Brain hemispheres and education: Left, right, and wrong

tiivistelmä

• split-brain-potilailla tehdyt tutkimukset osoittivat, että kaksi aivopuoliskoa prosessoivat informaatiota eri tavalla
• tämä neurotieteen perustutkimus on käännetty väärin opetukseksi
• huolimatta yleisestä uskomuksesta, ei ole olemassa ”vasen-aivo” tai ”oikea-aivo”-oppijoita
• odottavat opiskelijoiden olevan ”vasen-aivo” tai ”oikea” – Brain ” oppijoilla on mahdollisesti vaarallisia seurauksia
• opettajien odotukset vaikuttavat opiskelijoiden tuloksiin

neurotieteen antama näyttö: vasen ja oikea aivopuolisko

ihmisen aivot koostuvat kahdesta erillisestä aivopuoliskosta: vasemmasta ja oikeasta aivopuoliskosta. Niitä yhdistää massiivinen, noin 200 miljoonan hermosyyn muodostama nippu, jonka nimi on ”corpus callosum 1”. Kuvassa 1 on korpus kallosum (tummennetulla punaisella). Etupuolelta (Kuva 1B)näkyy aivopuoliskojen irtoaminen ja kuinka korpus callosum yhdistää ne keskeltä. Korpus callosum kuljettaa tietoa edestakaisin kahden pallonpuoliskon välillä hyvin nopeasti 1,2. Tämän vuoksi normaalioloissa yhden pallonpuoliskon on lähes mahdotonta käsitellä samaa tietoa, mutta ei toisen. Mutta nokkelista kokeista, jotka on tehty erityisellä osallistujaryhmällä, tiedämme, että molemmat pallonpuoliskot käsittelevät samaa tietoa eri tavoin.

Kuva 1. Corpus callosum (varjostettu punainen), kuten näkyy (A) sivulta ja (B) edestä. Life Science Databases(lsdb)/Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.1 JP

erityinen tutkimusryhmä, joka ensimmäisenä paljasti kahden aivopuoliskon sisäisen toiminnan, oli split-brain-potilaat. Split-aivopotilailla on ollut suuri neurokirurgia, joka on katkaissut aivokurkiaisen. Tämä tehdään lääketieteellisistä syistä, vakavien kohtausten leviämisen pysäyttämiseksi. Nokkela tutkimusrakenne riippui ihmisaivojen vastakkaisesta organisaatiosta. Kontralateraalinen organisaatio tarkoittaa yksinkertaisesti crossover-kuviota. Esimerkiksi oikea aivopuolisko ohjaa liikettä kehon vasemmalla puolella ja vasen aivopuolisko ohjaa liikettä kehon oikealla puolella. Vastaavasti vasemman näkökentän informaatiota (mitä näet vasemmalla, kun katsot suoraan eteenpäin avaruuteen) käsittelee oikea aivopuolisko, ja oikean näkökentän informaatiota käsittelee vasen aivopuolisko. Kuva 2 havainnollistaa tätä jakosuuntaa 3.

kuva 2. Crossover-kuvio siten, että vasemman näkökentän informaatiota käsittelee oikea aivopuolisko (punainen reitti) ja oikean näkökentän informaatiota vasen aivopuolisko (sininen reitti). Vihreä X muistuttaa, että aivokurkiainen katkeaa kahtia jakautuneilla potilailla niin, että aivopuoliskot eivät voi jakaa tietoa. Uusintapainos rightslink: Springer Nature ref 3: lta.

