SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 36
Descargar para leer sin conexión
EP0. 
Learning Sciences 
     Elena Pasquinelli 

Educa4on, cogni4on, cerveau 
   Cogmaster 2010‐2011 
•  A new field of research: the science of 
   learning 



•  Un4l quite recently, cogni4ve science steered 
   clear of educa4on, while the sciences of 
   educa4on tended to ignore cogni4ve science. 
•   Things have changed over the last few years, 
   and there is now quite a lot of interac4on 
   between the two fields.  
How does neuroscience, and more broadly cogni4ve science, interact with 
educa4on? What are the themes and the models at work?  



What are the major models of learning? Behaviorism, gene4c epistemology, 
cogni4vism, construc4vism, situated approaches in cogni4ve science, conceptual 
change theory, will be presented and compared.   



What can philosophy of science teach us about the nature of the applied science 
at work? What counts as scien4fic evidence in this context? How do we measure 
the effects of a given factor? How can one account for extra‐cogni4ve (social, 
poli4cal, historical, ideological) factors affec4ng learning and educa4on? 



What are some concrete examples of prac4cal applica4ons of experimental and 
neuro‐imaging methods in such areas as numerical cogni4on and reading skills? 
LEARNING SCIENCES 
Learning sciences (large view) 
•  “Learning sciences is an interdisciplinary field that studies 
   teaching and learning.  
•  Learning scien4sts study learning in a variety of se=ngs, including 
   not only the more formal learning of school classrooms but also 
   the informal learning that takes place at home, on the job, and 
   among peers.  
•  The goal of the learning sciences is to beTer understand the 
   cogni?ve and social processes that result in the most effec?ve 
   learning, and to use this knowledge to redesign classrooms and 
   other learning environments so that people learn more deeply 
   and more effec?vely.  
•  The sciences of learning include cogni&ve science, educa&onal 
   psychology, computer science, anthropology, sociology, 
   informa&on sciences, neurosciences, educa&on, design studies, 
   instruc&onal design, and other fields.” (Sawyer, 2009, p. xi) 
Learning sciences 



                                Research fields              Applica4on 
 Objec4ves 
                                                            fields 


BeTer understanding of     Cogni4ve and social         Formal, informal, non 
learning processes         processes                   formal learning 

                           Cogni4ve sciences, 
                           psychology, 
Design environments for    anthropology, sociology, 
beTer learning             ar4ficial intelligence, 
                           neurosciences, 
                           educa4onal sciences 
                           (economy, philosophy, 
Promote beTer learning     history, design) 
OBJECTIVES, METHODS, AND REASONS 
FOR A SCIENCE OF LEARNING (OR AN 
APPLIED SCIENCE OF EDUCATION) 
Objec4ves 
•  Objec?ves:  
   –  Understand learning 
       •  Exploit the beTer comprehension of          Neutral vision: 
          learning processes made available by a      design 
          large pool of sciences, without forge[ng 
          that learning is a social process           environments for 
       •  Use different methods for evalua4ng          learning beTer 
          learning environments and outcomes 

   –  Build the condi4ons for beTer learning  

   –  Promo4ng beTer forms of learning                Engaged vision: 
      (adapted to XXI century needs)                  foster beTer 
                                                      learning 
Methods 
•    « The golden standard of scien4fic                •    A general aim of objec4vity and 
     methodology is the experimental design, in            of understanding 
     which students are randomly assigned to 
     different learning environments.                        –  What works 
•    Many educa4on studies are  quasi‐                      –  Why it works 
     experimental … they iden4fy two exis4ng          Vs. the dominion of intui4on and 
     classrooms that seem to be iden4cal in every         tradi4on 
     way, ans use one teaching method in one 
     classroom, a different teching method in 
     another classroom, and analyze which 
     students learn more and beTer. 
•    … learning scien4sts have drawn on               •    Experimental: randomized, 
     ethnography … ethnomethodology and                    controlled trials 
     conversa4on analysis … and sociocultural         •    Quasi‐experimental: 
     anthropology… » 
•    « Many learning scien4sts study the 
                                                           correla4onal studies 
     moment‐to‐moment processes of learning,          •    Longitudinal studies 
     typically by gathering large amonts of           •    Qualita4ve observa4ons 
     videotape data, and they use a range of 
     methodoloies … known as interac4on 
     analysis … » 
•    « … learning scien4sts also study longer term 
     learning … » (Sawyer, 2009, p. 13‐14) 
Reason 1. Learning is a pervasive 
             human ac4vity  
                                       •    “Learning is a basic, adap4ve func4on of humans. 
Learning is a human basic, adap4ve,         More than any other species, people are designed to 
pervasive func4on.                          be flexible learners and ac4ve agents in acquiring 
                                            knowledge and skills.  
People learn all their life long,      •    Much of what people learn occurs without formal 
                                            instruc4on, but highly systema4c and organized 
everywhere, in informal se[ngs.             informa4on systems—reading, mathema4cs, the 
But formal se[ngs have been created         sciences, literature, and the history of a society—
                                            require formal training, usually in schools. Over 4me, 
too.                                        science, mathema4cs, and history have posed new 
                                            problems for learning because of their growing 
                                            volume and increasing complexity. The value of the 
                                            knowledge taught in school also began to be 
                                            examined for its applicability to situa4ons outside 
                                            school. 
                                       •    Science now offers new concep4ons of the learning 
                                            process and the development of competent 
                                            performance. Recent research provides a deep 
                                            understanding of complex reasoning and performance 
                                            on problem‐solving tasks and how skill and 
                                            understanding in key subjects are acquired. This book 
                                            presents a contemporary account of principles of 
                                            learning, and this summary provides an overview of 
                                            the new science of learning.” (Bransford, et al., 2000, 
                                            p. XI) 
Reason 2. Societal transforma4ons 

                     •    “… the schools we have today were designed around commonsense assump4ons 
                          that had never been tested scien4fically:  
                            –  Knowledge is a collec4on of facts about the world and procedures for how 
                                to solve problems… 
                            –  The goal of schooling is to get these facts and procedures into the student’s 
From industrial                 head… 
society to                  –  Teachers know these facts and procedures, and their job is to transmit 
                                them to students. 
knowledge society 
                            –  Simpler facts and procedures should be learned first… 
                            –  The way to determine the success of schooling is to tests students to see 
                                how many of these facts and procedures they have acquired. 
                     •    This tradi4onal vision of schooling is known as instruc4onism (Papert, 2003). 
                          Instruc4onism prepares students for the industrialized economy of the early 
                          twen4eth century. … In the knowledge economy memoriza4on of facts and 
                          procedures is not enough for success. Educated graduates need a deep 
                          conceptual understanding of complex concepts, and the ability to work with 
                          them crea4vely to generate new ideas, new products, and new knowledge. They 
                          need to be able to cri4cally evaluate what they read, to be capable of express 
                          themselves clearly, … to learn integrated and usable knowledge, … to take 
                          responsibility for their con4nuing, lifelong learning.” (Sawyer, 2009, p. 1‐2) 
Reason 3. Accumula4on of knowledge 

                                  •    “Learning science is now over twenty 
                                       years old … the scien4fic community 
                                       has reached a consensus about some 
                                       of the most important discoveries 
                                       about learning.”  
New sciences produce new          •    “Beginning in the 1970s a new 
knowledge, which is meaningful         science of learning was born – based 
for learning and educa4on              in research emerging from 
                                       psychology, computer science, 
                                       philosophy, sociology, and other 
                                       scien4fic disciplines. … By the 1990s, 
                                       aner about twenty years of research 
                                       learning researchers had reached 
                                       consensus on … basic facts about 
                                       learning – a consensus that was 
                                       published by the United States 
                                       Research Na4onal 
                                       Council…” (Sawyer, 2009, p. 2‐3) 
3.a Disciplinary knowledge on      •    “Un4l quite recently, understanding the mind—and the 
                                        thinking and learning that the mind makes possible—has 
mind and brain, on educa4on, on         remained an elusive quest, in part because of a lack of 
technology, …                           powerful research tools. Today, the world is in the midst 
                                        of an extraordinary outpouring of scien4fic work on the 
                                        mind and brain, on the processes of thinking and 
3.b Interdisciplinary knowledge         learning, on the neural processes that occur during 
                                        thought and learning, and on the development of 
(new research field on learning)         competence. 
                                   •    The revolu4on in the study of the mind that has occurred 
                                        in the last three or four decades has important 
3.c Transdisciplinary knowledge         implica4ons for educa4on. As we illustrate, a new theory 
(new applica4ve discipline of           of learning is coming into focus that leads to very 
                                        different approaches to the design of curriculum, 
educa4on with strong scien4fic           teaching, and assessment than those onen found in 
background on learning)                 schools today. Equally important, the growth of 
                                        interdisciplinary inquiries and new kinds of scien4fic 
                                        collabora4ons have begun to make the path from basic 
                                        research to educa4onal prac4ce somewhat more visible, 
                                        if not yet easy to travel. Thirty years ago, educators paid 
                                        liTle aTen4on to the work of cogni4ve scien4sts, and 
                                        researchers in the nascent field of cogni4ve science 
                                        worked far removed from classrooms. Today, cogni4ve 
                                        researchers are spending more 4me working with 
                                        teachers, tes4ng and refining their theories in real 
                                        classrooms where they can see how different se[ngs and 
                                        classroom interac4ons influence applica4ons of their 
                                        theories.” (Bransford, et al., 2000, p. 3) 
Issues 
•  What is learning?  
•  Which are the main  learning mechanisms?  
     –  For reading?  
     –  For mathema4cs?  
•    Which is the role of emo4onal states in learning? 
•    How social interac4ons influence learning? 
•    What are the constraints to learning  
•    Why are certain learning environments beTer than others? 



