ทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญา (Cognitive Learning Theories)
ทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญา (Cognitive Learning Theories) เป็นกลุ่มทฤษฎีที่อธิบายการเรียนรู้โดยมุ่งเน้น “กระบวนการภายในจิตใจของผู้เรียน” มากกว่าพฤติกรรมที่สังเกตได้ภายนอก ทฤษฎีนี้เกิดขึ้นเพื่อตอบโต้แนวคิดพฤติกรรมนิยม (Behaviorism) ซึ่งมองการเรียนรู้เป็นเพียงความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเร้าและการตอบสนอง (Stimulus–Response) โดยไม่ให้ความสำคัญกับการคิด การรับรู้ และการประมวลผลข้อมูลภายในของมนุษย์
ทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญาเริ่มพัฒนาขึ้นอย่างชัดเจนในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ภายใต้กระแสที่เรียกว่า “การปฏิวัติทางปัญญา (Cognitive Revolution)” ซึ่งได้รับอิทธิพลจากจิตวิทยา ปรัชญา ภาษาศาสตร์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์ นักวิชาการเริ่มเปรียบสมองมนุษย์กับระบบประมวลผลข้อมูล โดยมองว่าการเรียนรู้ประกอบด้วยกระบวนการรับข้อมูล (Input) การประมวลผล (Processing) และการจัดเก็บ, เรียกคืนข้อมูล (Storage and retrieval)
นักทฤษฎีสำคัญในแนวคิดนี้ ได้แก่ Jean Piaget, Jerome Bruner, David Ausubel, และ John Sweller ซึ่งแต่ละคนเน้นมุมมองที่แตกต่างกัน แต่มีจุดร่วมคือการให้ความสำคัญกับโครงสร้างความรู้ การคิด และการรับรู้ของผู้เรียน ซึ่งการเข้าใจกลไกเหล่านี้จึงเป็นฐานสำคัญของการออกแบบการเรียนการสอนในยุคปัจจุบัน โดยเฉพาะแนวคิดการเรียนรู้เชิงปัญญานิยม (Cognitivist Approach to Learning) การเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) และการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเพื่อการศึกษา
สมมติฐานหลักของทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญา
ทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญามีสมมติฐานสำคัญ ดังนี้
- การเรียนรู้เป็นกระบวนการภายใน การเรียนรู้ไม่ได้เกิดจากการเสริมแรงเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากการเปลี่ยนแปลง schema
- ผู้เรียนมีบทบาทเชิงรุก (Active Learner) ผู้เรียนเลือก ตีความ จัดระเบียบ และเชื่อมโยงข้อมูลด้วยตนเอง
- ความรู้เดิมมีอิทธิพลสูง การเรียนรู้ใหม่จะมีประสิทธิภาพเมื่อเชื่อมโยงกับ schema หรือประสบการณ์เดิมของผู้เรียน
- หน่วยความจำมีโครงสร้างและข้อจำกัด การเรียนรู้ต้องคำนึงถึงความจุของ working memory และบทบาทของ long-term memory
ทฤษฎีสำคัญในกรอบ Cognitive Learning Theories
นักทฤษฎีที่เชื่อในแนวคิดนี้ได้ทำการศึกษาและเขียนอธิบายทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญา ไว้ดังต่อไปนี้
ทฤษฎีพัฒนาการทางสติปัญญาของ Piaget
โดย Jean Piaget ได้เสนอทฤษฎีพัฒนาการทางปัญญา (Cognitive Development Theory) ในปี1936 ซึ่งเป็นการอธิบายลำดับขั้นกระบวนการทำงานภายในสมองของมนุษย์ ที่เรียกว่า “Schemas” อันหมายถึง โครงสร้างทางปัญญาหรือแบบแผนการกระทำที่บุคคลสร้างขึ้นเพื่อทำความเข้าใจและตีความโลกรอบตัว เมื่อเราได้รับประสบการณ์ใหม่ ๆ และมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม Schemas ที่มีอยู่จะถูกปรับเปลี่ยนและพัฒนาให้แม่นยำมากขึ้นผ่าน 2 กระบวนการหลักคือ:
- การดูดซึม (Assimilation): การนำประสบการณ์หรือข้อมูลใหม่ที่ สอดคล้อง กับความเข้าใจเดิม มาตีความและจัดเก็บไว้ใน Schemas มาเดิม
