Tıp Eğitiminde Kuramlar Yazı Dizisi 1 - Bilişsel Yük Kuramı (Cognitive Load Theory)

Öğrenmenin başarılı bir şekilde meydana gelmesi, çok sayıda faktöre bağlıdır. Bu faktörler; bilişsel, duyuşsal (motivasyon ve duygu), sosyal (başkalarıyla etkileşim), çevresel (bulunulan ortam), meta-bilişsel (düşünme üzerine düşünme) gibi başlıkların altında sıralanabilir. Öğrenme süreci bu denli karmaşık olunca, öğrenmeyi açıklamak için oluşturulmuş kuramlar da yer yer birbirleriyle çakışır. Bu durum, körlerin fil tarifini hatırlatır. Fili; bacağına dokunan “sütun gibi”, hortumunu tutan “boru gibi”, kulaklarına dokunan “yelpaze gibi” olarak tanımlar. Buna benzer şekilde, öğrenme kuramları da öğrenmeyi kendi incelediği ve derinleştiği tarafına atıfla açıklar.

Tıp Eğitiminde Kuramlar Yazı Dizisi’nde ele alınacak ilk kuram, Bilişsel Yük Kuramı’dır (Cognitive Load Theory).

Bilişsel Yük Kuramı

Bilişsel yük kuramı ilk kez John Sweller tarafından 1988’de tanımlanmıştır. Kuram, bilişsel yapıyla ilgili üç konuya dair açıklamalar yapar: bellek/memory (duyusal/sensory, işleyen/working ve uzun süreli/long-term), öğrenme süreci ve işleyen belleğe güçlük oluşturan bilişsel yük tipleri. 

Tıp eğitimi sürecinde, aynı anda işe koşulan bilgi, tutum ve becerilerin öğrenim yükü, sahip olduğu karmaşıklıktan dolayı öğrenciyi zaman zaman aşabilir. Bilişsel yük kuramı, bu karmaşanın sebep olduğu “aşma” durumunun nasıl ve neden meydana geldiğinin anlaşılması için uygun bir çerçeve sunar.

Bilişsel yük kuramı, 1960’larda Atkinson ve Shiffrin tarafından oluşturulan bellek modeline dayanılarak inşa edilmiştir. Bu modele göre duyusal bellek, çevreden gelen devasa miktardaki görsel ve işitsel bilgiyi alır, fakat bilgi burada sadece 0.25-2 saniye boyunca kalır. Çok büyük bir kısmı farkında olmadan kaybolup gider. Mesela öykü alırken dışarıdan gelen kuş sesleri işleyen belleğe genellikle ulaşmazken, hastanın söyledikleri ulaşır.  Farkındalığına erişilen bilgi, işleyen belleğe ulaşanlardır. Ne var ki, eğer tazeleme yapılmazsa işleyen bellek de bilgiyi 30 saniye sonrasında tamamen kaybeder. Buna örnek olarak, bir telefon numarasını ezberlemeye çalışılmasını verebiliriz.

İşleyen belleğin bu sınırlı yapısı, tıp eğitiminde kazandırılmaya çalışılan karmaşık becerilerin öğreniminde bazı stratejilere ihtiyacımızın olduğunu gösterir. Kuramsal olarak, uzun süreli bellekte depolanabilecek bilgi miktarının bir sınırı yoktur ama işleyen bellek sınırlıdır. Yapılan bazı çalışmalar, işleyen belleğin aynı anda 7 farklı bilgi kümesinden fazlasını tutamadığını ve bu bilgilerin en fazla 2 ila 4’ünü etkin bir şekilde işleyebildiğini (mesela karşılaştırabildiğini) göstermektedir. İşleyen bellekteki bilgi, gerektiğinde yine işleyen belleğe aktarılmak için kodlanarak uzun süreli bellekte depolanır. Geri aktarım için belli yolakların etkinleştirilmesi gerekir.

Aynı anda 7 parça bilgiden fazlası işleyen bellekte tutulamadığı için, bu karmaşık beceriler öğretim sürecinde anlamlı gruplar hâlinde öğretilebilir. Öğrenci bu gruptaki parçaları işleyip geçmiş bilgileriyle ilişkilendirerek bir şema hâline getirir. Böylelikle, çok parçalı bilgilerin tek bir parça olarak temsil edilmesi sağlanır. İkili kanal (dual-channel) kuramına göre, işleyen bellek görsel ve işitsel bilgilerin her biri için ayrı ayrı kapasitelere sahiptir. Dolayısıyla bu iki türün etkin kullanılmasıyla daha fazla bilgi işleyen bellekte işlenebilir.