•  …? 
A BIT OF HISTORY 
1. Dissa4sfac4on with behaviorism 
•    “By the turn of the century, a new school of behaviorism was emerging. In reac4on to the subjec4vity inherent in 
     introspec4on, behaviorists held that the scien4fic study of psychology must restrict itself to the study of observable 
     behaviors and the s4mulus condi4ons that control them.  
•    Drawing on the empiricist tradi4on, behaviorists conceptualized learning as a process of forming connec4ons between 
     s4muli and responses. Mo4va4on to learn was assumed to be driven primarily by drives, such as hunger, and the 
     availability of external forces, such as rewards and punishments (e.g., Thorndike, 1913; Skinner, 1950).” (Bransford, et 
     al., 2000, p. 6‐8) 

•    “In the mid 1950s, behaviorism was the prevailing orthodoxy in American psychological science. B. F. Skinner and other 
     behaviorists believed that a scien4fic psychology had to be based solely on observed behavior. For the behaviorists, 
     acceptable psychological explana4ons could appeal only to observable environmental s4muli and to the observable 
     responses the s4muli evoked from organisms. Appeals to mysterious, unobservable mental processes were scien4fically 
     inadmissible. There could be no science of the mind –such a no4on was self‐contradictory, behaviorists claimed. On 
     their theory, to teach an animal a new behavior you expose it to appropriate environmental s4muli and reward it when 
     it makes the proper response. In educa4on, behaviorist learning theory emphasized arranging the student’s 
     environment so that s4muli occurred in a way that would ins4ll the desired s4mulus‐response chains.  
•    Teachers would present lessons in small, manageable pieces (s4muli), ask students to give answers (responses), and 
     then dispense reinforcement (preferably posi4ve rather than nega4ve) un4l their students became condi4oned to give 
     the right answers.” (Bruer, 1993, p. 3) 

•    A limita4on of early behaviorism stemmed from its focus on observable s4mulus condi4ons and the behaviors 
     associated with those condi4ons. This orienta4on made it difficult to study such phenomena as understanding, 
     reasoning, and thinking—phenomena that are of paramount importance for educa4on..” (Bransford, et al., 2000, p. 
     6‐8) 
Behaviorism (J.B. Watson) 
•  J.B. Watson, 1913: Psychology     “Psychology as the behaviorist views it is a purely objec4ve 
                                     experimental branch of natural science. Its theore4cal goal is 
as the behaviorist sees it           the predic4on and control of behavior. Introspec4on forms 
       • Learning allows             no essen4al part of its methods, nor is the scien4fic value of 
       organisms to acquire          its data dependent upon the readiness with which they lend 
       habits that respond more      themselves to interpreta4on in terms of consciousness. The 
                                     behaviorist, in his efforts to get a unitary scheme of animal 
       or less well to the s4muli    response, recognizes no dividing line between man and 
       of their environment          brute. The behavior of man, with all of its refinement and 
       •  S4muli and responses       complexity, forms only a part of the behaviorist's total 
                                     scheme of inves4ga4on. 
       are closely connected, and 
       can be extracted one from     The psychology which I should aTempt to build up would 
       the other                     take as a star4ng point, first, the observable fact that 
                                     organisms, man and animal alike, do adjust themselves to 
                                     their environment by means of hereditary and habit 
                                     equipments. These adjustments may be very adequate or 
                                     they may be so inadequate that the organism barely 
                                     maintains its existence; secondly, that certain s4muli lead 
                                     the organisms to make the responses. In a system of 
                                     psychology completely worked out, given the response the 
                                     s4muli can be predicted; given the s4muli the response can 
                                     be predicted. Such a set of statements is crass and raw in the 
                                     extreme, as all such generaliza4ons must be.” (Watson, 
                                     1913) 
Radical Behaviorism (B. F. Skinner) 
1938: The behavior of 
organisms 
•  Operant condi4oning:  
     • S4muli in the 
     environment 
     • Response (behavior) on 
     the side of the organism 
     • When a paTern of 
     s4mulus‐response is 
     rewarded 
     (reinforcement), the 
     organism is condi4oned 
     to respond 
                                   1. Behavior that is posi4vely reinforced will reoccur; 
     • It is not just elici4ng 
                                   intermiTent reinforcement is par4cularly effec4ve  
     responses (classic 
                                   2. Informa4on should be presented in small amounts 
     condi4oning), but 
                                   so that responses can be reinforced ("shaping")  
     reinforcing the organism’s 
                                   3. Reinforcements will generalize across similar s4muli 
     responses 
                                   ("s4mulus generaliza4on") producing secondary 
                                   condi4oning  
Behaviorism and educa4on: note the 
       analogies with the new science of 
        learning (and the disanalogies)  
•  The teaching machine 

1. Prac4ce should take the form of ques4on 
(s4mulus) ‐ answer (response) frames which 
expose the student to the subject in gradual 
steps  
2. Require that the learner make a response 
for every frame and receive immediate 
feedback  
3. Try to arrange the difficulty of the 
ques4ons so the response is always correct 
and hence a posi4ve reinforcement  
4. Ensure that good performance in the 
lesson is paired with secondary reinforcers 
such as verbal praise, prizes and good grades.  
•    Some 4me ago I was called upon to make a study of certain species of birds. Un4l I went to Tortugass I 
• Ground                   had never seen these birds alive. When I reached there I found the animals doing certain things: some 
                           of the acts seemed to work peculiarly well in such an environment, while others seemed to be unsuited 
observa4on of              to their type of life. I first studied the responses of the group as a whole and later those of individuals. In 
s4muli and                 order to understand more thoroughly the rela4on between what was habit and what was hereditary in 
                           these responses, I took the young birds and reared them. In this way I was able to study the order of 
behaviors                  appearance of hereditary adjustments and their complexity, and later the beginnings of habit forma4on.  
(learned)             •    My efforts in determining the s4muli which called forth such adjustments were crude indeed. 
                           Consequently my aTempts to control behavior and to produce responses at will did not meet with much 
• Laboratory,              success. Their food and water, sex and other social rela4ons, light and temperature condi4ons were all 
controlled                 beyond control in a field study. I did find it possible to control their reac4ons in a measure by using the 
                           nest and egg (or young) as s4muli. It is not necessary in this paper to develop further how such a study 
experiments                should be carried out and how work of this kind must be supplemented by carefully controlled 
• Prac4cal goal of         laboratory experiments.  
applying              •    Had I been called upon to examine the na4ves of some of the Australian tribes, I should have gone 
                           about my task in the same way. I should have found the problem more difficult: the types of responses 
psychological              called forth by physical s4muli would have been more varied, and the number of effec4ve s4muli larger. 
studies to                 I should have had to determine the social se[ng of their lives in a far more careful way. These savages 
                           would be more influenced by the responses of each other than was the case with the birds. 
educa4on, law, …           Furthermore, habits would have been more complex and the influences of past habits upon the present 
• Problems of              responses would have appeared more clearly. Finally, if I had been called upon to work out the 
                           psychology of the educated European, my problem would have required several life4mes. 
applicability         •     But in the one I have at my disposal I should have followed the same general line of aTack. In the main, 
                           my desire in all such work is to gain an accurate knowledge of adjustments and the s?muli calling them 
                           forth. 
                      •     My final reason for this is to learn general and par4cular methods by which I may control behavior.  
                      •    … If psychology would follow the plan I suggest, the educator, the physician, the jurist and the business 
                           man could u4lize our data in a prac4cal way, as soon as we are able, experimentally, to obtain them. Ask 
                           any physician or jurist today whether scien4fic psychology plays a prac4cal part in his daily rou4ne and 
                           you will hear him deny that the psychology of the laboratories finds a place in his scheme of work. I 
                           think the cri4cism is extremely just. One of the earliest condi4ons which made me dissa4sfied with 
                           psychology was the feeling that there was no realm of applica4on for the principles which were being 
                           worked out in content terms. (Watson, 1913) 
 What’s missing in the descrip4on of 
   the learning process made by 
           behaviorists?  

                       •  Hardwired & 
                          sonwired 
                          constraints 
                         –  Previous 
                            knowledge 
                         –  Func4onal 
                            architecture 
2a. Cogni4ve theory of learning 
•  Construc4vism:                                            “In the 1960s and 1970s, 
   –    Jean Piaget                                          Jean Piaget’s wri4ngs 
          •  Knowledge structures of children are            became widely 
             qualita4vely different from adults’              influen4al in America, 
          •  Developmental stages towards logic thought      educa4on. Before Piaget, 
          •  Adapta4on to the world: disequilibra4on and     most people held the 
             re‐equilibra4on via assimila4on/accomoda4on  commonsense belief that 
             processes                                       children have less 
   –    Vygotsky: social construc4on of knowledge  knowledge than adults … 
   –    Jérôme Bruner                                        what’s even more 
          •  Adapta4on of Piaget’s epistemology  and of      important to learning is 
             Vygotsky social construc4vism to educa4on, but  that children’s minds 
             without stages                                  contain different 
   –    Seymour Papert                                       knowledge 
          •  Construc4onism: learning by construc4on         structures…” (Sawyer, 
                                                             2009, p. 5) 
Construc4vism, social construc4vism 
          and construc4onisms 
“Piaget's theory relates how children become progressively detached from the world of concrete objects and 
local con4ngencies, gradually becoming able to mentally manipulate symbolic objects within a realm of 
hypothe4cal worlds. He studied children's increasing ability to extract rules from empirical regulari4es and to 
build cogni4ve invariants. He emphasized the importance of such cogni4ve invariants as means of interpre4ng 
and organizing the world. One could say that Piaget's interest was in the assimila4on pole. His theory emphasizes 
all those things needed to maintain the internal structure and organiza4on of the cogni4ve system. And what 
Piaget describes par4cularly well is precisely this internal structure and organiza4on of knowledge at different 
levels of development. ” (Ackerman, 2001, p. 7) 

Seymour Papert of MassachuseTs Ins4tute of Technologies developed a theory of learning based upon Piaget’s 
construc4vism. Note that Papert worked with Piaget in Geneva in the late 1950’ies and early 1960’ies.  In his own 
words: “Construc-onism—the N word as opposed to the V word— shares contruc-vism’s view of learning as 
“building knowledge structures” through progressive internaliza-on of ac-ons… It then adds the idea that this 
happens especially felicitously in a context where the learner is consciously engaged in construc-ng a public 
en-ty, whether it’s a sand castle on the beach or a theory of the universe (Papert, 1991, p.1)  