klassisissa kokeissa 4-6 split-aivopotilaat istuivat ruudun edessä. Heitä pyydettiin pitämään silmänsä mustassa pisteessä näytön keskellä. Piste merkitsi vasemman näkökentän (näytön vasemmalla puolella) erottamista oikeasta kuvakentästä (oikealla puolella). Seuraavaksi ruudun toiselle puolelle ilmestyi hyvin lyhyesti sana. Sitten potilaita pyydettiin kertomaan, mitä he näkivät. Asetelma esitetään kuvassa 3. Kun sana ilmestyi näytön oikealle puolelle, tieto lähetettiin vasempaan aivopuoliskoon ja potilaat pystyivät sanomaan sanan, kun heiltä kysyttiin, mitä he olivat nähneet. Mutta kun sana ilmestyi ruudun vasemmalle puolelle, tieto lähetettiin oikealle aivopuoliskolle, eivätkä potilaat kyenneet sanallisesti kertomaan näkemästään. Jos heille kuitenkin annettiin kynä ja heitä pyydettiin piirtämään vasemmalla kädellään näkemänsä (oikean aivopuoliskon ohjaamana, joka oli saanut sanatiedot näytölle), he pystyivät piirtämään sanan merkityksen. Tutkijat olivat havainneet, että aikuisilla vasen aivopuolisko oli erikoistunut puheeseen ja oikea aivopuolisko pystyi tunnistamaan sanoja, mutta ei ilmaisemaan niitä. Voit katsoa videon kokeesta haljenneella aivopotilaalla täällä. Roger Sperry sai vuonna 1981 Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon tästä kiehtovasta tutkimuksesta, joka koski aivopuoliskojen erikoistumista ja ihmisen aivojen toimintaa.

kuva 3. Split-aivopotilailla tehtyjen tutkimusten koesuunnittelu havainnollistaa, että vasen aivopuolisko on erikoistunut puheen artikulointiin. Uusintapainos rightslink: Springer Nature ref 3: lta.

opetusvirhe: ”vasen-aivoisia ”tai” oikea-aivoisia ” oppijoita

kasvattajat ovat usein innostuneita käyttämään neurotieteen tutkimustuloksia opetuksessa 7. Mutta aivotutkimuksen kääntämisen opetuskäytännöksi on oltava tarkkaa ja periaatteellista 8,9. Valitettavasti kahtia jakautuneen aivotutkimuksen kääntäminen opetukseen ei ole ollut kumpaakaan. Sen sijaan siinä on ollut kyse laittomasta väärästä käännöksestä 10. Tämä palkittu tutkimus sekä myöhempi siihen liittyvä tutkimus mm., 11, on vääristynyt niin, että siitä on tullut virheellinen uskomus, että meillä on luokkahuoneissamme ”oikea-aivoisia” ja ”vasen-aivoisia” oppilaita, joita täytyy opettaa eri tavalla. Yli 70% kyselyyn osallistuneista opettajista Yhdistyneessä kuningaskunnassa, Alankomaissa, Turkissa, Kreikassa ja Kiinassa uskoi myyttiin oikea – ja vasen-aivoisista oppijoista 12.

miten tämä tapahtui? Vasemman aivopuoliskon kyky puhua sanaa laajeni analyyttiseen ja loogiseen ajatteluun 13,14. Oikea aivopuolisko kyky piirtää sana laajeni luovaan ja emotionaaliseen käsittelyyn 13,14. Ja jokaisella lapsella oli oletettavasti ”hallitseva” aivopuolisko, joka määritti heidän ajattelutapansa 13,14. Mutta se, että tutkimukset osoittavat, että pallonpuoliskot ovat erikoistuneita 4,6,15, ei merkitse sitä, että jokainen liittyisi erilliseen ajattelutyyliin tai että yksi olisi hallitseva 13,16. Aivopuoliskojen ajatustyylien ja valta-aseman ajatukset eivät perustu tieteeseen 16-18. Tämä ei kuitenkaan pysäyttänyt opetustekniikoiden ja koulutusohjelmien lisääntymistä, joiden tarkoituksena oli ”päästä” joko oppilaidemme vasempaan tai oikeaan aivopuoliskoon 14,19-25.

ei ole olemassa neurotieteellistä tutkimusta, joka osoittaisi, että meidän pitäisi (tai edes voisi) opettaa aivopuoliskot eri tavalla 26. Ei ole mitään tieteellistä syytä käyttää kallisarvoisia, rajallisia opetusvaroja ohjelmiin, joissa esitetään väitteitä jommankumman aivopuoliskon kouluttamisesta. Oivalluksia ”jakautuneista aivoista” sai kourallinen aikuisia potilaita, jotka olivat kärsineet vakavista kohtauksista ja joille tehtiin suuri neurokirurgia 4-6. Tiedämme, että ehjä corpus callosum tyypillisesti kehittyvissä aivoissa yhdistää kaksi aivopuoliskoa niin, että ne käsittelevät informaatiota rinnakkain, omilla tavoillaan, samaan aikaan 1,2,11. Tyypillisessä luokkahuoneessa, jossa on tyypillinen oppilas, on mahdotonta harjoittaa toista aivopuoliskoa eikä toista. Kaikki toiminta luokkahuoneissa liittyy molemmat pallonpuoliskot työskentelevät yhdessä, ilman meidän tarvitsee tehdä mitään erityistä.

