Các bộ phận mới của não được kích hoạt sau khi sinh viên học Vật lý

Kiểm tra bằng cách sử dụng fMRI xác định rằng học vật lý đã kích hoạt các bộ phận mới của não bộ

Một nghiên cứu mới cho thấy, các bộ phận của não bộ không được liên quan đến việc học khoa học học trở nên hoạt động khi mọi người đối mặt với việc giải quyết các vấn đề vật lý.

Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu là Eric Brewe, tiến sĩ, giáo sư tại trường Đại học Nghệ thuật và Khoa học Drexel, nói điều này cho thấy rằng hoạt động của bộ não có thể được sửa đổi bởi các hình thức giảng dạy khác nhau.

Sử dụng fMRI (hình ảnh cộng hưởng từ chức năng) để đo lưu lượng máu trong não, các nhà nghiên cứu đã tìm cách lập bản đồ khu vực nào hoạt động khi hoàn thành một nhiệm vụ lý luận vật lý, cả trước và sau một khóa học về các khái niệm.

"Các quá trình sinh học thần kinh làm cho việc học tập trở nên phức tạp và không phải lúc nào cũng kết nối trực tiếp với những gì chúng tôi nghĩ rằng nó có nghĩa là học hỏi", Brewe nói về những phát hiện được công bố trên Frontiers về ICT.

Hơn 50 sinh viên tình nguyện đã tham gia vào nghiên cứu, trong đó họ được dạy một khóa học vật lý sử dụng "Hướng dẫn mô hình hóa", một phong cách giảng dạy khuyến khích học sinh tham gia tích cực vào việc học của mình.

Trước khi họ tham gia lớp học, các sinh viên trả lời các câu hỏi từ một phiên bản rút gọn của Bản Phân tích Khái niệm Lực lượng trong khi trải qua fMRI. The Force Concept Inventory là một bài kiểm tra đánh giá kiến ​​thức về các khái niệm vật lý thường được dạy trong các lớp vật lý đầu tiên.

Sau khi các sinh viên tình nguyện đã hoàn thành khóa học vật lý của mình, họ lại lấy bản Concept Force Inventory, một lần nữa được theo dõi bởi fMRI.

Trong các lần kiểm tra trước, các bộ phận của não liên quan đến sự chú ý, trí nhớ làm việc và giải quyết vấn đề - vỏ não trước trán và vỏ não thuỳ đỉnh, đôi khi được gọi là "mạng lưới điều hành trung tâm" của não- được kích hoạt.

"Một trong những khu vực của não là vỏ não tiền trán vùng bên sau lưng,khu vực tạo ra các mô phỏng tinh thần", Brewe nói. "Điều này cho thấy rằng học vật lý là một quá trình giàu trí tưởng tượng, không giống như cách mọi người vẫn thường nghĩ về nó."

Sau khi các đối tượng đã hoàn thành lớp học của họ, so sánh các lần kiểm tra trước và sau học tập, cho thấy hoạt động gia tăng ở các điểm phía trước não, điều này đã được dự đoán ​​vì chúng đã được liên kết với việc học tập. Nhưng có một khu vực khác cũng đã hoạt động: vỏ não vùng đai sau, được liên kết với trí nhớ và tư duy tự tham khảo.

Người trong quá trình quét fMRI trên não là một phần của nghiên cứu.

"Những thay đổi trong hoạt động của não có thể liên quan đến những thay đổi hành vi phức tạp hơn trong cách học sinh lý giải thông qua các câu hỏi vật lý sau khi dạy trước", Brewe và các đồng tác giả của ông viết về nghiên cứu này. "Những điều này có thể bao gồm sự thay đổi trong chiến lược hoặc tăng khả năng tiếp cận kiến ​​thức vật lý và tài nguyên giải quyết vấn đề".

Một trong những mục tiêu của nghiên cứu là để tiếp tục khám phá cách thức giảng dạy được sử dụng, Hướng dẫn lập mô hình, khuyến khích học sinh sử dụng các mô hình tâm trí của riêng mình để hiểu các khái niệm mới.

"Ý tưởng của các mô hình tâm trí là cái gì đó mà những người nghiên cứu đang học hỏi tình yêu nói đến, nhưng không có bằng chứng về những gì đang xảy ra bên trong bộ não khác với những gì mọi người nói hoặc làm", Brewe nói. "Chúng tôi đang tìm kiếm bằng chứng từ bên trong não."

Như vậy, Brewe và các đồng nghiệp của ông nghĩ rằng nghiên cứu của họ cung cấp một cái nhìn tốt về những thứ điển hình khi các "mô hình tâm trí" nắm giữ.

Nhưng tại sao lại là vật lý? Điều gì làm cho chủ đề lý tưởng này nghiên cứu mô hình tâm trí trong não?

Brewe nói rằng đã có một số nghiên cứu về mạng lưới não liên kết với việc học toán và đọc. Nhưng mô hình tâm trí đặc biệt cho chính nó đến vật lý, mà không nhận được nhiều sự chú ý.

"Vật lý là một nơi thực sự tốt để hiểu được học tập vì hai lý do," Brewe nói. "Đầu tiên, nó đề cập đến những thứ mà con người có trải nghiệm trực tiếp, làm cho cả việc học chính thức trong lớp và hiểu biết không chính thức có liên quan, đôi khi được liên kết, đôi khi tương phản."

"Thứ hai, vật lý dựa trên luật pháp, do đó, có những thứ tuyệt đối chi phối cách cơ thể hoạt động", Brewe kết thúc.

Brewe rất hào hứng bởi những gì mà nghiên cứu này mở ra trong nhiệm vụ của ông, cải thiện việc học vật lý ở Hoa Kỳ và hơn thế nữa.

"Tôi muốn theo dõi câu hỏi về các mô phỏng tinh thần trong vật lý, để xem nơi xuất hiện các cấp độ khác nhau của việc học vật lý và với các quần thể khác nhau," ông nói. "Nhưng toàn bộ nghiên cứu này mở ra nhiều lĩnh vực nghiên cứu mới và tôi rất hào hứng khi nghĩ về cách nó sẽ diễn ra."

Nguồn: https://medicalxpress.com/news/2018-05-brain-students-physics.html