Stressing the importance of externaliza4ons as a means to augment the unaided mind is not new.  Vygotsky has 
spent his en4re life studying the role of cultural ar4facts—tools, language, people—as a resource for drawing the 
best out of every person’s cogni4ve poten4al. So have many other researchers in the socio‐construc4vist 
tradi4on. The difference, as I see it, lays in 3 things: 1. In the role such external aids are meant to play at higher 
levels of a person’s development, 2. In the types of external aids, or media, studied (Papert focuses on digital 
media and computer‐based technologies) and more important, 3. In the type of ini4a4ve the learner takes in the 
design of her own “objects to think with.” (Ackerman, 2001, p. 5) 
2b. Cogni4ve revolu4on 
               •    “In the late 1950s, the complexity of understanding humans and their environments became 
                    increasingly apparent, and a new field emerged—cogni?ve science. From its incep4on, cogni4ve 
                    science approached learning from a mul4disciplinary perspec4ve that included anthropology, 
1956: MIT           linguis4cs, philosophy, developmental psychology, computer science, neuroscience, and several 
symposium           branches of psychology .” (Bransford, et al., 2000, p. 6‐8) 
– Birth of 
cogni4ve 
science        •    “The 1956 MIT symposium and the subsequent cogni4ve revolu4on in psychology were the first 
                    steps toward this applied educa4onal science. 
and of its     •    Presenta4ons by Noam Chomsky, George Miller, Herbert Simon, and Allen Newell implied that a 
objects:            science of the mind was not only possible but necessary. There had to be a science of how we 
                    perceive, remember, learn, plan, and reason. Par4cipants len the mee4ng convinced that 
                    behaviorism was too narrow a theore4cal basis for psychology.  
•  Problem 
               •    Over the next 16 years, the cogni4ve revolu4on spread and developed into a scien4fic discipline.  
solving             Cogni4ve scien4sts, as the revolu4onaries eventually called themselves, worked to exploit the 
•  Exper4se         similari4es between thinking and informa4on processing. Besides logic, Newell and Simon 
                    studied problem solving. … Problem solving … depends on learning facts, skills, and strategies 
                    that are unique to the area. As cogni4ve scien4sts say, exper4se in each area requires mastery of 
                    a dis4nct knowledge domain. ” (Bruer, 1993, p. 7‐8, 11) 
3. The biological revolu4on 
•  Decade of the brain         •    “There is a revolu4on afoot that is bringing brain and 
• neuroscience 
• cogni4ve neuroscience 
                                    cogni4ve science into educa4on and crea4ng new tools to 
• Neurobiology                      vastly improve how students learn. Or is there? Expecta4ons 
• neurogene4cs                      for educa4onal neuroscience are extremely high, but at this 
                                    point, it could turn out to be not a revolu4on but just another  
–  BeTer comprehension of           fad, a popular enthusiasm that fades with 4me as the 
   learning mechanisms, 
   iden4fica4on of 
                                    unreality of exaggerated expecta4ons becomes clear …. 
   mechanisms and neural       •    What is needed is not a quick fix from neuroscience, which 
   substrates of learning           will not work for educa4on, but the crea4on of  a new field 
–  Neural representa4ons of         that integrates neuroscience and other areas of biology and 
   learning (localiza4on, 
   4ming)                           cogni4ve science with educa4on … 
–  BeTer comprehension of      •    Crea4ng this field, which some of us call mind, brain, and 
   individual differences            educa-on … can transform schools and educa4on in the long 
                                    term by crea4ng a scien4fic basis for educa4onal prac4ce. 
                                    ” (Fischer & Immordino‐Yang, 2008, p. xvii) 
The biological revolu4on in educa4on 
• neuroscience                 •    “There is a revolu4on afoot that is bringing brain and 
• cogni4ve neuroscience 
• Neurobiology 
                                    cogni4ve science into educa4on and crea4ng new tools to 
• neurogene4cs                      vastly improve how students learn. Or is there? Expecta4ons 
                                    for educa4onal neuroscience are extremely high, but at this 
–  BeTer comprehension of           point, it could turn out to be not a revolu4on but just another  
   learning mechanisms,             fad, a popular enthusiasm that fades with 4me as the 
   iden4fica4on of 
   mechanisms and neural 
                                    unreality of exaggerated expecta4ons becomes clear …. 
   substrates of learning      •    What is needed is not a quick fix from neuroscience, which 
–  Neural representa4ons of         will not work for educa4on, but the crea4on of  a new field 
   learning (localiza4on, 
                                    that integrates neuroscience and other areas of biology and 
   4ming) 
                                    cogni4ve science with educa4on … 
–  BeTer comprehension of 
   individual differences       •    Crea4ng this field, which some of us call mind, brain, and 
                                    educa-on … can transform schools and educa4on in the long 
                                    term by crea4ng a scien4fic basis for educa4onal prac4ce. 
                                    ” (Fischer & Immordino‐Yang, 2008, p. xvii) 
Neuroeduca4on 
•    “Many scien4sts and educators feel that we are advancing toward new ways of connec4ng mind, brain, and 
     educa4on (MBE). This feeling arises, in part, because the disciplines related to the cogni4ve sciences, 
     neurobiology and educa4on have made considerable advances during the last two decades, and scholars in the 
     disciplines are beginning to seek interac4ons with each other … 
•    One name for this effort is neuroeduca4on ..., which emphasizes the educa4onal focus of the transdisciplinary 
     connec4on. Another is educa4onal neuroscience, where the focus is on neuroscience, to which educa4on 
     connects. We use the name “mind, brain, and educa4on” to encompass both of these focuses and others that 
     bring together cogni4ve science, biology and educa4on. 
•    On the one side,  this emerging field touches on all levels of  modern neuroscience: from molecules to genes, 
     from synapses to ar4ficial neural networks, from reflexes to behaviors, from animal studies to human brain 
     imaging… 
•    On the other side, the term educa4on is as vast as human culture itself.” (BaTro, Fischer, & Léna, 2008, p. 3) 

•    “… a mature science of learning will involve understanding not only that learning occurs but also understanding 
     how and why it occurs” (Bransford, et al., in Sawyer, 2009, p. 20) 
Founda4ons for the new science of 
              learning 
•  “The new science of learning has arisen from several 
   disciplines. Researchers in developmental psychology 
   have iden?fied social factors that are essen?al for 
   learning. Powerful learning algorithms from machine 
   learning have demonstrated that con?ngencies in the 
   environment are a rich source of informa?on about 
   social cues. Neuroscien?sts have found brain systems 
   involved in social interac?ons and mechanisms for 
   synap?c plas?city that contribute to learning. 
   Classrooms are laboratories for teaching 
   prac?ces.” (Meltzoff, et al., 2009, p. 284) 
•    “Research from cogni?ve psychology has increased understanding of the nature of competent performance and the 
     principles of knowledge organiza4on that underlie people's abili4es to solve problems in a wide variety of areas, 
     including mathema4cs, science, literature, social studies, and history. 
•    Developmental researchers have shown that young children understand a great deal about basic principles of biology 
     and physical causality, about number, narra4ve, and personal intent, and that these capabili4es make it possible to 
     create innova4ve curricula that introduce important concepts for advanced reasoning at early ages. 
•    Research on learning and transfer has uncovered important principles for structuring learning experiences that enable 
     people to use what they have learned in new se[ngs. 
•    Work in social psychology, cogni?ve psychology, and anthropology is making clear that all learning takes place in 
     se[ngs that have par4cular sets of cultural and social norms and expecta4ons and that these se[ngs influence 
     learning and transfer in powerful ways. 
•    Neuroscience is beginning to provide evidence for many principles of learning that have emerged from laboratory 
     research, and it is showing how learning changes the physical structure of the brain and, with it, the func4onal 
     organiza4on of the brain. 
•    Collabora?ve studies of the design and evalua?on of learning environments, among cogni4ve and developmental 
     psychologists and educators, are yielding new knowledge about the nature of learning and teaching as it takes place in 
     a variety of se[ngs. In addi4on, researchers are discovering ways to learn from the ''wisdom of prac4ce" that comes 
     from successful teachers who can share their exper4se. 
•    Emerging technologies are leading to the development of many new opportuni4es to guide and enhance learning that 
     were unimagined even a few years ago. 

•    All of these developments in the study of learning have led to an era of new relevance of science to prac4ce. In short, 
     investment in basic research is paying off in prac4cal applica4ons. These developments in understanding of how 
     humans learn have par4cular significance in light of changes in what is expected of the na4on's educa4onal 
     systems.” (Bransford, et al., 2000, p. 4) 
Structuring the field 


                               1991: 1st 
1970‐1980:     1987:                           2000: Bransford     2002:         2003‐2006: NSF: 
                               Interna4onal                                                         2007  2010 
AI and         Ins4tute for                    et al (NRC): How    Interna4on    6 Learning 
                               conference                                                           IMBES  EARLI 
educa4on       the Learning                    people learn        al Society    Centers 
                               on Learning                                                                 SIG 22 
conferences    Sciences                                            for the 
                               sciences/
               (ILS, R.                                            learning 
                               Journal of      1999                                   2003 
               Shank);                                             sciences 
                               the learning    OECD‐CERI                              Mind, 
               Ins4tute for 
                               sciences        Brain                                  Brain 
               Research on 
               Learning (J.                    program 1                              Educa4
               S. Brown, J.    1991                                2002               on 
               Greeno, D.      Decade of                           OECD‐              (Rome) 
               Kearns)         the brain                           CERI 
                                                                   Brain              2005 
                                                                   program            (Erice) 
                                                                   2 
An example 
RECIPES FOR OUR COURSE 
Learning beTer 
•    Focusing on learning in addi?on to teaching : « When children ac4vely par4cipate in construc4ng their 
     own knowledge, they gain a deeper understanding, more generalizable » 

•    Crea?ng learning environments: « Scaffolding is the help given to the learner that is tailored to that 
     learner’s needs in achieving his or her goals at the moment … effec4ve scaffolding provides prempts and 
     hints that help learners to figure it out on their own. » 

•    The importance of building on a learner’s previous knowledge :  «  learning always takes places against 
     a backdrop of exis4ng knowledge. Students don’t enter the classroom as empty vessels, wai4ng to be 
     filled; they enter the classroom with half‐formed ideas and misconcep4ons about how the world works 
     … » (Sawyer, 2009, p. 2‐3) 

•    The importance of reflec?on. “Students learn beTer when they express their developing knowledge – 
     either through conversa4on or by crea4ng papers, reports, and other ar4facts – and then are provided 
     with opportuni4es to reflec4vely analyze their state of knowledge.” 
•    « the best learning take place when learners ar4culate their unformed and s4ll developing 
     understanding, and con4nue to ar4culate it throughout the process of learning. » 
•    « ar4cula4on is more effec4ve if it is scaffolded – channeled so that certain kinds of knowledge are 
     ar4culated, and in a certain form that is likely to result in usful reflec4on. » 
•    « One of the reasons that ar4cula4on is so helpful to learning is that it makes possible reflec4on or 
     metacogni4on – thinking about the process of learning and thinking about knowledge. » (Sawyer, 2009, 
     p. 12) 
 with Technology 
•    «  Computers can represent abstract knowledge in concrete forms 
•    … Allow learners to ar4culate their developing knowledge in a visual and verbal way 
•    … allow learners to manipulate and revise their developing knowledge 
•    … Internet‐based networks of learners can share and combine their developing understandings 
     …» (Sawyer, 2009, p. 9) 
QUESTIONS 
•  WHY should we have a science of learning? 
•  WHAT’s the role of research for educa4on? 
•  WHAT have cogni4ve sciences and 
   neuroscience to do with educa4on (and the 
   other way around)?  
•  HOW can research have an impact upon 
   educa4on (or else)?  

