การทดสอบและผลการเรียนแบบดั้งเดิมที่นักการศึกษาใช้มาเป็นเวลานานอาจวัดการเรียนรู้ได้แม่นยำน้อยกว่าการสแกนสมอง ตามผลการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน Science Advances บทความนี้เขียนขึ้นโดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยทั้ง 7 แห่งและนำโดยนักประสาทวิทยาของจอร์จทาวน์ ไม่เพียงแต่จะปรับปรุงวิธีการสอนของนักการศึกษาเท่านั้น แต่ยังเผยให้เห็นถึงความเชื่อมโยงที่ซ่อนอยู่ในจิตใจของมนุษย์อีกด้วย
อดัม กรีน ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาและรองศาสตราจารย์พิเศษของ Provost ที่วิทยาลัยศิลปะจอร์จทาวน์ กล่าวว่า “เป็นเวลานานแล้วที่นักจิตวิทยาและนักปรัชญาได้ถกเถียงกันว่าการคิดเชิงพื้นที่เช่นภาพจิตของวัตถุนั้นซ่อนอยู่ภายใต้การคิดที่ดูเป็นคำพูดหรือไม่ วิทยาศาสตร์ ภาควิชา จิตวิทยา . “ถ้าเป็นเรื่องจริง การสอนนักเรียนให้พัฒนาทักษะการคิดเชิงพื้นที่ควรเพิ่มความสามารถในการให้เหตุผลด้วยวาจา”
นักวิจัยได้ศึกษาหลักสูตรวิทยาศาสตร์ที่ “เสริมพื้นที่” ที่เปิดสอนในโรงเรียนมัธยมของรัฐในเวอร์จิเนียที่เน้นทักษะการคิดเชิงพื้นที่ เช่น การสร้างแผนที่และการวางแผนว่าจะกำหนดค่าเมืองใหม่เพื่อลดการใช้พลังงานได้อย่างไร การสแกนด้วยการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในสมองของนักเรียนเมื่อพวกเขาเรียนรู้หลักสูตรของหลักสูตร และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกนำไปเปรียบเทียบกับวิธีการวัดการเรียนรู้แบบดั้งเดิม (เช่น การเปลี่ยนแปลงในคะแนนสอบ)
การเปลี่ยนแปลงของสมองเป็นตัวทำนายการเรียนรู้ได้ดีกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเรียนรู้ประเภทหนึ่งที่เรียกว่า “การถ่ายทอดทางไกล” ซึ่งลึกซึ้งมากจนช่วยให้นักเรียนประสบความสำเร็จในงานที่ยังไม่ได้สอนให้สำเร็จ การย้ายถิ่นฐานเป็นสิ่งที่ศักดิ์สิทธิ์สำหรับนักการศึกษาและยากต่อการทดสอบแบบเดิมๆ
การสร้างแบบจำลองในใจ
การค้นพบของทีมสนับสนุนทฤษฎีแบบจำลองจิตหรือ MMT ซึ่งวางตัวว่าเมื่อมนุษย์เข้าใจภาษาพูดหรือภาษาเขียน จิตใจจะ “จัดวาง” ข้อมูลนี้โดยอาศัยระบบในสมองที่เดิมพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยให้บรรพบุรุษไพรเมตของเราสำรวจสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างว่องไว
เมื่อนักวิจัยทดสอบการใช้เหตุผลด้วยวาจา เกี่ยวกับคำในประโยคมากกว่าวัตถุบนแผนที่ พวกเขาพบว่ามีการปรับปรุงที่ชัดเจนในนักเรียนที่เรียนหลักสูตรนี้โดยเน้นการคิดเชิงพื้นที่ ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งนักเรียนมีความคิดเชิงพื้นที่มากขึ้นเท่าไร การแสดงเหตุผลด้วยวาจาของพวกเขาก็จะดีขึ้นเท่านั้น
“ผลการวิจัยเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการสร้างแบบจำลองทางจิตอาจเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการถ่ายโอนการศึกษาในโลกแห่งความเป็นจริงโดยใช้ทักษะจากห้องเรียนและนำไปใช้โดยทั่วไป” ผู้เขียนนำและ Ph.D. จิตวิทยากล่าว นักเรียน Robert Cortes (C’18, G’23) “การศึกษานี้ไม่เพียงแต่แจ้งความเข้าใจของเราว่าการศึกษาเปลี่ยนแปลงสมองของเราอย่างไร แต่ยังเผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับธรรมชาติของจิตใจด้วย”
“การใช้เหตุผลด้วยวาจาเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดอย่างหนึ่งที่วิวัฒนาการของมนุษย์สร้างขึ้น” คอร์เตสกล่าว “เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นอย่างไม่น่าเชื่อที่จะผสมผสานประสาทวิทยาศาสตร์และการศึกษาเข้าด้วยกันเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าสมองของมนุษย์เรียนรู้การใช้เหตุผลอย่างไร หวังว่าเราจะสามารถใช้ประโยชน์จากการค้นพบเหล่านี้เพื่อปรับปรุงการใช้เหตุผลของมนุษย์ในวงกว้างมากขึ้น”
