Известно, что темы в отношении мозга редко встречается в программах начальных школ. Существует несколько потенциальных причин отсутствия нейронаучного содержания на уровне младшей школы: мозг является сложным предметом, ему уделяется мало внимания в педагогическом образовании и не хватает адекватных учебных материалов. Поэтому необходимо разрабатывать и предоставлять методы обучения основным знаниям о мозге.
Очевидно, что это проблематично, когда речь идет о процессах, происходящих в центральной нервной системе, посредством практических действий. В связи с методологическими и интеллектуальными барьерами, для учеников начальной школы не существует возможности исследовать функциональный или активный мозг.
В настоящем исследовании существует подход, который позволяет ориентироваться в изучении самых базовых и простых принципов работы и организации мозга. Сделанный на заказ автономный робот под названием "Мистер Тай" служит экзаменационным объектом, чтобы сделать процесс обучения более абстрактным и понятным для студентов.
Он дает представление об основных концепциях сенсорной обработки:
такая информация, воспринимаемая нашими периферийными органами чувств, передается в центральную нервную систему. Обработка информации в области коры головного мозга приводит к поведенческим реакциям.
Тай оснащен зрительными, соматосенсорными и слуховыми органами чувств. С их помощью робот может перемещаться в классе, не сталкиваясь с препятствиями. Мозг робота доступен, а сенсорные участки мозга, задействованные в обработке визуальной, соматосенсорной и слуховой информации, могут быть включены или выключены. Студенты самостоятельно расшифровывают функцию областей головного мозга и свою роль в сенсорной обработке: без активности в различных областях мозга робот не может правильно ориентироваться в своей среде.
Эксперимент выявляет два факта о мозге:
1) Нам нужен мозг для обработки сенсорной информации и реакции на окружающую нас среду;
2) В мозгу есть специализированные области, которые имеют отношение к различным процессам.
Методы:
Робот Мистер Тай - это изготовленный на заказ робот на базе микроконтроллера, лежащий внутри пластикового корпуса. Обратите внимание на то, что роботизированный характер робота не является центральной особенностью его конструкции. Вместо этого акцент был сделан на мозг, и робот был спроектирован так, чтобы иметь привлекательный внешний вид с детскими характеристиками. Органы чувств и соответствующие им сенсорные области коры головного мозга окрашены в синий, желтый и красный цвета, что облегчает ассоциацию их назначений. В центре цветных областей коры головного мозга находятся кнопки со светодиодами, которые можно нажимать для включения или выключения соответствующей области. Активна ли данная область или нет, отображается состоянием светодиодных кнопок.
Экспериментальная парадигма
Сами студенты готовятся к проведению эксперимента и строят арену из объектов, имеющихся в каждом классе. В этой среде робот осуществляет автономную навигацию, избегая препятствий, которые он обнаруживает с помощью инфракрасного датчика и нажимных переключателей в руках. Кроме того, он может руководствоваться дискретными голосовыми инструкциями. Тем не менее, он реагирует на сенсорные стимулы, только если соответствующие области являются активными. Изменяя состояние сенсорных зон коры головного мозга, студенты могут изучить их роль в обработке сенсорной информации.
Эксперимент начинается со следующего вопроса:
Какие области головного мозга принимают участие в сенсорных процессах?
Во время эксперимента студенты наблюдают за реакцией робота на голосовые инструкции и его реакцией на препятствия, которые он видит или к которым прикасается. Для каждого условия ученики наблюдают за поведением робота в следующем заранее заданном порядке:
1. Выполняет ли Тай голосовые инструкции?
2. Избегает ли он препятствий при их виде?
3. Избегает ли он препятствий, к которым прикасается?
Далее вместе представлены следующие основные выводы:
1. Слуховая кора обрабатывает сенсорную информацию из ушей.
2. Зрительная кора обрабатывает сенсорную информацию от глаз.
3. Соматосенсорная кора обрабатывает сенсорную информацию, поступающую от кожу.
РЕЗУЛЬТАТЫ
В идеале, эксперимент с роботом Тай проводится в группах до пяти учеников, чтобы каждый ученик имел возможность пообщаться с роботом. Однако также работает с группами из 20 студентов.
Общие отзывы студентов были очень позитивными, т.е. они были очень заинтересованы в роботе и очень понравились эксперименту. Это мнение подкреплялось также отзывами участвующих учителей.
Так что скажете, роботы могут помочь сделать прорыв в обучении? Очевидно, что да!
