मेंदू आधारित शिक्षण | Brain-Based Education

 

मेंदू आधारित शिक्षण (Brain-Based Education)

आजच्या माहिती तंत्रज्ञानाच्या युगात शिक्षण क्षेत्रात आमूलाग्र बदल होत आहेत. पारंपरिक ‘गुरु बोलतो आणि विद्यार्थी ऐकतो’ ही रेषीय पद्धत आता पुरेशी राहिलेली नाही. आधुनिक काळात शाळा, महाविद्यालये, प्रशिक्षण संस्था आणि व्यावसायिक शिक्षण केंद्रे विविध अध्यापन-तंत्रांचा अवलंब करत आहेत. या बदलांचा मूळ हेतू म्हणजे शिक्षण अधिक परिणामकारक, अनुभवाधिष्ठित आणि वैज्ञानिक बनवणे. अशा समयी मेंदू आधारित शिक्षण ही संकल्पना शिक्षणशास्त्रात अत्यंत महत्वाची ठरत आहे. या पद्धतीचा मूलभूत आधार असा आहे की शिकण्याची प्रक्रिया मेंदूच्या जैविक, रसायनिक आणि मानसशास्त्रीय कार्यावर अवलंबून असते, म्हणून अध्यापन पद्धतही त्या मेंदू-संबंधित प्रक्रियांशी सुसंगत असली पाहिजे. (Jensen, 2008; Sousa, 2017)

मेंदू आधारित शिक्षणाचा विकास न्यूरोसायन्स, बोधनिक मानसशास्त्र आणि शैक्षणिक संशोधन यांच्या संयोगातून झाला आहे. मेंदू कसा विचार करतो, भावना कशा तयार होतात, स्मरणशक्ती कशी कार्य करते, ताणाचा शिकण्यावर कसा परिणाम होतो, पुनरावृत्ती आणि भावनिक अर्थाने मेंदू ज्ञान कसे दीर्घकालीन स्वरूपात साठवतो. या सर्व घटकांचा वैज्ञानिक अभ्यास हा या शिक्षण पद्धतीचा पाया आहे. त्यामुळे शिक्षण क्षेत्रात आता केवळ विषय अध्यापन पुरेसे मानले जात नाही, तर ‘मेंदू कसे शिकतो?’ याचा अभ्यास करून अध्यापनाचे डिझाईन तयार करणे ही एक आवश्यक शैक्षणिक धोरणात्मक गरज बनली आहे. (Tokuhama-Espinosa, 2014)

मेंदू आधारित शिक्षण म्हणजे काय?

मेंदू आधारित शिक्षण म्हणजे अशी शिक्षण पद्धती की जी मेंदूच्या नैसर्गिक शिकण्याच्या संरचनेवर आधारित असते. म्हणजेच मेंदू माहिती कशी ग्रहण करतो, प्रक्रिया करतो, तिचे स्मरण कसे ठेवतो आणि ती वापरतो या संपूर्ण जैव-बोधात्मक प्रक्रियेचा विचार करून अध्यापनाची रचना केली जाते. ही पद्धती न्यूरोसायन्स , बोधनिक मानसशास्त्र, आणि शैक्षणिक सिद्धांत यांच्या त्रिसूत्रीवर उभी आहे. (Bruer, 1997)

या संदर्भात मेंदू आधारित शिक्षणाचे प्रणेते मानले जाणारे एरिक जेन्सन (Eric Jensen) यांनी दिलेली व्याख्या अत्यंत महत्त्वपूर्ण आहे: “Brain-based education is the purposeful engagement of strategies based on principles derived from brain research.” — Jensen, 2008

या व्याख्येनुसार, मेंदू आधारित शिक्षण म्हणजे मेंदूविषयक संशोधनातून सिद्ध झालेल्या तत्त्वांचा उपयोग करून केलेले जाणीवपूर्वक अध्यापन. याचा सोप्या शब्दांत अर्थ असा की, मेंदू कशा प्रकारे माहिती ग्रहण करतो, साठवतो आणि वापरतो याचा वैज्ञानिक अभ्यास करून तयार केलेली अध्यापन पद्धती म्हणजे मेंदू आधारित शिक्षण. त्यामुळे ही पद्धती केवळ ‘अभ्यासाची’ नाही, तर मेंदूची कार्यपद्धती समजून घेऊन केलेल्या शिकवण्याची आहे.