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Different ways of knowing
Different ways of knowingDifferent ways of knowing
Different ways of knowinglinioti
 
Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...
Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...
Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...Lina Markauskaite
 
From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...
From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...
From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...edsrpp
 
Mono-, Inter-, Multi-Disciplinarity
Mono-, Inter-, Multi-DisciplinarityMono-, Inter-, Multi-Disciplinarity
Mono-, Inter-, Multi-DisciplinarityLitSciMed .
 
Ict integration into teaching and
Ict integration into teaching andIct integration into teaching and
Ict integration into teaching andSajid Farooqi
 
Learn in action
Learn in actionLearn in action
Learn in actionAlyonchik
 
Planning for learning in maritime education
Planning for learning in maritime educationPlanning for learning in maritime education
Planning for learning in maritime educationStein Laugerud
 
Interdisciplinary approach to teaching
Interdisciplinary approach to teachingInterdisciplinary approach to teaching
Interdisciplinary approach to teachingKarlyn Wood
 
Thinking science through teachers' experiences with digital technologies
Thinking science through teachers' experiences with digital technologiesThinking science through teachers' experiences with digital technologies
Thinking science through teachers' experiences with digital technologiesMarianna Vivitsou
 
Empowering student learning through knowledge production
Empowering student learning through knowledge productionEmpowering student learning through knowledge production
Empowering student learning through knowledge productionlinioti
 
Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...
Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...
Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...Lina Markauskaite
 
A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...
A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...
A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...Alexander Decker
 
Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012
Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012
Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012William Kritsonis
 
Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...
Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...
Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...Premier Publishers
 
Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.
Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.
Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.Conexiones: The Learning Sciences Platform
 
LIA presentation X-IOSTE Brasil
LIA presentation X-IOSTE BrasilLIA presentation X-IOSTE Brasil
LIA presentation X-IOSTE BrasilTerje Kristensen
 

La actualidad más candente (20)

Different ways of knowing
Different ways of knowingDifferent ways of knowing
Different ways of knowing
 
Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...
Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...
Epistemic fluency in higher education: bridging actionable knowledgeable and ...
 
Curriculum theory
Curriculum theoryCurriculum theory
Curriculum theory
 
From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...
From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...
From aspirations to reality: challenges for a new ‘21st Century' secondary sc...
 
Mono-, Inter-, Multi-Disciplinarity
Mono-, Inter-, Multi-DisciplinarityMono-, Inter-, Multi-Disciplinarity
Mono-, Inter-, Multi-Disciplinarity
 
Buku teks
Buku teksBuku teks
Buku teks
 
Ict integration into teaching and
Ict integration into teaching andIct integration into teaching and
Ict integration into teaching and
 
Learn in action
Learn in actionLearn in action
Learn in action
 
Planning for learning in maritime education
Planning for learning in maritime educationPlanning for learning in maritime education
Planning for learning in maritime education
 
Interdisciplinary approach to teaching
Interdisciplinary approach to teachingInterdisciplinary approach to teaching
Interdisciplinary approach to teaching
 
2015 09-11 intro-jarvenoja
2015 09-11 intro-jarvenoja2015 09-11 intro-jarvenoja
2015 09-11 intro-jarvenoja
 
Thinking science through teachers' experiences with digital technologies
Thinking science through teachers' experiences with digital technologiesThinking science through teachers' experiences with digital technologies
Thinking science through teachers' experiences with digital technologies
 
Empowering student learning through knowledge production
Empowering student learning through knowledge productionEmpowering student learning through knowledge production
Empowering student learning through knowledge production
 
Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...
Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...
Epistemic fluency perspectives in teaching and learning practice: Learning to...
 
A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...
A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...
A test of the efficacy of field trip and discussion approaches to teaching in...
 
Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012
Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012
Yager, stuart o the role of student and teacher creativity nfaerj v25 n3 2012
 
Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...
Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...
Development of Science Process Skills among Nigerian Secondary School Science...
 
Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.
Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.
Online Teaching: 40 pedagogical interventions. Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.
 
LIA presentation X-IOSTE Brasil
LIA presentation X-IOSTE BrasilLIA presentation X-IOSTE Brasil
LIA presentation X-IOSTE Brasil
 
Lonka minerva2013
Lonka minerva2013Lonka minerva2013
Lonka minerva2013
 

Destacado

Ensayo de las tres lecturas
Ensayo de las tres lecturasEnsayo de las tres lecturas
Ensayo de las tres lecturas2306yessi
 
Herstory 40 years roe v wade
Herstory 40 years roe v wadeHerstory 40 years roe v wade
Herstory 40 years roe v wadePenelope O'Leary
 
Privacy een persoonlijke benadering
Privacy een persoonlijke benaderingPrivacy een persoonlijke benadering
Privacy een persoonlijke benaderingSelf employed
 
Diccionario Financiero!
Diccionario Financiero!Diccionario Financiero!
Diccionario Financiero!Kelly
 
Importancia de la niñez
Importancia de la niñezImportancia de la niñez
Importancia de la niñezAkane Tendo
 
Capitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslineales
Capitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslinealesCapitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslineales
Capitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslinealesFreddy Garnica
 
Time & Space Annihilated: Innovation, Communication & Society
Time & Space Annihilated: Innovation, Communication & SocietyTime & Space Annihilated: Innovation, Communication & Society
Time & Space Annihilated: Innovation, Communication & SocietyAnn DeMarle
 
Incremental statistics for partitioned tables in 11g by wwf from ebay COC
Incremental statistics for partitioned tables in 11g  by wwf from ebay COCIncremental statistics for partitioned tables in 11g  by wwf from ebay COC
Incremental statistics for partitioned tables in 11g by wwf from ebay COCLouis liu
 
El maltrato infantil
El maltrato infantilEl maltrato infantil
El maltrato infantiljasnamolina
 
National Cybersecurity - Roadmap and Action Plan
National Cybersecurity - Roadmap and Action PlanNational Cybersecurity - Roadmap and Action Plan
National Cybersecurity - Roadmap and Action PlanDr David Probert
 
ClasificacióN Del Derecho.1
ClasificacióN Del Derecho.1ClasificacióN Del Derecho.1
ClasificacióN Del Derecho.1Luigu
 
Trendrapport Internetgebruik 2012
Trendrapport Internetgebruik 2012Trendrapport Internetgebruik 2012
Trendrapport Internetgebruik 2012Gewoon Groen
 

Destacado (20)

Ensayo de las tres lecturas
Ensayo de las tres lecturasEnsayo de las tres lecturas
Ensayo de las tres lecturas
 
You messed up badly
You messed up badlyYou messed up badly
You messed up badly
 
Herstory 40 years roe v wade
Herstory 40 years roe v wadeHerstory 40 years roe v wade
Herstory 40 years roe v wade
 
Lenguajes de programacion
Lenguajes de programacionLenguajes de programacion
Lenguajes de programacion
 
Present simple
Present simplePresent simple
Present simple
 
Concepto De La Calidad Total
Concepto De La Calidad TotalConcepto De La Calidad Total
Concepto De La Calidad Total
 
Comunicacion
ComunicacionComunicacion
Comunicacion
 
Privacy een persoonlijke benadering
Privacy een persoonlijke benaderingPrivacy een persoonlijke benadering
Privacy een persoonlijke benadering
 
Teorias de aprendizaje
Teorias de aprendizajeTeorias de aprendizaje
Teorias de aprendizaje
 
Diccionario Financiero!
Diccionario Financiero!Diccionario Financiero!
Diccionario Financiero!
 
Importancia de la niñez
Importancia de la niñezImportancia de la niñez
Importancia de la niñez
 
Pensamiento
PensamientoPensamiento
Pensamiento
 
Cogmaster_Ep2
Cogmaster_Ep2Cogmaster_Ep2
Cogmaster_Ep2
 
Capitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslineales
Capitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslinealesCapitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslineales
Capitulo5 g4 sistemas_ecuacioneslineales
 
Time & Space Annihilated: Innovation, Communication & Society
Time & Space Annihilated: Innovation, Communication & SocietyTime & Space Annihilated: Innovation, Communication & Society
Time & Space Annihilated: Innovation, Communication & Society
 
Incremental statistics for partitioned tables in 11g by wwf from ebay COC
Incremental statistics for partitioned tables in 11g  by wwf from ebay COCIncremental statistics for partitioned tables in 11g  by wwf from ebay COC
Incremental statistics for partitioned tables in 11g by wwf from ebay COC
 
El maltrato infantil
El maltrato infantilEl maltrato infantil
El maltrato infantil
 
National Cybersecurity - Roadmap and Action Plan
National Cybersecurity - Roadmap and Action PlanNational Cybersecurity - Roadmap and Action Plan
National Cybersecurity - Roadmap and Action Plan
 
ClasificacióN Del Derecho.1
ClasificacióN Del Derecho.1ClasificacióN Del Derecho.1
ClasificacióN Del Derecho.1
 
Trendrapport Internetgebruik 2012
Trendrapport Internetgebruik 2012Trendrapport Internetgebruik 2012
Trendrapport Internetgebruik 2012
 

Similar a Cogmaster 2011_EP0

SCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptx
SCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptxSCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptx
SCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptxCarloManguil2
 
Educational research
Educational researchEducational research
Educational researchmeenuch
 
Current trends in educational technology research
Current trends in educational technology researchCurrent trends in educational technology research
Current trends in educational technology research∂σяσтнy נσнη
 
Curriculum p ast, pr esent, future
Curriculum p ast, pr esent, futureCurriculum p ast, pr esent, future
Curriculum p ast, pr esent, futureAngela Murphy
 
The Challenge of Technology
The Challenge of TechnologyThe Challenge of Technology
The Challenge of TechnologyChrystal Porter
 
Innvoations and technology in community
Innvoations and technology in communityInnvoations and technology in community
Innvoations and technology in communityShabanajalal
 
Curriculum development in special education
Curriculum development in special educationCurriculum development in special education
Curriculum development in special educationRita May Tagalog
 
Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses 
Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses 
Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses EDEN Digital Learning Europe
 
Developing criticality using a mahara digital portfolio
Developing criticality using a mahara digital portfolio Developing criticality using a mahara digital portfolio
Developing criticality using a mahara digital portfolio Orna Farrell
 
Seda presentation. pountney gruszczynska (1)
Seda presentation. pountney gruszczynska (1)Seda presentation. pountney gruszczynska (1)
Seda presentation. pountney gruszczynska (1)DEFToer3
 
Constitution of disciplinary knowledge.pptx
Constitution of disciplinary knowledge.pptxConstitution of disciplinary knowledge.pptx
Constitution of disciplinary knowledge.pptxsubhashreepanigrahi3
 
Science Fiction in Education - ICEM conference in Eger
Science Fiction in Education - ICEM conference in EgerScience Fiction in Education - ICEM conference in Eger
Science Fiction in Education - ICEM conference in EgerCharalambos Vrasidas, Ph.D.
 
