革新的な教授法で脳を再配線し、学習効果を高める方法

のです。 エデュケーション 世界の教育システムはいくつかの進歩を遂げており、学生や学校は、試験中に事実を暗記してそれを飲み込むという従来のシステムから脱却しようとしています。これにより、「脳を使った学習法」、ビデオの使用、インタラクティブなクイズ、問題解決、アクティビティベースの学習テクニックなど、いくつかの新しいインタラクティブな教育方法が生まれました。何千もの研究が、学習と記憶の神経経路に焦点を当てていますが、この記事では、このような革新的な教授法がどのように学習を向上させるかを理解しようとしています。

アニータはランドセルの中身を出していた。今日、彼女は植物と動物の分類を教わった。彼女の宿題は、身の回りの動物を観察して、脊椎動物と無脊椎動物に分類すること。また、学校の植物園に行って、生息地（陸地、水辺、乏しい水辺）ごとに植物を集めなければならない。そして、見た目にどんな特徴があるかをリストアップします。 

神経新生や新しいニューロンの誕生は、全ニューロン数のわずか0.004%にすぎない。したがって、学習中の「脳の変化」のほとんどは、ニューロン間の接続（シナプス）の数と強さの変化に起因すると考えられている。神経細胞には軸索と樹状突起と呼ばれる細長い突起があり、これを介して他の神経細胞と対話する。軸索からは化学物質や神経伝達物質が放出され、それが受信側の樹状突起の表面にある受容体に結合します。神経伝達物質が他のニューロンの受信樹状突起上の受容体に結合するとすぐに、直接的または間接的に電気信号が発生し、ニューロンが「発火」します。これらのニューロン間の結合は 'plastic'です。 つまり、接続が活性化されればされるほど、その接続は強くなるのである。例えば、信号を受信するニューロンが、その信号をより受容するようになるかもしれません（信号を送信するニューロンによって、より多くの神経伝達物質が受信側の樹状突起に追加されるかもしれません）。これは、次のようにも呼ばれます。 シナプスの可塑性」と.2つのニューロンが長時間一緒に活性化されると、それが基盤となって 長期記憶.このことから、カーラ・シャッツの有名な格言が生まれました。 共に発火する神経細胞は、共に配線する」。 シナプスの可塑性を阻害すると行動学習が阻害されるという研究結果があり、その重要な役割が示されています。

さて、最初の議論に戻りますが、様々な教授法はこの学習と記憶のプロセスをどのように改善するのでしょうか？ここでは、革新的な教授法の3つの例、「積極的に取り組む宿題」、「コンセプトマップ」、「問題解決型学習」を取り上げ、それらが脳に与える影響について理解していきます。

頻繁で活発な宿題

通常、学習段階は勉強しているときで、テストや宿題はすでに学んだ事実を受動的に再確認しているだけだと考えられています。 しかし。 いくつかの研究 は、テストや宿題のように情報を取り出すプロセスが学習に重要であることを示しています。. 1週間後に行われた最終テストでは、情報を何度も検索した学生の方が、1度しか検索しなかった学生よりも有意に成績が良かった。検索をしないで学習を繰り返しても、学生の成績には大きな改善は見られなかった。また、情報検索の時間間隔も大きく影響します。時間間隔が短ければ（～1分）、大きな効果は得られませんが、時間間隔が長いと（～6分）、記憶の定着に大きな効果がありました。

これは、繰り返しのテストは、単に記憶力を向上させるだけで、特定の質問に決まった答えを提供するだけで、実際に学習や「知識の伝達」を向上させるのか、という別の疑問を生じさせる。この点については、学習やテストを繰り返した後に、学習した文章の概念を応用しなければ答えられないような問題を出題する最終テストでも検証されています。この場合でも、繰り返しテストを受けた生徒の方が成績が良く、定着度や学習効果が高いことが分かりました。

頻繁で能動的な宿題は、脳にどんな影響を与えるのでしょうか？学習や記憶のための重要な要素の一つは、注意力とやる気です。 報酬の状況 と新規性は、神経伝達物質であるドーパミンとアセチルコリンの放出に関連している。頻繁に情報を検索したり、積極的に宿題をしたりすることで注意力が高まり、ドーパミンやアセチルコリンが放出され、シナプスの可塑性が高まり、学習効果が向上するという可能性が考えられます。

コンセプトマップ

アニータは今日、人間の免疫系と消化器系について学びました。次の宿題は、免疫系に影響を与える可能性のある消化器系の構成要素と、その逆の構成要素との関係を描くことでした。

One of the critical problems which many children face is that they view each subject and concept in isolation. This is a math problem, this is a 物理学 problem…They have no idea how trigonometry they study in classrooms can deal with real-life situations.

