh hưởng bởi sự xuất hiện của máy tính như một thiết bị xử lý thông tin, trở nên tương tự như tâm trí con người. Trong tâm lý học nhận thức, học tập được hiểu là việc thu nhận kiến thức: người học là người xử lý thông tin, người hấp thụ thông tin, thực hiện các hoạt động nhận thức trên đó và lưu trữ vào bộ nhớ. Do đó, các phương pháp giảng dạy ưa thích của nó là bài giảng (lecturing) và đọc sách giáo khoa (reading textbooks); và, ở mức độ cao nhất, người học là người tiếp nhận kiến thức một cách thụ động bởi người dạy. Học là giải quyết vấn đề.

2. Lý thuyết bộ nhớ làm việc (Working Memory)

Tâm lý học nhận thức có liên quan chặt chẽ đến bộ nhớ làm việc vì nó góp phần giải thích cách thông tin được xử lý. Bộ nhớ là một phần quan trọng của chúng ta. Bộ nhớ được định nghĩa là quá trình tâm lý liên quan đến việc mã hóa, lưu trữ và truy xuất thông tin khi cần thiết. Bộ nhớ giống như một cỗ máy thời gian cho phép chúng ta lấy ra những sự kiện có ý nghĩa trong quá khứ và, kết hợp, xử lí chúng trong các hoạt động mỗi ngày. Ví dụ, trong lớp học toán, trí nhớ hoạt động cho phép trẻ em “nhìn thấy” trong đầu các con số mà giảng viên đang nói.

Có nhiều tác giả đề xuất các mô hình khác nhau về bộ nhớ, nhưng nổi bật nhất trong số đó là mô hình đa kho lưu trữ (multi-store model) của Richard Atkinson và Richard Shiffrin (1968) như Hình 1.

Hình 1. Mô hình đa kho lưu trữ

Atkinson và Shiffrin (1968) đề xuất rằng bộ nhớ bao gồm ba kho lưu trữ: bộ nhớ giác quan (Sensory memory – hay thanh ghi giác quan), bộ nhớ ngắn hạn (short-term memory) và bộ nhớ dài hạn (long-term memory). Mỗi kho lưu trữ có sự khác biệt nhau về cách mã hóa (Encoding), dung lượng (Capacity) và thời lượng (Duration).

– Bộ nhớ giác quan có thời lượng khoảng ¼ đến ½ giây, dung lượng lớn để lưu trữ tất cả trải nghiệm giác quan, mã hóa bằng giác quan cụ thể. Kho lưu trữ này liên tục nhận được thông tin nhưng hầu hết điều này không nhận được sự chú ý và vẫn nằm trong thanh ghi giác quan trong một thời gian rất ngắn. Kho bộ nhớ giác quan có dung lượng lớn nhưng thời lượng rất ngắn, nó có thể mã hóa thông tin từ bất kỳ giác quan nào và phần lớn thông tin bị mất đi. Chú ý (Attention) là bước đầu tiên để ghi nhớ điều gì đó, nếu sự chú ý của một người tập trung vào một thông tin nào đó thì dữ liệu đó sẽ được chuyển sang bộ nhớ ngắn hạn.

– Bộ nhớ ngắn hạn có thời lượng từ 0-30 giây, dụng lượng 7 +/- 2 items, mã hóa chủ yếu là thính giác. Thông tin bị mất do chủ yếu bị chiếm chỗ. Diễn tập gìn giữ là quá trình lặp lại thông tin bằng lời nói hoặc tinh thần, cho phép kéo dài thời gian của trí nhớ ngắn hạn vượt quá 30 giây. Ví dụ về “diễn tập gìn giữ” (Maintenance rehearsal) là chỉ nhớ một số điện thoại đủ lâu để thực hiện cuộc gọi. Loại diễn tập này thường liên quan đến việc lặp lại thông tin mà không cần suy nghĩ về ý nghĩa của nó hoặc kết nối nó với thông tin khác. Ngoài ra, có thể áp dụng kỹ thuật phân khúc thông tin (Chunking) để cải thiện bộ nhớ ngắn hạn do dung lượng của nó có hạn. Ví dụ như cách chúng ta phân khúc một số điện thoại khi đọc nó. Nếu quá trình diễn tập gìn giữ (lặp lại) không diễn ra, thì thông tin sẽ bị quên và mất khỏi bộ nhớ ngắn hạn thông qua các quá trình dịch chuyển chiếm chỗ và phân rã.