Uzun süreli bellek, bilgileri şemalar hâlinde depolayıp gerektiğinde bu şemaları aktararak, işleyen belleğin yükünü azaltır. Şemalar, alana özgü bilgi yapılarıdır ve bilgileri birbirleriyle ya da kullanım şekilleriyle ilişkilendirerek düzenler. Mesela substernal göğüs ağrısı, ağrının sol kola vurması ve ağrının eforla ortaya çıkması, bilmeyen bir öğrenci için üç ayrı parça bilgiyi ifade ederken; anjina şeması ile uzun süreli belleğe daha önceden kodlamış olan bir öğrenci için bu, tek parçalık anjina şemasını ifade eder.

Bütün bu ifade edilenleri bilgisayarın işleyiş şekline benzetebiliriz. Bilgisayarın bir kısa süreli işleyen belleği (RAM) bir de uzun süreli depolama birimi (Harddisk) vardır. RAM’in kapasitesi harddisk’e göre oldukça kısıtlıdır. Harddisk’te bilgilerin klasörlerin içinde yer aldığını düşünelim. Bu klasörlere şemalar diyebiliriz. İşleyen belleğin kapasitesi, en fazla 7 klasörü (şemayı) açmaya ve işlemeye izin verir. Sekizinci klasör açıldığında, diğer 7 klasörden biri kapanmak zorundadır (kısa süreli bellek kapasitesini aştığı için unutulur).

Bir alanda uzman olmak için, herkesten daha yüksek kapasiteli bir işleyen belleğe sahip olmaya gerek yoktur. Uzmanlık için, örüntüleri fark edebilmek ve bu örüntüleri iyi düzenlenmiş şemalar hâlinde uzun süreli bellekte tutabilmek gereklidir. Yani uzmanla uzman olmayan arasındaki fark, işleyen bellekte açabildiği şema sayısında değildir; uzmanın açtığı klasörler, uzman olmayanın açtıklarına göre içerdiği bilgi ve bu bilgilerin iyi düzenlenmesi bakımından daha niteliklidir. 

Bu konuda yapılan ilginç bir çalışma vardır. Satranç alanında uzman kişiler ve amatör satranç oyuncularına, gerçek bir satranç oyununun herhangi bir dakikasından alınmış, taşların tahtadaki dizilimi gösteren görüntü beş saniyeliğine gösterilmiş ve onlardan bu dizilimin aynısını tahtada oluşturmaları istenmiştir. Uzmanların başarısı %70’ken, amatörler %30’da kalmıştır. Ama aynı deney, gerçek oyundan alınmamış rastgele dizilimlerle gerçekleştirildiğinde uzmanlar ve amatörler arasında anlamlı bir başarı farkı saptanmamıştır. Buradan çıkarılabilecek sonuç, amatörlerin de uzmanların da 7 “klasör” açabilmesine rağmen uzmanların açtığı klasörün daha iyi düzenlenmiş bilgiler içermesinden dolayı fark yaratabildikleridir.

Uzun süreli bellekte depolanan şemaların düzenlenmesi, işleyen bellekte meydana gelir. Ama işleyen belleğin sınırlı kapasitesi, bu kapasitenin etkin kullanımını gerektirir. İşleyen belleğin kapasitesini zorlayan yükler 3 başlık altında ele alınabilir: İçsel, dışsal ve ilişkili yükler.

İçsel (intrinsic) yük, o an gerçekleştirilen görevin kendisiyle, görevin gerçekleştirilmesiyle oluşan yüktür. Bir diğer ifadeyle, öğrenilen konunun kendi karmaşıklığından kaynaklanan yüktür. İçsel yük, öğrencinin o alandaki yeterliliğine, konunun kaç parça bilgi içerdiği ve içerdiği parçaların birbirleriyle etkileşiminin karmaşıklık derecesine göre artıp azalır. 

Öğrenci, öğrenilen konuyla ilgili yeterliliğe sahipse, bu konunun öğrencinin işleyen belleğine oluşturacağı yük görece düşük olacaktır. Aynı zamanda, öğrenilen konu az bilgi parçası içeriyorsa bu da yükü azaltır. Bir diğer unsur ise bilgi parçalarının birbirleriyle ilişkisidir. Bir bilgi, izole halde bulunuyorsa, başka bilgilerle ilişkilendirmeyi gerektirmiyorsa, bu bilginin oluşturacağı yük de az olur. Ama çok sayıda bilginin birbirleriyle ilişkisini anlamayı gerektiren bir konunun yükü fazla olacaktır.