- การปรับเปลี่ยน (Accommodation): การปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลง Schemas เดิมให้เหมาะสมกับข้อมูลใหม่ที่ ไม่สอดคล้อง กับสิ่งที่เคยรู้ หรือการสร้าง Schemas ขึ้นมาใหม่
Discovery Learning ของ Bruner
Discovery Learning เป็นแนวคิดการจัดการเรียนรู้ที่พัฒนาโดย Jerome Bruner ในปี 1960 มีแนวคิดหลักคือโครงสร้างของความรู้ (Structure of the discipline) สำคัญกว่าการจดจำข้อเท็จจริง ผู้เรียนควรเข้าใจ “หลักการ” และ “ความสัมพันธ์” ของแนวคิดต่าง ๆ โดยการค้นพบด้วยตนเอง ซึ่งจะเป็นการส่งเสริมความเป็นเจ้าของการเรียนรู้ของตนเองและช่วยให้เข้าใจเนื้อหาที่เรียนรู้ได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น การจดจำข้อมูลที่ดีขึ้น สามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ได้จริง และการพัฒนาทักษะการคิดเชิงวิเคราะห์ให้แก่ผู้เรียน โดยมีหลักการ ดังต่อไปนี้
- Structure of the Discipline การสอนควรมุ่งให้ผู้เรียนค้นพบ “โครงสร้างพื้นฐาน” ของศาสตร์ ไม่ใช่เพียงข้อเท็จจริง
- Spiral Curriculum หลักสูตรเดียวกันควรออกแบบให้มีการวนซ้ำและลึกซึ้งขึ้นเรื่อย ๆ หรือใช้แนวคิดเดียวกันในการสอนการเรียนรู้ทุกระดับ โดยเพิ่มความลึกซึ้งตามพัฒนาการของผู้เรียน
- Readiness for Learning ผู้เรียนสามารถเรียนรู้แนวคิดที่ซับซ้อนได้ หากนำเสนอในรูปแบบที่เหมาะสม
- Intuition and Hypothesis Formation เปิดโอกาสให้ผู้เรียนใช้สัญชาตญาณ ตั้งสมมติฐาน และทดสอบความคิด
ซึ่งบทบาทของครูผู้สอนจะไม่ได้เป็นแค่ “ผู้ถ่ายทอดความรู้” แต่เป็น ผู้ออกแบบสถานการณ์การเรียนรู้, ผู้อำนวยความสะดวก (facilitator), ผู้ตั้งคำถาม กระตุ้น และชี้แนะแนวทาง, ผู้ช่วยให้ผู้เรียนเห็นโครงสร้างของความรู้ สำหรับวิธีการสอนที่สอดคล้องกับแนวคิดทฤษฎีนี้จะเป็นการลดการใช้การบรรยายที่เน้นการถ่ายทอดข้อมูลให้ผู้เรียนทำแค่จดจำ แต่เป็นการสอนให้ผู้เรียนเข้าใจเนื้อหาอย่างแท้จริง โดยแบ่งได้เป็น 3 แนวทาง ได้แก่
- Enactive Representation (การแทนความรู้ด้วยการกระทำ) หมายถึง การเรียนรู้ผ่านการสัมผัส และการกระทำทางกายภาพการลงมือทำจริง มีการเคลื่อนไหว การทดลอง หรือได้รับประสบการณ์ตรง โดยยังไม่จำเป็นต้องใช้ภาษา สัญลักษณ์หรือคำอธิบายเชิงนามธรรมหรือการบอกทฤษฎีใด ๆ เช่น การใช้คำถามปลายเปิด ชี้นำ (Guiding questions), การใช้ปัญหาเป็นฐาน (PjBL: Project Based Learning), การใช้สถานการณ์ (Case Study), การจัดกิจกรรมให้ผู้เรียนได้ทดลอง (Experiment) สำรวจ (Explore) โดยมีการเปรียบเทียบและจัดหมวดหมู่ความรู้
- Iconic Representation (การแทนความรู้ด้วยภาพหรือรูปแบบเชิงสายตา) หมายถึง การแทนความรู้ด้วย ภาพ แผนภาพ แผนภาพความคิด (Concept Map) แผนผัง กราฟ โมเดล หรือสื่อการเรียนรู้ที่ช่วยให้ผู้เรียน “มองเห็นความสัมพันธ์” ระหว่างเนื้อหาได้
- Symbolic Representation (การแทนความรู้ด้วยสัญลักษณ์ ภาษา และนามธรรม) หมายถึง ใช้ ภาษา ตัวอักษร ตัวเลข สูตร สมการ หรือสัญลักษณ์ทางวิชาการ เพื่อสื่อสาร วิเคราะห์ และถ่ายโอนความรู้ได้กว้างขวางที่สุด
โดยทั้ง 3 รูปแบบนี้ควรมีความเชื่อมโยงกัน มีการใช้ร่วมกัน เปิดโอกาสหรือออกแบบให้ผู้เรียนได้มีโอกาสเรียนรู้สลับไปมา เพื่อให้ผู้เรียนเชื่อมโยงประสบการณ์จากการลงมือทำ เห็นภาพความสัมพันธ์ และสร้างความรู้ได้ด้วยตนเอง
Meaningful Learning ของ Ausubel
