Spaced Learning: costruire memoria a lungo termine in pochi minuti


un modello di apprendimento intervallato dalla ricerca delle neuroscienze al campo dell’istruzione

Liberamente tratto da un articolo di Paul Kelley 1 * e Terry Whatson 2

  • 1Science + Technology in Learning, Whitley Bay, UK
  • 2Life, Health and Chemical Sciences, The Open University, Milton Keynes, UK

judge-300556_640I sistemi di memorizzazione selezionano dagli stimoli ambientali quelli da codificare in modo permanente. Stimoli ripetuti separati da intervalli cronometrati esenti da stimoli possono avviare un meccanismo di potenziamento a lungo termine (LTP) e di costruzione di memoria a lungo termine (LTM). Questi processi avvengono in scale temporali dell’ordine di minuti, e sono stati dimostrati in molte specie. Lo studio del prof. Paul Kelley riguarda l’utilizzo di uno specifico modello, lo Spaced Learning, fatto  di tre stimoli ripetuti separati da intervalli di 10 min.

In un contesto scolastico secondario superiore, sono stati forniti stimoli mediante la presentazione di tanti contenuti condensati in 15 minuti intervallati con attività di distrazione della durata di 10 min.  Lo Spaced Learning in questa forma è stato utilizzato come unico mezzo di insegnamento per un intero anno scolastico sul curricolo di Biologia. Sorprendentemente, gli studenti hanno imparato i concetti molto più rapidamente e i punteggi nei test sono stati significativamente più alti rispetto al curricolo tradizionale.

Materiali e Metodi

Lo sviluppo dello Spaced Learning negli ultimi sette anni ha attraversato due fasi: una fase iniziale per la creazione del metodo e le prove preliminari, e una seconda fase focalizzata ad esperimenti formali e alle prove d’esame.

students-250164_640Nella prima fase, le sfide per gli insegnanti nel tradurre in un metodo pratico le ricerche delle neuroscienze sono state  complesse e hanno richiesto tempo. Gli insegnanti del team di ricerca si sono chiesti se poteva essere creata una tecnica e come poteva essere implementata in modo efficace, come valutare se l’apprendimento si fosse verificato e, in caso affermativo, come estendere tale tecnica in contesti diversi. Centrale era la preoccupazione di determinare se lo Spaced Learning avrebbe potuto dimostrare un apprendimento significativo misurabile dai risultati degli esami.

Tali questioni preliminari sono state affrontate in particolare dagli insegnanti di biologia di una scuola secondaria affiancati da neuroscienziati. Gli insegnanti con meno conoscenza delle neuroscienze nel campo della memoria hanno ricevuto il sostegno di un formatore esperto.

people-316506_640Il contrasto con l’insegnamento tradizionale è stato notevole per una serie di fattori. Ripetere lo stesso contenuto per tre volte nella stessa sessione, anche se con piccole modifiche, era insolito ma comunque gestibile. Il neuroscienziato ha consigliato due intervalli di 10 min con attività di distrazione, attività di tipo fisico-manuale ideali per minimizzare possibili interferenze nella codifica sinaptica e nei processi di memorizzazione che si stavano verificando. Questo intervallare le lezioni era completamente nuovo per tutti gli insegnanti, che hanno dovuto quindi sviluppare una vasta gamma di opzioni per le attività pratiche come il basket, la modellazione di argilla, il ballo. Inoltre è stato impegnativo dare istruzioni e contenuti disciplinari in modo rapido (15-20 minuti).  La velocità delle sessioni di insegnamento hanno richiesto un’attenta pianificazione delle risorse didattiche che sono state costruite appositamente per lo Spaced Learning. Una raccomandazione del neuroscienziato è stata quella di restringere la scala temporale dall’inizio di un pacchetto di contenuti alla fine del successivo intervallo in soli 30 min per limitare il rischio di interferenze nei processi di memorizzazione a lungo termine. Questi pacchetti di contenuti disciplinari erano quindi sempre di 20 minuti o meno. Lo Spaced Learning utilizzato nello studio è stato quindi strutturato in tre momenti di istruzione intensiva dello stesso contenuto con piccole variazioni ciascuno della durata di 20 min o meno (stimoli), intervallati da due attività di distrazione di 10 min (intervalli esenti da  stimoli).