Bilgilerin birbirleriyle ilişkisinin oluşturduğu yükü, kalbin anatomisinin ve fizyolojisinin öğrenilmesi üzerinden açıklayabiliriz. Kalbin anatomisinin öğrenilmesi, fizyolojisinin öğrenilmesine göre -ikisini de daha önce öğrenmemiş bir öğrenci için- daha az yük oluşturur. Çünkü normal bir kalbin yapısı (atrium, ventrikül, septum) birbirleriyle ilişkileri sonucunda değişen bir yapıda değildir, her zaman sabittir. Oysa fizyolojisinde ele alınan kardiyak output, çok sayıda bilgi parçasıyla ilişkili olarak değişen bir yapıdadır. Kardiyak output; preload, afterload, kontraktilite, strok volüm ve atım sayısı gibi çok sayıda bileşenden etkilenir. Anlamak için, bu bileşenlerle ilişkisi de anlaşılmalıdır. Dolayısıyla çok sayıda bilgi parçası, birbirleriyle daha karmaşık bir ilişkidedir ve bu da içsel yükü artırarak, işleyen belleğin sınırlı kapasitesine daha fazla yüklenir.

Dışsal (extraneous) yükler, gerçekleştirilecek görevden bağımsız olarak var olan yüklerdir. Buna örnek olarak, lomber ponksiyon yaparken telefonun ısrarla çalması verilebilir. Dışsal yüklerin öğretimsel sorunlar nedeniyle meydana gelmesi de mümkündür. Bir slaytın tamamının yazılarla dolu olması, sözel anlatımın slayt içeriğiyle uyuşmaması, sadece işitsel ya da sadece görsel anlatımın yapılması dışsal yükü artıran faktörlerdir. İçsel ve dışsal yükler, birbirlerinin üzerine biner ve toplamları işleyen belleğin kapasitesini aşarsa öğrenmede aksaklıklar oluşmaya başlar.

İlişkili (germane) yükler ise, öğrenme için gerçekleştirilmesi gereken zihinsel süreçlerin oluşturduğu yükleri ifade eder. Öğrenme için harcanan yoğunlaşma çabası bu kapsama dâhildir. İlişkili yüklerin ayrı ele alınışı, öğrenmenin kendisini görevden ayrı tutan bir yaklaşımın ürünüdür. Bu bakımdan, ilişkili yüklerin içsel yükler kapsamında ele alınabileceğine dair görüşlerin de mevcut olduğunu belirtmek gerekir. 

Bilişsel yükün ölçümü çeşitli şekillerde yapılabilir. Öğrencinin harcadığı çaba ve sürecin zorluğuyla ilgili olarak kendi kendini değerlendirmesi, bir görev gerçekleştirilirken başka bir görev sunulup o göreve verilen tepki süresinin ölçülmesi, görev gerçekleştirilirken yapılan hataların sayılması, kalp hızı ve derideki gerilim gibi fizyolojik belirtilerin ölçülmesi bu amaçla kullanılan yöntemlerdir. En yaygını, kolay olmasından ve geçerliliğinin mevcut olmasından dolayı, öğrencinin kendi kendine yaptığı değerlendirmedir.

Bilişsel yük kuramı hayatta gerçekleştirilen her tür beceriyle ilişkilendirilebilir. Çünkü öğrenme sürecinde, işleyen belleğin rolüne odaklanır. İşleyen bellek sayesinde yeni bilgiyle alakalı bilgiler etkinleştirilir, eski bilgilerle yenileri karşılaştırılır, var olan şema yeni bilgiler ışığında düzenlenir. Oluşan şemalar sayesinde görevler, otomatik bir şekilde yerine getirilebilir. Bisiklet sürmek ve 2x2 işleminin sonucunu bulmak gibi görevler, bu şemaların işe koşulmasıyla kolayca gerçekleştirilir. Bir hekimin zihnini yormaya gerek kalmaksızın fizik muayene yapabilmesi de buna örnek olarak verilebilir. Ancak bu noktaya gelene kadar, işleyen belleğin törpüsü, şemaları zaman içinde şekillendirmek zorundadır.

Bilişsel yük kuramından bahsetmişken, Daniel Kahneman’ın Sistem 1 ve Sistem 2 olarak adlandırdığı iki düşünme biçiminden bahsetmemek olmaz. 

Mutlaka okumalısınız.