Meaningful Learning เป็นแนวคิดสำคัญในทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญา (Cognitive Learning Theories) ที่พัฒนาโดย David P. Ausubel ในปี 1963 แนวคิดนี้จะเชื่อว่ามนุษย์มี โครงสร้างความรู้เดิม (Cognitive Structure) ที่ประกอบด้วย แนวคิด ความคิดรวบยอด และความสัมพันธ์เชิงลำดับชั้น การเรียนรู้ใหม่จะมีความหมายก็ต่อเมื่อสามารถ “ยึดโยง” เข้ากับโครงสร้างเดิมที่มีอยู่นี้ได้ การจัดระเบียบโครงสร้างความรู้ขึ้นใหม่อีกครั้ง มีกลไก 2 แบบ คือ
- Progressive differentiation: การแนะนำแนวคิดทั่วไปก่อนที่จะอธิบายรายละเอียดในภายหลัง
- Integrative reconciliation: การสร้างความสัมพันธ์ระหว่างความเหมือนและความแตกต่างระหว่างแนวคิดเดิมและแนวคิดใหม่
Meaningful Learning จะเกิดขึ้นได้จำเป็นต้องมีองค์ประกอบนี้ต้องเกิดขึ้นพร้อมกัน 3 ข้อ ได้แก่
- เนื้อหาที่อาจมีความหมาย หมายถึงการออกแบบการเรียนการสอนต้องจัดระเบียบอย่างสอดคล้องและชัดเจน เพื่อให้ผู้เรียนเข้าใจว่าแนวคิดทั่วไปมีความสัมพันธ์กับแนวคิดที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นอย่างไร และสามารถแยกแยะและซึมซับแนวคิดเหล่านั้นได้อย่างเป็นลำดับ
- โครงสร้างความรู้พื้นฐานที่เพียงพอ หมายถึง ผู้เรียนต้องมีองค์ความรู้ย่อยที่สามารถใช้เป็นจุดยึดสำหรับข้อมูลใหม่ได้ ดังนั้น การจัดระเบียบและความมั่นคงของความรู้ที่มีอยู่จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
- ความพร้อมสำหรับการเรียนรู้ที่มีความหมาย หมายถึงผู้เรียนเป็นปัจจัยสำคัญต่อความสำเร็จของวิธีการสอนใด ๆ และกรณีนี้ก็เช่นกัน ผู้เรียนต้องมีความเต็มใจ ต้องแสดงให้เห็นถึงความพร้อมที่จะเรียนรู้ในเชิงเนื้อหา การพยายามที่จะเข้าใจ ไม่ใช่ในเชิงตัวอักษรหรือการจดจำข้อมูล
ซึ่งครูผู้สอนจะมีบทบาทสำคัญในการสอนตามแนวคิดนี้ทั้งการระบุสิ่งที่ผู้เรียนรู้แล้วก่อนที่จะแนะนำเนื้อหาใหม่ เพื่อหาจุดยึดเหนี่ยว, การออกแบบสภาพแวดล้อมการเรียนรู้เชิงรุก เพื่อให้ผู้เรียนสามารถมีส่วนร่วมกับเนื้อหาผ่านกิจกรรม แหล่งข้อมูล และสื่อการสอน, การทำหน้าที่เป็นผู้แนะนำหรือผู้ไกล่เกลี่ยมากกว่าเป็นเพียงผู้ถ่ายทอดข้อมูล, ใช้วิธีการสอนที่ส่งเสริมการคิดเชิง Metacognition, การให้คำติชมอย่างต่อเนื่องและสร้างสรรค์เพื่อช่วยให้ผู้เรียนเอาชนะความยากลำบากได้, การเลือกวิธีการสอนและแนวทางการเรียนรู้ที่สอดคล้องกับเป้าหมายทางการศึกษาและเนื้อหาที่จะให้ผู้เรียนได้เรียนรู้
Cognitive Load Theory ของ Sweller
ในปี 1988 Sweller ได้เสนอแนวคิด “Cognitive Load Theory” ซึ่งเป็นทฤษฎีทางปัญญาที่พัฒนาขึ้นจากทฤษฎีการเรียนรู้เชิงปัญญา (Cognitive Learning Theory หรือ Cognitivism) ของ ฌอง ปิอาเจต์ และถูกนำมาปรับใช้ในการพัฒนาการสอนในปัจจุบัน โดยมีจุดตั้งต้นจากข้อจำกัดของหน่วยความจำขณะทำงาน (Working Memory) ของมนุษย์ ซึ่งมีความจุจำกัดทั้งในด้านจำนวนข้อมูลและระยะเวลาในการประมวลผล ในขณะที่หน่วยความจำระยะยาว (Long-term Memory) มีความจุแทบไม่จำกัดและเป็นแหล่งเก็บโครงสร้างความรู้หรือ Schemas เราสามารถจำแนกภาระทางปัญญา (Cognitive Load) ออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่
- Intrinsic Cognitive Load: หมายถึง ระดับความยากลำบากที่มีอยู่ในกระบวนการเรียนรู้ แนวคิดทุกอย่างไม่ได้มีความเท่าเทียมกัน และงานที่อยู่สูงขึ้นไปในพีระมิดระดับการเรียนรู้ของบลูม (Bloom’s Taxonomy) จะต้องใช้ Intrinsic Cognitive Load มากกว่า ในทำนองเดียวกัน การเรียนรู้ งาน หรือแนวคิดบางอย่างมีความซับซ้อนในตัวเองสูงจึงต้องใช้ Cognitive Load มากขึ้นเพื่อให้เกิดความเข้าใจ