the dangerous educational consequences: odotusten voima

vasemman ja oikean aivopuoliskon tapauksessa koulutus on saanut neurotieteen väärälle tolalle. Mutta tässä on kyse muustakin kuin tieteellisestä virheestä, koulun varojen tuhlaamisesta ohjelmiin, joilla ei ole tieteellisiä ansioita, ja ajan tuhlaamisesta, joka voitaisiin käyttää käyttämällä lähestymistapoja, jotka ovat todella tehokkaita 27. Jos tunnet kreikkalaisen myytin Galateasta tai musikaalin My Fair Lady, tunnet Pygmalion-efektin. Koulutuksen yhteydessä Pygmalion-ilmiö raportoitiin ensimmäisen kerran kiistellyssä 28,29 tutkimuksessa. Tässä tutkimuksessa tutkijat kertoivat peruskoulun opettajille kehittävänsä testiä, joka ennustaisi, ketkä oppilaat osoittaisivat odottamatonta kognitiivista kasvua lukuvuoden aikana (tämä oli valhe) 30-32. Opiskelijat tekivät kokeen vuoden alussa. Tutkijat, tarkastelematta tuloksia, satunnaisesti valitsi noin 20% olla ”bloomers”: he kertoivat opettajille, että tulokset heidän testi oli ennustanut, että nämä lapset osoittavat älyllisiä voittoja että vuosi. Kouluvuoden lopussa kaikki lapset tekivät kokeen uudelleen. Testi oli oikeastaan vain tavallinen älykkyystesti. Mitä tutkijat löysivät oli tyrmäävä: lapset, jotka opettajat odotetaan tehdä voittoja todella tehdä suurempia voittoja älykkyysosamäärä vuoden aikana 30-32. Bloomereiksi sattumanvaraisesti Valitut lapset kukkivat, koska tutkijat olivat kertoneet opettajille, että niin kävisi ja siksi opettajat odottivat sitä.

sillä, mitä odotamme opiskelijoiltamme, on merkitystä; tavat, joilla olemme vuorovaikutuksessa opiskelijoiden kanssa, voivat toteuttaa nuo odotukset 33-37. Esimerkiksi opettajat pyrkivät viestimään odotuksistaan käyttäytymällä eri tavoin oppilaita kohtaan, joiden he uskovat olevan enemmän tai vähemmän kyvykkäitä (KS.Taulukko 1) 38,39. Pohjimmiltaan meillä on taipumus antaa opiskelijoille, joiden odotamme olevan kyvykkäämpiä, enemmän mahdollisuuksia syvälliseen ja tarkoituksenmukaiseen oppimiseen. Samaan aikaan, meillä on taipumus shortchange oppimismahdollisuuksia opiskelijoiden uskomme olevan vähemmän kykeneviä. Voimme myös lähettää alitajuisia signaaleja odotuksistamme oppilaillemme esimerkiksi ilmeiden ja lauluäänen avulla 36,40. Kannustavan luokkahuoneilmaston luominen, mukaan lukien laadukkaat opettaja-oppilas-vuorovaikutukset ja vaativat opettajan odotukset, sekä mukaansatempaavien oppimismahdollisuuksien tarjoaminen ovat onnistuneen opetuksen tunnusmerkkejä 41,42.

