Teorie dvojího kódu a její vztahy ke vzdělávání

Zveřejněno , autor Petr Kozák.

Představivost je mnohem důležitější než vědomosti.

Úvod

Teorie dvojího kódu (Dual Coding Theory, DCT), někdy také Teorie duálního kódování, má své kořeny v minulosti (před 2 500 lety) v praktickém využívání obrazů jako podpory paměti [1, s. 1]. Tato teorie úzce souvisí s kognitivními procesy - především pamětí, mentálními představami a představivostí - jako součástí psychických procesů jedince [3, s. 9-11]. Autorem teorie je Allan Paivio, emeritní profesor psychologie na University of Western Ontario.

Kognitivní procesy

Fantazie není ve skutečnosti nic jiného než druh paměti osvobozené od řádu času a prostoru.
(S. T. Coleridge)

Kognitivní procesy jsou součástí psychické struktury jedince. Zahrnují vnitřní pochody a procesy, pomocí nichž si jedinec uvědomuje své okolí a sebe sama, např. paměť, představivost, vnímání, učení a myšlení. [3, s. 9]

Paměť

Paměť je z obecného pohledu schopnost vštípit, podržet a znovu si vybavit určitou informaci, je ovlivněna mnoha faktory, např. pozorností, vnímáním, senzorickou představivostí atd., a je úzce spojena s učením [9, s. 7]. Následující pojmová mapa (Obrázek 1) schematicky popisuje strukturu paměti, která vychází z Teorie paměťových skladů, jejímiž autory jsou Atkinson a Shiffrin. Podle této teorie existují tři základní typy paměti (skladů): senzorická, krátkodobá, dlouhodobá. [9, s. 8]


Obrázek 1: Členění paměti vycházející z Atkinson-Shiffrinova modelu znázorněné pomocí pojmové mapy (vytvořeno v aplikaci bubbl.us).

Senzorická paměť je velmi krátká a umožňuje zrakové, sluchové nebo hmatové vnímání informací z vnějšího prostředí. Tyto informace jsou jedincem vnímány v podstatě neustále, jsou filtrovány, a v případě získání pozornosti přesunuty do krátkodobé paměti. Pokud je informace dostatečně dlouho udržována v krátkodobé paměti (např. opakováním), je následně uchována v dlouhodobé paměti, a podle potřeby vybavována. Podle Teorie paměťových skladů probíhá celý proces toku informací paměťovým systémem sekvenčně (viz Obrázek 2). [8]


Obrázek 2: Atkinson a Shiffrin (1968) naznačují, že paměť je tvořena řadou paměťových skladů [8].

Na Atkinson-Shiffrinův model navazuje Baddeleyho (1974, 1999) Integrující model paměti, resp. Tříjednotkový model paměti [10], který kategorizuje základní složky pracovní paměti, která bezprostředně navazuje na smyslové vnímání (senzorické vstupy), a popisuje jejich účel. Pojmová mapa (Obrázek 1) popisuje rozdělení krátkodobé paměti do tří složek. "Fonologická smyčka slouží k ukládání řečových i neřečových informací, které je třeba si opakovat, jinak se během 2 až 3 sekund vytratí." [9, s. 10-11] Ke zpracování vizuálních informací je využívána paměť označovaná jako vizuoprostorový (vizuospaciální) náčrtník. Poslední složkou krátkodobé pracovní paměti je centrální výkonnostní smyčka (někdy také centrální exekutiva), která slouží jako operační jednotka s cílem ovládat a koordinovat informace zpracované fonologickou smyčkou a vizuoprostorovým náčrtníkem [5].

Kombinace Atkinson-Shiffrinova modelu a Baddeleyho modelu paměti je hojně citována a využívána, existují ovšem další modely (např. nesekvenční síťový Konekcionistický model paralelně distribuovaného zpracování informace).

Mentální představy a představivost

Mentální představy jsou výsledkem vnitřní psychické aktivity jedince a vznikají na základě vjemů. Jsou subjektivní a nepřesné. Při vyniku mentálních představ hrají důležitou roli fantazie a schopnost aktivace a reprodukce v paměti uložené obrazové informace. [3, s. 10]

Představivost je proces vzniku a sekupování jednotlivých mentálních představ. Mezi jednotlivci je schopnost představivosti značně rozdílná, rozvíjí se s věkem. "Postupně se vyvíjí schopnost vyvolávat představy záměrně a s učitým cílem." [3, s. 10]

Teorie dvojího kódu

Proto budiž učitelům zlatým pravidlem, aby všecko bylo předváděno smyslům, kolika možno.
(J. A. Komenský)

Historická východiska [1, s. 1-3]

Zatímco jazyk byl vždy součástí implikace vzdělávání, resp. výchovy, k urychlení osvojování znalostí docházelo v období, kdy začaly být představy systematicky ztvárňovány v podobě obrazů.

