ทฤษฎีการเรียนรู้กลุ่มประมวลสารสนเทศ

ทฤษฎีการเรียนรู้กลุ่มประมวลสารสนเทศ (Information Processing Theory)

ในโลกใบนี้มีข้อมูล ความรู้อยู่มากมาย ยิ่งในโลกไร้พรมแดนอย่างปัจจุบันด้วยแล้ว ข้อมูล ข่าวสารมีอยู่อย่างไม่จำกัดที่จะให้เรารับข้อมูลแล้วนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ น่าสงสัยว่า คนเรารับข้อมูล ความรู้ได้อย่างไร เก็บสะสมเอาไว้อย่างไร และดึงความรู้ออกมาใช้ได้อย่างไร คงต้องมีกระบวนการภายในสมองที่ทำหน้าที่ประมวลข้อมูลต่างๆ ที่รับเข้ามา แล้วจัดเก็บไว้อย่างเป็นระบบ เมื่อต้องการใช้ก็สามารถเรียกขึ้นมาใช้ได้ หากคนเราสามารถเก็บข้อมูลเอาไว้และเรียกขึ้นมาได้ทั้งหมดก็น่าจะเป็นการดี
กระบวนการทางสมองในการประมวลข้อมูลนี้ได้รับความสนใจจากนักจิตวิทยา มีการศึกษาและวิจัยจำนวนมากเพื่อให้เข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของสมอง จนเกิดเป็นทฤษฎีกระบวนการประมวลข้อมูลข่าวสาร (Information Processing Theory) โดยมีแนวคิดว่า การทำงานของสมองมนุษย์มีความคล้ายคลึง กับการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญๆ 3 ประการคือ การรับข้อมูลเข้า การเก็บข้อมูลไว้ และการแสดงผลข้อมูล ในทำนองเดียวกันเราสามารถอธิบายระบบความจำของมนุษย์ว่า ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญ 3 ประการด้วยเช่นกัน นั่นคือ การเข้ารหัส (Encoding) การเก็บรหัส (Storage) และการถอดรหัส(Retrieval)

ความเป็นมา และแนวคิดของทฤษฎี

ทฤษฎีกระบวนการทางสมองในการประมวลข้อมูล เป็นทฤษฏีที่สนใจเกี่ยวกับกระบวนการพัฒนาสติปัญญาของมนุษย์ โดยให้ความสนใจเกี่ยวกับการทำงานของสมอง ทฤษฎีนี้เริ่มได้รับความนิยมมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1950 จวบจนปัจจุบันโดยมีผู้เรียกชื่อในภาษาไทยหลายชื่อ เช่น ทฤษฏีการประมวลข้อมูลข่าวสาร ทฤษฏีการประมวลข้อมูลสารสนเทศฯลฯ
ทฤษฏีนี้มีแนวคิดว่า การทำงานของสมองมนุษย์มีความคล้ายคลึงกับการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ คลอสเมียร์ (Klausmeier,1985:108) ได้อธิบายการเรียนรู้ของมนุษย์โดยเปรียบเทียบการทำงานของคอมพิวเตอร์กับการทำงานของสมอง ซึ่งมีการทำงานเป็นขั้นตอนดังนี้ คือ

การรับข้อมูล (Input) โดยผ่านทางอุปกรณ์หรือเครื่องรับข้อมูล
การเข้ารหัส (Encoding) โดยอาศัยชุดคำสั่งหรือซอฟต์แวร์ (Software)
การส่งข้อมูลออก (Output) โดยผ่านทางอุปกรณ์