I dati preliminari hanno indicato che lo Spaced Learning ha portato al successo formativo; gli intensi momenti di istruzione non erano un ostacolo alla comprensione e, nelle giornate di test, settimane e mesi più tardi di una sessione di Spaced Learning, è stato dimostrato che le informazioni ricevute erano state mantenute.

Gli insegnanti hanno reagito in modo diverso allo Spaced Learning anche se alcune risposte erano comuni. Molti lo hanno trovato divertente, diverso, e dicono che è un’esperienza di apprendimento positiva per entrambi, insegnanti e studenti. Risposte negative hanno riguardato dubbi sulle teorie delle neuroscienze sottostanti, la preoccupazione per il maggiore carico di lavoro, e la paura che gli ispettori scolastici giudicassero negativamente le sessioni di Spaced Learning perché non corrispondenti ai metodi di insegnamento raccomandati.

Gli studenti invece sono stati molto positivi e hanno affermato che lo Spaced Learning li ha aiutati a imparare rapidamente. Ecco alcune testimonianze:

blue-eyes-38361_640“Le lezioni sono molto compresse. Ad esempio, il ripasso di tutto il lavoro di Biologia è stato completato in circa 12 min. Il sistema nervoso, le carenze nella dieta, gli ormoni e il ciclo mestruale, la droga, e la difesa da agenti patogeni, tutti questi argomenti sfrecciavano sulle diapositive mostrate al ritmo vertiginoso di 7-8 min. Durante i 10 minuti di pausa facciamo lavorare il fisico, piuttosto che la mente con attività come il basket e giochi di squadra. Che cosa succede dentro la testa durante l’apprendimento intervallato che è diverso da ciò che accade durante una lezione tradizionale? Posso rispondere solo per me. Io non cerco di imparare; Non scrivo nulla, e non rivedo i miei appunti. Sembra come vedere un film nella mia mente che ho già visto prima, e la mia comprensione delle informazioni presentate diventa più precisa e chiara, quando la vedo di nuovo. Alla fine, io rimango con un film della lezione nella mia testa.”

“La mia prima esperienza di Spaced Learning è avvenuta nel marzo 2007 quando la mia classe ha ripetuto gli esami di scienze del novembre 2006. Abbiamo avuto solo un’ora di sessione di Spaced Learning di ripasso degli apprendimenti (sessione che in sé conteneva quattro mesi di lezione fatte prima dell’estate). La maggior parte di noi ha fatto meglio gli esami dopo un’ora di Spaced Learning, anche se non abbiamo studiato niente. Sono andato da voti come A, B e C a voti come A e A +. E ‘stato incredibile.

Un altro studente ha semplicemente dichiarato che lo Spaced Learning “è stato in grado di mantenere viva la mia attenzione per tutto il tempo, che era piuttosto interessante, dato che posso essere a volte distratto e perdere la concentrazione”.

ulm-197331_640Gli studenti di una scuola secondaria in Inghilterra con età 13-15 (n = 440) hanno preso parte allo studio così come decine di studenti di altre scuole (n= 1.730). Comunque sono stati usati gruppi sperimentali con gruppi di controllo grandi per garantire qualità elevata, dato che il metodo era nuovo per tutti gli insegnanti.

Nello studio di tipo 1, studenti di età compresa tra 13 e 15 anni sono stati assegnati in modo casuale ai gruppi sperimentali (n = 46) o ai gruppi di controllo (n = 127). Lo studio 1 è stato costruito per limitare l’influenza di qualsiasi apprendimento pregresso non ricevuto attraverso Spaced Learning.