ทีมวิจัยแสดงหลักฐานใหม่สำหรับ MMT ในสมอง พบว่าการปรับปรุงการใช้เหตุผลด้วยวาจาสามารถคาดการณ์ได้ดีที่สุดโดยการเปลี่ยนแปลงในศูนย์กลางของการประมวลผลเชิงพื้นที่ในสมองของนักเรียน โดยเฉพาะในเยื่อหุ้มสมองข้างขม่อมหลัง
การสร้างหลักสูตรสำหรับกะโหลกศีรษะ
ในขณะที่การถกเถียงเกี่ยวกับแบบจำลองทางจิตนั้นมีประวัติศาสตร์อันยาวนาน หนึ่งในการโต้วาทีที่ร้อนแรงที่สุดในภูมิทัศน์การศึกษาสมัยใหม่ก็คือว่าประสาทวิทยาศาสตร์สามารถปรับปรุงการสอนและการเรียนรู้ในโรงเรียนได้หรือไม่ แม้ว่าจะมีแนวโน้มในทางทฤษฎี แต่ความพยายามที่จะบูรณาการประสาทวิทยาศาสตร์กับการศึกษาได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความท้าทายในโลกแห่งความเป็นจริง อุปสรรคสำคัญประการหนึ่งคือเครื่องมือทางประสาทวิทยา เช่น การสแกนด้วย MRI มีราคาแพงและใช้เวลานาน ทำให้ไม่น่าจะนำไปใช้ในนโยบายและการปฏิบัติด้านการศึกษาในวงกว้าง
“เราไม่สามารถสแกนสมองของเด็กทุกคนได้ และมันจะเป็นความคิดที่ไม่ดีจริงๆ แม้ว่าจะเป็นไปได้ก็ตาม” กรีนซึ่งเป็นอาจารย์ประจำ โครงการสหวิทยาการด้านประสาทวิทยากล่าว
นักวิจารณ์แสดงความกังวลมานานแล้วว่าข้อมูลที่ประสาทวิทยาศาสตร์ให้มานั้นสามารถบอกอะไรนักการศึกษาถึงสิ่งที่พวกเขาไม่สามารถค้นพบได้โดยใช้กระดาษและดินสอแบบเดิมๆ หรือการทดสอบด้วยคอมพิวเตอร์
การค้นพบใหม่ของทีมวิจัยชี้ให้เห็นถึงวิธีการใหม่ในการบูรณาการประสาทวิทยาศาสตร์กับการศึกษา ซึ่งจะช่วยเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่สมองของนักเรียนแต่ละคน การศึกษามุ่งเน้นไปที่หลักสูตรที่นักเรียนได้เรียนรู้ ผลการวิจัยพบว่าภาพสมองสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่มาพร้อมกับการเรียนรู้หลักสูตรเฉพาะในห้องเรียนจริง และการเปลี่ยนแปลงของสมองเหล่านี้สามารถนำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบหลักสูตรต่างๆ ได้
“การพัฒนาหลักสูตรสามารถเกิดขึ้นได้ในระดับขนาดเล็กที่ประสาทวิทยาศาสตร์สามารถรองรับได้จริง” กรีนกล่าว “ดังนั้น หากเราสามารถใช้เครื่องมือสร้างภาพประสาทเพื่อช่วยระบุวิธีการสอนที่ถ่ายทอดการเรียนรู้ที่สามารถถ่ายทอดได้มากที่สุด หลักสูตรเหล่านั้นก็สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายโดยครูและระบบโรงเรียน หลักสูตรสามารถขยายได้ แต่การสร้างภาพประสาทไม่จำเป็นต้องทำ”
นักเรียนในหลักสูตรที่เน้นพื้นที่แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสมองที่แข็งแกร่งกว่าเมื่อเทียบกับนักเรียนที่เข้าคู่กันอย่างใกล้ชิดซึ่งเรียนหลักสูตรวิทยาศาสตร์ขั้นสูงอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ดูเหมือนจะบ่งชี้ถึงการเรียนรู้เชิงลึกเกี่ยวกับความสามารถเชิงพื้นที่ซึ่งสมองสามารถนำไปใช้ในรูปแบบที่ยืดหยุ่นสูง ซึ่งอาจไม่สามารถทดสอบทักษะเฉพาะแบบเดิมๆ ได้อย่างเต็มที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การค้นพบของการศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงของสมองสามารถทำนายการเรียนรู้ได้ดีกว่าการทดสอบแบบเดิมๆ ให้หลักฐานที่ชัดเจนว่ามุมมองภายในที่เกิดจากประสาทวิทยาศาสตร์สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกแก่นักการศึกษาเกี่ยวกับการเรียนรู้แบบถ่ายโอนไกลที่พวกเขาแสวงหามานาน แต่การประเมินการเรียนรู้แบบเดิมๆ มักจะพลาดไป
ตามที่ Cortes กล่าวว่า “การศึกษาครั้งนี้เป็นตัวอย่างที่ดีของภารกิจของแผนกในการเชื่อมโยง ‘Neurons to Neighborhoods’ ผ่านวิทยาศาสตร์ เราหวังว่าจะใช้ข้อมูลนี้เพื่อโน้มน้าวผู้กำหนดนโยบายให้เพิ่มการเข้าถึงการศึกษาเชิงพื้นที่ประเภทนี้”
