華東師大發布基於腦間活動同步性的最新研究成果

2021-01-10 上海新聞網

  中新網上海新聞3月14日電  人類的學習通常來自與他人的互動過程中,隨著以計算機為媒介的網絡教學模式的興起,傳統的面對面課堂教學模式受到了前所未有的挑戰。

  有研究顯示,相比於網絡課程,在面對面的教學模式下,師生可以通過言語或非言語的方式傳遞和反饋信息,這種實時的師生互動有助於學生對新知識的理解和吸收。教學過程中學生通過與老師進行互動,能夠將已有的先驗知識和新知識點建立聯繫,以往研究表明,當教學內容基於學生的先驗知識時,能夠加快學生的學習進程,提升學習效率。

  由此可見,學生的先驗知識狀態和教學模式均會影響最終的教學效果,目前尚不清楚這兩個因素是如何相互作用影響教學效果的,且其神經機制尚不清楚。近年來,超掃描(hyperscanning)技術已被廣泛探討諸如人類合作行為、複雜決策行為等多個涉及人際互動領域,一致發現腦間活動同步性能夠作為衡量人際互動行為的穩定的神經標記物。

  華東師大心理與認知科學學院李先春教授課題組採用基於近紅外成像的超掃描技術,以師生腦間活動同步性為切入點,探究不同教學模式和學生知識狀態對於教學效果的影響。研究招募了21對被試,一人為「教師」,一人為「學生」。每一對被試需要在面對面(FTF)或者以計算機為媒介(CMC)的教學情境下,先後完成有先驗知識(概率論)和無先驗知識(期權理論)兩種教學材料的教學。在教學完成後,對學生進行考核,檢測教學效果。為保證教師教學方式的一致性,所有教師在實驗前接受統一培訓並且試講達到既定標準後方能參與正式實驗。在教學過程中,使用功能性近紅外光譜技術(fNIRS)同時觀測記錄老師和學生在額葉與顳-頂聯合區大腦活動變化情況,計算腦間活動同步性。

  首先行為學結果表明,教學模式和學生有無先驗知識對學生成績具有交互作用,且僅在面對面教學且有先驗知識的情境下,師生感知到的互動水平與學生的測驗成績呈正相關。研究還發現,在面對面教學且有先驗知識的教學情境下,左側前額葉的腦間活動同步性(INS)顯著增強,並與師生感知到的互動水平與學生的測驗成績分別呈正相關。進一步分析顯示,INS在感知到的師生互動對教學效果的影響中起中介作用。另外,對INS在時間進程上動態變化的分析顯示,左側前額葉的INS在教學早期可以對有先驗知識下FTF和CMC這兩種教學模式加以區分的同時,也能預測學生的學習成績。左側前額葉涉及心理理論與自我-他人信息的整合,該腦區的腦間活動同步性反映了面對面有先驗知識的教學情境下師生間相似的認知過程。以上研究結果一方面為腦間活動同步性作為師生教學互動的神經標記提供了更充足的證據,另一方面,也提示我們腦間同步性作為動態評估教學質量客觀神經指標的可能性。

  目前,研究論文已在國際著名影像學期刊《NeuroImage》上在線發表。華東師大博士生劉潔瓊與碩士生張如倩為共同第一作者,李先春教授為通訊作者。近年來,李先春教授課題組基於近紅外和腦電的超掃描技術,考察人際互動(如師-生互動,謊言識別與社會規範遵從等)過程中的腦間活動同步變化情況,從而探討高級社會認知過程的腦機制,並試圖尋找這些活動的客觀標記物,為進一步提升或改善人類社會功能提供科學依據。


註:請在轉載文章內容時務必註明出處!   編輯:陳靜

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