Taulukko 1. Opettajat viestivät odotuksista käyttäytymällä eri tavalla oppilaita kohtaan, joiden he uskovat olevan enemmän tai vähemmän kyvykkäitä. Uusintapainos valvonnan ja opetussuunnitelman Kehittämisyhdistyksen luvalla, taulukko 6.1, s.72, viite 39.

meillä on joka päivä vaihtelevia, usein alitajuisia odotuksia oppilaita kohtaan luokkahuoneissamme. Osa niistä liittyy osakkeisiin. Esimerkiksi eräässä yhdysvaltalaistutkimuksessa havaittiin, että ei-mustilla julkisen lukion opettajilla oli alhaisemmat akateemiset odotukset 10.luokan mustille oppilailleen kuin mustilla opettajilla, ja samat opiskelijat rankattiin 12 prosenttiyksikköä epätodennäköisemmin suorittamaan yliopistokoulutusta 43. Toisessa Uudessa-Seelannissa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että peruskoulun opettajilla oli alhaisemmat odotukset Maori-oppilaita kohtaan verrattuna muiden etnisten ryhmien 44 oppilaaseen. Se, mitä oppilaista tulee, riippuu osittain siitä, mitä opettajat odottavat heiltä – johtuen oppimismahdollisuuksista ja ympäristöstä, jonka tarjoamme odotuksiimme perustuen 38. Toinen nimi Pygmalion-ilmiölle on itseään toteuttava ennustus.

odottamalla, että jotkut oppilaat ovat ”vasemmistoaivoisia oppijoita” ja ajattelevat enimmäkseen loogisesti ja toiset ”oikeaaivoisia oppijoita” ja ajattelevat enimmäkseen luovasti, rajoitamme kaikkien oppilaiden mahdollisuuksia oppia ja kasvaa. Uskomalla väärin, että on olemassa vasen-aivo tai oikea-aivo-oppijoita, asetamme opiskelijat laatikoihin, jotka voivat keinotekoisesti kaventaa heidän etujaan tai estää heitä kokeilemasta uusia asioita 45. Tämä voisi muokata ja rajoittaa lasten urapolkuja ja elämänvalintoja jo 46-vuotiaasta lähtien. Onneksi interventiot, jotka tekevät opettajat tietoisiksi odotusten vaikutuksista ja niiden taustalla olevista uskomuksista ja käyttäytymisestä, voivat nostaa sekä opettajien odotuksia että opiskelijoiden saavutuksia 36,47,48. Kasvattajina sekä uskomuksemme että odotuksemme on sovitettava yhteen sen kanssa, että kaikki oppilaamme käyttävät kaikkia aivojaan luokkahuoneissamme.

