Mózg idzie do szkoły

Zdaniem wielu badaczy mózgu obecne problemy z edukacją wynikają z ignorowania mechanizmów uczenia się. Wiele osób sądzi, że uczniowie uczą się głównie w szkole, słuchając nauczyciela, czytając teksty z podręczników lub uzupełniając zeszyty ćwiczeń. Nic bardziej mylnego!

Ludzki mózg uczy się cały czas, ale robi to zupełnie inaczej, niż oczekują tego szkoły. Nie jest narządem przystosowanym do reprodukowania informacji, ale do ich przetwarzania i do formułowania ogólnych reguł. Zmuszony do mechanicznej memoryzacji pracuje nieefektywnie i niechętnie. Aby skutecznie się uczyć, potrzebuje wielu przykładów. Dopiero gdy robi to, do czego został stworzony, w pełni uwalnia swój potencjał. Co ciekawe, uczniowie najintensywniej uczą się wtedy, gdy robią to nieświadomie lub w ogóle o tym zapominają. Dzieje się tak, gdy temat budzi fascynację, gdy osoba ucząca się wchodzi w rolę odkrywcy lub eksperymentatora, który może samodzielnie stawiać i sprawdzać hipotezy badawcze. Lekcja, na której nauczyciel podaje informacje, a uczniowie mają je reprodukować, odbierana jest zupełnie inaczej niż zajęcia, w trakcie których odkrywa się rządzące światem reguły i szuka odpowiedzi na intrygujące pytania. W mózgu ucznia-słuchacza aktywne są  inne struktury neuronalne niż w mózgu ucznia-eksperymentatora.

Neurony na start

To właśnie budzące ciekawość pytania wprowadzają uczniów w stan gotowości do nauki i prowadzą do uwalniania neuroprzekaźników, bez których proces uczenia się nie jest możliwy. Zdaniem niemieckiego badacza mózgu prof. Manfreda Spitzera wszystko, co już wyjaśnione, jest dla mózgu mało atrakcyjne, nie porusza wyobraźni i nie przyciąga uwagi. Inaczej rzecz się ma z zagadnieniami, które trzeba zbadać lub wyjaśnić. To one inicjują proces intensywnej nauki, bo wprowadzają neurony w stan gotowości do pracy i pozwalają na pełne zaangażowanie. Znając tę właściwość mózgu, łatwo zrozumieć, dlaczego zmotywowane do nauki i pełne chęci do pracy dzieci właśnie w szkole tak szybko tracą zapał. Wiele wskazuje też na to, że reprodukowanie podanych informacji jest zbyt proste, i co za tym idzie zbyt nudne, i w związku z tym nie inicjuje procesu uczenia się. 

Aby się rozwijać, młode mózgi potrzebują wciąż nowych wyzwań, tzn. odpowiednich zadań. Ich tworzenie lub dobór nie jest sprawą prostą. Po pierwsze nie mogą być ani zbyt trudne, ani zbyt łatwe, po drugie muszą być na tyle intrygujące, by mózg uznał, że warto zaangażować się w ich rozwiązanie. Nauczyciele powinni pamiętać, że wszystko, co typowe, banalne, przewidywalne czy już wyjaśnione, nie uaktywnia tzw. detektora nowości i znaczenia.

Autorzy podręcznikowych zadań nie zwracają szczególnej uwagi na typ narracji, a dla mózgu jest to sprawa kluczowa. Jeśli uczniowie nie wynoszą z lekcji matematyki przekonania o przydatności matematyki, to ich neurony nie uwalniają niezbędnych neuroprzekaźników. Zanim mózg podejmie trud nauki, zawsze „pyta” o sens i przydatność, kierując się przy tym własnymi, subiektywnymi kryteriami. Decyzje te przebiegają poza naszą świadomością. Gdy neurony nie znajdują żadnych przekonujących argumentów na rzecz uczenia się, nie angażują swojego potencjału.