मेंदू आधारित शिक्षणाचा प्रभाव इतका व्यापक आहे की “Teaching is no longer only an art; it is also a science” (Sousa, 2017) ही संकल्पना आता शिक्षणतज्ज्ञ मान्य करतात. न्यूरोप्लास्टिसिटी, भावनिक अध्ययन, मल्टीसेंसरी प्रोसेसिंग, आणि बक्षीस-आधारित अध्ययन यांसारख्या मेंदू-सिद्धांतांचा उपयोग करून विद्यार्थ्यांच्या बोधात्मक विकासात व शिकण्याच्या गुणवत्तेत वाढ करणे हे या पद्धतीचे प्रमुख उद्दिष्ट आहे.

मेंदू आधारित शिक्षणाची मुख्य तत्त्वे

1. भावनिक सहभाग महत्त्वाचा आहे

शिकण्याच्या प्रक्रियेत भावनिक सहभाग हा अत्यंत महत्त्वपूर्ण घटक मानला जातो, कारण भावना मेंदूतील माहिती प्रक्रियेवर थेट परिणाम करतात. भावनिक स्थिती शिकण्याची क्षमता वाढवते किंवा कमी करते. सकारात्मक भावना निर्माण झाल्यास मेंदूत डोपामाइन, सेरोटोनिन आणि नॉरएपिनेफ्रिन सारखे न्यूरोकेमिकल्स स्त्रवतात, जे न्यूरॉनमधील सिग्नलिंग सुधारतात आणि स्मरणशक्ती मजबूत करतात (Jensen, 2005; Immordino-Yang & Damasio, 2007). उदाहरणार्थ, जेव्हा विद्यार्थी एखाद्या विषयाशी भावनिकदृष्ट्या जोडले जातात, जसे की गोष्टी, वास्तव जीवनातील उदाहरणे, प्रेरणादायी अनुभव तेव्हा त्यांची दीर्घकालीन स्मरणशक्ती अधिक सक्रिय होते. न्यूरोसायंटिस्ट Antonio Damasio यांनी सांगितले आहे की “We are not thinking machines that feel; we are feeling machines that think,” म्हणजेच विचार करण्याची क्षमता स्वतः भावनांवर आधारित असते (Damasio, 1994). त्यामुळे भावनिक सहभागाशिवाय केलेली अध्ययन केवळ बौद्धिक पातळीवर मर्यादित राहते आणि दीर्घकालीन शिकणे घडत नाही.

2. बहु-इंद्रिय अध्ययन

मानवी मेंदू केवळ भाषिक माहितीवर अवलंबून राहत नाही, तर दृश्य (Visual), श्राव्य (Auditory), स्पर्श (Tactile), हालचाल (Kinesthetic) या अनेक संवेदनांद्वारे माहिती प्रक्रिया करतो. न्यूरोसायन्सनुसार, मेंदू ही एक मल्टी-सेंसर इंटिग्रेशन प्रणाली आहे, म्हणजेच तो अनेक संवेदनांतील माहिती एकत्रित करून अध्ययन अधिक प्रभावी बनवतो (Shams & Seitz, 2008). केवळ व्याख्यानात्मक पद्धतीने शिकवली जाणारी माहिती मेंदूत कमी काळ टिकते. परंतु चित्रे, हालचाल, गट चर्चा, प्रात्यक्षिके, नाट्यात्मक भूमिका अशा अनेक इंद्रियांना सक्रिय करणाऱ्या पद्धती स्मरणशक्ती वाढवतात. Dual Coding Theory (Paivio, 1986) नुसार, दृश्य आणि भाषिक माहिती एकत्र मिळाल्यास मेंदू ती अधिक प्रभावीपणे साठवतो. म्हणून मल्टिसेंसरी शिक्षण ही पद्धत केवळ सर्जनशील नसून वैज्ञानिकदृष्ट्या समर्थित आहे.