Sistem 1; hızlı, otomatik, esnek olmayan ve bilinçsiz bir şekilde düşünmeyi ifade eder. Bir konuda uzman olan bir hekimin, karşısına gelen hastaya kolayca tanı koyması buna örnektir. Bu uzman, hastaya tanı koyarken çok yüksek bir zihinsel çaba harcamaz. Çünkü örüntüyle defalarca karşılaşmış ve artık otomatik ve hızlı bir şekilde o tanıyı koyabilmeye başlamıştır. Yani otomatikliğini tekrarlı pratiğe borçludur.

Sistem 2 ise yavaş, bilinçli ve esnek bir şekilde düşünmeyi ifade etmektedir. Bir alanda uzman olan hekimin, kendi alanıyla alakasız bir hastaya tanı koymak istediğinde Sistem 2’yi çalıştırmak zorundadır. Hızlı karar veremez, derinlemesine düşünür ve zihinsel çaba harcar. Hekim, Sistem 1’in verdiği sonuçları sorgulamak için de Sistem 2’yi kullanabilir. Mesela Sistem 1’i kullanarak koyduğu tanı yanlış çıkabilir, çünkü o hasta farklı bir prezentasyonla gelmiş olabilir. Bu durumda hekim şaşırır, Sistem 1’i kenara koyar ve daha yavaş düşünmeye başlayarak şemasını güncellemeye çalışır.

Sistem 1-2 yaklaşımına eleştirel yaklaşımlar da mevcuttur. Alternatif olarak “bilişsel devamlılık kuramı” sunulmuştur. Bu kurama göre Sistem 1 ve 2 ayrı zamanlarda çalışmazlar; bir süreklilik hâlinde çalışırlar ve iki ayrı kutbu oluştururlar. Klinik problemlerle karşılaşılınca, akıl yürütme Sistem 1 (sezgisel) ve Sistem 2 (rasyonel) arasında bir yerde konumlanır. 

Bilişsel yükleri azaltmak için, öğretim tasarımında bazı yöntemler kullanılır. Görevin başarıyla yerine getirildiği bir örneği göstermek, görevi basitleştirmek, görev basamaklarını ipucu olarak kodlamak (mnemonic) bunlardan bazılarıdır.  Ama bu yöntemleri kullanmadan önce öğretimin kimler için tasarlandığına dikkat edilmelidir. Yapılan çalışmalar, bu yöntemleri kullanmanın uzmanlar için faydalı olmadığını ve bazen daha kötü performans sergilemelerine neden olduğunu göstermiştir. Ama yeni öğrenecek olanlar için faydalıdır.

Bilişsel yük kuramıyla ilgili olan birkaç öğretim tasarımı yaklaşımı/modeli vardır. Tam-görev (whole-task) yaklaşımı bunlardan biridir. Öğrencilerin okulda öğrendiklerini gerçek mesleki yaşamda uygulamada zorluk çekmesi şeklindeki kronik probleme çözüm getirmede bir seçenek olarak kullanılır. Çünkü tam-görev yaklaşımı ile tasarlanmış öğretimde, bir görevin gerektirdiği bilgi, tutum ve becerinin tamamı eşzamanlı olarak işe koşulur. Oysa geleneksel öğretimlerde bilgi, tutum ve beceri ayrı parçalar hâlinde öğretilir. Bu nedenle de, gerçek yaşamda görev üzerindeyken bu farklı parçaları birleştirmek, işleyen belleğe ciddi bir yük oluşturur. O yükün, tam-görev yaklaşımı sayesinde öğretim sürecinde kontrollü bir şekilde yüklenmesi ve görevin tamamının tek bir şema olarak uzun süreli belleğe aktarılması, öğrenciye gerçek mesleki yaşamda büyük kolaylık sağlayacaktır. 4C/ID öğretim tasarım modeli de bilişsel yük kuramı penceresinden değerlendirilebilir.

 4C/ID modeli 4 bileşenlidir. Modelin ilk bileşeni, öğrenimle ilgili görevlerdir. Görevler basitten karmaşığa göre sıralanır. Mesela öykü alma ile ilgili olarak ilk görevi iyi iletişimi olan ve net tanısı bulunan bir hastayla başlatıp son görevi ise işitme güçlüğü yaşayan ve tanısıyla alakasız çok sayıda semptomu olan bir hastayla oluşturmak buna örnektir. Basitten karmaşığa gidiş, işleyen belleğin sırtladığı yükü içsel yükü etkin bir biçimde kullanmayı sağlar.

