Что учителям нужно знать о мозгах своих учеников

Недавние исследования по улучшению познавательных способностей аутичных детей пролили новый свет на развитие «нормальных» детских мозгов и имеют глубокие последствия для улучшения образования на всех уровнях обучения для всех типов учащихся.

Я понимаю, что это радикальное заявление, но это оправдано впечатляющими результатами.

Я подведу итоги нового исследования, наметьте последствия, объясню неврологию, лежащую в основе когнитивных улучшений, затем завершаю конкретные рекомендации по получению лучших результатов в классе.

Мультисенсорное и моторное обогащение у аутичных детей

• Пять шагов для более эффективного принятия этических решений
• Почему Любить наши тела опасно!
• Изучение чувств в развитии младенцев и детей
• Духовность для начинающих 6: две половинки делают все целым
• Это о социализации или разработке?

Вот что Cynthia Woo и коллеги из Нейробиологии и Поведения Департамента в UC Irvine нашли в прошлом году и почему это так важно.

Основываясь на богатых исследованиях на животных, показывающих, что обогащенный сенсомоторный опыт в начале жизни значительно улучшает развитие мозга и познавательные способности, команда Ву сравнивала показатели IQ аутичных детей в возрасте 3-6 лет, которые либо имели стандартную помощь, либо 6 месяцев обогащенного сенсомоторного опыта.

Интенсивность сенсорного обогащения включала такие виды деятельности, как

• Прелюбодеяние: каждый думает, что это неправильно, но многие люди все еще это делают!
• Как массовое убийство и серийное убийство различаются
• Пособие для взрослых
• 6 способов взять под контроль
• постамбула

• Ароматизированная ванна и массаж маслом
• Прогулка по пенопластовой подушке или подушке
• Запах различных пар ароматов среди выбора лимона, лаванды, ванили, аниса, апельсина, яблока и гиацинта
• Рисование фигур, отслеживание движущихся цветных объектов
• Просмотр парных изображений и звуков

В целом у детей в обогащенной группе в течение 6 месяцев было 37 различных сенсомоторных стимулов, включая обширные движения и мультисенсорные ассоциации прикосновения, температуры, запаха, зрения, звука, проприоцептивной обратной связи, вестибулярной стимуляции и социального взаимодействия.

Результат? В среднем, дети в обогащенной группе повысили свои баллы IQ на 7 очков по сравнению с теми, кто находится в стандартной группе контроля. Что еще более важно, 20% детей в обогащенном протоколе улучшились настолько, чтобы перейти от «аутичной» классификации, в то время как ни одна из групп стандартного ухода не изменила классификацию.

Более широкие последствия сенсомоторной стимуляции

Резкое улучшение, вызванное сенсомоторным обогащением, значимо на многих уровнях.

Во-первых, улучшения в IQ произошли, хотя ничто не было детально обучено детям.

Это открытие добавляет к быстро растущему объему данных, показывающих, что действия, которые обычно усиливают мозг в целом, а не развивают определенную часть мозга (например, локализованные области мозга для музыки, разговорного языка, письменного языка или двигательной координации), являются полезно для широкого спектра конкретных навыков, таких как чтение, количественные навыки и пространственные навыки, измеренные на тестах IQ.

Проще говоря, когда дело доходит до функции мозга, «восходящий поток поднимает все лодки».

Во-вторых, хотя исследования Ву были сосредоточены на аутичных детях, это очень важно для «нормальных» детей, потому что:

• Было показано, что главный механизм, с помощью которого сенсомоторное обогащение усиливает функцию мозга у аутичных детей, – формирование новых синаптических связей (например, с сочетанием новых комбинаций запахов, взглядов, звуков и движения) – также улучшает производительность и память в «нормальных» мозгах , в том числе взрослых. Эти новые связи создаются на основе устоявшегося принципа пластичности мозга, что «нейроны, которые стреляют вместе, соединяются вместе». Таким образом, когда развивающийся мозг представлен новыми комбинациями запаха, зрения, прикосновения и зрения, новая сеть состоящий из нейронных путей, несущих сигналы в каждом из этих сенсорных путей. Чем больше стимуляция сенсорных каналов, тем сложнее и богаче новая нейронная сеть.

• Исследования Уо подтверждают недавние исследования, свидетельствующие о том, что мультимодальная (одновременная активация нескольких сенсорных и моторных путей) – эффективный способ укрепить и буквально «развить» мозг (например, дети, которые испытывают скоординированные взгляды, звуки и двигательную стимуляцию игры на музыкальном инструменте имеют более крупные, чем нормальные области височной коры головного мозга, которые обрабатывают музыку, и больше, чем нормальное представление пальцев, играющих инструмент в их соматосенсорной коре, область мозга, которая обрабатывает тактильную информацию).

Наконец, и, возможно, самое важное для образования – в последнее время удивительная сила сенсомоторной стимуляции улучшает преподавание навыков математики и орфографии у «нормальных» детей.