– Bộ nhớ dài hạn có dung lượng và thời lượng không giới hạn và mã hóa thông tin theo chủ yếu là “ngữ nghĩa” (Semantic) bởi những suy nghĩ và hành động tạo ra kết quả có ý nghĩa, nhưng có thể là thị giác (visual) và thính giác (auditory). Nếu thông tin có ý nghĩa (diễn tập kỹ lưỡng), nó sẽ được chuyển đến bộ nhớ dài hạn. Diễn tập kỹ lưỡng (Elaborative rehearsal) bao gồm quá trình liên kết thông tin mới theo cách có ý nghĩa với thông tin đã được lưu trữ trong bộ nhớ dài hạn. Ví dụ, bạn có thể liên hệ một khái niệm mới về hệ thống điện quốc gia với cấu trúc của một dòng sông. Diễn tập kỹ lưỡng hiệu quả hơn diễn tập duy trì để ghi nhớ thông tin mới vì nó giúp đảm bảo rằng thông tin được mã hóa tốt. Đó là một cấp độ xử lý thông tin sâu hơn.

Bộ nhớ làm việc như thế nào?

Mặc dù mô hình đa kho lưu trữ của Atkinson và Shiffrin (1968) đã cực kì thành công trong việc phân loại bộ nhớ. Tuy nhiên, Baddeley và Hitch (1974) cho rằng bức tranh về bộ nhớ ngắn hạn được cung cấp bởi Atkinson và Shiffrin là quá đơn giản, vì nó cho rằng bộ nhớ ngắn hạn là một hệ thống nhất thể với chức năng lưu trữ thông tin. Điều này có nghĩa là nó là một hệ thống duy nhất (hoặc kho lưu trữ) không có bất kỳ hệ thống con nào. Vì vậy, bộ nhớ ngắn hạn đã không thể giải thích đầy đủ cách mà thông tin được xử lý. Trong khi bộ nhớ ngắn hạn chỉ có thể lưu giữ thông tin, thì bộ nhớ làm việc yêu cầu có thể vừa kiểm tra lại vừa xử lý thông tin. Baddeley và Hitch (1974) đã đề xuất mô hình bộ nhớ làm việc thay thế trí nhớ ngắn hạn. Về bản chất, bộ nhớ làm việc vẫn là bộ nhớ ngắn hạn. Tuy nhiên, thay vì tất cả thông tin đi vào một kho lưu trữ duy nhất, thì có nhiều phần lưu trữ khác nhau cho các loại thông tin khác nhau ở trong đó (Hình 2).

Hình 2. Bộ nhớ làm việc

Bộ nhớ làm việc vẫn là bộ nhớ ngắn hạn. Tuy nhiên, thay vì tất cả thông tin đi vào một kho duy nhất, có nhiều hệ thống khác nhau cho các loại thông tin khác nhau.

– Bộ điều hành trung tâm (Central Executive) là thành phần quan trọng nhất có chức năng điều khiển, giám sát toàn bộ hệ thống và phân bổ dữ liệu cho các hệ thống con (vòng lặp âm vị và bộ phác thảo không gian trực quan). Nó cũng giải quyết các nhiệm vụ nhận thức như tính nhẩm và giải quyết vấn đề. Bộ điều hành trung tâm quyết định thông tin nào được xử lý. Ví dụ, hai hoạt động đôi khi xảy ra xung đột, chẳng hạn như lái xe và nói chuyện. Thay vì tông vào một người đi xe đạp đang lạng lách trên đường, tốt hơn hết là bạn nên dừng lại nói chuyện và tập trung vào việc lái xe. Như vậy, bộ điều hành trung tâm cho phép hệ thống trí nhớ làm việc tham gia một cách chọn lọc vào một số kích thích và bỏ qua những kích thích khác. Bộ điều hành trung tâm hoạt động giống như một hệ thống kiểm soát các quá trình có chủ ý hơn là một kho lưu trữ.

– Bộ phác thảo không gian trực quan (Visuospatial Sketchpad) giống như một “mắt trong” (inner eye), lưu trữ và xử lý thông tin ở dạng trực quan hoặc không gian. Bộ phác thảo không gian trực quan đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp chúng ta theo dõi vị trí của chúng ta trong mối quan hệ với các đối tượng khác khi chúng ta di chuyển trong môi trường của mình. Khi chúng ta di chuyển xung quanh, vị trí của chúng ta trong mối quan hệ với các đối tượng liên tục thay đổi và điều quan trọng là chúng ta có thể cập nhật thông tin này. Ví dụ, nhận thức được vị trí của chúng ta liên quan đến bàn, ghế và bảng khi chúng ta đi xung quanh lớp học có nghĩa là chúng ta không va chạm vào mọi thứ quá thường xuyên! Bộ phác thảo không gian trực quan cũng hiển thị và xử lý thông tin hình ảnh và không gian được lưu giữ trong bộ nhớ dài hạn. Ví dụ, hãy hình dung về ngôi nhà của mình và thử trả lời câu hỏi “Có bao nhiêu cửa sổ phía trước ngôi nhà của bạn?” Bạn có thể thấy mình đang hình dung mặt trước của ngôi nhà của bạn và đếm các cửa sổ.