คลอสไมเออร์ ได้อธิบายกระบวนการประมวลข้อมูลโดยเริ่มต้นจากการที่มนุษย์รับสิ่งเร้าเข้ามาทางประสาทสัมผัสทั้ง 5 สิ่งเร้าที่เข้ามา จะได้รับการบันทึกไว้ในความจำระยะสั้น ซึ่งการบันทึกนี้จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 2 ประการคือ การรู้จัก (Recognition) และความใส่ใจ (Atention) ของบุคคลที่รับสิ่งเร้าที่ตนรู้จักหรือมีความสนใจ สิ่งเร้านั้นะได้รับการบันทึกลงในความจำระยะสั้น (Short-Term Memory) ซึ่งจะดำรงคงอยู่ในระยะเวลาที่จำกัดมาก แต่ละบุคคลมีความสามารถในการจำระยะสั้นที่จำกัด คนส่วนมากจะสามารถจำสิ่งที่ไม่เกี่ยวข้องกันได้เพียงครั้งละ 7± 2 อย่างเท่านั้น ในการทำงานที่จำเป็นต้องเก็บข้อมูลไว้ใช้ชั่วคราว อาจจำเป็นต้องใช้เทคนิคต่าง ๆ ในการจำช่วย เช่น การจัดกลุ่มคำ หรือการท่องซ้ำ ๆ กันหลายครั้ง ซึ่งจะสามารถช่วยให้จดจำสิ่งนั้นไว้ใช้งานได้ การเก็บข้อมูลไว้ใช้ในภายหลัง สามารถทำได้โดยข้อมูลนั้นจำเป็นต้องได้รับการประมวลและเปลี่ยนรูปโดยการเข้ารหัส (Encoding) เพื่อนำไปเก็บไว้ในความจำระยะยาว (Long Term Memory) ซึ่งอาจต้องใช้เทคนิคต่าง ๆ เข้าช่วย เช่น การท่องซ้ำหลาย ๆ ครั้ง หรือการทำข้อมูลให้มีความหมายกับตนเอง โดยการสัมพันธ์สิ่งที่เรียนรู้ใหม่กับสิ่งเก่าที่เคยเรียนรู้มาก่อน ซึ่งเรียกว่า เป็นกระบวนการขยายความคิด (elaborative Operations Process) ความจำระยะยาวนี้มี 2 ชนิด คือ ความจำที่เกี่ยวกับภาษา (Semantic) และความจำที่เกี่ยวกับเหตุการณ์ (episodic) นอกจากจั้นยังอาจแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ ความจำ ประเภทกลไกที่เคลื่อนไหว (motoric memory) หรือความจำประเภทอารมณ์ ความรู้สึก (effective memory) เมื่อข้อมูลข่าวสารได้รับการบันทึกไว้ในความจำระยะยาวแล้ว บุคคลจะ สามารถเรียกข้อมูลต่าง ๆ ออกมาใช้ได้ ซึ่งในการเรียกข้อมูลออกมาใช้ บุคคลจำเป็นต้องถอดรหัสข้อมูล (Decoding) จากความจำระยะยาวนั้น และส่งต่อไปสู่ตัวก่อกำเนิดพฤติกรรมตอบสนอง ซึ่งจะเป็นแรงขับหรือกระตุ้นให้บุคคลมีการเคลื่อนไหว หรือการพูดสนองตอบต่อสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ
กระบวนการทางสมองในการประมวลข้อมูลข้างต้น จะได้รับการสมองในการประมวลสารข้างต้น จะได้รับการบริหารควบคุมอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งหากเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์แล้ว ก็คือ โปรแกรมสั่งงาน หรือ “Software” นั่นเอง การบริหารควบคุมการประมวลข้อมูลของสมองก็คือการที่บุคคลรู้ถึงการคิดของตนและสามารถควบคุมการคิดของตนให้เป็นไปในทางที่ตนต้องการ การรู้ในลักษณะนี้ใช้ศัพท์ทางวิชาการว่า “Metacognition” หรือ “การรู้คิด” ซึ่งหมายถึงการตระหนักรู้ (Awareness) เกี่ยวกับความรู้และความสามารถของตนเอง และใช้ความเข้าใจในการรู้ดังกล่าวในการจัดการควบคุมกระบวนการคิด การทำงานของตนด้วยกลวิธี (Strategies) ต่าง ๆ อันจะช่วยให้การเรียนรู้และงานที่ทำประสบผลสำเร็จตามที่ต้องการ (Osman and Hannafin) องค์ประกอบสำคัญของการรู้คิดที่ใช้ในการบริหารควบคุมกระบวนการประมวลข้อมูล ประกอบด้วยแรงจูงใจ ความตั้งใจ และความมุ่งหวังต่าง ๆ รวมทั้งเทคนิคและกลวิธีต่าง ๆ ที่บุคคลใช้ในการบริหารควบคุม
กระบวนการรู้คิดเริ่มตั้งแต่ ความใส่ใจ (Attention) ในการรับรู้ ตัวอย่างเช่น หากนักเรียนตระหนักรู้ว่าตนจะสามารถเรียนได้ดี หากใช้ความเอาใจใส่จากครูผู้สอน นักเรียนคนนั้นก็จะควบคุมตนเอง ให้ใส่ใจในสิ่งที่ครูสอน การรู้คิดประการต่อไปคือการรับรู้ (Perception) ตัวอย่างเช่น นักเรียนที่ตระหนักรู้ว่า การรับรู้ของตนอาจผิดพลาดได้ จะยังไม่ได้ตัดสินใจ จนกว่าจะได้ข้อมูลที่พอเพียง แสดงให้เห็นว่า การรู้คิดสามารถควบคุมการกระทำได้ การรู้คิดอีกประการหนึ่งได้แก่ กลวิธีต่าง ๆ (Strategies) ตัวอย่างเช่น หากนักเรียนตระหนักรู้ว่าตนไม่สามารถจดจำสิ่งที่ครูสอนได้ การตระหนักรู้ดังกล่าวจะนำไปสู่การคิดหากลวิธีต่าง ๆ ที่จะมาช่วยให้ตนจดจำสิ่งที่เรียนได้ดี เช่น การท่อง การจดบันทึก และการใช้เทคนิคช่วยจำอื่น ๆ เช่น การผูกเรื่องที่ต้องจำเป็นกลอน การจำตัวย่อ การทำรหัส การเชื่อมโยงในสิ่งที่สัมพันธ์กัน เป็นต้น ดังนั้น ความรู้ในเชิงเมตาคอคนิชั่น หรือการรู้คิด (Metacogitive knowledge) จึงมักประกอบไปด้วยความรู้เกี่ยวกับบุคคล (Person) งาน (Task) และกลวิธี (Strategy) ซึ่งประกอบด้วยความรู้ย่อย ๆ ที่สำคัญดังนี้

