Förra året vred man mycket över Australiens sjunkande resultat i PISA-testen (Program for International Student Assessment). Idéer för hur man kan vända denna nedgång kom från när och fjärran, tjock och snabb.

Den federala utbildningsministern Dan Tehan förklarade att australiensisk utbildning behövdes för att gå tillbaka till grunderna, medan inflytelserika kommentatorer påpekade att PISA-tester är fokuserade på "problemlösning" och att det är detta vi behöver mer av i australiensiska skolor.

Självklart, båda åsikterna är korrekta. Problemet är att de ofta framställs som att de utesluter varandra, när vi faktiskt effektivt kan lära ut grunderna och optimera problemlösningen samtidigt.

Vår senaste forskning tyder på att "belastningsminskningsinstruktion" är ett sätt att göra detta. För att förklara belastningsminskning, vi måste först förklara lite om minnet.

Kort- och långtidsminne

Det finns två viktiga delar av det mänskliga minnessystemet:arbetsminne och långtidsminne.

Arbetsminnet är komponenten i-ögonblicket som tar emot och skickar information till långtidsminnet. Det är begränsat och beräknas hålla information i cirka 15-20 sekunder, med en kapacitet ungefär lika stor som ett telefonnummer.

Långtidsminnet har stor kapacitet och obestämd varaktighet. Läraren behöver hjälpa eleverna att bygga upp sitt långtidsminne såsom grundläggande fakta och regler (tidtabeller) samt koncept och procedurer som behövs för att utföra mer komplexa uppgifter (svår algebra).

Lärare behöver undervisa på ett sätt som minskar belastningen på elevernas arbetsminne när de lär sig nytt innehåll eller nya färdigheter. Om arbetsminnet är överbelastat, elever kan missförstå information eller inte förstå den alls.

Explicit undervisning är ett bra sätt att lätta på denna börda när eleverna lär sig grunderna. Här, till exempel, en lärare visar tydligt och systematiskt eleverna vad de ska göra och hur de ska göra.

När eleverna förstår grunderna, de kan ta till sig mer komplex information. Faktiskt, forskning har visat om eleverna inte flyttas till problemlösningsmöjligheter efter att de har lärt sig grunderna, deras inlärning kan avta (detta kallas "expertise reversal effect").

Främjande av problemlösning kan ske genom guidad förfrågningsorienterad inlärning. Här kan läraren tilldela en mer öppen eller komplex uppgift eleverna slutför på egen hand med hjälp av, eller dra slutsatser av, informationen och färdigheten de fick under den explicita instruktionsfasen. Den är "vägledd" eftersom läraren fortfarande har en roll i att övervaka framstegen och hjälpa till vid behov.

Vad är belastningsminskningsinstruktion?

Lastminskningsinstruktioner syftar till att integrera explicit instruktion och guidad förfrågan med följande fem principer:

1. göra uppgifterna enkla nog för att passa elevernas befintliga kunskaper eller färdighetsnivå i början av inlärningsprocessen. Läraren skulle kunna göra några förtester för att förstå vad eleverna redan vet och sedan presentera information och uppgifter på en svårighetsgrad som matchar elevernas förmåga
2. instruktionsstöd från läraren genom uppgiften. Läraren kan ge en uppgift för eleverna att göra i steg och arbeta nära dem genom var och en
3. strukturerad övning och upprepning. Efter att ha arbetat igenom en uppgift med eleverna, läraren skulle kunna ge liknande uppgifter där eleverna kan öva på det de kan eller kan
4. feedback och feed-forward. Läraren kan ge korrigerande information (om korrigering behövs) och specifika förslag för eleven att tillämpa eller förbättra nästa uppgift
5. guidad oberoende praktik, problemlösning och frågeorienterat lärande. Läraren kan ge en mer komplex uppgift som eleverna gör på egen hand och som kan involvera mer än en väg till en lösning eller mer än en lösning. Lärarens vägledning är minimal (som att påminna eleverna om de troliga stegen eller ge några tips när eleverna fastnar), men alltid tillgänglig.

De fyra första principerna kan betraktas som "back-to-basics"-delarna av belastningsminskningsinstruktioner och förlitar sig på de mer traditionella explicita tillvägagångssätten. Sedan, allt eftersom kärnkompetens och kunskap utvecklas, den femte principen betonas:problemlösning.

Hur vi vet att det fungerar

Vi har genomfört två studier som utforskar belastningsminskningsundervisning i klassen. Den första studien involverade 393 gymnasieelever i 40 matteklassrum.

Eleverna betygsatte sin matematiklärare på fem aspekter av var och en av de fem principerna som beskrivs ovan.

Eleverna rapporterade också om sin egen motivation och engagemang i matematik, deras akademiska flytkraft i matematik (hur väl de studsar tillbaka från akademiskt bakslag), och deras matematikprestationer. Vi fann ju mer läraren rapporterades implementera belastningsminskningsinstruktioner, ju högre motivationsnivåer för eleverna engagemang, akademisk flytkraft och prestation.

I en andra studie (för närvarande under peer review), elever från mer än 150 naturvetenskapliga klassrum betygsatte sin naturvetenskapslärare enligt de fem principerna. Eleverna bedömde också sitt eget engagemang i naturvetenskap (hur mycket de tyckte om och deltog i klassen) och genomförde ett kort naturvetenskapligt test.

Våra analyser avslöjade att elever som undervisades med belastningsminskningsprinciper hade högre nivåer av engagemang i naturvetenskap och högre nivåer av vetenskapliga prestationer.

Tillbaka till grunderna och problemlösning bör gå hand i hand. Den enes framgång är oupplösligt knuten till den andras framgång. Men ordningen i vilka saker och ting görs är avgörande. Explicit undervisning måste först användas för att underlätta belastningen på eleverna när de lär sig grunderna. Sedan, när viss expertis har utvecklats, eleverna går till guidad undersökning för att vårda sin problemlösningsförmåga.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.