▲功能性磁共振成像发现物理学习可以激活的脑区
一项由美国德雷塞尔大学大学艺术与科学学院的副教授Eric Brewe博士领导的研究表明，可以通过不同的教学方式改变大脑的活动。
超过50名志愿者参加了一个物理课程的学习——“建模教学”。“构成学习的基础的神经生物学过程是复杂的，并不总是直接地与我们所认为的学习联系在一起。”Brewe说。在上物理课之前，学生们被要求回答力学概念的同时接受功能性磁共振成像。当志愿者完成物理课程学习后，他们再次被要求回答力学概念的同时接受功能性磁共振成像。
在扫描中，他们发现大脑中与注意力、工作记忆和问题解决有关的大脑前额叶皮层和顶叶皮层显示活跃。“其中一个关键点是大脑的背侧前额叶皮层是产生心理模型的脑区。”Brewe说，“这表明，学习物理是一个富有想象力的过程，并不像我们印象中那样枯燥。”
在受试者完成他们的课程后，物理学习前后比较表明额叶的活动增加是预料之中的，因为它们与学习有关。但另一个区域也活跃起来了：后扣带皮层，它与情景记忆和自我参照效应联系在一起。
▲受试者进行功能性磁共振成像
Brewe教授和该文的共同作者在这篇文章中写道：“大脑活动的这些变化可能与学生如何通过物理问题而引起的更为复杂的行为改变有关。这可能包括策略的转变或增加对物理知识和解决问题的资源的获取。”
该研究的目的之一是进一步探索如何通过建模教学，鼓励学生使用他们自己的心里模型来理解新的概念。
Brewe和他的同事认为他们的研究有助于我们观察“心理模型”发生时的大脑状态。但是为什么是物理？为什么物理是研究心理模型的理想对象？Brewe说：“首先，物理学涉及人们直接经历的事情，使正式的课堂学习和非正式的理解发生关联，有时是一致的，有时是相对的。第二，物理学是以定律为基础的，所以有绝对的规则支配身体的运作方式。”
在未来，Brewe说：“我想继续研究物理学中的心理模型问题，看看在不同的物理学习水平和不同的人群中会发生什么。这项研究开辟了许多新的研究领域，我对它的发展感到非常兴奋。”
编译：小贝 审稿：三水 责编：南熙
