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          3. 華東師范大學發佈蘇鐵志多項腦研究新成果

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              華東師范大學心理與認知科學院的胡誼教授及其團隊,采用基於功能性近紅外光成像(functional near infrared spectroscopy, fNIRS)的大腦超掃描技術,對教學材料所引發的學生偏好,教師呈現材料的方法,以及師生之間的大腦同步,進行深入研究。

              目前,在線教育是大中小學校的主要教學活動形式。學生喜歡怎樣的線上材料?為什麼有些線上材料更能吸引學生?教師該怎樣呈現教學材料

              為此,研究團隊制作瞭12段視頻。視頻內容是由同一位小提琴手演奏的世界名曲。

              在演奏過程中,研究者用近紅外儀器,記錄瞭小提琴手(示范者)的大腦活動,同時進行瞭錄像;然後,將這些錄好的視頻,播放給學生;學生在觀看這些視頻材料時,研究者也記錄瞭他們的大腦活動。

              視頻觀摩之後,研究者評估瞭學生對這些視頻材料的喜好程度,並計算瞭學生-示范者之間的腦間同步這一指標。

            ▲視頻制作與播放時的大腦活動記錄

              結果發現,對視頻材料的偏愛與學生-示范者之間的左側顳葉腦間同步有關;相比前期,這種相關性在觀看後期更強;腦同步可區別,甚至預測學生對視頻材料的偏好程度。

              這些實驗結果表明:一個視頻材料之所以受學生喜歡,是因為這個材料更容易導致學生-示范者的大腦同步;學生較早感興趣於視頻材料所呈現的內容,則可預測接下來的視頻內容;一旦預期得到驗證,就給人帶來一種愉悅感。(圖2)

              也就是說,好聽、好看的視頻材料,其原因是眾多觀眾與示范者的“不謀而合”與“大腦共鳴”。

            ▲(圖2)學生-示范者之間大腦同步發生的腦區,以及該腦同步與視頻材料偏好的相關

              此外,研究團隊還原瞭具有高生態效度的師生互動教學場景,教師面對面地向學生教授知識(心理學領域);設計瞭兩類教學方式:

              一類是教師逐步提供難度漸進的問騰訊會議題,引導學生自己解決問題,這稱為支架式教學;另一類是教師提供一些信息,詮釋重要的術語、概念和原理,這被稱為解釋性教學。

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              在兩類教學活動中,研究者也采用近紅外腦成像技術,全程同步采集師生兩個人的大腦活動。

              結果發現,師生間大腦活動在教學過程中趨向同步;這種師生腦同步依賴於教師使用的教學策略;這就是,當教師采用支架式教學時,其與學生的腦同步,比解釋性教學時更強;這種增強的師生腦同步,可預測學生的學習表現(圖3)。

              為瞭厘清師生腦同步和具體教學行為之間的關系,研究者用視頻編碼技術,發現瞭師生腦同步的增強與教師采用的支架行為有關(如詢問引導性問題,提供暗示等);但是,當教師執行解釋行為(如提供定義或澄清概念等)時,師生腦同步則比較弱。

              基於這些結果,研究建議:教師在教學活動中,除瞭要進行必要的概念解釋外,可以提出一些由易到難的問題,幫助學生思考所學內容及其關系;這些問題因人而異時,效果最好。

            ▲圖3 教學策略調節師生腦同步及腦-行為相關

              團隊兩篇論文同時發表在國際著名神經影像期刊《Neuroimage》;第一作者分別為博士生侯瑩瑩和潘亞峰(現為瑞典卡羅琳斯卡研究院博士後),老婦女視頻這是華東師大近紅外超掃描研究團隊著力“心理學、教育學和腦科學”的交叉學科研究成果。

              團隊將繼續拓展近紅外超掃描的研究領域(教育、管理、咨詢、健康等),更紮實、更高水平地推進校內、校外、國際的合作,成為以“腦際認知”為特色、能引領國際學術前沿的心理學科學研究中心。

              已發表的相關論文:

              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冰清玉潔四胞胎. 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 全球高武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., &a鮑某明姐姐:弟弟和女孩非養父女mp; 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. 變身國王2Cheng, X., Li, X., & 動漫床戲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.

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