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“脑回路”大揭秘!澳门金莎游戏网站发布多项脑研究新成果


发布时间:2020-03-19

  澳门金莎游戏网站心理与认知科学院的胡谊教授及其团队,采用基于功能性近红外光成像(functional near infrared spectroscopy, fNIRS)的大脑超扫描技术,对教学材料所引发的学生偏好,教师呈现材料的方法,以及师生之间的大脑同步,进行深入研究。

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  目前,在线教育是大中小学校的主要教学活动形式。学生喜欢怎样的线上材料?为什么有些线上材料更能吸引学生?教师该怎样呈现教学材料?为此,研究团队制作了12段视频。视频内容是由同一位小提琴手演奏的世界名曲。

  在演奏过程中,研究者用近红外仪器,记录了小提琴手(示范者)的大脑活动,同时进行了录像;然后,将这些录好的视频,播放给学生;学生在观看这些视频材料时,研究者也记录了他们的大脑活动。视频观摩之后,研究者评估了学生对这些视频材料的喜好程度,并计算了学生-示范者之间的脑间同步这一指标。

视频制作与播放时的大脑活动记录

  结果发现,对视频材料的偏爱与学生-示范者之间的左侧颞叶脑间同步有关;相比前期,这种相关性在观看后期更强;脑同步可区别,甚至预测学生对视频材料的偏好程度。这些实验结果表明:一个视频材料之所以受学生喜欢,是因为这个材料更容易导致学生-示范者的大脑同步;学生较早感兴趣于视频材料所呈现的内容,则可预测接下来的视频内容;一旦预期得到验证,就给人带来一种愉悦感。(图2)也就是说,好听、好看的视频材料,其原因是众多观众与示范者的“不谋而合”与“大脑共鸣”。

学生-示范者之间大脑同步发生的脑区,以及该脑同步与视频材料偏好的相关

  此外,研究团队还原了具有高生态效度的师生互动教学场景,教师面对面地向学生教授知识(心理学领域);设计了两类教学方式:一类是教师逐步提供难度渐进的问题,引导学生自己解决问题,这称为支架式教学;另一类是教师提供一些信息,诠释重要的术语、概念和原理,这被称为解释性教学。在两类教学活动中,研究者也采用近红外脑成像技术,全程同步采集师生两个人的大脑活动。

  结果发现,师生间大脑活动在教学过程中趋向同步;这种师生脑同步依赖于教师使用的教学策略;这就是,当教师采用支架式教学时,其与学生的脑同步,比解释性教学时更强;这种增强的师生脑同步,可预测学生的学习表现(图3)。

  为了厘清师生脑同步和具体教学行为之间的关系,研究者用视频编码技术,发现了师生脑同步的增强与教师采用的支架行为有关(如询问引导性问题,提供暗示等);但是,当教师执行解释行为(如提供定义或澄清概念等)时,师生脑同步则比较弱。基于这些结果,研究建议:教师在教学活动中,除了要进行必要的概念解释外,可以提出一些由易到难的问题,帮助学生思考所学内容及其关系;这些问题因人而异时,效果最好。

教学策略调节师生脑同步及脑-行为相关

  团队两篇论文同时发表在国际著名神经影像期刊《Neuroimage》;第一作者分别为博士生侯莹莹和潘亚峰(现为瑞典卡罗琳斯卡研究院博士后),这是澳门金莎游戏网站近红外超扫描研究团队着力“心理学、教育学和脑科学”的交叉学科研究成果。

团队将继续拓展近红外超扫描的研究领域(教育、管理、咨询、健康等),更扎实、更高水平地推进校内、校外、国际的合作,成为以“脑际认知”为特色、能引领国际学术前沿的心理学科学研究中心。



已发表的相关论文:

1. Pan, Y., Dikker, S., Goldstein, P., Zhu, Y., Yang, C. *, & Hu, Y*. (2020). Instructor-learner brain coupling discriminates between instructional approaches and predicts learning. NeuroImage, 211: 116657.

2. Hou, Y., Song, B., Hu, Y., Pan, Y., & Hu, Y*. (2020). The averaged inter-brain coherence between the audience and a violinist predicts the popularity of violin performance.NeuroImage, 211: 116655.

3. Lu, K., Xue, H., Nozawa, T., & Hao, N.* (2019). Cooperation makes a group be more creative.Cerebral Cortex, 29, 3457-3470.

4. Wang, X., He, Y., Lu, K., Deng, C., Qiao, X., & Hao, N.* (2019). How does the embodied metaphor affect creative thinking?NeuroImage, 202: 116114.

5. Wang, C., Zhang, T., Shan, Z., Liu, J., Yuan, D., & Li, X. * (2019). Dynamic interpersonal neural synchronization underlying pain-induced cooperation in females. Human Brain Mapping, 40, 3222-3232.

6. Liu, J., Zhang, R., Geng, B., Zhang, T., Yuan, D., Otani, S., & Li, X. * (2019). Interplay between prior knowledge and communication mode on teaching effectiveness: Interpersonal neural synchronization as a neural marker.NeuroImage, 193, 93-102.

7. Lu, K., & Hao, N.* (2019). When do we fall in neural synchrony with others?Social Cognitive and Affective Neuroscience, 14,253-261.

8. Lu, K., Qiao, X., & Hao, N.* (2019). Praising or keeping silent on partner's ideas: Leading brainstorming in particular ways.Neuropsychologia,124, 19-30. 

9. Xue, H., Lu, K., & Hao, N.* (2018). Cooperation makes two less-creative individuals turn into a highly-creative pair.NeuroImage, 172, 527-537.

10. Pan, Y., Novembre, G., Song, B., Li, X., & Hu, Y. (2018). Interpersonal synchronization of inferior frontal cortices tracks social interactive learning of a song. NeuroImage, 183,280-290.

11. Zhang, Y., Meng, T., Hou, Y., Pan, Y., & Hu, Y. (2018). Interpersonal brain synchronization associated with working alliance during psychological counseling. Psychiatry Research:Neuroimaging, 282, 103-109. 

12. Hu Y. *, Pan Y., Shi X., Cai Q., Li X., & Cheng X. (2018). Inter-brain synchrony and cooperation context in interactive decision making.Biological Psychology 133, 54-62.

13. Pan, Y., Cheng, X., Zhang, Z., Li, X., & Hu, Y. (2017). Cooperation in lovers: An f NIRS‐based hyperscanning study. Human Brain Mapping, 38, 831-841.

14. Hu, Y., Hu, Y., Li, X., Pan, Y., & Cheng, X. (2017). Brain-to-brain synchronization across two persons predicts mutual prosociality. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 12, 1835-1844. 

15. Cheng, X., Li, X., & Hu, Y. (2015). Synchronous brain activity during cooperative exchange depends on gender of partner: A fNIRS‐based hyperscanning study. Human Brain Mapping, 36, 2039-2048. 


图文、来源|心理与认知科学学院 中国科学报 编辑|彭佳 编审|吕安琪



作者: | 信息来源:新闻网 | 浏览次数:984

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