Cud pamięci naukowo okiełznany

Lenistwo to potężny czynnik rozwoju. W jaki sposób należy się uczyć, by osiągnąć dobre efekty, a jednocześnie jak najmniej się przy tym napracować?

Lenistwo to potężny czynnik rozwoju. W jaki sposób należy się uczyć, by osiągnąć dobre efekty, a jednocześnie jak najmniej się przy tym napracować?

Takie mniej więcej pytanie postawił sobie biolog z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Piotr Woźniak, gdy w 1982 roku rozpoczynał badania nad dynamiką procesów uczenia się i zapominania.

Rezultatem trzech lat bynajmniej nie leniwej pracy był fenomenologiczny model ludzkiej pamięci, który w oparciu o pojęcia statystyki matematycznej ilościowo ujmował dynamikę procesów nabywania i zapominania informacji. Płynące z modelu wnioski dawały całkiem konkretne wskazówki, jak należy rozkładać proces nauki w czasie, by jej skuteczność była maksymalna. W efekcie został sformułowany zbiór zasad, nazwany przez autora SuperMemo, których przestrzeganie może doprowadzić nawet do 50-krotnego wzrostu efektywności nauczania w porównaniu z metodami tradycyjnymi.

Repetitio est mater studiorum - powtarzanie jest podstawą nauki. Owszem - powiada Piotr Woźniak, włączając się w ten sposób do dyskusji trwającej dwa tysiące lat z okładem. Nie jest jednak obojętne, w jakich odstępach czasu mają miejsce owe powtórki. Efekt utrwalenia informacji w pamięci jest najlepszy wtedy, gdy powtórka ma miejsce w chwili, gdy informacja ta znalazła się na granicy zapomnienia - dlatego o powodzeniu decyduje prawidłowy dobór interwałów czasowych pomiędzy powtórkami. Tak właśnie brzmi naczelna teza SuperMemo.

Optymalne odstępy między powtórkami oblicza się tak, by zapewnić kompromis pomiędzy dwiema przeciwstawnymi tendencjami: - zmaksymalizować stosunek ilości informacji pamiętanych w danej chwili do wszystkich informacji kiedykolwiek wprowadzonych do pamięci (współczynnik retencji), - zminimalizować czas potrzebny na naukę, czyli wyeliminować powtórki mało efektywne.

Innymi słowy, okresy między powtórkami muszą być na tyle długie, by czas poświęcony nauce był jak najmniejszy i na tyle krótkie, żeby informacja nie została całkowicie zapomniana.

Zoptymalizowany proces uczenia się teoretycznie pozwala zbliżyć się do maksymalnej szybkości, z jaką mózg ludzki jest zdolny formować obrazy pamięciowe. Jest to osiągane przy poziomie retencji określanym arbitralnie (zazwyczaj 90- 99%). Tak więc, stosując zasady SuperMemo uczeń może uczyć się tak szybko, jak tylko pozwala na to jego mózg, dokonując tylko wstępnego wyboru między nauką szybką i powierzchowną lub powolną i dokładną.

Do obliczania optymalnych okresów między powtórkami SuperMemo stosuje skomplikowany algorytm. Okresy te są różne dla poszczególnych różnych uczniów i dla jednostek o różnych stopniach trudności, i zależą zarówno od indywidualnych możliwości uczącego się jak i od stopnia trudności danego fragmentu wiedzy.

Metoda SuperMemo może być stosowana we wszystkich formach uczenia się - od nabywania umiejętności pisania na maszynie, poprzez naukę gry na instrumentach i zapamiętywanie wiedzy książkowej, aż po możliwość uzyskiwania dobrych wyników w testach na inteligencję. Zapamiętywana wiedza powinna być rozłożona na fragmenty w układzie pytanie-odpowiedź. Na przykład:

w przypadku nauki esperanto:

Pytanie: Jaka końcówka wskazuje na rzeczownik?

Odpowiedź: -o

Pytanie: szkoła

Odpowiedź: lernejo

w przypadku nauki biologii:

Pytanie: Co oznacza skrót DNA?