3. पुनरावृत्ती आणि अर्थपूर्णता

शिकलेल्या माहितीचे शॉर्ट-टर्म मेमरीतून लॉन्ग-टर्म मेमरीमध्ये रूपांतर होण्यासाठी पुनरावृत्ती आणि अर्थपूर्णता या दोन्हींचा समन्वय आवश्यक आहे (Craik & Lockhart, 1972). केवळ पुनरावृत्ती केली, पण माहितीशी अर्थपूर्ण भावनिक किंवा वैचारिक संबंध जोडला गेला नाही, तर ती माहिती दीर्घकाळ टिकत नाही. याला “Deep vs. Shallow Processing Theory” म्हटले जाते (Craik & Tulving, 1975). हिप्पोकॅम्पस हा मेंदूचा भाग नवीन स्मृती निर्माण करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण असतो आणि अर्थपूर्ण संदर्भात शिकलेली माहिती येथे अधिक प्रभावीपणे साठवली जाते (Squire, 1992). उदाहरणार्थ, एखाद्या ऐतिहासिक घटनेची वर्षे रटाळपणे पाठ केली, तर ती विसरली जाते; परंतु ती घटना सामाजिक, राजकीय संदर्भात समजून घेतली तर ती दीर्घकाळ लक्षात राहते. म्हणूनच अनुभवाधारित शिक्षण, प्रकल्पाधारित शिक्षण किंवा प्रत्यक्ष वास्तवातील उदाहरणांवर आधारित शिक्षण अधिक परिणामकारक ठरते.

4. मेंदू लवचिक असतो – न्यूरोप्लास्टिसिटी

मेंदू हा स्थिर आणि बदलण्यास असमर्थ अवयव नसून, तो अत्यंत लवचिक आहे. यास न्यूरोप्लास्टिसिटी म्हणतात. न्यूरोप्लास्टिसिटी म्हणजेच अनुभव, अभ्यास, सराव यावर आधारित मेंदूचे न्यूरल कनेक्शन वेळोवेळी तयार होणे, सुधारणे किंवा बदलणे (Doidge, 2007; Kolb & Whishaw, 1998). पूर्वी असे मानले जात होते की मेंदूचे विकास बालपणातच थांबते, पण आधुनिक न्यूरोसायन्सने दाखवून दिले आहे की मेंदू आयुष्यभर बदलू शकतो (Merzenich, 2013). त्यामुळे योग्य पद्धतीने शिकवले तर कोणत्याही वयातील व्यक्ती नवीन भाषा शिकू शकते, नवीन कौशल्य आत्मसात करू शकते. यामुळे "मुले लहानपणीच जास्त शिकतात" ही अर्धवट समज चुकीची ठरते. Brain-Based Education या तत्त्वावर आधारित शिक्षण पद्धती विद्यार्थ्यांच्या न्यूरल कनेक्शनला अधिक मजबूत करण्यासाठी विविध अनुभव, सराव आणि पुनरावृत्तीचा वापर करते.

