根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項(xiàng)新研究，教育工作者長(zhǎng)期以來使用的傳統(tǒng)測(cè)試和評(píng)分可能比大腦掃描更準(zhǔn)確地衡量學(xué)習(xí)。這篇論文由來自七所大學(xué)的一組研究人員撰寫并由喬治城神經(jīng)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)，它不僅可以顛覆教育工作者制作課程的方式，還可以揭示人類思維中的一個(gè)隱藏環(huán)節(jié)。
“長(zhǎng)期以來，心理學(xué)家和哲學(xué)家一直在爭(zhēng)論空間思維，如物體的心理圖像，是否真的隱藏在看似口頭的思維之下，”該研究的資深作者兼喬治城藝術(shù)學(xué)院教務(wù)長(zhǎng)杰出副教授亞當(dāng)格林解釋道。心理學(xué)系的科學(xué)。“如果這是真的，那么教學(xué)生提高他們的空間思維能力應(yīng)該會(huì)提高他們的口頭推理能力。”
研究人員研究了弗吉尼亞州公立高中提供的“空間豐富”科學(xué)課程，該課程強(qiáng)調(diào)空間思維技能，例如繪制地圖和規(guī)劃如何重新配置??城市以減少能源消耗。磁共振成像 (MRI) 掃描顯示學(xué)生在學(xué)習(xí)課程課程時(shí)大腦的變化，并將這些變化與傳統(tǒng)測(cè)量學(xué)習(xí)的方式(例如考試成績(jī)的變化)進(jìn)行比較。
大腦的變化是更好的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)指標(biāo)，尤其是一種被稱為“遠(yuǎn)遷移”的學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)是如此深入，以至于它可以幫助學(xué)生成功完成他們甚至沒有被教導(dǎo)完成的任務(wù)。遠(yuǎn)遷移對(duì)于教育者來說是一種圣杯，而眾所周知，傳統(tǒng)測(cè)試很難捕捉到這一點(diǎn)。
在腦海中制作模型
該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果支持心理模型理論(MMT)，該理論假設(shè)當(dāng)人類理解口語或書面語言時(shí)，大腦會(huì)“空間化”這些信息，這依賴于大腦中最初進(jìn)化的系統(tǒng)來幫助我們的靈長(zhǎng)類動(dòng)物祖先靈活地駕馭復(fù)雜的環(huán)境。
當(dāng)研究人員測(cè)試口頭推理時(shí)，關(guān)于句子中的單詞而不是地圖上的物體，他們發(fā)現(xiàn)參加強(qiáng)調(diào)空間思維課程的學(xué)生有顯著的進(jìn)步。更重要的是，學(xué)生的空間思維能力越好，他們的語言推理能力就越強(qiáng)。
“這些研究結(jié)果表明，心理模型可能是現(xiàn)實(shí)世界教育中遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移的重要基礎(chǔ)，從課堂上學(xué)習(xí)技能并更廣泛地應(yīng)用它們，”主要作者和心理學(xué)博士說。學(xué)生羅伯特科爾特斯(C'18，G'23)。“這項(xiàng)研究不僅讓我們了解教育如何改變我們的大腦，而且還揭示了對(duì)思維本質(zhì)的關(guān)鍵見解。”
“語言推理是人類進(jìn)化產(chǎn)生的最強(qiáng)大的工具之一，”科爾特斯認(rèn)為。“將神經(jīng)科學(xué)和教育相結(jié)合，以更好地了解人類大腦如何學(xué)習(xí)推理，這令人難以置信。希望我們可以利用這些發(fā)現(xiàn)更廣泛地改進(jìn)人類推理。”
研究小組展示了大腦中 MMT 的新證據(jù)，發(fā)現(xiàn)語言推理的改進(jìn)可以最好地通過學(xué)生大腦空間處理中心的變化來預(yù)測(cè) - 特別是在后頂葉皮層。
為顱骨創(chuàng)建課程
雖然關(guān)于心智模型的爭(zhēng)論由來已久，但現(xiàn)代教育領(lǐng)域最熱門的爭(zhēng)論之一是神經(jīng)科學(xué)能否改善學(xué)校的教學(xué)和學(xué)習(xí)。盡管在理論上很有希望，但將神經(jīng)科學(xué)與教育相結(jié)合的努力在現(xiàn)實(shí)世界中已被證明具有挑戰(zhàn)性。主要障礙之一是 MRI 掃描等神經(jīng)科學(xué)工具既昂貴又耗時(shí)，因此不太可能在大規(guī)模的教育政策和實(shí)踐中得到應(yīng)用。
“我們無法掃描每個(gè)孩子的大腦，即使有可能，這樣做也是一個(gè)非常糟糕的主意，”格林說，他也是神經(jīng)科學(xué)跨學(xué)科項(xiàng)目的教員。
長(zhǎng)期以來，批評(píng)者一直擔(dān)心神經(jīng)科學(xué)提供的數(shù)據(jù)是否真的可以告訴教育工作者他們使用傳統(tǒng)紙筆或基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試無法找到的任何東西。
研究小組的新發(fā)現(xiàn)指出了一種將神經(jīng)科學(xué)與教育相結(jié)合的新方法，有助于克服這些挑戰(zhàn)。該研究沒有關(guān)注每個(gè)學(xué)生的大腦，而是關(guān)注學(xué)生所學(xué)的課程。結(jié)果表明，大腦成像可以檢測(cè)到在現(xiàn)實(shí)世界課堂中學(xué)習(xí)特定課程所帶來的變化，并且這些大腦變化可用于比較不同的課程。
“課程開發(fā)可以而且確實(shí)發(fā)生在神經(jīng)科學(xué)可以實(shí)際適應(yīng)的小規(guī)模，”格林說。“因此，如果我們可以利用神經(jīng)影像學(xué)工具來幫助確定最可轉(zhuǎn)移學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，那么這些課程可以被教師和學(xué)校系統(tǒng)廣泛采用。課程可以擴(kuò)大規(guī)模，但神經(jīng)影像學(xué)不必。”
與參加其他高級(jí)科學(xué)課程的學(xué)生相比，參加空間豐富課程的學(xué)生表現(xiàn)出更強(qiáng)勁的大腦變化。這些變化似乎表明大腦可以以高度靈活的方式應(yīng)用空間能力的深度學(xué)習(xí)，而傳統(tǒng)的特定技能測(cè)試可能無法完全捕捉到這些能力。特別是，該研究發(fā)現(xiàn)大腦變化可以比傳統(tǒng)測(cè)試更好地預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)，這提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明神經(jīng)科學(xué)提供的內(nèi)部觀點(diǎn)可以為教育工作者提供他們長(zhǎng)期以來尋求但傳統(tǒng)學(xué)習(xí)評(píng)估經(jīng)常錯(cuò)過的遠(yuǎn)遷移學(xué)習(xí)的見解。
根據(jù)科爾特斯的說法，“這項(xiàng)研究是我們部門通過科學(xué)將‘神經(jīng)元與社區(qū)’聯(lián)系起來的使命的一個(gè)很好的例子。我們希望利用這些數(shù)據(jù)來說服政策制定者增加獲得這種空間豐富教育的機(jī)會(huì)。”