بعد از اینکه دانش آموزان فیزیک را یاد بگیرند، قطعات جدید مغز فعال می شوند

یک مطالعه جدید نشان می دهد بخش هایی از مغز که به طور سنتی با علم یادگیری مرتبط نیستند، هنگامی که مردم با حل مسائل فیزیک مواجه می شوند فعال می شوند.

محققان به رهبری اریک برو، دکترای، استادیار دانشکده هنر و علوم دانشگاه درکسل، می گویند این نشان می دهد که فعالیت مغز را می توان با اشکال مختلف آموزش تغییر داد.

محققان با استفاده از fMRI (تصویربرداری رزونانس مغناطیسی کارکردی) برای اندازه گیری جریان خون در مغز، نقشه کشیدند که در هنگام تکمیل یک وظیفه استدلال فیزیکی، چه قبل و چه بعد از مفاهیم، فعال شوند.

Brewe گفت: “فرآیندهای neurobiological که پایه گذاری یادگیری پیچیده است و همیشه نه به طور مستقیم به آنچه که ما فکر می کنیم به یاد می آورد به طور مستقیم متصل است.” از یافته هایی می باشد که در مرزهای ICT منتشر شد.

بیش از 50 دانشجوی داوطلب در این مطالعه شرکت کردند که در آن یک دوره فیزیک را که از “آموزش مدل سازی” استفاده می کرد، آموزش می دهد که دانشجویان را تشویق می کند که در یادگیری خود شرکت کنند.

قبل از اینکه در کلاس درس شرکت کنند، دانش آموزان هنگام انجام فرایندها، سوالاتی را از یک نسخه خلاصه موجودی مفهوم نیروی پاسخ دادند. موجودی مفهوم نیرویی است که آزمون دانش شناختی از مفاهیم فیزیک را که معمولا در کلاس های فیزیک کالج پیش می آید ارزیابی می کند.

پس از آنکه دانش آموزان داوطلب دوره ی فیزیک خود را تکمیل کردند، آنها مجددا مؤسسه نیروی انسانی را به اتمام رسانده و دوباره توسط fMRI نظارت می کردند.

در اسکن قبل از دستورالعمل، بخش هایی از مغز با توجه، حافظه کاری و حل مشکل حل می شود و قشر پیشانی فورناتال و قشر پاریتال، گاهی اوقات به نام “شبکه اجرایی مرکزی” مغز فعالیت را نشان می دهد.

Brewe گفت: “یکی از کلید ها به نظر می رسید که یک منطقه از مغز است، قشر پیشانی خلفی پشت، که باعث شبیه سازی ذهنی می شود. این نشان می دهد که فیزیک یادگیری یک فرایند تخیلی است که به طور معمول مردم آن را نمی فهمند”.

پس از آنکه افراد کلاس خود را تکمیل کردند، مقایسه اسکن های قبل و بعد از آموزش نشان داد که فعالیت در قطب های پیشانی افزایش یافته است، که انتظار می رفت از آنجایی که با یادگیری مرتبط بود. اما یک منطقه دیگر نیز وجود دارد که فعال می شوند: قشر خلفی سینگولت که با حافظه اپیزودیک و تفکر خود ارجاعی مرتبط است.

Brewe و همکارانش در مورد این مطالعه نوشتند: این تغییرات در فعالیت مغزی ممکن است مربوط به تغییرات رفتاری پیچیده تر در نحوه ی آن است که دانش آموزان از طریق فیزیک سوالات بعد از نسل قبل از آموزش توضیح دهند. این ممکن است تغییرات در استراتژی یا افزایش دسترسی به دانش فیزیک و منابع حل مسئله باشد.”

یکی از اهداف این مطالعه، بررسی بیشتر این بود که چگونه از روش آموزش استفاده می شود، آموزش مدل سازی، دانش آموزان را تشویق می کند تا از مدل های ذهنی خود برای درک مفاهیم جدید استفاده کنند.

Brewe گفت: “ایده مدل های ذهنی چیزی است که افرادی که مطالعات یادگیری را دوست دارند در مورد آن صحبت کنند، اما هیچ مدرکی از آنچه که در مغز اتفاق می افتد غیر از آنچه که مردم می گویند یا انجام می دهند ندارند. ما در واقع به دنبال شواهدی از داخل مغز هستیم.”

به همین ترتیب، Brewe و همکارانش معتقدند مطالعه آنها نگاهی دقیق به آنچه که ممکن است معمولی باشد، زمانی که این مدل های ذهنی به دست می آید، فراهم می کند.

اما چرا فیزیک؟ آیا این موضوع ایده آل برای مطالعه مدل سازی ذهنی در مغز می سازد؟

Brewe گفت که برخی از تحقیقات در مورد شبکه های مغز مرتبط با یادگیری ریاضی و خواندن وجود دارد. اما مدل سازی ذهنی به ویژه برای فیزیک، که توجه زیادی را به خود جلب نمی کند، به خود اختصاص می دهد.

Brewe گفت: “فیزیک جای خوبی برای درک یادگیری به دو دلیل است. اول، آن را با چیزهایی که مردم تجربه مستقیم دارند، انجام می دهد، آموزش رسمی کلاس درس و فهم غیر رسمی هم مربوطه و گاهی هم تراز  و گاهی اوقات متناقض است.”دوم، فیزیک در قوانین است، بنابراین مطلقاتی وجود دارد که بر بدن کار می کنند.”

در حال حرکت به جلو، Brewe توسط آنچه که این مطالعه در تلاش خود برای بهبود یادگیری فیزیک در ایالات متحده و فراتر از آن باز می شود هیجان زده است.

او گفت: “من می خواهم در مورد شبیه سازی روان در فیزیک پیگیری کنم تا ببینم کجا در سطوح مختلف یادگیری فیزیک و با جمعیت های مختلف وجود دارد. اما این مطالعه تمام مراحل جدیدی از تحقیقات را باز می کند و من بسیار خوشحالم که در آن بازی خواهم کرد.”

منبع:

موارد ارائه شده توسط دانشگاه درکسل