В действительности же процесс обучения базируется на ошибках, ведь без совершения ошибок на самом деле невозможно научиться. Ошибки являются неотъемлемой частью самого процесса обучения и приобретения жизненного опыта. Это означает, что если человек не совершает ошибки, то он просто не учится.

С точки зрения нейробиологии и психологии, ошибка является ключевым фактором в обучении.

В книге профессора психологии Стэнфордского университета К. Дуэк «Гибкое сознание. Новый взгляд на психологию развития взрослых и детей» предложена теория о наличии двух противоположных подходов к обучению. Подходы разделяются на основании доминирующего типа мышления – фиксированного и гибкого.

Люди, у которых преобладает фиксированное мышление, считают, что они у них от природы заложен определенный уровень интеллекта, который можно лишь незначительно изменить. Другими словами, такие люди живут по принципу «выше себя не прыгнешь», а ошибки они воспринимают в качестве знака, который свидетельствует об отсутствии у них какой-то способности.

Вторая категория людей обладает гибким мышлением, которое уже ориентировано на процесс развития. По мнению таких людей, если приложить больше усилий и трудолюбия, то можно улучшить свои интеллектуальные способности. Соответственно, ошибки они воспринимают как стимул для дальнейшего обучения.

Для обоснования своей теории Дуэк проводила многочисленные психологические эксперименты. В одном из таких экспериментов одновременно участвовало более 400 учащихся пятых классов. Школьникам было предложено пройти несложный тест, который состоял из невербальных пазлов. Далее детям сообщали результат. При этом половину детей хвалили за их ум, а вторую половину за старание.

После этого школьникам на выбор предлагали два теста, которые отличались между собой по уровню сложности. Оказалось, что 90% пятиклассников, которых ранее похвалили за ум, предпочли выполнять более простой тест, так как боялись потерять завоеванную репутацию.

В то же время школьники, которых похвалили за старание, в большинстве своем выбрали более сложный тест, так как они хотели показать свои способности и стремление прилагать усилия.

Далее всем детям надо было пройти сложный тест, который предназначен для учеников 8-го класса. Школьники, которых ранее хвалили за старательность, изо всех сил старались справиться с заданиями, и большинству детей удалось осилить значительное количество заданий. Другая категория детей, которых ранее оценили как «умных», достаточно быстро разочаровывалась в своих способностях и возможностях и отказывалась выполнять задания. И если они совершали ошибки, то начинали считать себя проигравшими и воспринимали их как доказательства того, что в действительности они не являются умными.

В итоге Дуэк пришла к выводу, что наличие страха совершить ошибку крайне негативно сказывается на процессе обучения. Если же такой страх отсутствует, то возникает желание работать над своими ошибками, а это является залогом эффективного обучения.

Психолог Д. Мозер из Мичиганского университета решил расширить теорию Дуэк и направил свои усилия на исследования нейронных механизмов, которые считаются основой различных типов реакций на совершенные ошибки. Задачей его исследования стало обнаружение связи между типом мышления и реакцией человека на ошибки.

Участникам эксперимента предлагались задания, в которых достаточно легко совершить ошибку. В процессе выполнения заданий у тестируемых с помощью энцефалограммы производился анализ нейронных сигналов, которые принимают участие в обработке ошибок. В частности, обращалось внимание на рефлекторную регистрацию и осознанную реакцию на ошибки.

Рефлекторная регистрация ошибки демонстрирует наличие конфликта между правильным и неправильным ответом. Для его возникновения достаточно всего 50 миллисекунд после того, как мозг поймет, что была совершена ошибка.

Второй тип сигнала регистрируется гораздо позже – через 100-600 миллисекунд после ответа. Благодаря этому сигналу мозг осознает ошибку и обеспечивает концентрацию на ней.

За формирование этих сигналов отвечает передняя поясная извилина коры головного мозга. Она расположена в зоне, которая принимает участие в отслеживании поведения и подаче сигналов о том, что требуется усилить когнитивный контроль. Эксперимент Мозера показал, что уровни сигналов коррелировали с более точными и сосредоточенными ответами, которые следовали после ошибок. При этом оказалось, что процесс обучения более эффективен, когда наблюдается более высокая амплитуда этих сигналов.

