脑部扫描能揭示隐藏的思维模式，比考试成绩更能预测学生的学习情况
根据发表在《美国科学》杂志上的一项新研究，教育工作者长期以来使用的传统测试和评分方法在衡量学习能力方面可能不如脑部扫描准确科学的进步．这篇论文由来自七所大学的研究人员撰写，由乔治城大学的神经科学家领导，它不仅可以颠覆教育者制定课程的方式，还揭示了人类思维中隐藏的联系。
很长一段时间以来，心理学家和哲学家都在争论是否空间思维该研究的资深作者、乔治敦艺术与科学学院心理系教务长杰出副教授亚当·格林解释说:“这种思维就像物体的心理图像一样，实际上隐藏在看似口头的思维之下。”“如果这是真的，那么教学生提高他们的空间思维能力应该能提高他们的语言推理能力。”
研究人员研究了弗吉尼亚州公立高中开设的一门“空间丰富”科学课程，该课程强调空间思维技能，如绘制地图和规划如何重新配置城市以减少能源消耗。磁共振成像(MRI)扫描显示了学生在学习课程时大脑的变化，并将这些变化与传统的学习测量方法进行了比较(例如，学习能力的变化)考试成绩）.
大脑的变化是学习的更好预测因素，尤其是一种被称为“远迁移”的学习，这种学习非常深入，它可以帮助学生成功完成他们甚至没有被教过的任务。远迁移是教育工作者梦寐以求的东西，但众所周知，传统测试很难捕捉到它。
在脑海中制作模型
该研究小组的发现支持了心理模型理论(MMT)，该理论认为，当人类理解口语或书面语言时，大脑会将这些信息“空间化”，依赖于大脑中的系统，这些系统最初是为了帮助我们的灵长类祖先灵活地驾驭复杂环境而进化而来的。
当研究人员测试语言推理时，关于句子中的单词而不是地图上的物体，他们发现那些上了强调空间思维课程的学生有了显著的进步。此外，学生的空间思维能力越强，他们的语言推理能力就越强。
“这些研究结果表明，心理建模可能是现实世界教育中远程转移的重要基础，从课堂上获取技能并更广泛地应用它们，”主要作者、心理学博士生罗伯特·科尔特斯(C'18, G'23)说。“这项研究不仅让我们了解了教育是如何改变我们的大脑的，而且还揭示了对思维本质的关键见解。”
“语言推理是人类进化产生的最强大的工具之一，”科尔特斯说。“将神经科学和教育结合起来，更好地理解人类是如何进化的，这是非常令人兴奋的人类的大脑学会推理。希望我们能利用这些发现来更广泛地改善人类的推理能力。”
研究小组发现了大脑中MMT的新证据，改善了语言推理可以通过学生大脑中空间处理中心的变化来最好地预测，特别是在后顶叶皮层。
为头盖骨设计课程
虽然关于心智模式的争论由来已久，但现代教育领域最热门的争论之一是神经科学能否改善学校的教学。尽管在理论上很有希望，但在现实世界中，将神经科学与教育相结合的努力被证明具有挑战性。其中一个主要障碍是神经科学工具，如核磁共振扫描，既昂贵又耗时，使得它们不太可能在教育政策和实践中大规模应用。
“我们不能扫描每个孩子的大脑，即使有可能，这样做也会是一个非常糟糕的主意，”格林说，他也是神经科学跨学科项目的教员。
长期以来，批评人士一直担心，神经科学提供的数据是否真的能告诉教育工作者，他们用传统的纸笔或基于计算机的测试无法找到的东西。
研究小组的新发现指出了一种将神经科学与教育相结合的新方法，有助于克服这些挑战。这项研究没有关注每个学生的大脑，而是关注学生所学的课程。结果表明，大脑成像可以检测到在现实世界的课堂上学习特定课程所带来的变化，这些大脑变化可以用来比较不同的课程。
格林说:“课程开发可以而且确实发生在神经科学可以实际容纳的小范围内。”“因此，如果我们可以利用神经成像工具来帮助确定传授最可转移学习的教学方式，那么这些课程就可以被教师和学校系统广泛采用。课程可以扩大规模，但神经影像学不必如此。”
与选择其他高级科学课程的学生相比，选择空间丰富课程的学生表现出更强劲的大脑变化。这些变化似乎表明，对于空间能力的深度学习，大脑可以以高度灵活的方式应用，而传统的特定技能测试可能无法完全捕捉到这一点。这项研究特别发现大脑变化可以比传统的测试更好地预测学习提供了强有力的证据，内部观点所提供的神经科学可以让教育工作者深入了解远迁移学习，这是他们长期以来一直在寻求的，但传统的学习评估经常遗漏的。
根据Cortes的说法，“这项研究是我们部门通过科学连接‘神经元到社区’的使命的一个很好的例子。我们希望利用这些数据说服政策制定者增加这种空间丰富的教育。”
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