Evolution of Educational Psychology
Evolution of Educational Psychology Evolution of Educational Psychology
Evolution of Educational Psychology Sally Sadsad
 
Integration in the 21st Century Classroom
Integration in the 21st Century ClassroomIntegration in the 21st Century Classroom
Integration in the 21st Century Classroombgalloway
 
TRIPURA STATE LEVEL NCSC
TRIPURA STATE LEVEL NCSCTRIPURA STATE LEVEL NCSC
TRIPURA STATE LEVEL NCSCSandipan Dhar
 
Digital literacy in primary school site presentation 2010
Digital literacy in primary school site presentation 2010Digital literacy in primary school site presentation 2010
Digital literacy in primary school site presentation 2010Leo Casey
 
ePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen Barrett
ePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen BarrettePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen Barrett
ePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen Barretteraser Juan José Calderón
 
Not on technology alone
Not on technology aloneNot on technology alone
Not on technology aloneLiat Eyal
 

Similar a Cogmaster 2011_EP0 (20)

SCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptx
SCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptxSCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptx
SCIENCE FRAMEWORK FOR PHILIPPINE BASIC EDUCATION.pptx
 
Educational research
Educational researchEducational research
Educational research
 
Current trends in educational technology research
Current trends in educational technology researchCurrent trends in educational technology research
Current trends in educational technology research
 
Curriculum p ast, pr esent, future
Curriculum p ast, pr esent, futureCurriculum p ast, pr esent, future
Curriculum p ast, pr esent, future
 
The Challenge of Technology
The Challenge of TechnologyThe Challenge of Technology
The Challenge of Technology
 
Innvoations and technology in community
Innvoations and technology in communityInnvoations and technology in community
Innvoations and technology in community
 
Curriculum development in special education
Curriculum development in special educationCurriculum development in special education
Curriculum development in special education
 
Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses 
Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses 
Innovative Learning Environments – Insights from Recent OECD/CERI Analyses 
 
Developing criticality using a mahara digital portfolio
Developing criticality using a mahara digital portfolio Developing criticality using a mahara digital portfolio
Developing criticality using a mahara digital portfolio
 
Seda presentation. pountney gruszczynska (1)
Seda presentation. pountney gruszczynska (1)Seda presentation. pountney gruszczynska (1)
Seda presentation. pountney gruszczynska (1)
 
Constitution of disciplinary knowledge.pptx
Constitution of disciplinary knowledge.pptxConstitution of disciplinary knowledge.pptx
Constitution of disciplinary knowledge.pptx
 
Science Fiction in Education - ICEM conference in Eger
Science Fiction in Education - ICEM conference in EgerScience Fiction in Education - ICEM conference in Eger
Science Fiction in Education - ICEM conference in Eger
 
Evolution of Educational Psychology
Evolution of Educational Psychology Evolution of Educational Psychology
Evolution of Educational Psychology
 
Hub DE summit Sydney
Hub DE summit SydneyHub DE summit Sydney
Hub DE summit Sydney
 
Integration in the 21st Century Classroom
Integration in the 21st Century ClassroomIntegration in the 21st Century Classroom
Integration in the 21st Century Classroom
 
TRIPURA STATE LEVEL NCSC
TRIPURA STATE LEVEL NCSCTRIPURA STATE LEVEL NCSC
TRIPURA STATE LEVEL NCSC
 
Digital literacy in primary school site presentation 2010
Digital literacy in primary school site presentation 2010Digital literacy in primary school site presentation 2010
Digital literacy in primary school site presentation 2010
 
ePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen Barrett
ePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen BarrettePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen Barrett
ePortfolios: Digital Stories of Deep Learning. Dr. Helen Barrett
 
Not on technology alone
Not on technology aloneNot on technology alone
Not on technology alone
 
Vais pbl
Vais pblVais pbl
Vais pbl
 

Más de elena.pasquinelli (20)

Gdp2 2013 14-14bis
Gdp2 2013 14-14bisGdp2 2013 14-14bis
Gdp2 2013 14-14bis
 
Gdp2 2013 14-13
Gdp2 2013 14-13Gdp2 2013 14-13
Gdp2 2013 14-13
 
Gdp2 2013 14-14
Gdp2 2013 14-14Gdp2 2013 14-14
Gdp2 2013 14-14
 
Gdp2 2013 14-9
Gdp2 2013 14-9Gdp2 2013 14-9
Gdp2 2013 14-9
 
Gdp2 2013 14-8
Gdp2 2013 14-8Gdp2 2013 14-8
Gdp2 2013 14-8
 
Gdp2 2013 14-7
Gdp2 2013 14-7Gdp2 2013 14-7
Gdp2 2013 14-7
 
Gdp2 2013 14_3
Gdp2 2013 14_3Gdp2 2013 14_3
Gdp2 2013 14_3
 
Gdp2 2013 14-2
Gdp2 2013 14-2Gdp2 2013 14-2
Gdp2 2013 14-2
 
Gdp2 2013 14-1
Gdp2 2013 14-1Gdp2 2013 14-1
Gdp2 2013 14-1
 
20130112
2013011220130112
20130112
 
technomyths
technomythstechnomyths
technomyths
 
Illusions cognitives
Illusions cognitivesIllusions cognitives
Illusions cognitives
 
rabbit
rabbitrabbit
rabbit
 
illusions perceptives
illusions perceptivesillusions perceptives
illusions perceptives
 
Ecc2012 13 10
Ecc2012 13 10Ecc2012 13 10
Ecc2012 13 10
 
ECC_2012 2013_huron
ECC_2012 2013_huronECC_2012 2013_huron
ECC_2012 2013_huron
 
Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013
Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013
Piazza cogmaster cognitive_neuroscience2013
 
20121108 gdp2 fr
20121108 gdp2 fr20121108 gdp2 fr
20121108 gdp2 fr
 
Ecc2012 13 5
Ecc2012 13 5Ecc2012 13 5
Ecc2012 13 5
 
Ecc2012 13 9
Ecc2012 13 9Ecc2012 13 9
Ecc2012 13 9
 

Último

Nutritional Needs Presentation - HLTH 104
Nutritional Needs Presentation - HLTH 104Nutritional Needs Presentation - HLTH 104
Nutritional Needs Presentation - HLTH 104misteraugie
 
Z Score,T Score, Percential Rank and Box Plot Graph
Z Score,T Score, Percential Rank and Box Plot GraphZ Score,T Score, Percential Rank and Box Plot Graph
Z Score,T Score, Percential Rank and Box Plot GraphThiyagu K
 
Web & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdf
Web & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdfWeb & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdf
Web & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdfJayanti Pande
 
Employee wellbeing at the workplace.pptx
Employee wellbeing at the workplace.pptxEmployee wellbeing at the workplace.pptx
Employee wellbeing at the workplace.pptxNirmalaLoungPoorunde1
 
Beyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global Impact
Beyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global ImpactBeyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global Impact
Beyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global ImpactPECB
 
A Critique of the Proposed National Education Policy Reform
A Critique of the Proposed National Education Policy ReformA Critique of the Proposed National Education Policy Reform
A Critique of the Proposed National Education Policy ReformChameera Dedduwage
 
Organic Name Reactions for the students and aspirants of Chemistry12th.pptx
Organic Name Reactions  for the students and aspirants of Chemistry12th.pptxOrganic Name Reactions  for the students and aspirants of Chemistry12th.pptx
Organic Name Reactions for the students and aspirants of Chemistry12th.pptxVS Mahajan Coaching Centre
 
1029 - Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf
1029 -  Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf1029 -  Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf
1029 - Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdfQucHHunhnh
 
Interactive Powerpoint_How to Master effective communication
Interactive Powerpoint_How to Master effective communicationInteractive Powerpoint_How to Master effective communication
Interactive Powerpoint_How to Master effective communicationnomboosow
 
Mastering the Unannounced Regulatory Inspection
Mastering the Unannounced Regulatory InspectionMastering the Unannounced Regulatory Inspection
Mastering the Unannounced Regulatory InspectionSafetyChain Software
 
Introduction to ArtificiaI Intelligence in Higher Education
Introduction to ArtificiaI Intelligence in Higher EducationIntroduction to ArtificiaI Intelligence in Higher Education
Introduction to ArtificiaI Intelligence in Higher Educationpboyjonauth
 
Advanced Views - Calendar View in Odoo 17
Advanced Views - Calendar View in Odoo 17Advanced Views - Calendar View in Odoo 17
Advanced Views - Calendar View in Odoo 17Celine George
 
Grant Readiness 101 TechSoup and Remy Consulting
Grant Readiness 101 TechSoup and Remy ConsultingGrant Readiness 101 TechSoup and Remy Consulting
Grant Readiness 101 TechSoup and Remy ConsultingTechSoup
 
Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...
Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...
Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...Krashi Coaching
 
BASLIQ CURRENT LOOKBOOK LOOKBOOK(1) (1).pdf
BASLIQ CURRENT LOOKBOOK  LOOKBOOK(1) (1).pdfBASLIQ CURRENT LOOKBOOK  LOOKBOOK(1) (1).pdf
BASLIQ CURRENT LOOKBOOK LOOKBOOK(1) (1).pdfSoniaTolstoy
 
How to Make a Pirate ship Primary Education.pptx
How to Make a Pirate ship Primary Education.pptxHow to Make a Pirate ship Primary Education.pptx
How to Make a Pirate ship Primary Education.pptxmanuelaromero2013
 

Último (20)

Nutritional Needs Presentation - HLTH 104
Nutritional Needs Presentation - HLTH 104Nutritional Needs Presentation - HLTH 104
Nutritional Needs Presentation - HLTH 104
 
Z Score,T Score, Percential Rank and Box Plot Graph
Z Score,T Score, Percential Rank and Box Plot GraphZ Score,T Score, Percential Rank and Box Plot Graph
Z Score,T Score, Percential Rank and Box Plot Graph
 
Web & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdf
Web & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdfWeb & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdf
Web & Social Media Analytics Previous Year Question Paper.pdf
 
Mattingly "AI & Prompt Design: The Basics of Prompt Design"
Mattingly "AI & Prompt Design: The Basics of Prompt Design"Mattingly "AI & Prompt Design: The Basics of Prompt Design"
Mattingly "AI & Prompt Design: The Basics of Prompt Design"
 
Employee wellbeing at the workplace.pptx
Employee wellbeing at the workplace.pptxEmployee wellbeing at the workplace.pptx
Employee wellbeing at the workplace.pptx
 
Beyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global Impact
Beyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global ImpactBeyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global Impact
Beyond the EU: DORA and NIS 2 Directive's Global Impact
 
A Critique of the Proposed National Education Policy Reform
A Critique of the Proposed National Education Policy ReformA Critique of the Proposed National Education Policy Reform
A Critique of the Proposed National Education Policy Reform
 