Благодаря проведенному эксперименту Мозеру удалось подтвердить правильность теории К. Дуэк о том, что люди с гибким мышлением после совершения ошибок сосредотачиваются на них и после этого показывают лучшие ответы, то есть у них процесс обучения протекает более эффективно. Соответственно, люди, которые негативно реагируют на свои ошибки, учатся менее продуктивно.

Эксперименты Дуэк и Мозера показали, что благодаря ошибкам происходит запуск нейроактивности, которая отражает процесс обучения. И если на субъективном уровне ошибка является для нас сигналом о том, что что-то пошло не так, то уже на нейронном уровне ошибка позволяет запустить активную мозговую деятельность. Именно по этой причине ошибки для обучения имеют высокую ценность, так как этот процесс построен на неудачах и провалах, а не на постоянном успехе. Поэтому если человек упускает возможность совершить ошибку и все делает безошибочно и правильно, то это означает, что его процесс обучения протекает не так эффективно.

Согласно теории Дуэк человеку обязательно надо пройти через ошибки, чтобы усвоить какое-то новое знание. При этом никакого другого пути решения проблемы не предлагается. В то же время, если научиться правильно реагировать на ошибки, то можно минимизировать негативное их влияние на уверенность в собственных силах.

Исследователь и профессор Стэнфордского университета Джо Боулер в своей книге «Математическое мышление» и лекциях учит, как надо родителям и учителям правильно реагировать на ошибки, и объясняет, почему ошибки – это нормальное явление.

При исследовании биографии успешных и неудачливых бизнесменов было установлено, что успех определяется количеством совершенных шибок. Так, более успешные люди по жизни совершали большее количество ошибок, чем неудачливые бизнесмены. Журналисту The New York Times П. Симсу принадлежит авторство множества статей о важности ошибок в формировании творческого предпринимательского мышления. В своих работах ему удалось выделять основные привычки, которые свойственны успешным людям.

Список таких привычек выглядит следующим образом:

• стремление воплотить в жизнь даже самые безумные идеи;
• спокойное отношение к совершенным ошибкам;
• рассмотрение идеи с различных сторон;
• открытость к различным типам опыта;
• отсутствие боязни трудностей;
• готовность активно выступать против сложившихся представлений.

Такое отношение к ошибкам и жизни в целом благотворно влияют и на обучение. Ученики должны чувствовать себя свободно и не бояться воплощать в жизнь различные идеи. Они не должны сдаваться, когда заданием им кажется очень сложным, а не могут с первого подхода найти нужное решение.

Как поменять свое отношение к ошибкам?

Одно из самых эффективных решений, которым могут воспользоваться педагоги и родители, ― изменение подхода к организации обратной связи с учениками при обсуждении ошибок и неправильных ответов. Детям надо объяснять, что ошибки ― это нормально, без них невозможен процесс обучения.

Когда дети понимают, что ошибки полезны, то им удается освободиться от тяжелого психологического груза, они не будут думать, что они умственно ограничены.

Джо Боулер (профессор Стэнфорда) на своих занятиях предлагает ученикам сыграть в игру, которая помогает им изменить свое отношение к ошибкам. В самом начале уроке детям предлагается смять лист бумаги и бросить его в доску с таким чувством, которое они испытывают при совершении ошибки. Таким образом дети могут дать выход своим эмоциям, поэтому обычно бросают листы со всей силы. Далее детям предлагается поднять свои листы, разровнять их, а образовавшиеся складки раскрасить цветными карандашами. Именно эти складки и олицетворяют рост мозга, поэтому эти листки предлагается хранить в своих папках на протяжении всего года, так как они будут служить напоминанием о важности ошибок.

Еще один способ сообщения детям о важности ошибок заключается в том, что ученикам предлагается сдать работу в любом виде, который они посчитают нужным. Далее учитель в работах находит т.н. «любимые» ошибки учеников, они вместе их разбирают и выясняют, чем связано появление таких ошибок.