5. ताण आणि शिकणे यांचा संबंध

ताण आणि शिकणे यांचा संबंध सरळरेषीय नसतो; कमी ताण असताना मेंदू निष्क्रिय असतो, मध्यम ताण शिकण्यास प्रोत्साहित करतो, परंतु अत्याधिक ताण शिकण्यावर विपरीत परिणाम करतो यास Yerkes-Dodson Law (1908) म्हणतात. मध्यम ताणामुळे अॅड्रेनलिन आणि डोपामाइन स्त्रवतात जे अवधान आणि प्रेरणा वाढवतात, परंतु जास्त ताणामुळे कोर्टिसोल मोठ्या प्रमाणावर स्रवते, ज्याचा हानीकारक परिणाम हिप्पोकॅम्पस आणि प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्सवर होतो—दोन्ही स्मरणशक्तीसाठी अत्यावश्यक भाग आहेत (Lupien et al., 2009). म्हणूनच भीती, शिक्षा, स्पर्धेचे दडपण, घरातील ताण-तणाव यामुळे विद्यार्थ्यांची शिकण्याची क्षमता कमी होते. Toxic Stress दीर्घकालीन असल्यास मेंदूतील न्यूरॉनची रचना नष्ट करण्याची शक्यता असते (Shonkoff, 2012). त्यामुळे मेंदू आधारित शिक्षण तत्त्वे सुरक्षित, भावनिकदृष्ट्या समर्थ वातावरण, सकारात्मक प्रोत्साहन, mindfulness अभ्यास, प्राणायाम यांचा समावेश करण्यावर जोर देतात.

मेंदू आधारित शिक्षणातील घटक

1. सक्रिय अध्ययन (Active Learning)

मेंदू आधारित शिक्षणामध्ये सक्रिय सहभाग हा सर्वात महत्त्वाचा घटक मानला जातो. जेव्हा विद्यार्थी केवळ ऐकतात तेव्हा त्यांचा मेंदू माहिती फक्त ग्रहण करतो, परंतु जेव्हा ते चर्चा, विश्लेषण, समस्यांवर काम, सादरीकरण यामध्ये सहभागी होतात तेव्हा मेंदूतील प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, मोटर कॉर्टेक्स आणि हिप्पोकॅम्पस यांचा सक्रिय सहभाग होतो (Jensen, 2008). सक्रिय अध्ययनामुळे ज्ञान दीर्घकालीन स्मृतीसाठ्यात (LTM) रूपांतरित होते. संशोधनानुसार, सक्रिय अध्ययन पद्धती वापरणाऱ्या विद्यार्थ्यांचा शैक्षणिक प्रगती दर पारंपरिक व्याख्यान आधारित पद्धतीपेक्षा 55% अधिक असल्याचे आढळते (Freeman et al., 2014).

2. कथनाधिष्ठित अध्ययन (Story-based Learning)

मानव मेंदू गोष्टींशी अधिक चांगल्या प्रकारे जोडला जातो कारण कथा ऐकताना मेंदूत डोपामाइन, ऑक्सिटोसिन आणि सेरोटोनिन सारखे न्यूरोकेमिकल्स निर्माण होतात. यामुळे शिकलेली माहिती भावनिक स्मृतीशी जोडली जाते आणि विसरण्याची शक्यता कमी होते (Willingham, 2004). उदाहरण, उपमा, दंतकथा, वैयक्तिक अनुभव यांचा वापर विद्यार्थ्यांचे लक्ष, सहभाग व आकलन वाढवतो याला “Narrative Transportation Effect” असे मानसशास्त्रात म्हणतात.

3. सहकार्यशील अध्ययन (Collaborative Learning)

मेंदू सामाजिकरित्या शिकण्यासाठी तयार केलेला आहे. Vygotsky (1978) यांनी सांगितल्याप्रमाणे सामूहिक शिक्षणामुळे Zone of Proximal Development सक्रिय होते. गटातील चर्चा, समस्यांचे सामूहिक निराकरण यामुळे विद्यार्थ्यांमध्ये mirror neurons प्रणाली सक्रिय होते, ज्यामुळे सहानुभूती, संवाद कौशल्य आणि ज्ञान हस्तांतरण सुलभ होते (Rizzolatti & Craighero, 2004). सामाजिक सहकार्यामुळे ऑक्सिटोसिन वाढतो व मानसिक सुरक्षितता निर्माण होते, हे मेंदू आधारित अध्ययनाचे मूलभूत गृहितक आहे.