Nello studio di tipo 2, il normale contesto educativo è stato conservato, per quanto ragionevolmente possibile, con tutti gli studenti con la propria classe e insegnante, presi dopo aver completato il primo anno di Biologia. Poi, per il secondo anno di Biologia, i gruppi sperimentali hanno sperimentato la sessione Spaced Learning e sono stati testati. I gruppi di controllo sono stati sottoposti a più di quattro mesi di insegnamento e sono stati testati.

Risultati

icon-36969_640A livello nazionale i risultati standardizzati dei test d’esame per tutti i gruppi di studio sono stati analizzati dal Centro Universitario CEM, mettendo a confronto punteggi previsti e raggiunti attraverso regressioni lineari, e questi dati sono stati utilizzati come base di analisi dei risultati.

Ecco un confronto dei punteggi del gruppo di controllo, dopo quattro mesi di insegnamento e i punteggi del gruppo sperimentale dopo un’ora di Spaced Learning. In questo studio di tipo 1, come già detto, ci sono state una serie di restrizioni volte a limitare l’impatto dell’apprendimento precedente nei gruppi sperimentali. Questi gruppi erano infatti di un anno accademico iniziale e non avevano mai studiato Biologia.  Sorprendentemente, i punteggi del gruppo sperimentali  dopo un’ora di Spaced Learning non erano significativamente differenti dai punteggi del gruppo di controllo dopo quattro mesi di insegnamento della Biologia (Figura 1 ).

FIGURA 1

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Figura 1. Punteggi dei test dopo insegnamento tradizionale (quattro mesi) e dopo apprendimento intervallato (un’ora).

In questo studio di tipo 2 il contesto per l’apprendimento era simile al normale contesto di insegnamento nell’intero anno scolastico. In questa condizione, i punteggi del gruppo sperimentale non erano significativamente differenti dai punteggi del gruppo di controllo (Figura 2 ).

FIGURA 2

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Figura 2. Prova incremento percentuale del punteggio per ora di insegnamento.

In entrambe le condizioni un’ora di istruzione attraverso lo Spaced Learning ha avuto un impatto significativamente maggiore rispetto a molte ore di insegnamento. Nei gruppi sperimentali  i punteggi sono basati su 60 min di insegnamento e nei gruppi di controllo i punteggi sono ottenuti dopo più di quattro mesi con 23 ore di insegnamento diretto. E’ stata fatta una stima dell’impatto sull’apprendimento in relazione al tempo didattico. In entrambi gli studi, c’è stata una differenza altamente significativa tra i gruppi sperimentali e gruppi di controllo nell’apprendimento per ogni ora di insegnamento, confermando il giudizio intuitivo che sostituire un’ora di insegnamento intervallato a quattro mesi di insegnamento tradizionale si dimostra molto più efficiente per l’apprendimento.

Discussione

I risultati indicano che le memorie a lungo termine di un intero anno scolastico possono essere create rapidamente attraverso lo Spaced Learning.

Gli studenti sembrano adattarsi allo Spaced Learning efficacemente.

Anche se ci sono prove sostanziali che molti sistemi di comunicazione negli esseri umani e altre specie operano con modalità molto veloci, con molti scambi che operano in tempi dell’ordine di millisecondi, questo non può, di per sé, spiegare l’impatto dello Spaced Learning sull’alta velocità di apprendimento messa in luce dai punteggi dei test.

I dati suggeriscono che lo Spaced Learning è più efficiente rispetto all’insegnamento tradizionale. Questo ha evidenti parallelismi negli studi di neuroscienze che mostrano processi di immagazzinamento in memoria molto rapidi negli esseri umani e indicano che la manipolazione del tempo è una variabile chiave per l’apprendimento.

Limitazioni e Direzioni future

Lo studio proposto dal prof. Kelley si è limitato alla Biologia e alla Fisica. Esso non esplora direttamente l’uso dello Spaced Learning in diverse materie o con studenti al di fuori della fascia di età 13-15. I risultati di questo studio dovrebbero essere esplorati in contesti diversi, con soggetti di diversa età, e altre forme di test per misurare l’apprendimento.