Оказалось, изменения в структуре головного мозга позволяют определить эффективность обучения студентов лучше, чем тесты и контрольные. Кроме того, развитие пространственного мышления улучшает вербальное мышление, что согласуется с теорией ментальных моделей. Новое исследование американских ученых позволит интегрировать нейронауки и педагогику.

Ученые из Джорджтаунского университета (США) пришли к выводу, что традиционные тесты, которые преподаватели используют в школах и университетах, оценивают эффект обучения не так точно, как сканирование мозга с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Кроме того, исследователи выявили связь в человеческом мозгу между пространственным и вербальным мышлением.

Результаты работы, опубликованные в журнале Science Advances, помогут преподавателям усовершенствовать учебные программы.

Долгое время психологи и философы спорили о том, скрываются ли за вербальным мышлением некие пространственные образы. Если бы это было правдой, то развитие у учащихся навыков пространственного мышления должно было повысить их способность к вербальному мышлению.

Чтобы проверить эту гипотезу, авторы статьи выбрали курс естественных наук государственных средних школ Вирджинии, в котором особое внимание уделяли навыкам пространственного мышления, например построению карт и планированию городов. Исследователи сканировали мозг учащихся, прошедших этот курс с помощью МРТ, отслеживали изменения и сравнивали их с результатами традиционных способов оценки знаний, таких как тесты и контрольные.

У студентов, обучавшихся по «пространственно-обогащенной» учебной программе, наблюдали более устойчивые изменения мозга по сравнению со студентами, проходившими другие курсы углубленного изучения естественных наук.

Наблюдаемые изменения, вероятно, указывают на глубинное улучшение пространственного мышления, которое мозг может применять различными способами, недоступными в полной мере для оценки в традиционных тестах. Изменения в мозгу также гораздо лучше, чем тесты, предсказывали, насколько успешно студенты решали новые задачи, которые не проходили на уроках.

С заданиями, ориентированными исключительно на вербальное мышление, также лучше справлялись студенты, проходившие пространственный курс. Более того, чем больше ученики развивали пространственное мышление, тем лучше становилось их вербальное мышление. При этом улучшение вербального мышления лучше всего можно предсказать по изменениям в центрах пространственной обработки в мозгу учащихся, особенно в задней теменной коре.

Результаты исследования подтверждают теорию ментальных моделей, согласно которой при восприятии устной или письменной речи мозг располагает информацию в воображаемом пространстве. В этом процессе участвуют системы мозга, которые изначально развились, чтобы помочь нашим предкам успешно ориентироваться в сложной среде обитания.

По мнению авторов, их работа прокладывает новый путь к интеграции нейронаук и образования. Вместо того чтобы сосредотачиваться на мозге каждого отдельного ученика, ученые предлагают уделять больше внимания учебным программам. Последующее сканирование мозга может выявить изменения, происходящие при изучении конкретной учебной программы, которые можно использовать для сравнения эффективности разных курсов.