4. कृती-आधारित अध्ययन (Movement-based Learning)

शारीरिक हालचाल म्हणजे मेंदू सक्रिय करणे. संशोधनानुसार चालणे, हाताने लिहिणे, शारीरिक हालचाल करणे यामुळे मेंदूत ब्रेन-डिराइव्ह्ड न्यूरोट्रॉफिक फॅक्टर (BDNF) स्रवतो, जो न्यूरॉन वाढीसाठी आवश्यक असतो (Ratey, 2008). ‘Brain Gym’, खेळ, भूमिका अभिनय अशा क्रियाशील पद्धती वापरल्यास स्मरणशक्ती, एकाग्रता आणि सर्जनशीलता वाढते. यावरूनच “Movement is not separate from learning, it is learning” अशी न्यूरोसायन्सची भूमिका स्पष्ट होते.

5. भावनिक जोड (Emotional Connection)

शिकण्याची प्रक्रिया अमिग्डला आणि हिप्पोकॅम्पस यांच्या सहकार्यावर अवलंबून असते. भीती, दडपण, नकारात्मकता यामुळे अमिग्डला सक्रिय होतो आणि शिकण्याची क्षमता घटते, परंतु सुरक्षितता, आनंद आणि आपुलकी मिळाल्यास शिकण्याची प्रक्रिया वेगाने होते (Immordino-Yang, 2016). शिक्षकाने विद्यार्थ्यांशी सकारात्मक भावनिक संबंध विकसित केल्यास मेंदूतील reward pathway सक्रिय होतो आणि विद्यार्थी विषयाशी स्वतःला जोडून घेतात. म्हणूनच “Emotion drives attention, and attention drives learning” (Goleman, 1995).

6. चौकशी-आधारित अध्ययन (Inquiry-based Learning)

मानव मेंदू नैसर्गिकरित्या pattern seeking आणि curiosity driven असतो. चौकशी-आधारित अध्ययन (Questioning) विद्यार्थ्यांच्या प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्सला सक्रिय करतं, ज्यामुळे विचारशक्ती, समस्या सोडवण्याची कौशल्ये आणि विश्लेषणात्मक क्षमता विकसित होते (Bransford et al., 2000). जिज्ञासेवर आधारित अध्ययनामुळे शिकण्याची प्रेरणा बाहेरून न लागता अंतर्गत प्रेरणा (Intrinsic Motivation) वाढते.