1. ความรู้เกี่ยวกับบุคคล (Person) ประกอบไปด้วยความรู้ความเชื่อเกี่ยวกับความแตกต่างภายในตัวบุคคล (Intra Indivifual Differences) ความแตกต่างระหว่างบุ (Inter Indivifual Differences) และลักษณะสากลของกระบวนการรู้คิด (Universals of Cognition)
2. ความรู้เกี่ยวกับงาน (Task) ประกอบด้วยความรู้เกี่ยวกับขอบข่ายของงาน ปัจจัยเงื่อนไขของงาน และลักษณะงาน
3. ความรู้เกี่ยวกับกลวิธี (Strategy) ประกอบด้วยความรู้เกี่ยวกับกลวิธีการรู้คิดเฉพาะด้านและโดยรวม และประโยชน์ของกลวิธีนั้นที่มีต่องานแต่ละอย่าง
ในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน แพริและคณะ จำแนกความรู้เมตาคอคนิชั่นออกเป็น 3 ประเภท เช่นเดียวกันได้แก่
1. ความรู้ในเชิงปัจจัย (decarative Knowledge) คือ ความรู้เกี่ยวกับปัจจัยต่างๆ ที่มีอิทธิพลต่องาน
2. ความรู้เชิงกระบวนการ (procedural Knowledge) ได้แก่ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการและวิธีการต่างๆ ในการดำเนินงาน
3. ความรู้เชิงเงื่อนไข ( conditional Knowledge) ได้แก่ความรู้เกี่ยวกับสถานการณ์ ข้อจำกัด เหตุผล และเงื่อนไขในการใช้กลวิธีต่างๆ และการดำเนินงาน

กระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศ

กระบวนการทางสมองในการจัดการเก็บข้อมูลข่าวสารที่เป็นสิ่งแวดล้อมภายนอกตัวบุคคล ผ่านการรับรู้เข้ามาในสมอง นำไปเข้ารหัสข้อมูล จัดข้อมูลเป็นหมวดหมู่ แล้วเก็บบันทึกไว้ในสมอง ซึ่งสามารถเรียกกลับมาใช้ใหม่ได้ เรียกว่าเป็นกระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศ (Information Processing)
ข้อมูลจากสิ่งแวดล้อมที่ผ่านกระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศของสมอง จะถูกจัดเก็บในรูปความจำและเปลี่ยนรูปแบบความจำไปในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ จำแนกรูปแบบความจำได้เป็น 3 รูปแบบ คือ
1. ความจำจากการสัมผัส (Sensory Memory)
เป็นการจัดเก็บข้อมูลเบื้องต้นที่ตรงตามสภาพความเป็นจริงตามธรรมชาติของสิ่งเร้า ข้อมูลนี้จะอยู่ระยะสั้นเพียง 1-3 วินาที เพื่อรอการตัดสินใจว่า จะให้ความสนใจต่อหรือไม่ ถ้าสนใจก็จะเข้ารหัสเก็บไว้ในความจำระยะสั้น (STM) ซึ่งกระบวนการควบคุมให้เกิดความจำระยะนี้คือ การระลึกได้ (Recognition) ถึงสิ่งที่ได้เรียนรู้มาแล้ว และความใส่ใจ (Attention) ต่อข้อมูลที่รับรู้
2. ความจำระยะสั้น (Short-term Memory)
เป็นความจำที่เกิดขึ้นหลังจากการรับรู้สิ่งเร้าที่ได้เข้ารหัสแล้วจะคงอยู่ในความจำระยะสั้น และมีความจุได้ในปริมาณจำกัด หากไม่ได้รับการจัดกระทำใดๆ เช่น การท่องหรือการทบทวน ข่าวสารข้อมูลนั้นก็จะหายไปในเวลาไม่กี่วินาที โดยก่อนที่สมองจะบันทึกข้อมูลในความจำระยะยาว (LTM) สมองจะทำการจัดหมวดหมู่ของข้อมูลที่จะบันทึกเสียใหม่ เพื่อให้เข้ากับหมวดหมู่ของข้อมูลเก่าที่ได้บันทึกไว้แล้ว เพื่อความสะดวกในการเรียกข้อมูลมาใช้ในอนาคต
3. ความจำระยะยาว (Long-term Memory)
เป็นความจำที่มีความคงทนถาวร สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ไม่จำกัดจำนวนโดยมีการจัดเก็บเรียงลำดับเป็นระบบเครือข่าย (Network) ถ้าเป็นข้อมูลใหม่ที่ไม่สัมพันธ์กับข้อมูลเดิมก็จะไม่ได้รับการจัดรวมกับเครือข่ายเดิม แต่จะจัดระบบเพิ่มเครือข่ายใหม่ขึ้นเอง ข้อมูลในความจำระยะยาวจะจัดเก็บเป็นภาษาและภาพโดยจัดเก็บแยกจากกัน แต่มีความสัมพันธ์กัน ปัญหาอยู่ที่ว่าทำอย่างไรข้อมูลข่าวสารจึงจะถูกเก็บอยู่ในความจำระยะยาว เป็นสิ่งที่นักจิตวิทยาให้ความสนใจศึกษา เช่น การจำคำคำเดียว ไม่เพียงพอที่จะทำให้คำนี้เข้าไปอยู่ในความจำระยะยาว แต่ต้องใส่รายละเอียดขณะที่เห็นคำคำนี้ด้วย ข้อมูลที่เก็บไว้ในความจำระยะยาวจึงมีการแปรรูปและปรุงแต่งตามกรอบความคิดของแต่ละบุคคล