Využití jazyka vzrostlo v období renesance, kdy bylo využíváno mnemotechnických pomůcek, (tj. konstrukcí pro podporu zpracování a zapamatování informace přidružením představy), a je jich využíváno dodnes, např. každému písmenu Morseovy abecedy je přidruženo slovo, jehož počáteční písmeno určuje znak abecedy a délka každé slabiky vyjadřuje tečku, nebo čárku (papírníci = .--.). v této době přikládaly jazyku náboženské vlivy dominantní postavení ve vzdělávání.

Giordano Bruno se také mj. zabýval uměním paměti (mnemotechnikou). V 16. století se snažil sjednotit pozemské znalosti s nadpozemskými použitím starověkých metod spojených s hvězdnými obrazy organizovanými podle asociativní struktury astrologie. Věřil, že Slunce není středem vesmíru a že vesmír je nekonečný.

Tomasso Campanella, italský filosof, teolog, astrolog a básník sepsal - inspirován dílem Giordana Bruna - počátkem 17. století dílo Sluneční stát, který byl jeho představou dokonalého státu. Hradby a stěny paláců Slunečního státu měly být bohatě ilustrovány encyklopedickými obrazy znalostí z oblasti všeho umění a věd od postavení planet, přes rostliny a živočichy, až k mechanickým vynálezům. Tento způsob vizualizace měl podporovat rychlost a efektivitu učení nenásilnou a hravou formu těch, kteří ve Slunečním státě žili.

Velkým průkopníkem v oblasti vzdělávání dětí byl český pedagog, filosof a teolog Jan Amos Komenský (17. st.). Jeho učebnice Orbis sensualium pictus, ve které se snažil uplatnit vlastní zásadu Schola ludus, byla bohatě ilustrována, aby byla pro žáky zajímavou a poutavou. Vzhledem k tehdejším vyučovacím metodám tato učebnice v mnohém předběhla svoji dobu.

Teorie dvojího kódu vychází z historických pramenů kladoucích důraz na konkretizaci znalostí prostřednictvím mentálních představ a obrazů.

Princip

Teorie dvojího kódu předpokládá, že existují dva kognitivní subsystémy. První z nich je specializován na zpracování nonverbálních objektů - neverbální systém, druhý na zpracování psaného nebo mluveného slova - verbální systém. Prvky představující neverbální systém jsou nazývány imageny, verbální systém zastupují logogeny. [2] Jedinec pomocí senzorického systému přijímá verbální a neverbální stimuly (Orázek 3). Podle teorie zlepšuje spojení verbální a neverbální reprezentace stimulů proces zapamatování, zefektivňuje (podporuje, zrychluje a upevňuje) proces učení.


Obrázek 3: Ilustrativní znázornění zachycení verbálních a neverbálních stimulů senzorickým systémem jedince podle Teorie duálního kódu.

Zdroje obrázků:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/04/Human_Brain_sketch_with_eyes_and_cerebrellum.svg
http://images.clipartpanda.com/dog-clipart-ecMArnecn.gif
http://www.icoloringpages.net/wp-content/uploads/2013/10/smiling-cat-animal-coloring-pages-700x871.jpg
http://images.clipartpanda.com/mouse-clip-art-mouse-clipart-1.gif

Teorie duálního kódu identifikuje 3 typy zpracování. Reprezentační zpracování představuje přímou aktivaci verbální nebo neverbální reprezantace, tj. reakci na verbální a/nebo neverbální stimul zpracovaný senzorickým systémem (zrak, sluch), referenční zpracování aktivuje verbální systém prostřednictvím neverbálního nebo naopak. v rámci referenčního zpracování vznikají tzv. referenční spojení (např. spojení vizualizace psa a slova pes). Asociativní zpracování aktivuje pouze verbální nebo neverbální systém. [3, s. 12] Princip Teorie duálního kódu je schematicky znázorněn níže (Obrázek 4). [2]


Obrázek 4: Schematické znázornění principu Teorie dvojího kódu.

Zdroje obrázků:
http://www.instructionaldesign.org/theories/dual-coding.png

Aplikace teorie ve vzdělávání

Rozvoj čtecích dovedností - čtení konkrétních slov

Začínající čtenáři se učí číst slova mnohem rychleji, pokud je při výuce použita kromě psaného slova také jeho obrazová reprezentace (Obrázek 5). Tento způsob výuky zvyšuje schopnost porozumění a opětovného vyvolání z paměti u dětí i dospělých. Kombinace obrázků, mentálních představ a slovního zpracování je mnohem efektivnější pro prorozumění a učení z textu počínaje žáky základních škol až po studenty škol vysokých. [1, s. 11]


Obrázek 5: Spojení verbální a vizuální reprezentace při výuce čtení.