Odpowiedź: kwas dezoksyrybonukleinowy.

Jednostka powinna być "dobrze zbudowana", to znaczy spełniać zasady strukturyzacji wiedzy określone przez metodę SuperMemo - zasada minimum informacji, jednoznaczności itp. Fragmentacja wiedzy pozwala m. in. na wyznaczenie współczynnika trudności osobno dla każdego z pytań. Współczynnik ten jest wyznaczany przez algorytm w oparciu o informację o historii pamiętania danej jednostki informacyjnej przez użytkownika i jest jednym z parametrów, na podstawie których wyznacza się datę powtórki.

Ciekawą i ważną własność SuperMemo stanowi fakt, że szybkość uczenia się jest praktycznie niezależna od rozmiaru zapamiętywanego materiału. Oznacza to, na przykład, że czas potrzebny na zapamiętanie 100 tys. jednostek informacji będzie około 100 razy dłuższy niż czas potrzebny na zapamiętanie 1000 jednostek. W perspektywie całego życia, jeśli zaniedbać efekty związane ze starzeniem się, uczący się nie zauważy znaczącego spadku w szybkości przyswajania nowej wiedzy, który mógłby być wynikiem akumulacji powtórek wcześniej zapamiętanych danych. Czas potrzebny w SuperMemo na opanowanie i utrzymanie w pamięci informacji wynosi zwykle poniżej jednej minuty na jednostkę informacji w okresie całego życia. Większość jednostek będzie musiała być powtarzana nie więcej niż 10 razy w ciągu całego życia, przy współczynniku retencji około 95%. Pierwsza powtórka ma zazwyczaj miejsce po 1-10 dniach, ale już po 5-6 powtórkach okresy między nimi uzyskują długość rzędu miesięcy lub lat. Poprzez szeregowanie powtórek SuperMemo eliminuje problem zapominania. Mimo że incydentalne przypadki zapominania mają miejsce, wszystkie zapomniane jednostki są z powrotem wprowadzane do procesu uczenia, a współczynnik retencji (a więc w istocie współczynnik pamiętania) może być utrzymywany na poziomie nawet 99%. Oczywiście, metoda SuperMemo nie jest w swej istocie "komputerowym" produktem. Niemniej z uwagi na skomplikowane obliczenia, jakie trzeba wykonywać po każdej lekcji, pomysł napisania programu nadzorującego proces edukacji sam się nasuwa.

Pierwsza implementacja komputerowa metody powstała w 1987 r. W latach 1988-1990 algorytmy optymalizacyjne SuperMemo zostały ulepszone, pozwalając na dwukrotne zwiększenie szybkości uczenia się wspomaganego programem. W lipcu 1991 powstała SuperMemo World - firma, której celem jest popularyzacja metody i software'u SuperMemo. Tworzą ją obecnie: autor metody Piotr Woźniak, informatyk Krzysztof Biedalak i fizyk Janusz Murakowski. Obecnie SuperMemo World rozprowadza wersję 2. na zasadach shareware, natomiast wersje 5. i 6. są komercyjne.

Najnowsza, szósta implementacja programu - SuperMemo 6 Professional - była przez kilka miesięcy intensywnie testowana w poznańskich kręgach naukowych. Swój pierwszy sukces SuperMemo 6 odniósł jeszcze zanim został sprzedany jego pierwszy komercyjny egzemplarz. W listopadzie 1991 r. program został wybrany polskim finalistą konkursu SOFTWARE FOR EUROPE.

W dotychczasowych wersjach programu wiedza jest reprezentowana wyłącznie w formie tekstu, ale wystarcza to w zupełności, by uzyskać nieprzeciętne wyniki w wielu dziedzinach. Praktycznie każda informacja, którą da się reprezentować w formie par "pytanie-odpowiedź", może być użyta w procesie uczenia się, wspomaganym programem. Nauka przebiega z szybkością kilkakrotnie większą niż przy użyciu jakichkolwiek innych technik uczenia się.