ขั้นตอนการประมวลข้อมูลสารสนเทศ

เมื่อข้อมูลผ่านเข้าไปในสมองของมนุษย์ โดยผ่านประสาทสัมผัสทั้งห้าจะเกิดการแปรข้อมูล เพื่อเตรียมนำไปเก็บไว้ในความจำรูปแบบต่างๆ และพร้อมที่จะให้เรียกกลับขึ้นมาใช้ได้อีก ซึ่งมีขั้นตอน ดังนี้ (Holland, 1974 อ้างใน วรรณี ลิมอักษร, 2546)

ขั้นการเข้ารหัส (Encoding)
เมื่อสมองรับรู้ข้อมูลที่จะจำแล้ว ก็จะผ่านข้อมูลที่รับรู้ไปยังสมอง สมองไม่ได้บันทึกข้อมูลที่รับสัมผัสโดยตรง แต่จะเปลี่ยนเป็นรหัสเสียก่อน เช่น เมื่อนักเรียนได้ยินเสียงครูสอน เสียงครูไม่ได้ถูกบันทึกเข้าไปในสมองจริง แต่เสียงนั้นจะถูกเปลี่ยนให้เป็นรหัสเสียก่อน จึงจะนำเข้าไปจำไว้ในสมองส่วนความจำระยะสั้นต่อไป
ขั้นเก็บรหัส (Storage)
เป็นการบันทึกข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงเป็นรหัสเรียบร้อยแล้ว ในความจำระยะสั้นบันทึกลงบนสมองให้เป็นความจำระยะยาว โดยสมองจะนำการจัดหมวดหมู่ของข้อมูลที่บันทึกเสียใหม่ เพื่อให้เข้ากับหมวดหมู่ของข้อมูลเก่าที่ได้บันทึกไว้แล้วทุกครั้ง และเพื่อความสะดวกในการระลึกข้อมูลนั้นในอนาคต เช่น จะบันทึกข้อมูล ปากกา แก้วน้ำ จาน ยางลบ ชาม ดินสอ ถาด ไม้บรรทัด สมองจะจัดหมวดหมู่ข้อมูลเป็น 2 ชุด คือ ชุดเครื่องเขียน ได้แก่ ปากกา ยางลบ ดินสอ ไม้บรรทัด และชุดภาชนะ คือ แก้วน้ำ จาน ชาม ถาด จากนั้นสมองจึงทำการบันทึกความจำโดยสร้างรอยความจำ (Memory Trace) ไว้ในสมอง
ขั้นการถอดรหัส (Retrieval)
เป็นการคิดค้นหรือการคืนมาของข้อมูลที่บันทึกเอาไว้ในความจำระยะยาว กลับเข้ามาสู่ความจำระยะสั้น หากข้อมูลที่ระลึกได้ตรงกับข้อมูลที่บันทึกไว้แสดงว่าจำได้ แต่ถ้าข้อมูลที่ระลึกได้ไม่ตรงกับข้อมูลที่บันทึกไว้ แสดงว่ามีการลืมเกิดขึ้น กระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศของสมอง สามารถสรุปเป็นแผนภาพได้ดังนี้