1. Baynes, K. Corpus callosum. In Encyclopedia of the human brain Vol. 2 (ed V. S. Ramachandran) 51-64 (Elsevier Science, 2002).
2. Doron, K. W., Bassett, D. S. & Gazzaniga, M. S. dynamic network structure of interhemispheric coordination. Proceedings of the National Academy of Sciences 109, 18661-18668, doi: 10.1073 / pnas.1216402109 (2012).
3. Wolman, D. A tale of two halfes. Nature 483, 260-263, doi: 10.1038 / 483260a (2012).
4. Gazzaniga, M. S. ihmisen jakautuneet aivot. Sci. On. 217, 24-29, doi:10.1038/scientificamerican0867-24 (1967).
5. Sperry, R. W. suuri aivokomissaari. Sci. On. 210, 42-53, doi:10.1038/scientificamerican0164-42 (1964).
6. Sperry, R. W. Hemisphere deconnection and unity in conscious awareness. On. Psychol. 23, 723-733, doi:10.1037/h0026839 (1968).
7. Pickering, S. J. & Howard-Jones, P. Educators ’ views on the role of neuroscience in education: findings from a study of UK and international perspectives. Mieli, aivot ja koulutus 1, 109-113, doi: 10.1111 / j.1751-228x. 2007. 00011.x (2007).
8. Ansari, D. & Coch, D. Bridges over troubled waters: education and cognitive neuroscience. Trends in Cognitive Sciences 10, 146-151, doi: 10.1016/J.tics.2006.02.007 (2006).
9. Donoghue, G. M. & Horvarth, J. C. Translating neuroscience, psychology and education: an abstracted conceptual framework for the learning sciences. Vakuuttava koulutus 3, 1267422, doi:10.1080/2331186x.2016.1267422 (2016).
10. Lindell, A. K. & Kidd, E. miksi oikeaoppinen opetus on puolivillaista: kritiikki neurotieteen virheellisestä soveltamisesta koulutukseen. Mind, Brain, and Education 5, 121-127, doi: 10.1111 / j.1751-228x. 2011. 01120.x (2011).
11. Tzourio-Mazoyer, N. & Seghier, M. L. aivopuoliskon erikoistumisen neuraalipohjat. Neuropsychologia 93, 319-324, doi: 10.1016 / J.neuropsychologia.2016.10.010 (2016).
12. Howard-Jones, P. A. Neuroscience and education: myths and messages. Nature Reviews Neuroscience 15, 817-824, doi:10.1038/nrn3817 (2014).
13. OECD. Aivojen ymmärtäminen: oppimisen tieteen synty. (Taloudellisen yhteistyön ja kehityksen järjestö, 2007).
14. Sousa, D. A. miten aivot oppivat. 3rd edn, (Corwin Press, 2006).
15. Cai, Q., Van der Haegen, L. & Brysbaert, M. täydentävä puolipallon erikoistuminen kielentuotantoon ja visuospatial attention. Proceeding of the National Academy of Sciences 110, E322-E330, doi: 10.1073 / pnas.1212956110 (2013).
16. Beaumont, J. G., Young, A. W. & McManus, I. C. Hemisphericity: a critical review. Cognitive Neuropsychology 1, 191-212, doi: 10.1080 / 02643298408252022 (1984).
17. Corballis, M. C. Lateraalisuus ja myytti. On. Psychol. 35, 284-295, doi: 10.1037 / 0003-066X.35.3.284 (1980).
18. Nielsen, J. A., Zielinski, B. A., Ferguson, M. A., Lainhart, J. E. & Anderson, J. S. an evaluation of the left-brain vs. right-brain hypothesis with resting state functional connectivity magnetic resonance imaging. PLoS ONE 8, e71275, doi: 10.1371 / lehti.pone.0071275 (2013).
19. Allen, K.-A. & van der Zwan, R. the myth of left-vs right-brain learning. International Journal of Innovation, Creativity and Change 5, 189-200 (2019).
20. Farmer, L. S. J. Vasen, oikea, koko aivot. Koulukirjaston Mediatoiminta Kuukausittain 21, 27-28, 37 (2004).
21. Gallagher, S. H. Left-brained vs. right-brined: which is best for learning? Kansallinen opetus & Oppimisfoorumi 14, doi:10.1002/ntlf.10080 (2005).
22. keittiöt, A. N., Barber, W. D. & Barber, D. B. Left brain/right brain theory: implications for developmental math instruction. Review of Research in Developmental Education 8 (1991).
23. Lord, T. R. A Please for right brain use. Journal of College Science Teaching 14, 100-102 (1984).
24. Sonnier, I. & Kemp, J. B. opettavat vasenta aivoa ja vain vasen aivot oppivat-opettavat oikeaa aivoa ja molemmat aivot oppivat. Southern Journal of Educational Research 14, 63- (1980).
25. Steinley, G. Left brain/right brain: more of the same? Language Arts 60, 459-462 (1983).
26. Alferink, L. A. & Farmer-Dougan, V. Brain-(not) based education: dangers of misundination and misapplication of neuroscience research. Poikkeus 18, 42-52, doi: 10.1080 / 09362830903462573 (2010).