मेंदू आधारित शिक्षणातील शैक्षणिक धोरणे

• मेंदू सक्रिय करण्यासाठी Brain Gym, योग आणि प्राणायाम: श्वसन, स्ट्रेचिंग, ध्यान, ऊर्जादायी हालचाली यामुळे मेंदूतील ऑक्सिजन पुरवठा वाढतो आणि न्यूरल नेटवर्क सक्रिय होतात. डॉ. पॉल डेनिसन यांच्या संशोधनानुसार Brain Gym यांनी reading readiness, comprehension, and concentration सुधारते. योग व प्राणायाम तंत्रांनी विद्यार्थ्यांचा कॉर्टिसोल (ताण-हार्मोन) कमी होतो आणि एकाग्रता वाढते (Telles et al., 2012).
• मेंदू प्राइमिंग:  शिकण्यापूर्वी विद्यार्थ्यांना आजचा विषय, उद्दिष्टे व अपेक्षित परिणाम सांगणे म्हणजे Priming. यामुळे मेंदू माहिती स्वीकारण्यासाठी पूर्वसंकेत निर्माण करतो. Priming हे top-down processing सक्रिय करते, ज्यामुळे मेंदू विषयाशी संबंधित विद्यमान स्मृती जोडून नवीन माहिती साठवतो (Schneider & Shiffrin, 1977).
• खेळाधारित शिक्षण (Gamification): मेंदू खेळ आणि स्पर्धेद्वारे शिकण्याला अधिक प्रतिसाद देतो कारण यात dopamine release होतो. Game-based learning मध्ये पॉइंट्स, पातळी, बक्षिसे, स्पर्धात्मक कार्ये वापरली जातात ज्यामुळे शिकण्याची प्रेरणा, समस्या सोडवण्याची कौशल्ये आणि त्वरित निर्णयक्षमता वाढते (Gee, 2007).
• Mind Mapping: टोनी ब्यूझन यांनी विकसित केलेली ही पद्धत मेंदूच्या दृश्य व भाषिक दोन्ही प्रणाली सक्रिय करते. माहिती नकाशाच्या स्वरूपात मांडल्यामुळे विषयाची रचना, जोडणी आणि स्मरणक्षमता वाढते. Mind maps dual coding theory (Paivio, 1986) शी सुसंगत आहेत.
• Storytelling Learning: गोष्ट-आधारित अध्ययनावरील संशोधन दर्शवते की कथा ऐकताना मेंदू केवळ भाषा प्रक्रिया करत नाही तर sensory cortex, motor cortex आणि limbic system देखील सक्रिय करतो (Haven, 2007), म्हणूनच विद्यार्थी कथा अधिक काळ लक्षात ठेवतात.
• Project-based Learning (PBL): या प्रक्रियेत विद्यार्थ्यांची executive functioning skills (planning, reasoning, evaluation) विकसित होतात. न्यूरोसायन्सनुसार, अनुभवाधारित शिक्षणामध्ये न्यूरल कनेक्शन्स सर्वाधिक मजबूत होतात (Kolb, 1984).
• Feedback-based Learning: तत्काळ अभिप्राय विद्यार्थ्यांच्या मेंदूतील बक्षीस प्रणाली सक्रिय करतो आणि शिकण्यातील चुका त्वरीत सुधारण्यास मदत करतो. Immediate corrective feedback हिप्पोकॅम्पस आणि prefrontal cortex मधील जोडणी अधिक मजबूत बनवतो, ज्यामुळे शिकण्याचा गती दर वाढतो (Hattie & Timperley, 2007).

न्यूरोसायन्स आणि शिक्षण – वैज्ञानिक आधार

मेंदू व अध्ययनाचा संबंध हा शैक्षणिक मानसशास्त्रातील अबाधित चर्चेचा विषय आहे. आजच्या आधुनिक शिक्षणपद्धतीत "मेंदू कसा शिकतो?" या प्रश्नाचे वैज्ञानिक विश्लेषण हे प्रभावी अध्यापन रणनीती विकसित करण्याचे गाभा आहे. शिक्षण ही केवळ माहिती ग्रहण करण्याची प्रक्रिया नाही, तर ती स्मरण, पुनरावृत्ती, भावनिक जोड, निर्णयक्षमता, प्रेरणा आणि सामाजिक घटकांनी नियंत्रित होते. न्यूरोसायन्समधील संशोधन दर्शवते की शिकण्याच्या प्रक्रियेत मेंदूतील विविध भाग परस्पर गुंतागुंतीच्या पद्धतीने कार्य करतात (Sousa, 2017). त्यामुळे प्रभावी शिक्षण पद्धतींची रचना करताना मेंदूच्या कार्यप्रणालीचा विचार करणे अत्यावश्यक ठरते.