Praca z programem SuperMemo jest łatwa. Użytkownik może korzystać z podręczników-baz danych już istniejących, może też założyć nowy podręcznik i wyedytować jego zawartość zgodnie z własnym pomysłem. Naukę wolno rozpoczynać jeszcze przed zakończeniem pracy nad podręcznikiem. Wszystkie operacje wyznaczania dat i kolejności powtórek są wykonywane przez program automatycznie, więc uczący się jest zajęty jedynie odpowiadaniem na pytania zadawane przez komputer i ocenianiem jakości swoich odpowiedzi w skali ocen od 0 do 5. Oceny te są wykorzystywane w szeregowaniu powtórek. Skala ocen jest przejrzyście zdefiniowana, a zawyżanie sobie ocen dla lepszego samopoczucia nie miałoby przecież żadnego sensu.

Osobom dociekliwym program umożliwia śledzenie na bieżąco własnych postępów, wyrażonych liczbowo. Zbiór opcji statystycznych używanych w obserwacji i nadzorowaniu procesu uczenia się zawiera m. in.:

- wykresy krzywych zapominania charakteryzujących danego użytkownika i dany rodzaj wiedzy

- rozkład powtórek w czasie (a więc liczby powtórek wyznaczonych na poszczególne dni, miesiące i lata)

- histogramiczny rozkład jednostek ze względu na ich stopień trudności

- aproksymację optymalnych okresów między powtórkami charakterystycznych dla danego użytkownika, zależnych od stopnia trudności jednostki i numeru powtórki.

- parametry procesu edukacyjnego (ogólną liczbę jednostek w bazie danych, liczbę zapamiętanych jednostek, liczbę jednostek wyznaczonych do powtórki w bieżącym dniu, średni współczynnik trudności dla jednostek w bazie danych, średni okres między powtórkami, średnią liczbę powtórek przypadających na jednostkę informacji, średni czas odpowiedzi, średni czas pracy z bazą danych dziennie, średnią liczbę powtórek dziennie, czas zużyty na odpowiedzi w czasie bieżącej sesji, proporcję ilości jednostek pamiętanych do ogólnej liczby powtórek, kilka innych współczynników wskazujących postęp w procesie uczenia się, itd).

Jak dotąd, najbardziej popularnym i spektakularnym zastosowaniem dla SuperMemo okazała się być nauka języka angielskiego. SuperMemo World opracowała bazę danych zawierającą 3000 najbardziej podstawowych słów i zwrotów angielskich. Wybór materiału zamieszczonego w bazie danych został oparty na analizie frekwencyjnej standardowych tekstów. Taki poziom znajomości słownictwa jest zwykle uważany za wystarczający do rozumienia definicji stosowanych w monolingwistycznych słownikach współczesnego języka angielskiego. Przeciętny użytkownik SuperMemo jest w stanie opanować ten zakres słownictwa w ciągu zaledwie 30 dni poświęcając na naukę nie więcej niż 30 minut dziennie.

Ważną różnicę między SuperMemo a innymi technikami szybkiego uczenia się, np. opartymi na metodach mnemonicznych, stanowi fakt, że przy nauce wspomaganej programem SuperMemo raz zapamiętane informacje są ciągle utrzymywane w pamięci uczącego się. Dla użytkownika szczególnie spragnionego wiedzy, pod warunkiem wyrobienia pewnej podstawowej sprawności w posługiwaniu się programem, opanowanie informacji zawartych w bazie danych zawierającej 3 tys. jednostek jest możliwe nawet w ciągu 4-6 dni. A więc, potrzeba zaledwie niecałego tygodnia, aby posiąść podstawową wiedzę umożliwiającą rozumienie tekstów w języku obcym.

Firma SuperMemo World prowadzi Bank Baz Danych SuperMemo, czyli zbiór baz danych stworzonych przez użytkowników programu. Większość z obecnie już istniejących baz danych jest rozprowadzana za darmo (jeśli nie liczyć kosztów wysłania). Przeważająca część baz została jak dotąd stworzona z myślą o nauce języka angielskiego. Inne dziedziny obejmują inne języki obce, medycynę, biologię molekularną, fizykę, matematykę, wiedzę ogólną, informatykę i wiele innych.


TOP 200