Organic Name Reactions for the students and aspirants of Chemistry12th.pptx
Organic Name Reactions  for the students and aspirants of Chemistry12th.pptxOrganic Name Reactions  for the students and aspirants of Chemistry12th.pptx
Organic Name Reactions for the students and aspirants of Chemistry12th.pptx
 
1029 - Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf
1029 -  Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf1029 -  Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf
1029 - Danh muc Sach Giao Khoa 10 . pdf
 
TataKelola dan KamSiber Kecerdasan Buatan v022.pdf
TataKelola dan KamSiber Kecerdasan Buatan v022.pdfTataKelola dan KamSiber Kecerdasan Buatan v022.pdf
TataKelola dan KamSiber Kecerdasan Buatan v022.pdf
 
Interactive Powerpoint_How to Master effective communication
Interactive Powerpoint_How to Master effective communicationInteractive Powerpoint_How to Master effective communication
Interactive Powerpoint_How to Master effective communication
 
Mastering the Unannounced Regulatory Inspection
Mastering the Unannounced Regulatory InspectionMastering the Unannounced Regulatory Inspection
Mastering the Unannounced Regulatory Inspection
 
Mattingly "AI & Prompt Design: Structured Data, Assistants, & RAG"
Mattingly "AI & Prompt Design: Structured Data, Assistants, & RAG"Mattingly "AI & Prompt Design: Structured Data, Assistants, & RAG"
Mattingly "AI & Prompt Design: Structured Data, Assistants, & RAG"
 
Introduction to ArtificiaI Intelligence in Higher Education
Introduction to ArtificiaI Intelligence in Higher EducationIntroduction to ArtificiaI Intelligence in Higher Education
Introduction to ArtificiaI Intelligence in Higher Education
 
Staff of Color (SOC) Retention Efforts DDSD
Staff of Color (SOC) Retention Efforts DDSDStaff of Color (SOC) Retention Efforts DDSD
Staff of Color (SOC) Retention Efforts DDSD
 
Advanced Views - Calendar View in Odoo 17
Advanced Views - Calendar View in Odoo 17Advanced Views - Calendar View in Odoo 17
Advanced Views - Calendar View in Odoo 17
 
Grant Readiness 101 TechSoup and Remy Consulting
Grant Readiness 101 TechSoup and Remy ConsultingGrant Readiness 101 TechSoup and Remy Consulting
Grant Readiness 101 TechSoup and Remy Consulting
 
Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...
Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...
Kisan Call Centre - To harness potential of ICT in Agriculture by answer farm...
 
BASLIQ CURRENT LOOKBOOK LOOKBOOK(1) (1).pdf
BASLIQ CURRENT LOOKBOOK  LOOKBOOK(1) (1).pdfBASLIQ CURRENT LOOKBOOK  LOOKBOOK(1) (1).pdf
BASLIQ CURRENT LOOKBOOK LOOKBOOK(1) (1).pdf
 
How to Make a Pirate ship Primary Education.pptx
How to Make a Pirate ship Primary Education.pptxHow to Make a Pirate ship Primary Education.pptx
How to Make a Pirate ship Primary Education.pptx
 