27. Riener, C. & Willingham, D. oppimistyylien myytti. Muutos 42, 32-35, doi: 10.1080 / 00091383.2010.503139 (2010).
28. Thorndike, R. L. Arvosteli teoksen(s): Pygmalion in the classroom, kirjoittanut Robert Rosenthal ja Lenore Jacobsen. American Educational Research Journal 5, 708-711, doi:10.2307/1162010 (1968).
29. Raudenbush, S. W. opettajan odoteen suuruus vaikutukset oppilaan älykkyysosamäärään odotusinduktion uskottavuuden funktiona: synteesi 18 kokeen tuloksista. J. Educis. Psychol. 76, 85-97, doi:10.1037/0022-0663.76.1.85 (1984).
30. Rosenthal, R. & Jacobson, L. Pygmalion luokkahuoneessa. (Crown House Publishing Limited, 1992).
31. Rosenthal, R. & Jacobsen, L. F. opettajan odotukset vähäosaisille. Sci. On. 218, 19-23, doi: 10.1038/scientificamerican0468-19 (1968).
32. Rosenthal, R. & Jacobsen, L. Pygmalion luokkahuoneessa. Urban Review 3, 16-20, doi: 10.1007/BF02322211 (1968).
33. Good, T. L. Teacher expectations and student perceptions: a decade of research. Koulutusjohtajuus28, 415-422 (1981).
34. Johnston, O., Wildy, H. & Shand, J. a decade of teacher expectations research 2008-2018: historialliset perusteet, uusi kehitys ja tulevaisuuden polut. Australian Journal of Education 63, 44-73, doi: 10.1177 / 0004944118824420 (2019).
35. Rosenthal, R. & Rubin, D. B. Interpersonal expectate effects: The first 345 studies. Behavioral and Brain Sciences 1, 377-415, doi:10.1017/S0140525X00075506 (1978).
36. Rubie-Davies, C. M., Peterson, E. R., Sibley, C. G. & Rosenthal, R. A teacher expectation intervention: modelling the practices of high expectation teachers. Halpamainen. Valistus. Psychol. 40, 72-85, doi: 10.1016 / j. cedpsych.2014.03.003 (2015).
37. Weinstein, R. S. Pygmalion at 50: valjastetaan sen voima ja soveltaminen koulunkäyntiin. Koulutusalan tutkimus ja arviointi 24, 346-365, doi:10.1080/13803611.2018.1550842 (2018).
38. Good, T. L. Two decade of research on teacher expectations: findings and future directions. Journal of Teacher Education 38, 32-47, doi: 10.1177 / 002248718703800406 (1987).
39. Good, T. L. & Weinstein, R. S. Teacher expectations: a framework for exploring classrooms. Teoksessa Improving teaching (1986 ASCD Yearbook) (ed K. Zumwalt) 63-85 (valvonnan ja opetussuunnitelman kehittämisen yhdistys, 1986).
40. Babad, E., Bernieri, F. & Rosenthal, R. When less information is more informative: diagnosing teacher expectations from brief samples of behaviour. Br. J. Educis. Psychol. 59, 281-295, doi:10.1111/j.2044-8279.1989.tb03103.x (1989).
41. Brophy, J. Teaching. Koulutuskäytännöt Sarja-1. (International Bureau of Education,
42. International Academy of Education, Geneve, Sveitsi, 2000).
43. Coe, R., Aloisi, C., Higgins, S. & Major, L. E. What makes great teaching? Katsaus taustalla olevaan tutkimukseen. (Sutton Trust, Lontoo, Iso-Britannia, 2014).
44. Gershenson, S., Holt, S. B. & Papageorge, N. W. Who believes in me? Oppilaan ja opettajan demografisen yhteensopivuuden vaikutus opettajien odotuksiin. Economics of Education Review 52, 209-224, doi: 10.1016 / J.econedurev.2016.03.002 (2016).
45. Rubie-Davies, C., Hattie, J. & Hamilton, R. odottaa parasta opiskelijoille: opettajien odotukset ja akateemiset tulokset. Br. J. Educis. Psychol. 76, 429-444, doi:10.1348/000709905X53589 (2006).
46. Newton, P. M. Oppimistyylimyytti kukoistaa korkeakoulutuksessa. Frontiers in Psychology 6, 1-5, doi: 10.3389/fpsyg.2015.01908 (2015).
47. Chambers, N., Kashefpakdel, E. T., Rehill, J. & Percy, C. Drawing the future. (Education and Employers, Lontoo, Iso-Britannia, 2018).
48. de Boer, H., Timmermans, A. C. & van der Werf, M. P. C. the effects of teacher expectation interventions on teachers’ expectations and student achievement: narrative review and meta-analysis. Koulutusalan tutkimus ja arviointi 24, 180-200, doi:10.1080/13803611.2018.1550834 (2018).
49. Rubie-Davies, C. & Rosenthal, R. Interventing in teachers ’ expectations: a random effects meta-analytic approach to examining the effectiveness of an intervention. Oppiminen ja yksilölliset erot 50, 83-92, doi: 10.1016 / J. lindif.2016.07.014 (2016).