1. हिप्पोकॅम्पस (Hippocampus) – स्मरणशक्ती विकसित करण्याचे प्रमुख केंद्र

हिप्पोकॅम्पस हे मेंदूतील लिम्बिक सिस्टीमचा प्रमुख भाग असून, नवीन माहिती दीर्घकालीन स्मरणात रूपांतरित करण्याची जबाबदारी याच केंद्रावर असते. शिक्षण प्रक्रियेत जेव्हा विद्यार्थी नवीन माहिती आत्मसात करतात, तेव्हा ती सुरुवातीला कार्यरत स्मृतीमध्ये साठवली जाते. पुनरावृत्ती, अर्थपूर्ण जोड आणि भावनिक महत्त्व यांच्या साहाय्याने ही माहिती हिप्पोकॅम्पसद्वारे दीर्घकालीन स्मरणात हस्तांतरित होते (Eichenbaum, 2012). संशोधन दर्शवते की ताण, भीती किंवा मेंदूला झालेली इजा हिप्पोकॅम्पल कार्यात अडथळा निर्माण करू शकते, ज्यामुळे शिकण्याच्या क्षमतेवर नकारात्मक परिणाम होतो (McGaugh, 2013). म्हणूनच विद्यार्थी अशांत, भयभीत किंवा भावनिक तणावात असतील तर त्यांच्या स्मरणशक्तीची क्षमता कमी होते. हे लक्षात घेता, सकारात्मक भावनिक वातावरण हे शिक्षणासाठी वैज्ञानिकदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहे. उदा. नियमित पुनरावृत्ती, माइंड मॅप्स, कथा-आधारित शिक्षण यामुळे हिप्पोकॅम्पल स्मरण अधिक मजबूत होते.

2. प्रिफ्रंटल कॉर्टेक्स (Prefrontal Cortex) – नियोजन, निर्णय, अवधान नियंत्रण केंद्र

प्रिफ्रंटल कॉर्टेक्स (PFC) हा मेंदूचा सर्वात विकसित भाग मानला जातो आणि त्याला "executive control center" असे संबोधले जाते. शिक्षणात विद्यार्थ्यांनी कोणती माहिती महत्त्वाची आहे हे ओळखणे, अध्ययनाचे नियोजन करणे, समस्या सोडविणे आणि एकाग्रता राखणे या सर्व कौशल्यांचे नियंत्रण PFC द्वारे केले जाते (Miller & Cohen, 2001). हे केंद्र विशेषतः किशोरवयात पूर्ण विकसित होत असल्याने विद्यार्थ्यांच्या एकाग्रतेचे प्रश्न, भावनिक निर्णयक्षमता, आणि वेळेच्या व्यवस्थापनातील अडचणी वैज्ञानिकदृष्ट्या नैसर्गिक मानल्या जातात.

तणावपूर्ण वातावरण, अतिपाठांतराची सक्ती किंवा झोपेचा अभाव यामुळे PFC ची कार्यक्षमता कमी होते, ज्यामुळे विद्यार्थी चिडचिडे, एकाग्र न होणारे आणि निर्णयक्षमतेत कमकुवत होतात (Diamond, 2013). याउलट, ध्यान (Mindfulness), सक्रिय शिकण्या-संबंधित क्रिया, आणि भावनिक सुरक्षितता यामुळे PFC सक्रिय राहतो आणि शिकण्याची क्षमता वाढते.

3. अमिग्डला (Amygdala) – भावना नियंत्रित करणारे केंद्र

अमिग्डला मेंदूतील भावनिक आराखड्याचे नियंत्रण केंद्र म्हणून ओळखले जाते. याचे कार्य भीती, आनंद, ताण, उत्सुकता यासारख्या भावनिक प्रतिसादांचे नियमन करणे आहे. अध्ययनाच्या दृष्टिकोनातून, जर भीती किंवा घाबरलेपण सक्रिय असेल, तर अमिग्डला हिप्पोकॅम्पसकडे जाणारा माहिती प्रवाह प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे शिकणे प्रभावीपणे घडत नाही (LeDoux, 2012). त्यामुळे “शिकणे सुरू होण्यापूर्वी भावनिक सुरक्षितता आवश्यक असते” हा निष्कर्ष वैज्ञानिकदृष्ट्या सिद्ध झालेला आहे. उदा. कठोर दडपणाखाली किंवा शिक्षेच्या भीतीने शिकणारे विद्यार्थी माहिती लक्षात ठेवण्यात अपयशी ठरतात. पण प्रशंसा, विश्वास आणि सहानुभूतीपूर्ण शिक्षक-विद्यार्थी नाते हे अमिग्डला ‘सुरक्षित’ मोडमध्ये ठेवते, ज्यामुळे शिकण्याचा अनुभव स्मरणीय बनतो.