Cogmaster 2011_EP0

  • 1. EP0.  Learning Sciences  Elena Pasquinelli  Educa4on, cogni4on, cerveau  Cogmaster 2010‐2011 
  • 2. •  A new field of research: the science of  learning  •  Un4l quite recently, cogni4ve science steered  clear of educa4on, while the sciences of  educa4on tended to ignore cogni4ve science.  •   Things have changed over the last few years,  and there is now quite a lot of interac4on  between the two fields.  
  • 3. How does neuroscience, and more broadly cogni4ve science, interact with  educa4on? What are the themes and the models at work?   What are the major models of learning? Behaviorism, gene4c epistemology,  cogni4vism, construc4vism, situated approaches in cogni4ve science, conceptual  change theory, will be presented and compared.    What can philosophy of science teach us about the nature of the applied science  at work? What counts as scien4fic evidence in this context? How do we measure  the effects of a given factor? How can one account for extra‐cogni4ve (social,  poli4cal, historical, ideological) factors affec4ng learning and educa4on?  What are some concrete examples of prac4cal applica4ons of experimental and  neuro‐imaging methods in such areas as numerical cogni4on and reading skills? 
  • 5. Learning sciences (large view)  •  “Learning sciences is an interdisciplinary field that studies  teaching and learning.   •  Learning scien4sts study learning in a variety of se=ngs, including  not only the more formal learning of school classrooms but also  the informal learning that takes place at home, on the job, and  among peers.   •  The goal of the learning sciences is to beTer understand the  cogni?ve and social processes that result in the most effec?ve  learning, and to use this knowledge to redesign classrooms and  other learning environments so that people learn more deeply  and more effec?vely.   •  The sciences of learning include cogni&ve science, educa&onal  psychology, computer science, anthropology, sociology,  informa&on sciences, neurosciences, educa&on, design studies,  instruc&onal design, and other fields.” (Sawyer, 2009, p. xi) 
  • 6. Learning sciences  Research fields  Applica4on  Objec4ves  fields  BeTer understanding of   Cogni4ve and social  Formal, informal, non  learning processes  processes  formal learning  Cogni4ve sciences,  psychology,  Design environments for  anthropology, sociology,  beTer learning  ar4ficial intelligence,  neurosciences,  educa4onal sciences  (economy, philosophy,  Promote beTer learning  history, design) 
  • 8. Objec4ves  •  Objec?ves:   –  Understand learning  •  Exploit the beTer comprehension of  Neutral vision:  learning processes made available by a  design  large pool of sciences, without forge[ng  that learning is a social process  environments for  •  Use different methods for evalua4ng  learning beTer  learning environments and outcomes  –  Build the condi4ons for beTer learning   –  Promo4ng beTer forms of learning  Engaged vision:  (adapted to XXI century needs)  foster beTer  learning 
  • 9. Methods  •  « The golden standard of scien4fic  •  A general aim of objec4vity and  methodology is the experimental design, in  of understanding  which students are randomly assigned to  different learning environments.   –  What works  •  Many educa4on studies are  quasi‐ –  Why it works  experimental … they iden4fy two exis4ng  Vs. the dominion of intui4on and  classrooms that seem to be iden4cal in every  tradi4on  way, ans use one teaching method in one  classroom, a different teching method in  another classroom, and analyze which  students learn more and beTer.  •  … learning scien4sts have drawn on  •  Experimental: randomized,  ethnography … ethnomethodology and  controlled trials  conversa4on analysis … and sociocultural  •  Quasi‐experimental:  anthropology… »  •  « Many learning scien4sts study the  correla4onal studies  moment‐to‐moment processes of learning,  •  Longitudinal studies  typically by gathering large amonts of  •  Qualita4ve observa4ons  videotape data, and they use a range of  methodoloies … known as interac4on  analysis … »  •  « … learning scien4sts also study longer term  learning … » (Sawyer, 2009, p. 13‐14) 
  • 10. Reason 1. Learning is a pervasive  human ac4vity   •  “Learning is a basic, adap4ve func4on of humans.  Learning is a human basic, adap4ve,  More than any other species, people are designed to  pervasive func4on.  be flexible learners and ac4ve agents in acquiring  knowledge and skills.   People learn all their life long,  •  Much of what people learn occurs without formal  instruc4on, but highly systema4c and organized  everywhere, in informal se[ngs.  informa4on systems—reading, mathema4cs, the  But formal se[ngs have been created  sciences, literature, and the history of a society— require formal training, usually in schools. Over 4me,  too.  science, mathema4cs, and history have posed new  problems for learning because of their growing  volume and increasing complexity. The value of the  knowledge taught in school also began to be  examined for its applicability to situa4ons outside  school.  •  Science now offers new concep4ons of the learning  process and the development of competent  performance. Recent research provides a deep  understanding of complex reasoning and performance  on problem‐solving tasks and how skill and  understanding in key subjects are acquired. This book  presents a contemporary account of principles of  learning, and this summary provides an overview of  the new science of learning.” (Bransford, et al., 2000,  p. XI) 
  • 11. Reason 2. Societal transforma4ons  •  “… the schools we have today were designed around commonsense assump4ons  that had never been tested scien4fically:   –  Knowledge is a collec4on of facts about the world and procedures for how  to solve problems…  –  The goal of schooling is to get these facts and procedures into the student’s  From industrial  head…  society to  –  Teachers know these facts and procedures, and their job is to transmit  them to students.  knowledge society  –  Simpler facts and procedures should be learned first…  –  The way to determine the success of schooling is to tests students to see  how many of these facts and procedures they have acquired.  •  This tradi4onal vision of schooling is known as instruc4onism (Papert, 2003).  Instruc4onism prepares students for the industrialized economy of the early  twen4eth century. … In the knowledge economy memoriza4on of facts and  procedures is not enough for success. Educated graduates need a deep  conceptual understanding of complex concepts, and the ability to work with  them crea4vely to generate new ideas, new products, and new knowledge. They  need to be able to cri4cally evaluate what they read, to be capable of express  themselves clearly, … to learn integrated and usable knowledge, … to take  responsibility for their con4nuing, lifelong learning.” (Sawyer, 2009, p. 1‐2) 
  • 12. Reason 3. Accumula4on of knowledge  •  “Learning science is now over twenty  years old … the scien4fic community  has reached a consensus about some  of the most important discoveries  about learning.”   New sciences produce new  •  “Beginning in the 1970s a new  knowledge, which is meaningful  science of learning was born – based  for learning and educa4on  in research emerging from  psychology, computer science,  philosophy, sociology, and other  scien4fic disciplines. … By the 1990s,  aner about twenty years of research  learning researchers had reached  consensus on … basic facts about  learning – a consensus that was  published by the United States  Research Na4onal  Council…” (Sawyer, 2009, p. 2‐3) 
  • 13. 3.a Disciplinary knowledge on  •  “Un4l quite recently, understanding the mind—and the  thinking and learning that the mind makes possible—has  mind and brain, on educa4on, on  remained an elusive quest, in part because of a lack of  technology, …  powerful research tools. Today, the world is in the midst  of an extraordinary outpouring of scien4fic work on the  mind and brain, on the processes of thinking and  3.b Interdisciplinary knowledge  learning, on the neural processes that occur during  thought and learning, and on the development of  (new research field on learning)  competence.  •  The revolu4on in the study of the mind that has occurred  in the last three or four decades has important  3.c Transdisciplinary knowledge  implica4ons for educa4on. As we illustrate, a new theory  (new applica4ve discipline of  of learning is coming into focus that leads to very  different approaches to the design of curriculum,  educa4on with strong scien4fic  teaching, and assessment than those onen found in  background on learning)  schools today. Equally important, the growth of  interdisciplinary inquiries and new kinds of scien4fic  collabora4ons have begun to make the path from basic  research to educa4onal prac4ce somewhat more visible,  if not yet easy to travel. Thirty years ago, educators paid  liTle aTen4on to the work of cogni4ve scien4sts, and  researchers in the nascent field of cogni4ve science  worked far removed from classrooms. Today, cogni4ve  researchers are spending more 4me working with  teachers, tes4ng and refining their theories in real  classrooms where they can see how different se[ngs and  classroom interac4ons influence applica4ons of their  theories.” (Bransford, et al., 2000, p. 3) 
  • 14. Issues  •  What is learning?   •  Which are the main  learning mechanisms?   –  For reading?   –  For mathema4cs?   •  Which is the role of emo4onal states in learning?  •  How social interac4ons influence learning?  •  What are the constraints to learning   •  Why are certain learning environments beTer than others?  •  …? 
  • 16. 1. Dissa4sfac4on with behaviorism  •  “By the turn of the century, a new school of behaviorism was emerging. In reac4on to the subjec4vity inherent in  introspec4on, behaviorists held that the scien4fic study of psychology must restrict itself to the study of observable  behaviors and the s4mulus condi4ons that control them.   •  Drawing on the empiricist tradi4on, behaviorists conceptualized learning as a process of forming connec4ons between  s4muli and responses. Mo4va4on to learn was assumed to be driven primarily by drives, such as hunger, and the  availability of external forces, such as rewards and punishments (e.g., Thorndike, 1913; Skinner, 1950).” (Bransford, et  al., 2000, p. 6‐8)  •  “In the mid 1950s, behaviorism was the prevailing orthodoxy in American psychological science. B. F. Skinner and other  behaviorists believed that a scien4fic psychology had to be based solely on observed behavior. For the behaviorists,  acceptable psychological explana4ons could appeal only to observable environmental s4muli and to the observable  responses the s4muli evoked from organisms. Appeals to mysterious, unobservable mental processes were scien4fically  inadmissible. There could be no science of the mind –such a no4on was self‐contradictory, behaviorists claimed. On  their theory, to teach an animal a new behavior you expose it to appropriate environmental s4muli and reward it when  it makes the proper response. In educa4on, behaviorist learning theory emphasized arranging the student’s  environment so that s4muli occurred in a way that would ins4ll the desired s4mulus‐response chains.   •  Teachers would present lessons in small, manageable pieces (s4muli), ask students to give answers (responses), and  then dispense reinforcement (preferably posi4ve rather than nega4ve) un4l their students became condi4oned to give  the right answers.” (Bruer, 1993, p. 3)  •  A limita4on of early behaviorism stemmed from its focus on observable s4mulus condi4ons and the behaviors  associated with those condi4ons. This orienta4on made it difficult to study such phenomena as understanding,  reasoning, and thinking—phenomena that are of paramount importance for educa4on..” (Bransford, et al., 2000, p.  6‐8) 
  • 17. Behaviorism (J.B. Watson)  •  J.B. Watson, 1913: Psychology  “Psychology as the behaviorist views it is a purely objec4ve  experimental branch of natural science. Its theore4cal goal is  as the behaviorist sees it  the predic4on and control of behavior. Introspec4on forms  • Learning allows  no essen4al part of its methods, nor is the scien4fic value of  organisms to acquire  its data dependent upon the readiness with which they lend  habits that respond more  themselves to interpreta4on in terms of consciousness. The  behaviorist, in his efforts to get a unitary scheme of animal  or less well to the s4muli  response, recognizes no dividing line between man and  of their environment  brute. The behavior of man, with all of its refinement and  •  S4muli and responses  complexity, forms only a part of the behaviorist's total  scheme of inves4ga4on.  are closely connected, and  can be extracted one from  The psychology which I should aTempt to build up would  the other  take as a star4ng point, first, the observable fact that  organisms, man and animal alike, do adjust themselves to  their environment by means of hereditary and habit  equipments. These adjustments may be very adequate or  they may be so inadequate that the organism barely  maintains its existence; secondly, that certain s4muli lead  the organisms to make the responses. In a system of  psychology completely worked out, given the response the  s4muli can be predicted; given the s4muli the response can  be predicted. Such a set of statements is crass and raw in the  extreme, as all such generaliza4ons must be.” (Watson,  1913) 
  • 18. Radical Behaviorism (B. F. Skinner)  1938: The behavior of  organisms  •  Operant condi4oning:   • S4muli in the  environment  • Response (behavior) on  the side of the organism  • When a paTern of  s4mulus‐response is  rewarded  (reinforcement), the  organism is condi4oned  to respond  1. Behavior that is posi4vely reinforced will reoccur;  • It is not just elici4ng  intermiTent reinforcement is par4cularly effec4ve   responses (classic  2. Informa4on should be presented in small amounts  condi4oning), but  so that responses can be reinforced ("shaping")   reinforcing the organism’s  3. Reinforcements will generalize across similar s4muli  responses  ("s4mulus generaliza4on") producing secondary  condi4oning  
  • 19. Behaviorism and educa4on: note the  analogies with the new science of  learning (and the disanalogies)   •  The teaching machine  1. Prac4ce should take the form of ques4on  (s4mulus) ‐ answer (response) frames which  expose the student to the subject in gradual  steps   2. Require that the learner make a response  for every frame and receive immediate  feedback   3. Try to arrange the difficulty of the  ques4ons so the response is always correct  and hence a posi4ve reinforcement   4. Ensure that good performance in the  lesson is paired with secondary reinforcers  such as verbal praise, prizes and good grades.  
