Bir süre önce yapılan bir araştırma sonucunda, geleneksel olarak bilim öğrenmekle ilişkilendirilmeyen beyin kısmının da, öğrendikleri bir konuda fizik problemi çözmeye uğraşan kişilerde etkin duruma geçtiği belirlendi. Drexel Üniversitesi'nden Eric Brewe liderliğinde bir bilim ekibi, fMRI (işlevsel manyetik rezonans görüntüleme) kullanarak elde ettikleri bulguların, farklı öğretim formlarıyla beyin etkinliğinin modifiye edilebileceğini ortaya koyduğunu belirtiyor.
Beyindeki kan akışını ölçmek için fMRI kullanan ekip, fizik akıl yürütmesi yapmayı gerektiren bir görev sırasında katılımcıların beyinlerinin hangi alanlarının etkinleştiğini haritaladı. Bu haritaları iki kez çıkardılar: Katılımcıya konuyla ilgili kavramlar anlatılmadan önce fizik sorusu sorulduğunda ve kavramlara ilişkin bir dersin ardından fizik sorusu sorulduğunda etkinleşen bölgeler karşılaştırıldı.
Deneye 50'den fazla sayıda gönüllü öğrenci katıldı. Bu öğrencilere, Modellemeli Öğretim adı verilen ve öğrenme sürecine etkin bir şekilde katılacakları bir yöntemle, bir fizik konusu öğretildi. Öğrenciler derse katılmadan önce fMRI çektirirken kuvvet kavramı hakkında birkaç soruyu yanıtlamaya çalıştı. Ardından konuyla ilgili derse girdiler ve dersten sonra aynı sorulara yine fMRI çektirirken baktılar.
Dersten önceki çekimlere bakıldığında, beynin dikkat, işler bellek ve problem çözme ile ilişkili bölgelerinde etkinlik görüldü. Dersten sonraki çekimlerde ise öğrenme ile ilişkilendirilen ve etkinleşmesi zaten beklenen bir alanın yanı sıra, beklenmeyen bir beyin bölgesinin daha etkin duruma geldiği fark edildi: Arka singulat korteks. Bu bölge, olaysal bellek (İng. episodic memory) ve özgönderimsel düşünce (İng. self-referential thought) ile ilişkilendirilir.
Beyin etkinliğindeki bu değişimler, öğrencilerin fizik soruları hakkında dersten önce ve dersten sonra nasıl akıl yürüttüklerine ilişkin daha karmaşık davranışsal değişimlerle bağlantılı olabilir. Stratejideki veya fizik bilgisi ile problem çözme kaynaklarına daha fazla erişimdeki farklar da buna dahil edilebilir.
Araştırmanın amaçlarından biri de, kullanılan öğretim yönteminin, yani Modellemeli Öğretim stratejisinin, yeni kavramları anlamak için öğrencileri kendi zihinsel modellerini kullanmaya nasıl teşvik ettiğini incelemekti. Zihinsel model fikri, öğrenme üzerinde çalışan insanların konuşmayı sevdiği bir konu, diyor Brewe. Fakat şimdiye dek bu yöntemle öğrenme sırasında beynin içinde neler olduğunun incelenmediğini ekliyor. O ve ekibi, bu konuyu aydınlatmak istiyor.
Peki, Modellemeli Öğretim yöntemini anlamaya çalışırken zihinsel malzeme olarak neden fiziği seçtiler acaba? Brewe şöyle açıklıyor: "Öğrenme konusunu anlamak için fizik iki nedenle çok iyi bir araç: Birincisi, insanların doğrudan deneyimledikleri şeyler ile ilgileniyor. Bu da biçimsel derslik öğrenimi ile biçimsel olmayan kavrayışarı bir araya getiriyor. İkincisi, fizik kurallara dayanıyor. Yani gövdenin işleyişini yöneten kesinlikler var."
