A fizika tanulást követően a diákok agyának új részei is aktiválódnak egy probléma megoldásához

Egy új tanulmány szerint, amikor az emberek egy fizikai problémát igyekeznek megoldani, az agyuk egy tudományos tanuláshoz eddig nem kötött része aktiválódik. A kutatásért felelős Drexel Egyetem kutatói szerint ez jól mutatja, hogy a különböző instrukciós formák hogyan módosítják az agyi aktivitást.

A csapat fMRI felvételeket készített, amivel az agyon átömlő vért mérték, miközben a résztvevők egy fizika feladatot igyekeztek megoldani – mind azelőtt mind pedig azután, hogy részt vettek volna egy tanfolyamon a feladat megoldásához szükséges alapelvekről.

“A tanulás mögött álló neurobiológiai folyamat nagyon összetett és nem mindig kötődik közvetlenül ahhoz amit tanulásnak gondolunk,” mondta Eric Brewe, a kutatás vezetője.

Több mint 50 diák vett részt a tanulmányban, melyben egy fizika tanfolyamon vettek részt és a “Modellező Instrukciók” nevű tanítási stílust használva, ami azt célozza meg, hogy a diákok is aktív résztvevői legyenek a tanulásnak.

A résztvevőknek a tanfolyam előtt a Force Concept Inventory teszt (az egyetemi szintű fizika tudás felmérésére létrehozott teszt) egy rövidített formáját kellet kitölteniük, amíg fMRI felvételeket készítettek az agyukról. A tanfolyamot követően a résztvevők ismét kitöltötték a tesztet, hasonló körülmények között.

A tanfolyamot megelőző felvételeken az agynak a figyelemért, munkamemóriáért és a problémamegoldásért felelős részei voltak aktívak.

“Kulcsszerepben az agy hátsó oldalirányú prefrontális agykérge volt, ami mentális stimulációkat vált ki,” mondta Brewe. “Ez arra utal, hogy a fizika tanulás egy képzeletbeli folyamat, ami nem az amire az emberek tipikusan gondolnának.”

Miután a diákok elvégezték a tanfolyamot, a felvételeiken nagyobb aktivitást mutattak ki a homloklebenyben – ami nem meglepő, mivel ezt az agyterületet a tanuláshoz kötik. Azonban egy másik agyterület; az epizodikus memóriáért és a ön-referenciális gondolatokért felelős hátsó cinguláris agykéreg is nagyobb aktivitást mutatott.

“Ezek a változások összetettebb viselkedési változásokhoz lehetnek köthetőek, hogy a diákok hogyan érvelnek egy fizikai kérdésre a tanfolyam előtt és azt követően,” mondta Brewe. “Ezek magukban foglalhatják a stratégia megváltozását vagy a fizikai tudáshoz és a problémamegoldó forrásokhoz való fokozott hozzáférést.”

A tanulmány egyik célja az volt, hogy kiderítsék a Modellező Instrukció tanítási módszer hogyan ösztönzi a diákokat arra, hogy saját mentális modelleikkel igyekezzenek megérteni egy új fogalmat.

“A tanulást kutató emberek imádnak a mentális modellekről beszélni, azonban nincsenek bizonyítékaik arra, hogy mi történik az agyban, azt leszámítva amit az emberek mondanak vagy csinálnak,” mondta Brewe.

A kutatók azért választották a fizika témakört a tanulmányukhoz, mert már több másik kutatás vizsgálta a matematika és az olvasási készségek elsajátításának a folyamatát, viszont a fizika tökéletes lehetőség a mentális modellek használatának a vizsgálatára – a témakör elhanyagolt ilyen kutatások terén.

“A fizika két okból is nagyon jó a tanulás vizsgálatára,” mondta Brewe. “Először is olyan dolgokkal foglalkozik, melyekhez az embereket közvetlen tapasztalatok is fűzik, ami miatt az osztálytermi tanulás és az informális megértés is mind releváns mind pedig összefüggő – viszont néha ellentmondó. Másodszor, a fizika törvényeken alapszik, tehát vannak olyan állandók, melyek a test működését irányítják.”

Az eredményeknek a kutatók szerint nagy jelentősége lehet a fizika oktatás javításában és a tanulmány kiterjesztése más oktatási területeken is javulást hozhat.

Forrás: frontiersin.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.