В процессе разбора ошибок важно объяснять ученикам, почему та или иная ошибка принесла ему пользу. Благодаря такому подходу человек начинает напряженно размышлять, а это приводит к активизации и росту его интеллектуальных способностей. Важно также рассказывать об ошибках, так как если один ученик сделал такую ошибку, то и другие могут ее совершить. По этой причине анализ ошибки приносит пользу всем ученикам, а не только тому, кто ее совершил.

В том случае, когда учитель снижает ученикам баллы за совершенные ошибки, то они получают сильный отрицательный сигнал не только об ошибках, но и изучаемом предмете. Для того чтобы обеспечить развитие у учеников мышление роста и предоставить им обратную позитивную связь, педагогам надо стараться к минимуму свести выставлений оценок за низкий уровень знаний учеников.

Кроме того, во время урока очень важно обращать внимание на ценность ошибок, а также обеспечивать позитивную обратную связь во время общения один на один с учеником. Если же педагог постоянно только негативно отзывается о работе ученика, то высока вероятность, что у ребенка могут начаться психологические проблемы, он будет чувствовать себя неуверенно и находиться постоянно в стрессе. Одновременно с этим учителя могут начать думать, что ребенок не обладает выдающимися интеллектуальными способностями и, соответственно, не будут ему уделять особого внимания на уроке.

Учителям надо стараться правильно реагировать на ошибку учеников. Желательно говорить, что ошибка – это нормально, она позволяет мозгу развиваться и учиться мыслить гибко. Такой посыл очень важен для детей, так как они начинают позитивно воспринимать ошибки, у них меняется отношение к себе, появляется уверенность в собственных силах.

Необходимо отметить, что еще в 1930-е гг. психолог Жан Пиаже из Швейцарии полностью отверг идею о том, что обучение сводится исключительно к запоминанию. В своих работах он указывал на то, что истинное обучение напрямую зависит от понимания материала и того, как идеи согласуются между собой. Пиаже сделал предположение, что у людей имеются ментальные модели, которые определяют способ сведений различных идей в единое целое. Когда же они для учеников приобретают конкретный смысл, то, по мнению психолога, возникает т.н. «равновесие».

Если человек сталкивается с новыми идеями, то он пытается привести их в соответствие с уже сформированными ментальными моделями. В случае, когда новые идеи не получается совместить с уже существующими моделями, то эти модели требуется изменить, то есть человек приходит в состояние «отсутствия равновесия». При нахождении в таком состоянии человек понимает, что новую информацию невозможно включить в уже сформированные модели обучения, но и нельзя ее отбросить, так как она имеет определенный смысл. В результате человек старается адаптировать и скорректировать свои модели.

Может показаться, что нахождение в состояние «отсутствия равновесия» приводит к дискомфорту. Однако, как считает Пиаже, именно это состояние и способно подарить настоящую мудрость. По этой причине Пиаже предлагает рассматривать обучение в качестве процесса перехода от состояния «равновесия», когда все идеи представляют единое целое, в состояние его отсутствия, когда новая идея не соответствует существующим моделям. После того как новая информация усвоена опять наступает состояние «равновесия».

Одной же из проблем современного образования, в первую очередь математического, является то, что ученики изучают только однообразные и простые концепции, которые не позволяют выйти им из состояния «равновесия». И чем чаще ученики будут оказываться в состоянии «отсутствия равновесия», тем эффективнее будет проходить процесс обучения.

Проведение исследований в отношении ошибок и отсутствия равновесия имеет достаточно важно значение для преподавания. Эти исследования важны как для разработки методов проведения работы над ошибками, так и выбора заданий. Для того чтобы процесс обучения проходил более продуктивно, детям надо давать более сложные задания, в которых они наверняка допустят ошибки, то есть они выйдут из состояния равновесия. Однако все задания следует сопровождать позитивной обратной связью, то есть сигналами, благодаря которым ученики будут чувствовать себя комфортно даже при совершении ошибок.

Конечно, к таким изменениям многие учителя не готовы, ведь они, наоборот, стараются подобрать для своих учеников такие задания, чтобы дети смогли с ними успешно справиться. В итоге получается, что во время уроков дети не работают с максимальной отдачей, а значит, и процесс обучения не является эффективным.

