Opimmeko pelaamaan uusilla säännöillä?
Meille kertyy jatkuvasti kokemusta, tietoja ja taitoja, joita voimme soveltaa yhä uusiin tilanteisiin. Toistojen myötä käsityksemme asiasta vahvistuu entisestään – näin tämä toimii!
Psykologian professori Stellan Ohlsson (University of Illinois at Chicago) luennoi kasvatustieteiden tiedekunnan kaksipäiväisessä Deep Learning -seminaarissa, joka oli uuden OPPI-tohtoriohjelman avajaisseminaari.
Usein tämä ei kuitenkaan riitä, sillä ympäristömme muuttuu arvaamattomasti. Seuraavat täysikuun ajankohdat on helppo ennustaa vuosiksi eteenpäin, mutta entäpä seuraava iso maanjäristys, metsäpalo tai epidemia? Professori Stellan Ohlsson vertaa koko muuttuvaa maailmaa maanjäristykseen.
– Monimutkaisissa järjestelmissä koetaan jatkuvasti pieniä järistyksiä, jotka muokkaavat sääntöjä uusiksi. Perusta voi järkkyä niin luonnossa kuin yhteiskunnan eri aloillakin niin, että vanhat ratkaisut eivät enää toimi. Tätä voi verrata myös shakkipeliin, jossa jokainen siirto muuttaisi myös pelin sääntöjä. Alamme tehdä virheitä, koska pohjatietomme ovat vanhentuneita.
Miten selviydymme muutoksesta?
Kun vanhat säännöt eivät enää päde, myös vanhat ratkaisutavat tulisi heittää romukoppaan ja korvata aivan uusilla. Ohlssonin kehittämän syvän oppimisen teorian mukaan ihmisillä on kolme erilaista tapaa päästä yli vanhoista tavoista.
– Yksi vaihtoehto on oppia yrityksen ja erehdyksen kautta, sillä uusiin olosuhteisiin sopeutuva ihminen oppii virheistään ja päätyy vähitellen kohti toimivinta ratkaisua. Joskus taas painimme ongelman kimpussa tuloksettomasti kunnes osaamme katsoa sitä uudesta näkökulmasta ja ratkaista sen luovasti, aivan kuten Picasso alkoi maalata tauluja ennennäkemättömällä tavalla. Kolmanneksi saatamme kyetä muuttamaan omia, vanhentuneita käsityksiämme ja uskomuksiamme asiaa koskien.
Jos todella osaamme luopua vanhasta käsityksestämme, helpottuu uuden ratkaisunkin löytäminen huomattavasti. Vanhat käsityksemme jäävät kuitenkin helposti sekoittamaan uusia tietojamme, eikä muutos aina suju kivuttomasti.
– Muuttuminen on vastahakoista! Lapsi ei usko aikuista, opiskelija ei opi uutta käsitettä ja aikuinen ei muuta poliittista näkemystään. Jopa meillä tutkijoilla on taipumusta pitää kiinni suosikkiteorioistamme ja ennakkokäsityksistämme, huomauttaa Ohlsson.
Professori Ohlsson itse on pyrkinyt yhdistelemään eri tutkimusryhmien saamia tuloksia ja kehittämiä teorioita kognitiivisen psykologian ja oppimistutkimuksen alalla. Hän on ollut mukana kehittämässä ja vertailemassa erilaisia tekoälyyn perustuvia opetusteknologisia tietokoneohjelmia, jotka on tarkoitettu opiskelun tueksi (Intelligent Tutoring Systems).
Opittu on aina sekoitus uutta ja vanhaaKäsitteellistä muutosta on tutkittu paljon psykologian ja kasvatustieteen eri aloilla. Ilmiön ytimen löytääkseen Stellan Ohlsson ja Jared Ramsberg kollegoineen ovat tutkineet asiaa opiskelijaryhmällä, jolle opetettiin täysin kuvitteellinen asia: vieraalta planeetalta oli löydetty bakteereja, joista osa selviäisi Maan ilmakehässä ja osa tuhoutuisi hapen vaikutuksesta. Tietokoneavusteisesti kaikki opiskelijat saivat kuvista opetella bakteerin rakenneosille keksityt nimet sekä sen, mikä tekijä bakteerin rakenteessa oli se, joka saisi bakteerin selviytymään. Kun opiskelijoista oli koulutettu aiheen asiantuntijoita, tutkijat salaa muuttivat sääntöä, joka määrää bakteerin kestävyyden. Opiskelijat joutuivat yllättäen huomaamaan, että heidän vastauksensa eivät enää osuneetkaan oikein. Sääntöjen muuttamisen jälkeen puolet opiskelijoista sai vastauksistaan täydellisen palautteen: jos bakteerin kuvassa esimerkiksi näkyi vanhan säännön mukainen selviytymisen takaava tekijä mutta ei uutta, tietokone kertoi, että tämä bakteeri ei selviydy. Opiskelijoilla oli näin mahdollisuus todeta vanha sääntö kertaheitolla pätemättömäksi. Saman he saattoivat päätellä myös niistä kuvista, joissa tietokone luokitteli bakteerin selviytyjäksi, vaikka entinen selviytymisen takaava tekijä puuttui. Vertailuryhmälle ei annettu vastaavia mahdollisuuksia, vaan vanhentuneen säännön mukaan merkityksellisen tekijän annettiin näkyä vain niissä kuvissa, jossa myös uuden säännön mukainen määräävä tekijä näkyi. Muista kuvista se oli piilotettu, joten opiskelijat eivät päässeet todistamaan vanhaa käsitystään vääräksi. Tutkimustulokset olivat mielenkiintoisia. Uuden, korvaavan säännön oppiminen lähti paremmin käyntiin jälkimmäisessä ryhmässä, joka ei saanut täydellistä, korjaavaa palautetta. Opettajana toimineen tietokoneen ei siis tarvinnut osoittaa opiskelijan vanhaa käsitystä vääräksi, vaan kaikki opiskelijat oppivat uuden säännön. Lisäksi molemmat ryhmät alkoivat oppia uutta periaatetta heti kun ”luonnonlakeja” oli muutettu. Vaikka uusi sääntö kumosi vanhan, ei vanhasta ”pois oppiminen” edeltänyt uuden oppimista, vaan molemmat prosessit etenivät rinnakkain. Huomionarvoista tutkimuksessa oli myös se, että vaikka kaikki opiskelijat oppivat vastaamaan kuvatehtäviin oikein, eivät he täydellisesti sisäistäneet uutta sääntöä. Kun opiskelijoita pyydettiin sanallisesti kertomaan bakteerien selviytymisestä, vastauksissa nousi uuden säännön mukainen tekijä tärkeimmäksi, muttei ainoaksi. |
Katja Kontu