معماری شناختی انسان

یک از نظریه های قدرتمند یادگیری در روان شناسی تربیتی، نظریۀ شناختی است. بر طبق این نظریه، یادگیری انسان از فرآیندهای درونی مغز تأثیر می پذیرد. هدف اصلی انقلاب شناختی، احیاء دوبارۀ اهمیت ذهن در علوم انسانی بود (برونر^[۶۳]، ۱۹۹۰). اصول روان شناسی شناختی بر این مبنا شکل گرفته اند که افراد چگونه اطلاعات را کسب و پردازش می‌کنند و آن ها را به کار می گیرند. نظریۀ یادگیری شناختی بر مشخص سازی ساختارها، فرآیندها و بازنمایی های شناختی، که آموزش و یادگیری را تسهیل می بخشند، تمرکز دارد (اسمیت و راگان^[۶۴]، ۲۰۰۵). نظریه پردازان شناختی معتقدند که فرآیندهای ذهنی یادگیرنده، یعنی طریقه ای که یادگیرنده به واسطۀ آن، اطلاعات را مورد پردازش قرار داده، به کار می‌برد و می‌تواند اندیشه ها و ساختارهای ذهنی خود را تغییر دهد، عامل اصلی در توضیح یادگیری هستند. یکی از اندیشه‌های اصلی نظریۀ شناختی، نظریۀ خبر پردازی یا پردازش اطلاعات^[۶۵] است. این نظریه به وجود سه نوع حافظۀ حسی^[۶۶]، فعال یا کوتاه مدت^[۶۷] و بلند مدت^[۶۸] در نظام شناختی انسان اشاره دارد (بیابانگرد، ۱۳۹۰). حافظۀ کوتاه مدت، حافظۀ فعال، حافظۀکاری هر سه به یک معنا است. ما در این پژوهش عمدتاًً از واژۀ حافظۀ کاری استفاده می‌کنیم.

حافظه^[۶۹]، شامل: «به خاطر سپاری» ^[۷۰]و «یادآوری»^[۷۱] محرک های ادراک شده است. منظور از به خاطر سپاری یا به یاد سپاری، جا گرفتن ادراک حاصل از محرک ها در حافظۀ درازمدت و یاد آوری به معنای فراخوانی آن ادراک از حافظۀ درازمدت به حافظۀ کوتاه مدت است (امیرتیموری، ۱۳۹۰). در اینجا به بررسی چگونگی معماری شناختی انسان از دیدگاه نظریه پردازش اطلاعات و اصول مرتبط با آن خواهیم پرداخت.

معماری شناختی انسان به روشی اشاره دارد که طبق آن اجزای تشکیل دهندۀ شناخت انسان مانند حافظه های حسی، کاری و بلند مدت سازماندهی می‌شوند.

نظریۀ پردازش اطلاعات

نظریۀ پردازش اطلاعات یا «خبر پردازی»، برای اولین بار توسط اتکینسون و شیفرین ^[۷۲](۱۹۶۸) مطرح شد و بعد ها توسط صاحب نظران دیگر تکامل یافت. نظریۀ پردازش اطلاعات، برگرفته از مطالعات مربوط به ساختار و عملکرد مغز و توسعه فناوری های مربوط به ساختار و عملکرد رایانه است. این نظریه نحوۀ توجه انسان به محیط، به رمز درآوردن اطلاعات و ربط دادن آن ها با اطلاعات موجود در حافظه، ذخیره سازی اطلاعات در حافظه، و بازیابی اطلاعات از حافظه را به هنگام نیاز مورد بحث قرار می‌دهد. به عبارت دیگر، این نظریه به بررسی فرآیندهای یادگیری، به یادسپاری و یادآوری اطلاعات می پردازد.

نظام حافظه

در نظریه پردازش اطلاعات، فرض بر این است که نظام حافظه ای انسان متشکل از سه ساختار اصلی است که عبارتند از: ۱- حافظۀ حسی، ۲- حافظۀکاری و ۳- حافظۀ درازمدت. بر اساس معماری شناختی مطرح شده توسط اتکینسون و شیفرن (۱۹۶۸)، می توان گفت که اطلاعات دریافت شده از محیط، ابتدا در حافظۀ حسی پردازش می‌شوند. سپس بعضی از عناصر این اطلاعات به حافظۀ کاری منتقل می‌شوند تا در آنجا به همراه اطلاعات نگهداری شده در حافظه بلند مدت به طور آگاهانه ای پردازش شوند. اگر لازم باشد که اطلاعات پردازش شده در این مرحله، برای مدتی نگهداری شوند، باید به حافظۀ بلند مدت منتقل شوند. اطلاعات ذخیره شده در حافظۀ بلند مدت را می توان به حافظۀ کاری بازگرداند و مورد استفاده قرار داد.