- Extraneous Cognitive Load: องค์ประกอบของประสบการณ์การเรียนรู้ที่ไม่สนับสนุนภารกิจการเรียนรู้ เช่น การสอนที่จัดโครงสร้างไม่ดี หรือมีข้อมูลที่ไม่เกี่ยวข้อง รวมถึงปัจจัยต่าง ๆ ทั้งความยากของภาษา การใช้สื่อ ตัวอย่าง ภาพ เสียง สิ่งรบกวน ฯลฯ จะก่อให้เกิด Extraneous Cognitive Load กล่าวอีกแบบหนึ่ง Extraneous Cognitive Load จะรบกวนการบรรลุวัตถุประสงค์การเรียนรู้
- Germane Cognitive Load: หมายถึง ความพยายามที่จำเป็นในการถ่ายโอนข้อมูลระยะสั้นไปสู่ความรู้และความเข้าใจระยะยาวผ่าน Schemas ซึ่งเกี่ยวข้องกับกิจกรรมการเรียนรู้และกระบวนการทางความคิดที่พยายามเชื่อมโยงข้อมูลใหม่เข้ากับ Schemas ความรู้ระยะยาวในลักษณะเชิงสร้างความรู้ (constructivist) เช่น การใช้กลวิธีช่วยจำ การกระตุ้นความรู้เดิม เป็นต้น
Sweller และคณะเสนอว่า การเรียนรู้จะเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อการออกแบบการสอนและจัดการภาระทางปัญญา (cognitive load) ให้เหมาะสมกับข้อจำกัดของหน่วยความจำขณะทำงาน และเอื้อต่อการสร้าง schema ในหน่วยความจำระยะยาว เช่น การจัดโครงสร้างเนื้อหาให้สอดคล้องกับขีดจำกัดของความจำ (Chunking)
Reference
Piaget, J. (1936). Origins of intelligence in the child. London: Routledge & Kegan Paul.
Piaget, J. (1970). Science of education and the psychology of the child. New York: Viking. chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.alohabdonline.com/wp-content/uploads/2020/05/The-Psychology-Of-The-Child.pdf
Sweller, J.Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning. COGNITIVE SCIENCE 12, 257-285 (1988). chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://andymatuschak.org/files/papers/Sweller%20-%201988%20-%20Cognitive%20load%20during%20problem%20solving.pdf
Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, S. (2011). Cognitive Load Theory. New York: Springer. https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4419-8126-4
Ausubel, D. P. (1963). The Psychology of Meaningful Verbal Learning. New York: Grune & Stratto https://www.scribd.com/document/899638684/Ausubel-D-1963-the-Psychology-of-Meaningful-Verbal-Learning
Ausubel, D. P. (1968). Educational Psychology: A Cognitive View. New York: Holt, Rinehart and Winston. https://archive.org/details/in.ernet.dli.2015.112045/page/n23/mode/2up
Novak, J. D. (2002). Meaningful learning: The essential factor for conceptual change. International Journal of Science Education, 24(6), 549–568. chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://mlrg.org/proc3pdfs/Novak_Meaningful.pdf
Bruner, J. S. (1960). The Process of Education. Cambridge, MA: Harvard University Press. chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://edci770.pbworks.com/w/file/fetch/45494576/Bruner_Processes_of_Education.pdf
Leyre Paniagua, Content Specialist, Smowltech, Spain https://smowl.net/en/blog/meaningful-learning/
Weibell, C. J. (2011). Principles of learning: 7 principles to guide personalized, student-centered learning in the technology-enhanced, blended learning environment. https://principlesoflearning.wordpress.com/dissertation/chapter-3-literature-review-2/the-constructive-perspective/discovery-learning-jerome-bruner-1961/