Modelin ikinci bileşeni, destekleyici bilgidir. Bu kapsamda, öğrenciye görevi yerine getirirken gereken ama öğrenilmesi istenen esas konuya dâhil olmayan bilgiler verilir. Böylece dışsal yük azaltılmış olur. Üçüncü bileşen, prosedürel bilgidir. Bu kapsamda verilen bilgi, tam olarak görevle ve öğrenilmesi istenen konuyla alakalı bilgidir. Bilgi, görev gerçekleştirilirken ihtiyaç duyulduğu anda verilir. Bilgiler zamanla azaltılır ve sonunda öğrenci görevi, bilgi desteği olmadan gerçekleştirebilir. Modelin dördüncü bileşeni, kısmî-görevlerdir. Öğrenci, görevle ilgili otomatikleşmeyi elde edebilmek için tekrarlar yapar. 

Bilişsel yük kuramından köken alınarak, öğretimin kalitesini artırmak için oluşturulmuş veya etkililiği test edilmiş bazı yöntemler vardır.

Yöntem	Örnek
Başarılı örnek göstermek	Öğrenciden beklenen psikiyatrik öykü almanın / anyon açığı hesaplamanın başarılı bir örneğini öğrencilere göstermek
Yarım kalmış bir çözümü tamamlatmak	Hastanın anjinası olduğunu başta söylemek ve öğrenciden öykü almasını istemek / Öğrencinin ameliyatı baştan sona izlemesi ve sonunda sütür atması
Dikkat dağılmasını önlemek	Görsel ve onu açıklayan metnin ayrı sayfalarda değil, birbirine yakın olmasını sağlamak
Hem görsel hem işitsel uyaranlar kullanmak (işleyen belleğin görsel-işitsel kapasitesinin ayrı olmasından)	Performans hakkında sözel geribildirimin yanında gelişimiyle ilgili grafikler de sunmak
Bilgiyi işlemeye/kaydetmeye fırsat tanımak	Beynin işleyişindeki karmaşık bir mekanizmayı anlatan animasyon videoyu ara ara durdurmak
Fazlalıkları atmak	Derste cep telefonunu sessize almak
İçerik ağırsa, başlangıçta parçalara bölmek	Krebs siklusunu parçalar halinde anlatmak / Öykü alma ve fizik muayene yapmayı ayrı ayrı anlatmak
Teorikten pratiğe gitmek	Öğrencinin hastayı önce kendi kendine, sonra arkadaşlarına sonra eğiticiye sunması / Öğrencinin başlangıçta kâğıt üstünde vakaları çözmesi, sonra gerçek hastalarla ilgilenmesi
Basitten karmaşığa gitmek	Vakaların giderek zorlaşması
Bağlamı değiştirmek	Üfürümleri belli bir sırayla dinleterek öğretmek, sonra sırasını değiştirip öğrencilere sormak / Öğrencinin sadece depresyon hastalarına bakan bir klinikte çalışarak öğrenmesi, sonra her tür psikiyatrik hastanın geldiği bir klinikte depresyon hastalarını ayırt etmeye çalışması
Çeşitlilik sunmak	Aynı tanıya sahip farklı yaşlardaki hastalar üzerinden gitmek
Kendi kendine açıklatmak	Bir hastaya tedavinin muhtemel yan etkilerini açıklamadan önce öğrencinin bu etkileri kendi kendine açıklamasını istemek

Özetle, bilişsel yük kuramı öğrenmeyi açıklayan kuramlardan biri olup; duyusal, işleyen ve uzun süreli bellek arasından işleyen belleğe odaklanır. Çünkü içlerinde en sınırlı kapasiteye sahip olan o olduğu için öğrenme yolundaki en belirleyici kısım işleyen bellektir. Kuramdan hareketle ortaya atılmış çeşitli yöntemler mevcuttur ve bu yöntemlerin birçoğunun bilişsel yükün yönetiminde etkili olduğu gösterilmiştir.

Bir sonraki yazı: Tıp Eğitiminde Kuramlar Yazı Dizisi 2 - Deneyimsel Öğrenme (Experiential Learning)
 

Bu içerik tamamen aşağıdaki kaynaktan yararlanılarak, sizi o asıl kaynağa başvurmaya teşvik etmek için oluşturulmuştur.

Kaynak

Young JQ, Merrienboer JV, Durning S, Ten Cate O (2014) Cognitive Load Theory: Implications for medical education: AMEE Guide No. 86. Medical Teacher, 36:5, 371-384. DOI: 10.3109/0142159X.2014.889290

Okuduğunuz bu yazıyı cihazınıza PDF olarak kaydetmek için şu bağlantıyı ziyaret edebilirsiniz:
 Tıp Eğitiminde Kuramlar Yazı Dizisi 1 - Bilişsel Yük Kuramı (Cognitive Load Theory) - PDF