องค์ประกอบของกระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศ

การที่บุคคลจะมีกระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศที่มีประสิทธิภาพนั้นจะต้องมีระบบความจำข้อมูลที่ดี การจำข้อมูลได้มาก-น้อยเพียงใดก็ขึ้นกับกระบวนการทางปัญญาของบุคคลนั้น ซึ่งประกอบด้วย (Joyce et al., 1992 อ้างในทัศนา แขมมณี, 2545)
1. การใส่ใจ (Attention) หากบุคคลมีความใส่ใจในข้อมูลที่ได้รับเข้ามาทางประสาทสัมผัส (SM) ข้อมูลนั้นก็จะถูกนำเข้าไปสู่ความจำระยะสั้น (STM) ต่อไป หากไม่ได้รับความใส่ใจ ข้อมูลนั้นก็จะเลือนหายไปอย่างรวดเร็ว
2. การรับรู้ (Perception) เมื่อบุคคลใส่ใจในข้อมูลใดที่รับเข้ามาทางประสาทสัมผัส บุคคลก็จะรับรู้ข้อมูลนั้น และนำข้อมูลนี้เข้าสู่ความจำระยะสั้น (STM) ต่อไป ข้อมูลที่รับรู้นี้ จะเป็นความจริงตามการรับรู้ (Perceieved reality) ของบุคคลนั้น ซึ่งอาจไม่ใช่ความจริงเชิงปรนัย (Objective reality) เนื่องจากเป็นความจริงที่ผ่านการตีความจากบุคคลนั้นมาแล้ว
3. การทำซ้ำ (Rehearsal) หากบุคคลมีกระบวนการรักษาข้อมูลโดยการทบทวนซ้ำแล้วซ้ำอีก ข้อมูลนั้นก็จะยังคงถูกเก็บรักษาไว้ในความจำระยะสั้น (STM) หรือความจำปฏิบัติการ
4. การเข้ารหัส (Encoding) หากบุคคลมีกระบวนการสร้างตัวแทนทางความคิด (Mental representation) เกี่ยวกับข้อมูลนั้น โดยมีการนำข้อมูลนั้นเข้าสู่ความจำระยะยาว (LTM) และเชื่อมโยงเข้ากับสิ่งที่มีอยู่แล้วในความจำระยะยาว การเรียนรู้อย่างมีความหมายก็จะเกิดขึ้น
5. การเรียกคืน (Retrieval) การเรียกคืนข้อมูลที่จำไว้ในความจำระยะยาว (LTM) เพื่อนำออกมาใช้ มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเข้ารหัส หากการเข้ารหัสทำให้เกิดการเก็บจำได้ดีมีประสิทธิภาพ การเรียกคืนก็จะมีประสิทธิภาพตามไปด้วย
อาจกล่าวได้ว่า สิ่งสำคัญของการประมวลข้อมูลสารสนเทศอยู่ที่ความสามารถในการเก็บบันทึกข้อมูลที่รับเข้ามาในสมองส่วนความจำระยะยาว และสามารถเรียกขึ้นมาใช้ประโยชน์ได้ ซึ่งจะส่งผลต่อการเรียนรู้สิ่งใหม่ได้มีประสิทธิภาพ ทั้งนี้เพราะ ความจำเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของการเรียนรู้ทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นการเรียนรู้ลักษณะใดความจำจะเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างการเรียนรู้กับการคิดของบุคคลนั้นๆ

สรุป

กระบวนการประมวลข้อมูลสารสนเทศมีความสำคัญต่อการเรียนรู้อย่างยิ่ง การเรียนรู้สิ่งใหม่จำเป็นต้องอาศัยข้อมูลที่ถูกเก็บบันทึกเอาไว้ โดยเชื่อมโยงข้อมูลที่มีอยู่เดิม กับข้อมูลที่รับเข้ามาใหม่ หากมีการเก็บบันทึกสิ่งที่ได้เรียนรู้มาแล้วอย่างมีประสิทธิภาพ จะสามารถเรียกข้อมูลเหล่านั้น กลับมาใช้ได้โดยง่าย ซึ่งจะช่วยให้การเรียนรู้ใหม่นั้นเกิดได้ง่ายขึ้น