۱- حافظۀ حسی

ثبت حسی اولین مرحلۀ خبرپردازی است. حافظۀ حسی، اطلاعاتی را که از طریق گیرنده های حسی به مغز وارد می شود دریافت کرده و برای مدتی بین یک تا سه ثانیه نگهداری می‌کند. در حافظۀ حسی اهمیت فرآیندهای توجه و ادراک از آن جهت است که یکی از اولین ضرورت ها در ثبت داده ها در حافظۀ حسی و طی شدن مراحل دیگر در حافظه و یادگیری می‌باشد.

۲- حافظۀ کاری

حافظۀ کاری یا کوتاه مدت، ساختار اولیه ای است که اطلاعات ورودی از حافظۀ حسی را پردازش می‌کند در عین حال، اطلاعات تثبیت شده در حافظۀ درازمدت نیز برای مورد استفاده قرار گرفتن، ابتدا وارد حافظۀ کاری می‌شوند و سپس به اندام های حرکتی منتقل می‌گردند. ویژگی های حافظۀ کاری در هنگام مواجهه با اطلاعات جدیدی که از محیط نشأت می گیرند به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند. حافظۀ کاری، دو ویژگی برجسته و از بسیاری جهات شگفت انگیز دارد که برای هر کسی که به مطالب طراحی آموزشی علاقه مند است، مهم می‌باشند. اولین ویژگی حافظۀ کاری در هنگام سروکار داشتن با اطلاعات جدید این است که از لحاظ ظرفیت بسیار محدود است (کوان^[۷۳]، ۲۰۰۱: میلر^[۷۴]، ۱۹۵۶) ویژگی دوم حافظۀ کاری این است که از لحاظ مدت زمان نگهداری اطلاعات هم بسیار محدود است (پیترسون و پیتر سون^[۷۵]، ۱۹۵۹).

در هر مرحله، فقط تعداد بسیار محدودی از اقلام یا عناصر اطلاعاتی در حافظۀ کاری قابل پردازش می‌باشند. در حالی که توافق کلی در این رابطه که حافظۀ کاری در هنگام مواجهه با اطلاعات جدید از لحاظ گنجایش بسیار محدود است، وجود دارد، اما، مقدار دقیق این گنجایش محل بحث است. میلر (۱۹۵۶) پیشنهاد داد که ظرفیت حافظۀ کاری حدوداً هفت مورد است، اما اخیراًً کوان (۲۰۰۱) پیشنهاد داده است، که چهار مورد رقم صحیح تری می‌باشد. در هر صورت و به رغم تفاوت این اعداد، آنچه مهم است، این است که حافظۀ کاری شدیداًً در توانایی ذخیره کردن اطلاعات، محدودیت دارد.

در متون آموزشی، ما معمولاً از حافظۀ کاری برای ذخیرۀ دائمی کلمات، ارقام یا حروف، استفاده نمی کنیم، در عوض، حافظۀ کاری برای پردازش این موارد، در زمانی که پردازش نیاز به سازماندهی، ترکیب، مقایسه یا اداره کردن موارد اطلاعاتی دارد، استفاده می شود. تنها ذخیره کردنی که معمولاً لازم است حافظه کاری انجام دهد، ذخیرۀ محصولات واسطه ایِ عملیات شناختی برای حفاظت و نگهداری آن ها، می‌باشد. به همین دلیل حافظۀ کاری علاوه بر کاربرد اولیۀ پردازنده ای خود، کاربرد ذخیره کردنی نیز دارد. از طرف دیگر، اطلاعات در حافظۀ کاری از طریق دو کانال مجزا پردازش می شود (کانال های دیداری و شنیداری) و هر کانال می‌تواند در یک واحد زمانی مشخص تعداد محدودی اطلاعات را پردازش کند. این دو کاناله بودن، ظرفیت حافظه کاری را دو برابر می‌کند.