  • 20. •  Some 4me ago I was called upon to make a study of certain species of birds. Un4l I went to Tortugass I  • Ground  had never seen these birds alive. When I reached there I found the animals doing certain things: some  of the acts seemed to work peculiarly well in such an environment, while others seemed to be unsuited  observa4on of  to their type of life. I first studied the responses of the group as a whole and later those of individuals. In  s4muli and  order to understand more thoroughly the rela4on between what was habit and what was hereditary in  these responses, I took the young birds and reared them. In this way I was able to study the order of  behaviors  appearance of hereditary adjustments and their complexity, and later the beginnings of habit forma4on.   (learned)  •  My efforts in determining the s4muli which called forth such adjustments were crude indeed.  Consequently my aTempts to control behavior and to produce responses at will did not meet with much  • Laboratory,  success. Their food and water, sex and other social rela4ons, light and temperature condi4ons were all  controlled  beyond control in a field study. I did find it possible to control their reac4ons in a measure by using the  nest and egg (or young) as s4muli. It is not necessary in this paper to develop further how such a study  experiments  should be carried out and how work of this kind must be supplemented by carefully controlled  • Prac4cal goal of  laboratory experiments.   applying  •  Had I been called upon to examine the na4ves of some of the Australian tribes, I should have gone  about my task in the same way. I should have found the problem more difficult: the types of responses  psychological  called forth by physical s4muli would have been more varied, and the number of effec4ve s4muli larger.  studies to  I should have had to determine the social se[ng of their lives in a far more careful way. These savages  would be more influenced by the responses of each other than was the case with the birds.  educa4on, law, …  Furthermore, habits would have been more complex and the influences of past habits upon the present  • Problems of  responses would have appeared more clearly. Finally, if I had been called upon to work out the  psychology of the educated European, my problem would have required several life4mes.  applicability  •   But in the one I have at my disposal I should have followed the same general line of aTack. In the main,  my desire in all such work is to gain an accurate knowledge of adjustments and the s?muli calling them  forth.  •   My final reason for this is to learn general and par4cular methods by which I may control behavior.   •  … If psychology would follow the plan I suggest, the educator, the physician, the jurist and the business  man could u4lize our data in a prac4cal way, as soon as we are able, experimentally, to obtain them. Ask  any physician or jurist today whether scien4fic psychology plays a prac4cal part in his daily rou4ne and  you will hear him deny that the psychology of the laboratories finds a place in his scheme of work. I  think the cri4cism is extremely just. One of the earliest condi4ons which made me dissa4sfied with  psychology was the feeling that there was no realm of applica4on for the principles which were being  worked out in content terms. (Watson, 1913) 
  • 21.  What’s missing in the descrip4on of  the learning process made by  behaviorists?   •  Hardwired &  sonwired  constraints  –  Previous  knowledge  –  Func4onal  architecture 
  • 22. 2a. Cogni4ve theory of learning  •  Construc4vism:   “In the 1960s and 1970s,  –  Jean Piaget  Jean Piaget’s wri4ngs  •  Knowledge structures of children are  became widely  qualita4vely different from adults’   influen4al in America,  •  Developmental stages towards logic thought  educa4on. Before Piaget,  •  Adapta4on to the world: disequilibra4on and  most people held the  re‐equilibra4on via assimila4on/accomoda4on  commonsense belief that  processes  children have less  –  Vygotsky: social construc4on of knowledge  knowledge than adults …  –  Jérôme Bruner  what’s even more  •  Adapta4on of Piaget’s epistemology  and of  important to learning is  Vygotsky social construc4vism to educa4on, but  that children’s minds  without stages   contain different  –  Seymour Papert  knowledge  •  Construc4onism: learning by construc4on   structures…” (Sawyer,  2009, p. 5) 
  • 23. Construc4vism, social construc4vism  and construc4onisms  “Piaget's theory relates how children become progressively detached from the world of concrete objects and  local con4ngencies, gradually becoming able to mentally manipulate symbolic objects within a realm of  hypothe4cal worlds. He studied children's increasing ability to extract rules from empirical regulari4es and to  build cogni4ve invariants. He emphasized the importance of such cogni4ve invariants as means of interpre4ng  and organizing the world. One could say that Piaget's interest was in the assimila4on pole. His theory emphasizes  all those things needed to maintain the internal structure and organiza4on of the cogni4ve system. And what  Piaget describes par4cularly well is precisely this internal structure and organiza4on of knowledge at different  levels of development. ” (Ackerman, 2001, p. 7)  Seymour Papert of MassachuseTs Ins4tute of Technologies developed a theory of learning based upon Piaget’s  construc4vism. Note that Papert worked with Piaget in Geneva in the late 1950’ies and early 1960’ies.  In his own  words: “Construc-onism—the N word as opposed to the V word— shares contruc-vism’s view of learning as  “building knowledge structures” through progressive internaliza-on of ac-ons… It then adds the idea that this  happens especially felicitously in a context where the learner is consciously engaged in construc-ng a public  en-ty, whether it’s a sand castle on the beach or a theory of the universe (Papert, 1991, p.1)   Stressing the importance of externaliza4ons as a means to augment the unaided mind is not new.  Vygotsky has  spent his en4re life studying the role of cultural ar4facts—tools, language, people—as a resource for drawing the  best out of every person’s cogni4ve poten4al. So have many other researchers in the socio‐construc4vist  tradi4on. The difference, as I see it, lays in 3 things: 1. In the role such external aids are meant to play at higher  levels of a person’s development, 2. In the types of external aids, or media, studied (Papert focuses on digital  media and computer‐based technologies) and more important, 3. In the type of ini4a4ve the learner takes in the  design of her own “objects to think with.” (Ackerman, 2001, p. 5) 
  • 24. 2b. Cogni4ve revolu4on  •  “In the late 1950s, the complexity of understanding humans and their environments became  increasingly apparent, and a new field emerged—cogni?ve science. From its incep4on, cogni4ve  science approached learning from a mul4disciplinary perspec4ve that included anthropology,  1956: MIT  linguis4cs, philosophy, developmental psychology, computer science, neuroscience, and several  symposium  branches of psychology .” (Bransford, et al., 2000, p. 6‐8)  – Birth of  cogni4ve  science  •  “The 1956 MIT symposium and the subsequent cogni4ve revolu4on in psychology were the first  steps toward this applied educa4onal science.  and of its  •  Presenta4ons by Noam Chomsky, George Miller, Herbert Simon, and Allen Newell implied that a  objects:  science of the mind was not only possible but necessary. There had to be a science of how we  perceive, remember, learn, plan, and reason. Par4cipants len the mee4ng convinced that  behaviorism was too narrow a theore4cal basis for psychology.   •  Problem  •  Over the next 16 years, the cogni4ve revolu4on spread and developed into a scien4fic discipline.   solving  Cogni4ve scien4sts, as the revolu4onaries eventually called themselves, worked to exploit the  •  Exper4se  similari4es between thinking and informa4on processing. Besides logic, Newell and Simon  studied problem solving. … Problem solving … depends on learning facts, skills, and strategies  that are unique to the area. As cogni4ve scien4sts say, exper4se in each area requires mastery of  a dis4nct knowledge domain. ” (Bruer, 1993, p. 7‐8, 11) 
  • 25. 3. The biological revolu4on  •  Decade of the brain   •  “There is a revolu4on afoot that is bringing brain and  • neuroscience  • cogni4ve neuroscience  cogni4ve science into educa4on and crea4ng new tools to  • Neurobiology  vastly improve how students learn. Or is there? Expecta4ons  • neurogene4cs  for educa4onal neuroscience are extremely high, but at this  point, it could turn out to be not a revolu4on but just another   –  BeTer comprehension of  fad, a popular enthusiasm that fades with 4me as the  learning mechanisms,  iden4fica4on of  unreality of exaggerated expecta4ons becomes clear ….  mechanisms and neural  •  What is needed is not a quick fix from neuroscience, which  substrates of learning  will not work for educa4on, but the crea4on of  a new field  –  Neural representa4ons of  that integrates neuroscience and other areas of biology and  learning (localiza4on,  4ming)  cogni4ve science with educa4on …  –  BeTer comprehension of  •  Crea4ng this field, which some of us call mind, brain, and  individual differences  educa-on … can transform schools and educa4on in the long  term by crea4ng a scien4fic basis for educa4onal prac4ce.  ” (Fischer & Immordino‐Yang, 2008, p. xvii) 
  • 26. The biological revolu4on in educa4on  • neuroscience  •  “There is a revolu4on afoot that is bringing brain and  • cogni4ve neuroscience  • Neurobiology  cogni4ve science into educa4on and crea4ng new tools to  • neurogene4cs  vastly improve how students learn. Or is there? Expecta4ons  for educa4onal neuroscience are extremely high, but at this  –  BeTer comprehension of  point, it could turn out to be not a revolu4on but just another   learning mechanisms,  fad, a popular enthusiasm that fades with 4me as the  iden4fica4on of  mechanisms and neural  unreality of exaggerated expecta4ons becomes clear ….  substrates of learning  •  What is needed is not a quick fix from neuroscience, which  –  Neural representa4ons of  will not work for educa4on, but the crea4on of  a new field  learning (localiza4on,  that integrates neuroscience and other areas of biology and  4ming)  cogni4ve science with educa4on …  –  BeTer comprehension of  individual differences  •  Crea4ng this field, which some of us call mind, brain, and  educa-on … can transform schools and educa4on in the long  term by crea4ng a scien4fic basis for educa4onal prac4ce.  ” (Fischer & Immordino‐Yang, 2008, p. xvii) 
  • 27. Neuroeduca4on  •  “Many scien4sts and educators feel that we are advancing toward new ways of connec4ng mind, brain, and  educa4on (MBE). This feeling arises, in part, because the disciplines related to the cogni4ve sciences,  neurobiology and educa4on have made considerable advances during the last two decades, and scholars in the  disciplines are beginning to seek interac4ons with each other …  •  One name for this effort is neuroeduca4on ..., which emphasizes the educa4onal focus of the transdisciplinary  connec4on. Another is educa4onal neuroscience, where the focus is on neuroscience, to which educa4on  connects. We use the name “mind, brain, and educa4on” to encompass both of these focuses and others that  bring together cogni4ve science, biology and educa4on.  •  On the one side,  this emerging field touches on all levels of  modern neuroscience: from molecules to genes,  from synapses to ar4ficial neural networks, from reflexes to behaviors, from animal studies to human brain  imaging…  •  On the other side, the term educa4on is as vast as human culture itself.” (BaTro, Fischer, & Léna, 2008, p. 3)  •  “… a mature science of learning will involve understanding not only that learning occurs but also understanding  how and why it occurs” (Bransford, et al., in Sawyer, 2009, p. 20) 
  • 28. Founda4ons for the new science of  learning  •  “The new science of learning has arisen from several  disciplines. Researchers in developmental psychology  have iden?fied social factors that are essen?al for  learning. Powerful learning algorithms from machine  learning have demonstrated that con?ngencies in the  environment are a rich source of informa?on about  social cues. Neuroscien?sts have found brain systems  involved in social interac?ons and mechanisms for  synap?c plas?city that contribute to learning.  Classrooms are laboratories for teaching  prac?ces.” (Meltzoff, et al., 2009, p. 284) 
  • 29. •  “Research from cogni?ve psychology has increased understanding of the nature of competent performance and the  principles of knowledge organiza4on that underlie people's abili4es to solve problems in a wide variety of areas,  including mathema4cs, science, literature, social studies, and history.  •  Developmental researchers have shown that young children understand a great deal about basic principles of biology  and physical causality, about number, narra4ve, and personal intent, and that these capabili4es make it possible to  create innova4ve curricula that introduce important concepts for advanced reasoning at early ages.  •  Research on learning and transfer has uncovered important principles for structuring learning experiences that enable  people to use what they have learned in new se[ngs.  •  Work in social psychology, cogni?ve psychology, and anthropology is making clear that all learning takes place in  se[ngs that have par4cular sets of cultural and social norms and expecta4ons and that these se[ngs influence  learning and transfer in powerful ways.  •  Neuroscience is beginning to provide evidence for many principles of learning that have emerged from laboratory  research, and it is showing how learning changes the physical structure of the brain and, with it, the func4onal  organiza4on of the brain.  •  Collabora?ve studies of the design and evalua?on of learning environments, among cogni4ve and developmental  psychologists and educators, are yielding new knowledge about the nature of learning and teaching as it takes place in  a variety of se[ngs. In addi4on, researchers are discovering ways to learn from the ''wisdom of prac4ce" that comes  from successful teachers who can share their exper4se.  •  Emerging technologies are leading to the development of many new opportuni4es to guide and enhance learning that  were unimagined even a few years ago.  •  All of these developments in the study of learning have led to an era of new relevance of science to prac4ce. In short,  investment in basic research is paying off in prac4cal applica4ons. These developments in understanding of how  humans learn have par4cular significance in light of changes in what is expected of the na4on's educa4onal  systems.” (Bransford, et al., 2000, p. 4) 
  • 30. Structuring the field  1991: 1st  1970‐1980:  1987:  2000: Bransford  2002:  2003‐2006: NSF:  Interna4onal  2007  2010  AI and  Ins4tute for  et al (NRC): How  Interna4on 6 Learning  conference  IMBES  EARLI  educa4on  the Learning  people learn  al Society  Centers  on Learning  SIG 22  conferences  Sciences  for the  sciences/ (ILS, R.  learning  Journal of  1999  2003  Shank);  sciences  the learning  OECD‐CERI  Mind,  Ins4tute for  sciences  Brain  Brain  Research on  Learning (J.  program 1  Educa4 S. Brown, J.  1991  2002  on  Greeno, D.  Decade of  OECD‐ (Rome)  Kearns)  the brain  CERI  Brain  2005  program  (Erice)  2 
  • 33. Learning beTer  •  Focusing on learning in addi?on to teaching : « When children ac4vely par4cipate in construc4ng their  own knowledge, they gain a deeper understanding, more generalizable »  •  Crea?ng learning environments: « Scaffolding is the help given to the learner that is tailored to that  learner’s needs in achieving his or her goals at the moment … effec4ve scaffolding provides prempts and  hints that help learners to figure it out on their own. »  •  The importance of building on a learner’s previous knowledge :  «  learning always takes places against  a backdrop of exis4ng knowledge. Students don’t enter the classroom as empty vessels, wai4ng to be  filled; they enter the classroom with half‐formed ideas and misconcep4ons about how the world works  … » (Sawyer, 2009, p. 2‐3)  •  The importance of reflec?on. “Students learn beTer when they express their developing knowledge –  either through conversa4on or by crea4ng papers, reports, and other ar4facts – and then are provided  with opportuni4es to reflec4vely analyze their state of knowledge.”  •  « the best learning take place when learners ar4culate their unformed and s4ll developing  understanding, and con4nue to ar4culate it throughout the process of learning. »  •  « ar4cula4on is more effec4ve if it is scaffolded – channeled so that certain kinds of knowledge are  ar4culated, and in a certain form that is likely to result in usful reflec4on. »  •  « One of the reasons that ar4cula4on is so helpful to learning is that it makes possible reflec4on or  metacogni4on – thinking about the process of learning and thinking about knowledge. » (Sawyer, 2009,  p. 12) 
  • 34.  with Technology  •  «  Computers can represent abstract knowledge in concrete forms  •  … Allow learners to ar4culate their developing knowledge in a visual and verbal way  •  … allow learners to manipulate and revise their developing knowledge  •  … Internet‐based networks of learners can share and combine their developing understandings  …» (Sawyer, 2009, p. 9) 
  • 36. •  WHY should we have a science of learning?  •  WHAT’s the role of research for educa4on?  •  WHAT have cogni4ve sciences and  neuroscience to do with educa4on (and the  other way around)?   •  HOW can research have an impact upon  educa4on (or else)?