Słowa to zbyt mało

Każdy z nas ma w mózgu około 100 miliardów wyspecjalizowanych neuronów. Jedne grupy kodują miejsca, inne są odpowiedzialne za planowanie ruchów, jeszcze inne za ich wykonywanie. Inne struktury neuronalne uaktywniają się, gdy sami gramy w piłkę nożną, inne – gdy obserwujemy mecz na ekranie telewizora, a jeszcze inne, gdy czytamy relację z rozgrywki w gazecie. To wydaje się oczywiste, jednak nasze szkoły funkcjonują tak, jakby poznawanie świata z „drugiej ręki” było jedyną możliwą formą nauki.

W dzisiejszym systemie edukacyjnym uczniowie poznają świat głównie poprzez kanał werbalny. Nietrudno sobie wyobrazić, że inne struktury aktywne są podczas czytania definicji azymutu, a inne, gdy dziecko z kompasem w ręku idzie na azymut. Słuchanie lub czytanie jest dla mózgu czymś innym niż obserwacja, dotykanie czy konstruowanie. Nawet najlepsza definicja lub opis nie zastąpi własnego doświadczenia aktywizującego różne zmysły. Co nie mniej ważne, tylko ucząc się przez doświadczanie, można obserwować zachodzące procesy w określonym kontekście sytuacyjnym. Ów kontekst odgrywa kluczową rolę, bo pokazuje związki między pojęciami i eliminuje ryzyko błędnego ich rozumienia. Sprawdzając, jak magnes działa na różne materiały, uczniowie doświadczają, czym jest magnetyzm. Ograniczając się do przeczytania definicji, mogą nie zrozumieć nowego pojęcia lub zrozumieć je źle. Problemy z przedmiotami ścisłymi są dowodem na to, że wielu uczniów nie rozumie omawianych na nich treści. Nie ma w tym nic dziwnego, czysto werbalny przekaz okraszony nielicznymi ilustracjami jest dla mózgu najtrudniejszą formą poznawania świata. Neurony mogą przetwarzać tylko te informacje, którym potrafią nadać znaczenie. Operowanie czystymi abstrakcjami bez pomocy konkretów proces ten wydatnie utrudnia.

Abstrakcja to za mało

Gdy w 1953 roku Francis Crick i James Watson pracowali nad rozwiązaniem zagadki DNA, w swoim laboratorium stworzyli konstrukcję z drutów i metalowych blaszek. Na biurku Watsona przez półtora roku powstawały kolejne wersje rusztowania zbudowanego z blaszek odpowiadających czterem nukleotydom tworzącym kwas nukleinowy. Choć obaj badacze wiedzieli, że do budowy swojego modelu powinni użyć tyle samo adeniny co tyminy, jak również cytozyny i guaniny, na właściwy kształt helisy wpadli dopiero po obejrzeniu zdjęcia rentgenowskiego wykonanego przez Rosalind Franklin. Droga do zrozumienia struktury DNA wiodła przez operowanie konkretami, tworzenie modeli, kolejne próby łączenia znanych już elementów i niekończące się dyskusje. Zanim badaczom udało się znaleźć poprawną formułę, długo błądzili i popełnili wiele błędów. Choć odkrywcy struktury DNA to bez wątpienia genialni naukowcy, tworząc model helisy musieli wspierać się konkretami. Ucząc się w szkole o tym, co odkryli Crick i Watson, uczniowie dostają tylko teksty z dużą liczbą trudnych, abstrakcyjnych pojęć i kilka dołączonych do nich ilustracji. Dowiadują się, co już odkryto i mają sobie tę wiedzę przyswoić. Nie jest to dla ich mózgów atrakcyjne zadanie. Znacznie silniej pobudziłyby je do pracy informacje o tym, co jeszcze wymaga wyjaśnienia i jakie problemy czekają na rozwiązanie.