Zdroje obrázků:
http://images.clipartpanda.com/dog-clipart-ecMArnecn.gif
http://986045497.r.cdn77.net/wp-content/uploads/2011/06/Hot-Dog.jpg

Podpora učení a rozvoj myšlení - myšlenkové mapy

Myšlenkové mapy vznikly v 60. letech 20. století a jejich autorem je Tony Buzan. Princip myšlenkové mapy spočívá v tom, že do středu mapy je zakreslen objekt, který je hlavním předmětem – jádrem myšlenkové mapy. Do nejbližšího okolí jsou zakreslena témata (pojmy), která s daným objektem nejvíce souvisí. Z každého pojmu mohou opět vést další větve pojmů. Navzájem propojené pojmy vytvářejí asociační řetězce, které pomáhají vybavit si požadované informace (Obrázek 6). Myšlenková mapa je často doplňována o multimediální obsah (obrázky, video, zvuk). Spojení obrazového a textového podnětu napomáhá k lepšímu vybavení informace. [11]


Obrázek 6: Ukázka reprezentace myšlenek pomocí myšlenkové mapy
Tonyho Buzana s využitím verbálních a neverbálních
reprezentací podle Teorie dvojího kódu.

Zdroje obrázků:
http://learningfundamentals.com.au/wp-content/uploads/health-map.jpg

V sedmi krocích pro tvorbu myšlenkových map Tony Buzan mimo jiné uvádí: "Use an IMAGE or PICTURE for your central idea. Why? Because an image is worth a thousand words and helps you use your Imagination. A central image is more interesting, keeps you focussed, helps you concentrate, and gives your Brain more of a buzz! Use IMAGES throughout. Why? Because each image, like the central image, is also worth a thousand words. So if you have only 10 images in your Mind Map, it’s already the equal of 10,000 words of notes!" [11] Tato tvrzení podporují využití Teorii dvojího kódu v praxi.

Augmentativní a alternativní komunikace - doplněk tradičních vyučovacích metod

Pojem augmentativní pochází z latinského slova augmentare - rozšiřovat. Augmentativní systémy rozšiřují běžné formy dorozumívání a komunikační schopnosti. Základním cílem augmentativní a alternativní komunikace (AAK) je kompenzace projevů postižení a poruch u jedinců se závažnými poruchami komunikace, které jsou důsledkem vrozených nebo získaných poruch, či degenerativních onemocnění. [13]

V rámci AAK jsou mimo jiné využívány jako pomůcky komunikační tabulky složené z předmětů, fotografií, symbolů, piktogramů, slov nebo písmen (Obrázek 7), zpětnovazební pomůcky, speciálizovaný software, či výukové programy a hry. [7]


Obrázek 7: Komunikační tabulka tvořená obrázky, symboly a slovy sloužící pro rozšíření běžné formy dorozumívání (AAK).

Zdroje obrázků:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Sample_page_from_AAC_communication_book.png

Matematika - asociativní mechanismy v aritmetice

Základní procesy duálního kódování jsou již dlouho běžně využívány při výuce aritmetiky. Děti se nejprve učí pojmenovat číslice, poté se učí jejich významu spojováním se skutečnými objekty (jablko) nebo jejich obrazy (obrázek jablka). Pomocí spojení číslovek a vizualizace se učí základní aritmetické operace (Obrázek 8). [1, s. 12] Při tomto procesu je využíváno mentální představivosti a referenčních spojení vizuální reprezentace objektů (jablek), resp. jejich množství a konkrétní číslovky.


Obrázek 8: Vizualizace aritmetické operace odčítání pomocí obrazů představujících konkrétní objekty (jablka) v určitém množství a jejich číselné reprezentace.

Zdroje obrázků:
http://www.picscoloring.com/wp-content/uploads/2014/01/Apple-Of-Green-Red-Colored-Coloring-Pages-700x605.jpg
http://coloringpages101.com/coloring_pages/Apples/applecore_cxjlm.gif

Allan Paivio

Kanadský psycholog s finskými kořeny a držitel titulu Mr. Canada (1950) v soutěži kanadské Mezinárodní federace kulturistů Allan Paivio (Allan Urho Päiviö) působí na University of Western Ontario jako emeritní profesor. Za dobu své akademické kariéry publikoval přibližně dvě stovky odborných článků a napsal šest knih. [4]

Paivio se proslavil především díky své Teori dvojího kódu. Tato teorie postuluje, že verbální a neverbální informace jsou uloženy v dlouhodobé paměti odděleně. Akademická činnost Alana Paivio má významný vliv na mnoho oblastí lidské činnosti, především však na oblast vzdělávání a vývoj vzdělávacích materiálů. [4]

Díla [12]

Závěr

Teorie zůstane pouhou teorií, pokud nepřikročíme k činu.
(J. A. Komenský)

Schopnost jedince zapamatovat si informaci je závislá na stimulu. Pokud je stimul pouze verbální, či pouze neverbální, je schopnost uchování informace v dlouhodobé paměti menší než v případě stimulace senzorického systému současně verbálně i neverbálně. Logogeny (fonologická smyčka) a imageny (vizuoprostorový náčrtník) jsou uchovávány v dlouhodobé paměti nezávisle a existují mezi nimi referenční spojení, díky kterým je uchování informace v paměti mnohem pevnější.

