学生学习物理后大脑的新区域变得活跃

一项新的研究表明，当人们面对解决物理问题时，传统上与​​学习科学无关的部分大脑会变得活跃。

由德雷克塞尔大学艺术与科学学院副教授埃里克·布鲁尔(Eric Brewe)博士领导的研究人员说，这表明大脑的活动可以通过不同形式的指导来改变。

研究人员使用功能磁共振成像(fMRI)来测量大脑中的血流，研究人员希望绘制出完成物理推理任务时活跃的区域的图，无论是在学习概念之前还是之后。“支撑学习的神经生物学过程是布鲁尔说：“这些发现非常复杂，而且并不总是与我们认为学习的意义直接相关。”

超过50名志愿学生参加了这项研究，在该研究中，他们接受了一个物理课程，该课程利用了“建模指导”，这是一种鼓励学生积极参与学习的教学方式。

在参加课程之前，学生在接受功能磁共振成像时回答了精简版《部队概念清单》中的问题。力概念清单是一项评估早期大学物理课程中通常讲授的物理概念知识的测试。志愿者学生完成物理课程后，他们再次进行了力概念清单，再次由fMRI进行监控。大脑中与注意力，工作记忆和问题解决相关的部分-前额叶外侧皮层和顶叶皮层，有时也称为大脑的“中央执行网络”-显示活动。“其中一个关键似乎是大脑区域，背面外侧前额叶皮层，可以产生心理模拟。”布鲁尔说。“这表明学习物理学是一个富有想象力的过程，

受试者完成课程后，对学习前后扫描的比较显示，额叶的活动增加，这是可以预期的，因为他们已经与学习联系在一起了。但是还有一个领域也变得活跃起来：扣带回后部皮层，与情节性记忆和自我指称思维联系在一起。

布鲁尔和他的合著者写道：“这些大脑活动的变化可能与更复杂的行为变化有关，即学生如何通过与预教学有关的物理问题来推理。”“这些可能包括战略上的转变或对物理知识和解决问题资源的更多访问。”

该研究的目的之一是进一步探索所使用的教学形式“建模指导”如何鼓励学生使用自己的心理模型来理解新概念。

布鲁尔说：“心理模型的想法是那些研究学习的人们喜欢谈论的东西，但是除了人们所说或所做的之外，没有任何证据证明大脑内部正在发生什么。”“我们实际上是在从大脑内部寻找证据。”

因此，布鲁尔和他的同事们认为，他们的研究很好地了解了当这些“心理模型”扎根时可能具有的典型意义。

但是为什么要物理学呢?是什么使它成为研究大脑心理模型的理想学科?

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