Un nuevo estudio muestra que partes del cerebro que no se asocian tradicionalmente con el aprendizaje de la ciencia se activan cuando las personas se enfrentan a la resolución de problemas de física.
Los investigadores, dirigidos por Eric Brewe, PhD, profesor asociado en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Drexel, dicen que esto muestra que la actividad del cerebro puede modificarse mediante diferentes formas de instrucción.
Utilizando fMRI imágenes de resonancia magnética funcional para medir el flujo sanguíneo en el cerebro, los investigadores buscaron mapear qué áreas se activan al completar una tarea de razonamiento físico, tanto antes de un curso sobre los conceptos como después.
"Los procesos neurobiológicos que sustentan el aprendizaje son complejos y no siempre están directamente relacionados con lo que creemos que significa aprender", dijo Brewe sobre los hallazgos, que se publicaron en Fronteras en las TIC .
Más de 50 estudiantes voluntarios participaron en el estudio en el que se les enseñó un curso de física que utilizó "Instrucción de modelado", un estilo de enseñanza que alienta a los estudiantes a ser participantes activos en su aprendizaje.
Antes de participar en la clase, los estudiantes respondieron preguntas de una versión resumida del Inventario del Concepto de Fuerza mientras se sometían a fMRI. El Inventario del Concepto de Fuerza es una prueba que evalúa el conocimiento de los conceptos de física que se enseñan comúnmente en las primeras clases de física de la universidad.
Después de que los estudiantes voluntarios completaron su curso de física, nuevamente tomaron el Inventario del Concepto de Fuerza, una vez más monitoreado por fMRI.
En las exploraciones previas a la instrucción, partes del cerebro asociadas con la atención, la memoria de trabajo y la resolución de problemas, la corteza prefrontal lateral y la corteza parietal, a veces llamada "red ejecutiva central" del cerebro, mostraron actividad.
"Una de las claves parecía ser un área del cerebro, la corteza prefrontal lateral dorsal, que genera simulaciones mentales", dijo Brewe. "Esto sugiere que aprender física es un proceso imaginativo, que no suele ser la forma en que las personas piensaneso."
Después de que los sujetos completaron su clase, la comparación de los escaneos antes y después del aprendizaje reveló una mayor actividad en los polos frontales, lo que era de esperar ya que se han relacionado con el aprendizaje. Pero hubo otra área que también se convirtió enactivo: la corteza cingulada posterior, que está vinculada a la memoria episódica y al pensamiento autorreferencial.
"Estos cambios en la actividad cerebral pueden estar relacionados con cambios de comportamiento más complejos en la forma en que los estudiantes razonan a través de preguntas de física posteriores a la instrucción previa", escribieron Brewe y sus coautores sobre el estudio ". Estos podrían incluir cambios en la estrategiao un mayor acceso al conocimiento de la física y a los recursos para resolver problemas "
Uno de los objetivos del estudio fue explorar más a fondo cómo la forma de enseñanza utilizada, la Instrucción de modelado, alienta a los estudiantes a usar sus propios modelos mentales para comprender nuevos conceptos.
"La idea de los modelos mentales es algo de lo que las personas que investigan el aprendizaje adoran hablar, pero no tienen evidencia de lo que está sucediendo dentro de los cerebros aparte de lo que la gente dice o hace", dijo Brewe. "En realidad estamos buscando evidencia dedentro del cerebro "
Como tal, Brewe y sus colegas investigadores creen que su estudio proporciona una buena visión de lo que podría ser típico cuando estos "modelos mentales" se afianzan.
¿Pero por qué la física? ¿Qué hace que este sea el tema ideal para estudiar el modelado mental en el cerebro?
Brewe dijo que se han realizado algunas investigaciones sobre las redes cerebrales asociadas con el aprendizaje de las matemáticas y la lectura. Pero el modelado mental se presta especialmente a la física, que no ha recibido tanta atención.
"La física es un muy buen lugar para comprender el aprendizaje por dos razones", dijo Brewe. "Primero, trata de cosas con las que las personas tienen experiencia directa, haciendo que el aprendizaje formal en el aula y la comprensión informal sean relevantes y algunas veces alineadas, y algunas vecescontrastado "
"En segundo lugar, la física se basa en las leyes, por lo que existen absolutos que rigen la forma en que funciona el cuerpo", finalizó Brewe.
En el futuro, Brewe está entusiasmado con lo que este estudio abre en su búsqueda para mejorar el aprendizaje de la física en los Estados Unidos y más allá.
"Me gustaría hacer un seguimiento de la cuestión de las simulaciones mentales en física, para ver dónde aparece en diferentes niveles de aprendizaje de física y con diferentes poblaciones", dijo. "Pero todo este estudio abre muchas áreas nuevas deinvestigaciones y estoy muy entusiasmado con cómo se desarrollará ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Drexel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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