– Vòng lặp âm vị (Phonological Loop) xử lý thông tin liên quan đến nói và viết. Nó được chia thành “kho âm vị” (phonological store) lưu giữ thông tin ở ‘dạng dựa vào lời nói’ (speech-based form) và quá trình phát âm cho phép chúng ta liên tục lặp lại thông tin lời nói trong một vòng lặp. Kho âm vị giống như một “tai trong” (inner ear) xử lý tri giác lời nói và lưu trữ các “từ” (words) mà chúng ta nghe được từ 1-2 giây. Quá trình kiểm soát phát âm giống như một giọng nói bên trong xử lý quá trình sản xuất lời nói, diễn tập và lưu trữ thông tin lời nói từ kho âm vị. Đây là cách chúng ta ghi nhớ một số điện thoại chúng tôi vừa nghe. Miễn là chúng ta tiếp tục lặp lại nó, chúng ta có thể giữ lại thông tin trong bộ nhớ làm việc.

Mô hình bộ nhớ làm việc đề xuất rằng mọi thành phần của bộ nhớ làm việc đều có dung lượng giới hạn và các thành phần đó cũng tương đối độc lập với nhau. Có nghĩa rằng bộ nhớ làm việc sử dụng hai hệ thống khác nhau để xử lý thông tin bằng lời nói và hình ảnh. Một tác vụ xử lý bằng hình ảnh và một tác vụ xử lý bằng lời nói có thể được thực hiện cùng một lúc. Điều này cũng tương tự như việc một sinh viên đang chơi game mà vẫn đang nghe giảng viên giảng bài. Việc thực hiện hai tác vụ thị giác cùng một lúc sẽ khó hơn vì chúng ảnh hưởng lẫn nhau và hiệu suất bị giảm. Điều tương tự cũng áp dụng cho việc thực hiện hai nhiệm vụ bằng lời nói cùng một lúc. Điều này hỗ trợ quan điểm rằng vòng lặp âm vị học và bộ phác họa không gian trực quan là các hệ thống riêng biệt trong bộ nhớ làm việc.

3. Lý thuyết tải nhận thức (Cognitive Load Theory)

Bạn đã bao giờ tham gia một khóa học mà giảng viên giảng bài của họ quá nhanh đến nỗi bạn hầu như không học được gì không? Hay nội dung quá phức tạp đến nỗi nó hoàn toàn vượt qua đầu bạn? Đó là khi bạn đã bị quá tải nhận thức.

Lý thuyết tải nhận thức được xây dựng dựa trên mô hình bộ nhớ được Richard Atkinson và Richard Shiffrin công bố vào năm 1968. Nó mô tả quá trình này có ba phần chính: bộ nhớ giác quan, bộ nhớ làm việc và bộ nhớ dài hạn. Kể từ đó, nhiều nhà nghiên cứu đã bổ sung vào hiểu biết của chúng ta về khái niệm này, nhưng mô hình cơ bản vẫn giữ nguyên. Thông tin được xử lý trong bộ nhớ làm việc, nơi lưu trữ một lượng nhỏ thông tin trong một thời gian rất ngắn. Một người bình thường chỉ có thể lưu giữ khoảng bốn “mục” thông tin trong bộ nhớ làm việc của họ cùng một lúc. Nếu bộ nhớ làm việc của sinh viên bị quá tải, sinh viên sẽ có nguy cơ không hiểu nội dung được dạy và việc học của sinh viên sẽ chậm và / hoặc không hiệu quả.

Lý thuyết tải về nhận thức được phát triển bởi John Sweller (1988). Tải nhận thức (Cognitive Load) liên quan đến lượng thông tin mà bộ nhớ làm việc (working memory) có thể lưu giữ tại một thời điểm. Sweller nói rằng, vì bộ nhớ làm việc có khả năng hạn chế, các phương pháp dạy học nên tránh làm nó “quá tải” (overloading) với các hoạt động bổ sung không đóng góp trực tiếp vào việc học. Ví dụ, điều gì sẽ xảy ra nếu giảng viên sử dụng sơ đồ bên dưới thay vì sơ đồ bên trên khi dạy về chủ đề trí nhớ làm việc.