Другими словами надо стараться изменить в целом подход к обучению, когда считается, что отсутствие ошибок является признаком ума. Учителя должны больше уделять вниманию ошибкам детей, а не правильному выполнению заданий. Во время уроков должно быть нормальной практика, когда все ученики разбирают какую-то ошибку и стараются понять, почему она возникла.

В таких ситуациях ученикам предлагается решать совместно решать сложную задачу, они слушают друг друга и пытаются найти решение. Они могут часто ошибаться, но в итоге добиваются нужного результата. Это происходит за счет того, что происходит объединение идей и методов. Главное – чтобы дети не боялись ошибаться и предлагать свои идеи, а для этого они должны уметь принимать ошибки и понимать их важность в обучении.

Что такое ошибка с точки зрения нейробиологии?

Ошибки играют важную роль как в процессе обучения и приобретения новых навыков, так и развитии нейропластичности мозга, которая является биологической основой обучения. Это связано с тем, что во время мозговой деятельности в нервной системе происходит изменение силы синапсов, то есть силы соединений между нейронами.

В настоящее время для объяснения понятия нейропластичности преимущественно используется теория американского психолога Д. Хебба. Он предположил, что способность нашего мозга меняться зависит от изменения силы синапсов. На этом основании было сформулировано правило Хебба, которое звучит следующим образом: «если два нейрона активны примерно в одно и то же время, их связи усиливаются».

Процесс, в ходе которого происходит усиление синаптических связей между нейронами, получил название долгосрочного потенцирования. Оно считается самым важным процессом в объяснении того, что представляет собой нейропластичность. В то же время модификация силы синапсов включает в себя и процесс его угнетения, который называется долгосрочной депрессией.

Надо учитывать, что модификация силы связей нейронов учитывает и их усиление, и их ослабление. Однако о последнем аспекте обычно мало говорится, так как генеративные процессы традиционно принято считать основными, а дегенеративные считают вторичными. Некоторые нейробиологи, кстати, считают, что именно долгосрочная депрессия и является ключевым процессом, который лежит в основе формирования памяти и обучения.

Логика данного утверждения строится на том, что объем знаний в человеческом мозге постоянно бы оставался на одном уроне, если бы нейронные контакты не ослабевали, а в итоге и полностью исчезали. Это означает, что способность ослаблять синаптические связи обязательно входит в процесс обучения и формирования знаний.

Это утверждение подтверждается и различными научными исследованиями. Так, американский инженер С. Альбрус в процессе работы над созданием модели мозжечка сделал предположение, что «хранение паттернов должно осуществляться главным образом за счет ослабления синаптических весов, а не их усиления».

По мнению английского ученого Р. Докинза, избирательная гибель нейронов может лежать в основе всего принципа хранения информации в человеческом мозге. Эту мысль дальше развивает и французский нейробиолог Жан-Пьер Шанжё, который в своей книге «Нейрональный человек» пишет, что «учиться – это значит стабилизировать заранее установленные синаптические комбинации и устранять излишки».

Ученые Д. Чиалво и П. Бак в своем труде Learning from Mistakes отмечают, что современное понятие биологических механизмов обусловлено склонностью человека к теологическому мышлению, то есть предполагающему мышлению (его особенность – склонность считать, что у всего происходящего имеется конечная цель). Такое мышление не позволяет человеку перенастраивать собственное мышление таким образом, чтобы оно больше подходило для изучаемого процесса, а не подстраивалось под нас.

Чиалво и Бак предложили пересмотреть мнение о том, что для обучения в обязательном порядке требуется усиление синапсов, а долгосрочное потенцирование является ключевым процессом. По мнению ученых, именно снижение синаптической активности выступает в качестве основного динамического механизма, а потенциации отводится только вспомогательная роль. Ученые также считают, что положительное подкрепление, наоборот, снижает способность к адаптации.

Отсюда ученые сделали вывод, что обучение преимущественно протекает за счет исправления ошибок, то есть получение негативного отклика и есть основа обучения. Таким образом, любое обучение (в своем основании) предполагает совершение ошибки.