什麼是神經教育?教育神經科學如何影響課堂學習?

我們處理外部刺激的方式的變化也發生在個人層面上,因為每個人都會以某種方式和自己的節奏做出反應,而這在課堂上會產生很大的不同。很難應用統一的教學方法,並期望全班都能在期末考試中取得成功。

你聽說過神經教育(neuroeducation)嗎?神經教育的關鍵是尊重學生的個性。每個人都以自己的方式學習,也是教育未來學的重要課題之一。

先看看以下例子:一項來自Nature Neuroscience的研究發現,跑得愈快的小鼠學習能力愈強!這個現象與小腦內的苔蘚纖維(Mossy fibers)有關,不運動而直接刺激相關神經元,也一樣能夠達到增強學習能力的效果!

研究者讓實驗中的小鼠在滾輪上跑動,發現小鼠們在相同速度下跑動時,條件反射的學習曲線是類似的。更意外的發現是,當研究者提高小鼠的奔跑速度,小鼠的學習能力提升了。這説明增加運動可以增強學習能力,期間大腦內肯定發生了什麼。

運動增強學習能力背後的原理

研究者首先懷疑的是,是不是運動增強了小鼠的感官敏感度,讓小鼠耳聰目明,從而有了更強的學習能力呢?但是對小鼠的多感官刺激結果卻都是一樣的,並沒有對學習能力產生影響。這意味着要尋找的關鍵神經元,還埋藏在大腦的更深處。

經過各種因素排除,利用光遺傳學技術直接刺激苔蘚纖維,發現不需要運動,只要增加苔蘚纖維的活性,就可以提高運動相關的學習能力。

筆者不是説我們要用光遺傳學等技術直接刺激學生的小腦的苔蘚纖維,從而提高學生的學習能力,而是可用間接方法去提升,例如安排學生在運動課堂中適量賽跑後,隨即在之後的課堂安排為較「用腦」的科目(例如STEAM等)。將來在元宇宙學習機艙內更可互相交替來刺激學生的小腦 (例如邊做快動作邊算數題等)。

這只是神經教育的一個範疇內的其中一個實驗例子,它們還有很大的開發空間!

神經教育是一種跨學科的方法。(NeuroEducation臉書圖片)
神經教育是一種跨學科的方法。(NeuroEducation臉書圖片)

神經教育的概念

神經教育是一種跨學科的方法。它來自人類知識的3個領域的結合:

1. 教育學,它致力於學習和教育過程;
2. 心理學,它是對認知和行為的研究;
3. 神經科學,其重點是中樞神經系統的功能。

現在,重點是個人對每個刺激的反應,以及個人行為如何改變。

這個主題最重要的是,神經教育正在重塑接近學生的方式。我們要對他們的個人特徵進行觀察,特別是觀察他們如何影響神經系統。

教育學一直強調教學過程中的集體觀念:學生從與社會的融合中學習,並在社會互動中轉化他們的知識。然而,從上個世紀開始,以認知和行為過程為導向的研究開始流行起來。

美國語言學家諾姆─喬姆斯基(Noam Chomsky)是這一領域突出的主要貢獻者之一,他對個人的語言學習提出了非常一致的理論。在他看來,這一過程更多地取決於心理能力而不是社會互動。

美國語言學家諾姆─喬姆斯基是神經教育領域突出的主要貢獻者之一。(諾姆─喬姆斯基Facebook圖片)
美國語言學家諾姆─喬姆斯基是神經教育領域突出的主要貢獻者之一。(諾姆─喬姆斯基Facebook圖片)

這一思想為一系列旨在揭開認知功能秘密的研究打開了大門:語言、記憶、推理、注意力和其他大腦能力。後來,神經科學和真正的大腦掃描出現了──我們開始意識到該器官的每個區域對某些刺激的不同反應。

因此,學習過程與社會互動相聯繫的想法發生了一些變化。

例如YouTube上的影片、電視上的新聞、廣播中的音樂:我們之所以有衝動把螢幕立即滾動一下,換個頻道或平台,因為我們幾乎不會在沒有立即吸引我們注意力的東西上浪費太多的時間。

這是一種神經系統變化的反射,正是由於刺激過多而產生的。這是技術轉型的結果,而技術轉型又來自於數位世界和全球化。

尊重個人認知潛力

我們處理外部刺激的方式的變化也發生在個人層面上,因為每個人都會以某種方式和自己的節奏做出反應,而這在課堂上會產生很大的不同。很難應用統一的教學方法,並期望全班都能在期末考試中取得成功。有些人會學得很好,而有些人則不會,但這並不單單是智力差異或缺乏學習動機等問題。

關鍵是每個人都有自己的神經功能以某種方式發揮作用,此外還有認知能力和特殊的行為過程。

利用心理學和神經科學的貢獻,可以確保學習過程更加準確。

這種方法對教育的一些影響是:

  • 識別學生的個人需求;
  • 更具刺激性的教學方法;
  • 更深入地吸收資訊;
  • 尊重每個人的認知潛力。

因此,要了解學生的個人特點是什麼,使他們更加自主和感興趣。

最後提醒的是,學生的主角地位對於正確的功能被激發和學習更加完整至關重要。

馮穎匡