Łatwo sobie wyobrazić, że lekcja poświęcona strukturze DNA mogłaby wyglądać zupełnie inaczej. Uczniowie dostaliby kolorowe elementy odpowiadające czterem kwasom nukleinowym i składaliby z nich model helisy. Dzięki temu mogliby pójść drogą Cricka i Watsona i zobaczyć, jak trudne było to, czego dokonali. Do takich zestawów można by dołączyć listę podpowiedzi ułatwiających tworzenie modelu.

Wrażenia i emocje

Przytoczona historia odkrycia struktury podwójnej helisy kwasu DNA może być przykładem rywalizacji między dwoma zespołami. Crick i Watson pracowali w Cambridge, a Maurice Wilkinson z Rosalind Franklin próbowali rozwikłać zagadkę DNA w swoim laboratorium w Londynie. Każdy chciał być pierwszy, każdy podchodził do swojej pracy z zaangażowaniem, któremu towarzyszyły ogromne emocje. W podręcznikach nie ma po nich śladu. Uczniowie dostają opis i ilustrację skręconej podwójnej helisy. Podane zostają specjalistyczne pojęcia, fakty i dane, nie ma ludzkich historii, nie ma emocji. Zamiast soczystych, aromatycznych potraw uczniom serwuje się suche trociny. Aby dokonać swoich odkryć, najtęższe umysły potrzebowały konkretów i manipulowania nimi, uczniom w szkole – i tym najlepszym, i tym słabszym – ma wystarczyć abstrakcyjny koncentrat złożony ze słów i ilustracji. Czy łatwo zrozumieć takie pojęcia, jak nukleotydy, komplementarność czy rybozymy? Czy czytając, że transkrypcja to przepisywanie informacji na nić RNA, uczniowie naprawdę dowiedzą się, na czym polega ten proces? Czy można oczekiwać, że same słowa wystarczą do zrozumienia tak trudnych zagadnień? Badacze mózgu podkreślają, że warunkiem powstania prawidłowych reprezentacji w sieci neuronalnej jest zrozumienie omawianych pojęć, a to wymaga aktywnego operowania nimi. Oznacza to, że uczniowie muszą mieć w szkole czas na przetwarzanie podanych informacji, muszą używać ich w wielu różnych kontekstach. Samo wysłuchanie wykładu i przeczytanie tekstu w podręczniku są dalece niewystarczające, by w sieci neuronalnej mogły zajść konieczne zmiany.

Nawet najwybitniejsi badacze mają do dyspozycji konkrety, obserwują realne zjawiska, przeprowadzają eksperymenty. Czy powinniśmy wierzyć, że uczniom wystarczą słowa i abstrakcje? Gdy Watsona pytano o helisę, odpowiadał, że jest piękna. Gdyby w szkolnych podręcznikach zostało coś z tych fascynacji, podczas czytania tekstów w uczniowskich mózgach aktywne byłyby inne struktury neuronalne. Dziś wiemy już, że emocje to markery pamięci, dlatego tak trudno zrozumieć, dlaczego wciąż jeszcze wiedza w szkole przekazywana jest w najtrudniejszej dla mózgu formie.

dr Marzena Żylińska
Zajmuje się metodyką i neuropedagogiką, ma doktorat z dydaktyki języków obcych. Pracuje jako wykładowca w Nauczycielskim Kolegium Języków Obcych w Toruniu oraz w Dolnośląskiej Szkole Wyższej we Wrocławiu. Propaguje twórcze wykorzystanie nowych technologii w nauczaniu. Współorganizowała europejski projekt „Zmieniająca się szkoła”. Jest autorką materiałów dydaktycznych wykorzystujących wnioski płynące z badań nad mózgiem oraz książek „Postkomunikatywna dydaktyka języków obcych w dobie technologii informacyjnych”(Warszawa 2007) i „Neurodydaktyka. Nauczanie i uczenie się przyjazne mózgowi”. Prowadzi blog „Neurodydaktyka, czyli neurony w szkolnej ławce”.

data publikacji: 8 września 2014