Уяви собі, що ти прийшов до школи на урок фізики, а тобі на голову начепили купу датчиків і сказали розв'язувати задачі. Приблизно так виглядають сучасні дослідження з нейропедагогіки – наукової дисципліни, яка досліджує процеси, що протікають у нашому мозку під час навчання, та намагається на основі експериментально встановлених закономірностей виробити практичні рекомендації щодо покращення навчального процесу.
У нейропедагогічних дослідженнях, зазвичай, учням дають якісь завдання і під час їхнього розв'язання отримують зображення мозку учнів за допомогою магнітно-резонансної томографії, електроенцефалографії, тощо. Такі дослідження є дорогими, однак доволі популярними останнім часом. Про одне з таких досліджень йтиметься у цьому блозі.
Однак, спочатку хочу вас запитати чи часто ви змінюєте свої переконання? Чи легко вам даються такі зміни? Мабуть, ні. Так вже влаштований наш мозок, що якщо щось суперечить набутому нами досвіду і нашим переконанням, які завжди нам дуже добре слугували на практиці, то нам доволі тяжко визнати, що ми були не праві, а наш досвід – хибний.
Для того ж, щоб набути нові знання з фізики, учневі практично постійно треба визнавати, що набутий ним повсякденний досвід є помилковим. Проілюструю сказане прикладом. З повсякденного досвіду ми знаємо, що для того, щоб якийсь предмет увесь час рухався, нам потрібно весь час його штовхати, постійно прикладати до нього якусь силу.
Такого переконання притримувався, навіть, Арістотель. Проте це переконання є хибним і суперечить першому закону Ньютона. Згідно з цим законом (коли рух тіла ми розглядаємо відносно інерціальної системи відліку, наприклад, відносно Землі), все навпаки, а саме, якщо на тіло (якийсь предмет), що рухається, не діють жодні сили, то тіло весь час рухатиметься зі сталою швидкість по прямій і ніколи не зупиниться. А хибним наш досвід є з простої причини – коли ми вважаємо, що не діють жодні сили на предмети, за рухом яких ми спостерігаємо, то насправді на них, зазвичай, діє сила тертя, яка і зумовлює зупинку їхнього руху.
Тому під час вивчення законів Ньютона учень повинен перекреслити весь свій життєвий досвід, який до слова непогано працює на практиці, а це доволі "болісний" процес для нашого мозку – мозок цьому опирається, в тому числі, і на підсвідомому рівні. Що вже там говорити про вивчення теорії відносності, яку учні на початках сприймають майже як нереальну фантастику, чи вивчення основ квантової фізики.
Проблему зміни особистих переконань під час вивчення фізики досліджували чимало нейропедагогів, зокрема Д. Марешаль (D. Mareschal). У своїй статті "The neuroscience of conceptual learning in science and mathematics" (Current Opinion in Behavioral Sciences, 2016, v. 10, рр. 114–118) він описує результати одного з досліджень, в якому брали участь "початківці" та "профі" у фізиці.
Досліджуваним дали завдання розв'язувати задачі з механіки і водночас за допомогою МРТ отримували зображення їхнього мозку. Виявилось, що під час розв'язування задач з фізики у професіоналів (на відміну від початківців) дуже часто активувались ті ділянки мозку, які відповідають за процеси гальмування (якщо для когось це щось скаже, то мова йде про праву вентролатеральну префронтальну кору та ліву дорсолатеральну префронтальну кору).
Фактично, цей експеримент виявив цікавий факт, який полягає у тому, що вивчення фізики не викорінило хибних "життєвих" переконань, навіть, у професіоналів. Хибні переконання залишилися, але під час розв'язання задач ці погляди блокуються (гальмуються) лобовими частками мозку. Натомість, у мозку початківців гальмівні процеси або зовсім не протікають або протікають дуже слабо.
Під час розв'язання задач наш мозок з одного боку координує необхідну для задачі інформацію, а з іншого боку – гальмує всі хибні переконання та концепції, які ми постійно черпаємо з повсякденного "спостереження". Описує Д. Маршель й інше дослідження, яке було проведено на двох сотнях учнів. Учні виконували завдання з фізики, метою яких було з'ясувати рівень їхньої здатності до наукового мислення. І знову ж таки було виявлено, що успішно впорались із завданнями ті учні, в яких більш інтенсивно протікали гальмівні процеси у мозку. Тому автори досліджень наголошують на важливості розвитку у ранньому віці лобових часток мозку, які відповідають за гальмівний контроль, та радять рекомендувати учням не поспішати під час розв'язання задач, оскільки для протікання гальмівних процесів необхідний певний час.
Тому, друже, якщо тобі важко дається вивчення фізики, то трішки "пригальмуй" і все тобі вдасться!