Hình 3. Ví dụ về ghi nhãn giúp giảm tải nhận thức

Ba loại tải nhận thức gồm:

– Tải nhận thức nội tại (Intrinsic Cognitive Load): Ví dụ, bạn hãy nhớ lại xem phía trước ngôi nhà của bạn có bao nhiêu cửa sổ? Bộ nhớ dài hạn là nơi lưu trữ một lượng lớn thông tin bán vĩnh viễn. Thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ dài hạn trong ‘lược đồ’ (schemas), cung cấp một hệ thống để tổ chức và lưu trữ kiến ​​thức. Thông tin có thể được tự động nhớ lại từ trí nhớ dài hạn với nỗ lực có ý thức tối thiểu. ‘Tự động hóa’ (automation) này làm giảm gánh nặng cho bộ nhớ làm việc, bởi vì khi thông tin có thể được truy cập tự động, bộ nhớ làm việc được giải phóng để học thông tin mới. Vì lẽ đó, tải nhận thức nội tại là nơi mà chúng ta với tư cách là giảng viên gần như không có quyền kiểm soát.

Ghi chú: Lược đồ là gì? Khi một sinh viên (hoặc bất kỳ ai về vấn đề đó) phải tiếp nhận thông tin mới, não của họ sẽ phân loại và lưu trữ nó trong bộ nhớ dài hạn, sự phân loại này được gọi là lược đồ. Các lược đồ giống như các thư mục trong bộ nhớ của bạn, nơi bạn lưu trữ thông tin tương tự, tức là bạn có thể có một tệp cho tất cả những thứ liên quan đến quần áo hoặc những thứ liên quan đến mì ống, v.v.

– Tải nhận thức ngoại lai (Extraneous Cognitive Load): Tải trọng nhận thức ngoại lai liên quan đến vật chất và môi trường mà chúng ta áp dụng cho sinh viên. Nó là nơi mà chúng ta với tư cách là giảng viên có quyền kiểm soát nhiều nhất. Vật liệu được xây dựng kém và môi trường lớp học ồn ào có thể dẫn đến hiệu ứng phân tán chú ý và tăng thêm tải trọng nhận thức ngoại lại, nhiệm vụ của chúng ta là giảm thiểu điều này bằng cách chúng ta trình bày bài học của mình. Một cách đơn giản, hiệu ứng phân tán chú ý là sự phân tâm được tạo ra do sử dụng quá nhiều nguyên tắc mâu thuẫn. Hình ảnh không liên quan, âm thanh hoặc hình ảnh động gây mất tập trung hoặc thậm chí là phông chữ khó đọc, giọng đều đều và từ vựng phức tạp đều làm tăng thêm tải ngoại lai.

– Tải nhận thức thích hợp (Germane Cognitive Load): Tải thích hợp là những gì chúng ta thực sự muốn xảy ra, nó là khả năng của bộ nhớ làm việc để liên kết các ý tưởng mới với thông tin trong bộ nhớ dài hạn (như một cảm xúc “A-ha”). Sinh viên càng có nhiều kiến ​​thức trước đó, thì tải nhận thức thích hợp càng hiệu quả. Tải nhận thức thích hợp là nơi các chiến lược siêu nhận thức phát huy tác dụng, đó là nơi sinh viên nhận thức được quá trình tư duy của mình và có thể điều chỉnh thông tin mới cho phù hợp. Đào tạo trước hoặc dạy mọi người các kỹ năng tiên quyết trước khi giới thiệu một chủ đề phức tạp hơn, sẽ giúp họ dễ dàng thiết lập các lược đồ, nhằm mở rộng trí nhớ làm việc của họ; và điều này có nghĩa là họ có thể hiểu và học được nhiều thông tin khó hơn. Điều này giống như việc một giảng viên hướng dẫn người học phương pháp làm bài trước khi thực hiện một bài nghe tiếng Anh.

Nếu chúng ta làm quá tải bộ nhớ làm việc của sinh viên với tải nội tại (khiến nhiệm vụ trở nên quá khó để hiểu hoặc thực hiện) hoặc tải ngoại lai (tạo ra quá nhiều kích thích gây mất tập trung), thì chúng ta sẽ không đủ để đạt được mục tiêu, tức là tải thích hợp thành công. Điều này dẫn đến sự thất vọng (ở cả sinh viên và giảng viên) và giảm sự tham gia vào các nhiệm vụ trong tương lai. Có thể việc phân tích tải trọng nội tại và ngoại lai mà bạn đang đặt các sinh viên vào cần phải suy nghĩ lại.