コンセプトマップとは、学校で学習するさまざまな概念の関係性を学習し、符号化することである。小学校4年生から中学校2年生までの子どもたちを対象とした研究では、コンセプトマップを使用した後のテストで、知識の定着率が高まったことが示されています。

コンセプトマップはどのようにして知識の定着を図ることができるのでしょうか。そのためには、私たちがどのようにして記憶を取り出すかに立ち返る必要があります。記憶や情報は、シナプスのネットワークとして保存されています。ネットワーク上のいくつかのノードが活性化されると、ネットワーク全体が活性化され、情報が取り出されます。そのため、異なる概念や記憶にまたがる多くのノードを持つネットワークの方が、より早く、より簡単に記憶を取り出せる可能性が高くなります。この原理は、異なる概念を結びつけることに時間を費やした学生が、テストでそれらをよりよく取り出すことができた理由を説明することができます。

問題解決型学習

今日の学校では、葉っぱの緑色の色素であるクロロフィルが光のエネルギーを吸収する過程である「光合成」を教えてもらった。光合成のプロセスを本から読み上げ、光合成の方程式を何度も書かされた。

別の学校に通っていたアニータも、光合成のプロセスを学びました。先生からの課題として、植物園に行って、緑以外の葉の色をした植物を観察し、記録するように言われました。そして、他の色の植物がどのようにして生き残ったのかをレポートしなければなりませんでした。緑の色素であるクロロフィルを持たない植物でも、自分の食べ物を作ることができたのか？ 

SnehaとAnitaの光合成の教え方には、明らかな違いがありました。いくつかの研究では、問題解決型の学習がテキストの定着率と概念的理解の向上につながることが示されています。その一つの可能性として、問題解決型学習は、ドーパミンの分泌を増加させることがわかっている要因である、注意力とモチベーションを子供たちに向上させることができると考えられます。これらの神経伝達物質が分泌されることで、新しいシナプス結合が形成され、その結果、子供の記憶力や学習能力が向上すると考えられます。

このように、革新的な教育方法は、単に本の文章を読んだり書いたりする受動的な教育方法に比べて、子供たちの神経生物学的な構造を改善し、概念の理解と定着を向上させることができます。

However, a pitfall is several educational systems are employing ‘brain-based’ teaching methods which have no scientific basis and thus, are ineffective teaching tools apart from promoting pseudoscience. In the end, let us look at few of the myths associated with 神経科学 and education.

脳科学と教育 - 神話と真実

その中でも特に人気の高いのが脳の神話'は、その '左脳-右脳理論のこれは、すべての人は右脳か左脳のどちらかが優勢であることを示唆しています。教育関係者の中には、生徒が右脳派か左脳派かを判断し、その結果に基づいて異なる教育戦略を試みることを推奨する人もいる。体のある機能は右脳か左脳のどちらかに起因するとされていますが、個人によって右脳と左脳のどちらが優勢かを示す証拠はこれまでのところありません。この神話はさらに続き、左脳型の人は論理的で分析的であり、右脳型の人は直感的で客観的であると言われています。そのため、左脳型や右脳型のレッテルを貼られた子供は、自分には創造力や論理的能力が生まれつき備わっていないと感じてしまうのです。また、論理的な問題には創造的な解決策が必要になることが多いため、論理と創造を分けることは非科学的です。

調査によると、イギリス、オランダ、ギリシャ、中国、トルコなど、さまざまな国の教育関係者のうち、50%近くが「人間はほとんど10%の脳しか使っていない」というニューロミスを信じているという。教育における神経神話は、通常、教育者と神経科学者がコミュニケーションをとらないときに広まる。これらの神話に対する説明や議論の多くは、アクセスが困難なジャーナルに掲載されていたり、専門家でない人には理解しにくい言語で書かれていたりする。したがって、これらの誤解を解くために、教師と科学者の間にコミュニケーションの道を開く必要があるのです。

未来はどうなる？

学習中に脳がどのように記憶を保存し、取り出すかについては、いくつかの研究で検証されていますが、まだ分かっていないことがたくさんあります。 学習と脳内の分子や細胞のサインとの間には、どのような関係があるのでしょうか。また、脳の中で知識や情報はどのように整理されているのか、自分の思考プロセスを理解するプロセスであるメタ認知の基礎は何か。

疑似科学や神経神話を助長するような戦略を採用するのではなく、現在の理論や神話を理解し、科学者と教育者の間のコミュニケーションを改善することで、より効果的な教育戦略を開発し、実験ノートを教室での授業に転用することができるかもしれません。
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