Написав журнал Pediatrics в этом году, Марийке Дж. Мулдендер-Вийнсма и его коллеги из Университета Гронингена в Нидерландах направили студентов 2-го и 3-го классов на физический курс арифметики и орфографии.

« Конкретные упражнения выполнялись, когда дети решали академическую задачу. Например, слово «собака» должно быть записано путем прыжка на место для каждого упомянутого письма, или дети должны были прыгать 6 раз, чтобы решить умножение «2 × 3».

Спустя два года из таких упражнений «воплощенного обучения» студенты продвигали свои орфографические и арифметические навыки на 4 полных месяца по сравнению с контрольной группой.

И воплощенные обучающие работы для гораздо более старших учеников. Исследователи из Университета Чикаго показали, что студенты колледжа, изучающие физику, которые физически испытали концепцию углового момента, удерживая спиннинг против неподвижных колес велосипеда, на более поздних викторинах оценили значительно больше, чем учащиеся, которые узнали о угловом моменте через обычные «пассивные» методы.

Вот повседневный пример воплощенного обучения, к которому вы можете относиться. Обратите внимание, что когда вы являетесь пассажиром, которого движет кто-то еще в новое место, гораздо сложнее запомнить новый маршрут, чем когда вы являетесь водителем.

Неврология познания и обучения

Изображение ниже представляет собой модель коры головного мозга человека, показывающую плотные пирамидальные нервные клетки сети и их дендриты (нейронные волокна, которые получают входы от других нейронов). Пирамидальные клетки в коре, которые совершают «тяжелый подъем» восприятия, мышления и поведения, имеют сложные дендритные «деревья» (цветные волокна), которые получают входы от сенсорных реле, таких как таламус, глубоко погруженный в мозг, и из другие части коры головного мозга.

Источник: Германн Кунц / PLOS Вычислительная биология.

Благодаря этим разнообразным входам отдельные нейроны могут быть включены (или выключены) несколькими сенсорными каналами, такими как зрительные, сенсорные и акустические сигналы, а также входы от нервных клеток в моторной коре, которые управляют нашими мышцами для перемещения. На этом изображении нервные клетки, получающие входы от разных сенсорных и моторных каналов, изображены в разных цветах (бирюза для зрения, синяя для прослушивания, зеленая для зрения и прослушивания и т. Д.), Подчеркивая мультисенсорный характер этого раздела мозгового кора.

Взятые вместе, кортикальные нейроны и синапсы (связи) между нейронами образуют обширную нейронную сеть, которая воспринимает, решает, судит, воображает, учится и действует. Чем больше и богаче взаимосвязано сеть, тем более способна сеть.

Например, недавние исследования показали, что люди с более высоким уровнем интеллекта имеют более толстую, чем обычно, кору головного мозга, как показано ниже, и содержат более крупные нейроны с большим количеством взаимосвязей. Особенно значительными являются обобщенные утолщения в так называемых «ассоциативных» областях мозга, где объединяются множественные чувства и двигательные каналы.

Источник: Эрик Хазелтин / Германн Кунц

К счастью, выясняется, что размер и богатство таких нейронных сетей могут быть увеличены посредством умственных упражнений и обучения. Такое усиление корковых нейронных сетей именно то, что произошло с аутичными детьми Ву, и с воплощенными учащимися обучения в Нидерландах: одновременное использование множественных чувств наряду с двигательным участием улучшило как общие познавательные способности, так и изучение арифметики и орфографии.

На приведенном ниже рисунке изображен простой способ мышления о сенсомоторном обогащении в классе.

Источник: Эрик Хазелтин / Kopfproportionen

Подумайте о нейронных сетях внутри мозга ученика как сети. У каждого ученика есть базовая матрица нейронной связи, показанная как «спицы» Интернета. Поскольку новые связи образуются между различными сенсорными и моторными путями, добавляется новое «кольцо», и полотно утолщается и становится более плотным.

Когда новая информация представляется мозгу ребенка через один сенсорный канал, например, чтение, упрощенная нейронная сеть синаптических соединений, показана в крайнем левом углу. Синхронизация визуальной и звуковой информации, как это происходит с мультимедийными презентациями, добавляет еще одно «кольцо» в Интернет. Наконец, включение двигательного поведения и других чувств, в том числе касания, запаха, вкуса и проприоцепции (обратная связь на конечности и положении головы и глаз), нейронная сеть «паутина» становится очень плотной.

Теперь представьте, что, когда вы преподаете студенту, вы пытаетесь «бросить» новые идеи, концепции и информацию в сети в своем мозгу. Чем плотнее Интернет, тем больше вероятность того, что урок, который вы преподаете, будет «пойман» и будет «прилипать» в мозгу студента.

Одно из предостережений: мультисенсорные презентации и вовлеченность моторов во время обучения должны быть тщательно скоординированы, синхронизированы и интегрированы с поставленной задачей. Например, если учащийся выполняет случайные физические упражнения во время обучения, может фактически отвлечь ребенка, увеличив то, что специалисты по человеческим факторам называют «загрузкой задачи».