Výše uvedený výchozí předpoklad je hojně využíván v procesu vzdělávání. Učitelé působí na žáky co nejvíce kombinací verbálních a neverbálních stimulů s cílem maximalizovat schopnost žáka zapamatovat si informaci. k tomuto účelu se dnes v mnoha vyučovacích předmětech hojně využívají technické výukové prostředky, jejichž vývoj se v posledních desetiletích posunul rychle dopředu. Dochází také k rozvoji didaktické techniky, která je využívána jako podpora učebních pomůcek.

Pro vzdělávací zařízení mají rostoucí požadavky na využívání technických výukových prostředků výrazný ekonomický dopad. Aby bylo vzdělávací zařízení konkurenceschopné, musí být pracovníci jeho managementu schopni tyto prostředky pro výuku nejen zajistit, ale pravidelně aktualizovat, a to je velice obtížné. Pro žáky samotné je výuka s využitím moderních metod a prostředků zajímavá, což také ovlivňuje jejich rozhodování při výběru vzdělávacího zařízení.

Teorie dvojího kódu je nejen obrazem způsobu výuky, ale také současné informační společnosti. Každý dobrý psycholog, pedagog, manažer, či marketingový pracovník ji využívá, aniž by musel znát její teoretické základy, a především k tomu má k dipozici všechny potřebné prostředky.

Použité zdroje

[1] PAIVIO, Allan. DUAL CODING THEORY AND EDUCATION [online]. 2006 [cit. 2015-01-19]. Dostupné z: http://www.csuchico.edu/~nschwartz/paivio.pdf
[2] CULATTA, Richard. Instructional Design. Dual Coding Theory [online]. 2013 [cit. 2014-12-20]. Dostupné z: http://www.instructionaldesign.org/theories/dual-coding.html
[3] DOSTÁLOVÁ, Daniela. Vliv pořadí slov na prostorové vlastnosti mentálních představ. Brno, 2010. Dostupné z: http://is.muni.cz/th/219173/fss_b/D.Dostalova_BP_Finalni.txt. Bakalářská práce. Masarykova univerzita Brně. Vedoucí práce Mgr. Michal Vavrečka, Ph.D.
[4] Wikipedia. In: Allan Paivio [online]. 2006 [cit. 2015-01-11]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Allan_Paivio
[5] Wikipedia. In: JANÍČEK, Jiří. Paměť [online]. 2011, 5.12.2014 [cit. 2015-01-11]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Paměť
[6] Wikipedia. In: Senzorická paměť [online]. 2011 [cit. 2015-01-11]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Senzorická_paměť
[7] Dobromysl. Augmentativní a alternativní komunikace: Pomůcky [online]. [cit. 2015-01-19]. Dostupné z: http://www.dobromysl.cz/scripts/detail.php?id=96
[8] Simply Psychology. Atkinson and Shiffrin: Multi Store Model of Memory [online]. 2007 [cit. 2015-01-19]. Dostupné z: http://www.simplypsychology.org/multi-store.html
[9] KRMÍČKOVÁ, Lenka. Úroveň paměťových schopností u skupiny středoškoláků ve vztahu k vybraným studijním směrům. Brno, 2011. Dostupné z: http://is.muni.cz/th/80672/ff_m/diplomova_prace.doc. Diplomová práce. Masarykova univerzita, Filozofická fakulta. Vedoucí práce PhDr. Iva Burešová, Ph.D.
[10] Wikipedia. In: Baddeleyho model pracovní paměti [online]. 2011 [cit. 2015-01-22]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Baddeleyho_model_pracovní_paměti
[11] Tony Buzan: Inventor of Mind Mapping. BUZAN, Tony. Mind Mapping [online]. 2011 [cit. 2015-01-24]. Dostupné z: http://www.tonybuzan.com/about/mind-mapping/
[12] AMAZON.COM, Inc. Amazon.com: Online Shopping for Electronics, Apparel, Computers, Books, DVDs & more [online]. © 1996-2015 [cit. 2015-01-25]. Dostupné z: http://www.amazon.com/
[13] SPC pro děti s vadami řeči. Co je AAK [online]. © 2009-2011 [cit. 2015-01-25]. Dostupné z: http://www.alternativnikomunikace.cz/stranka-co-je-aak-9