Lý thuyết tải nhận thức giúp giảng viên thiết kế các tài liệu đào tạo hoặc học tập nhằm giảm nhu cầu về trí nhớ làm việc của người học, để họ học hiệu quả hơn. Giảng viên có thể áp dụng khái niệm tải nhận thức vào việc học tập và rèn luyện của người học theo một số cách.

– Nguyên tắc mạch lạc: Rất đơn giản, nó liên quan đến việc giảm lượng thông tin trên mỗi trang chiếu xuống chỉ những thông tin cần thiết. Hình ảnh, âm thanh và từ ngữ không cần thiết sẽ làm tăng tải nhận thức. Cung cấp cho bộ nhớ làm việc của sinh viên ít kích thích hơn để tập trung vào cho phép tải thích hợp sử dụng nhiều năng lượng xử lý hơn.

– Nguyên tắc phát tín hiệu: Nó yêu cầu chúng ta giúp sinh viên tập trung vào thông tin chúng tôi đang nói bằng cách làm nổi bật các chi tiết quan trọng. Chúng ta có thể làm điều này thông qua các mũi tên hoặc vòng quanh thông tin.

– Giảng dạy thích ứng theo khả năng của người học: Giảng viên có thể yêu cầu người học mô tả mức độ quen thuộc của họ với chủ đề và điều chỉnh giảng dạy của mình theo trình độ chuyên môn của người học. Tiếp theo, giảng viên có thể sử dụng Phân loại mục tiêu giáo dục của Bloom (Bloom’s Taxonomy) để đảm bảo rằng bạn trình bày thông tin ở cấp độ phù hợp với người học – những gì có vẻ hiển nhiên với bạn lại có thể không rõ ràng đối với họ.

– Giảm không gian vấn đề: “Không gian vấn đề” (problem space) là khoảng cách giữa tình hình hiện tại và mục tiêu mong muốn. Nếu điều này quá lớn, bộ nhớ làm việc của mọi người sẽ trở nên quá tải. Cách tiếp cận tốt hơn là chia nhỏ vấn đề thành nhiều phần. Điều này làm giảm không gian vấn đề và giảm tải nhận thức, làm cho việc học tập hiệu quả hơn. Các cách khác để giảm bớt không gian vấn đề bao gồm cung cấp các ví dụ đã làm và trình bày các vấn đề với các giải pháp từng phần để người học hoàn thành.

– Nguyên tắc tiếp giáp không gian nhằm giảm hiệu ứng phân tán chú ý: Khi bạn có nhiều nguồn thông tin trực quan, chẳng hạn như sơ đồ, ghi nhãn và văn bản giải thích, sự chú ý của bạn sẽ được phân chia giữa chúng. Điều này làm tăng thêm tải nhận thức, khiến việc học trở lên khó khăn. Hiệu ứng này giảm đi khi bạn tích hợp thông tin trực quan. Kết hợp các nhãn vào sơ đồ (ví dụ Hình 1.3.3), thay vì đặt chúng vào một hộp sang một bên, hoặc, nếu điều này không thể thực hiện được, hãy tập trung vào một phần trước. Hiệu ứng chú ý tách rời cũng áp dụng cho nhiều nguồn thông tin thính giác. Ví dụ, nếu bạn đang nói với người học về một chủ đề cụ thể, hãy cố gắng loại bỏ bất kỳ nguồn tạp âm không liên quan nào, chẳng hạn như người khác đang nói chuyện hoặc nhạc phát trong nền.

– Tận dụng các kênh thính giác và hình ảnh trong bộ nhớ làm việc: Một cách khác để khắc phục hiệu ứng phân tán chú ý là thay thế một số thông tin thị giác bằng thông tin thính giác. Điều này làm giảm tải nhận thức lên bộ nhớ làm việc trực quan của mọi người bằng cách sử dụng kênh thính giác, kênh này có không gian bộ nhớ riêng. Ví dụ, sinh viên xem một hoạt ảnh đi kèm với lời tường thuật, thay vì sử dụng cùng một hoạt ảnh có thêm văn bản trên màn hình. Giảng viên có thể tái tạo bằng cách hướng sự chú ý của người học vào hình ảnh.