И поведение двигателя должно «соответствовать» уроку, так как учащиеся прыгают вверх и вниз, чтобы продемонстрировать добавление двух чисел.

Точно так же важно избегать сенсорной перегрузки при представлении информации через несколько сенсорных каналов: взгляды, звуки и тактильные ощущения должны естественным образом синхронизироваться и «принадлежать друг другу», как когда ребенок держит питомец, который представляет естественные взгляды, звуки, запахи и чувствует себя пугливым для ребенка.

Рекомендации для учителей

Концепции скоординированной, синхронизированной сенсомоторной стимуляции и воплощенного обучения предполагают, что:

• Когда это возможно – и в рамках ограничений, связанных с тем, что занятия «под контролем», учащиеся должны физически выискивать уроки. Дополнительным преимуществом такой физической активности является увеличение притока крови в мозг, что само по себе улучшает обучение и общие познавательные способности. Другими словами, радикально переопределить «физическое воспитание», перемещающую физическую активность с детской площадки в класс
• Добавьте тактильную стимуляцию, запахи и вкусы к планам уроков. Если возможно, продолжайте добавлять новые достопримечательности, звуки, вкусы и запахи, потому что новые стимулы формируют новые, более плотные связи. Мозг жаждет новизны !!
• Студенты каждый год занимают новые места: сидеть в новых местах, с разными одноклассниками, чтобы взаимодействовать с ними, поможет мозгам учащихся вырастить новые синапсы

Все эти добавленные мультисенсорные и моторные компоненты обучения не только улучшат изучение и сохранение конкретных уроков, но также, вероятно, повысят общие познавательные способности так же, как сенсомотор Уо поможет детям-аутистам.

И все время меняя вещи в классе, испытывая новые запахи, вкусы, взгляды и звуки и физически демонстрируя, что должны делать ученики, будут расти здоровые нейронные сети как в мозгах учителей, так и у их учеников. Исследования показали, что такое усиление «неврологических резервов» задерживает или даже предотвращает снижение познавательной способности с возрастом.

Помните, что когда дело доходит до функции мозга, восходящий поток поднимает все лодки!

• Marijke J Mullender-Wijnsma, Умеренно-энергичные физически активные академические уроки и академическое участие детей с социальным недостатком и без него: в рамках экспериментального проекта BMC Public Health. 2015; 15: 404.
• http://pediatrics.aappublications.org/content/early/2016/02/22/peds.2015…
• Ratey, J., SPARK: революционная новая наука о физических упражнениях и BrainLittle, Brown и Company (10 января 2008 г.)]
• https://www.psychologytoday.com/blog/ulterior-motives/201507/how-does-ph…
• https://hpl.uchicago.edu/sites/hpl.uchicago.edu/files/uploads/Kontra%20e…
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18805039
• http://faculty.ucr.edu/~aseitz/pubs/Shams_Seitz08.pdf
• http://www.salt-box.co.uk/uploads/1/0/1/9/10196192/72_ways_to_make_learn…
• https://www.psychologytoday.com/blog/radical-teaching/201609/memorizing-…
• http://pact.cs.cmu.edu/pubs/koedinger,%20Kim,%20Jia,%20McLaughlin,%20Bie…
• https://www.psychologytoday.com/blog/ulterior-motives/201507/how-does-ph…
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2996135/
• http://neuroscience.uth.tmc.edu/s4/chapter07.html
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3858645/
• Ву, Синтия С .; Доннелли, Джозеф Х .; Стейнберг-Эпштейн, Робин; Леон, Майкл (август 2015 г.). «Экологическое обогащение как терапия аутизма: репликация и расширение клинических испытаний». Поведенческая нейронаука. 129 (4): 412-422.
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2678742/
• Karama S, et al., Положительная связь между познавательной способностью и толщиной коры в представительном образце США здоровых 6-18-летнихIntelligence. 2009 Mar; 37 (2): 145-155.
• Roberto Coloma и др. Распределенные сайты мозга для g-фактора интеллекта
• Том 31, выпуск 3, 1 июля 2006 г., стр. 1359-1365
• Lawrence Katz, Keep Your Brain Alive: 83 Нейробиологические упражнения, чтобы помочь предотвратить потерю памяти и увеличить умственный фитнес Kindle Edition
• TP Doubell и MG Stewart, Краткосрочные изменения численной плотности синапсов в промежуточном и медиальном гипертерриториальном вентрале после однофазного обучения пассивному предотвращению образования цыплят, трендов Neurosci. 2011 апрель; 34 (4): 177-187.
• Min Fu и Yi Zuo, опытная структурная пластичность в коре, тренды Neurosci. 2011 апрель; 34 (4): 177-187.
• Генриетт ван Прааг, Герд Кемперманн и Фред Х. ГейджНЕЙНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ОБОСНОВАНИЯ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ | НЕЙРОСКОСТИ ОБЪЕМ 1 | ДЕКАБРЬ 2000 | 191