4. सिनॅप्टिक कनेक्शन्स (Synaptic Connections) – पुनरावृत्तीने सिनॅप्स मजबूत होतात

अध्ययनाच्या प्रक्रियेत मेंदूत नवीन न्यूरॉन्स तयार होत नाहीत, पण विद्यमान न्यूरॉन्समधील synaptic connections मजबूत आणि अधिक कार्यक्षम बनतात. याला Hebbian Learning Principle असे म्हणतात, "Neurons that fire together, wire together" (Hebb, 1949). जेवढी पुनरावृत्ती, जास्तीत जास्त संबंध आणि भावनिक सहभाग असेल तेवढे सिनॅप्स मजबूत होत जातात, आणि हीच प्रक्रिया “दीर्घकालीन potentiation (LTP)” म्हणून ओळखली जाते.

याचा थेट अर्थ, विद्यार्थ्यांनी एखादी संकल्पना एकदाच ऐकणे म्हणजे शिकणे नाही. पुनरावृत्ती, विविध पद्धतींनी सराव, अनेक उदाहरणे, आणि प्रत्यक्ष वापर केल्याने सिनेप्टिक नेटवर्क स्थिर होते आणि ज्ञान दीर्घकालीन स्मरणात टिकते. म्हणूनच Brain-based learning मध्ये multimodal repetition चे महत्त्व अधोरेखित केले जाते.

5. Reward System (Dopamine release) – प्रशंसेमुळे शिकण्याची प्रेरणा वाढते

डोपामाइन हा मेंदूतील प्रेरणा आणि आनंद नियंत्रित करणारा न्यूरोट्रांसमीटर आहे. जेव्हा विद्यार्थ्यांना यश, अभिप्राय, प्रशंसा किंवा प्रोत्साहन मिळते, तेव्हा डोपामाइन स्रावित होतो आणि मेंदू Reward Circuit सक्रिय होते (Schultz, 2015). या प्रक्रियेचा थेट परिणाम म्हणजे शिकण्यास प्रेरणा मिळते.

ज्या अध्यापन पद्धती विद्यार्थ्यांच्या प्रयत्नांना ओळखतात, सकारात्मक अभिप्राय देतात, आणि प्रगतीला बक्षिसाचा भाग बनवतात त्या विद्यार्थ्यांच्या शिकण्याच्या गतीला चालना देतात. त्यामुळे “Positive reinforcement” ही केवळ वर्तनवादी सिद्धांताची गोष्ट नसून न्यूरोबायोलॉजीवर आधारित सत्य आहे. Punishment पेक्षा Reward हे मेंदूला शिकण्यास अधिक प्रभावीपणे प्रशिक्षण देते.

मेंदू आधारित शिक्षणाचे फायदे

• शिकण्याची गती आणि स्मरणक्षमता वाढते
• अभ्यास कंटाळवाणा न राहता अनुभवात्मक बनतो
• विद्यार्थ्यांमध्ये आत्मविश्वास, कल्पनाशक्ती आणि सर्जनशीलता वाढते
• Dropout Rate कमी होण्यास मदत
• भावनिक स्वास्थ्य आणि ताण व्यवस्थापन सुधारते
• शिक्षक-विद्यार्थी नाते अधिक सखोल बनते

समारोप:

मेंदू आधारित शिक्षण ही केवळ आधुनिक शिक्षणपद्धती नसून, शिकण्याची नैसर्गिक, वैज्ञानिक आणि मानवी पद्धत आहे. मेंदू कसा कार्य करतो हे समजून घेऊन शिकवले तर विद्यार्थी केवळ परीक्षेतच नाही तर जीवनातही यशस्वी ठरतात. “रटाळ शिकणे नव्हे, तर बुद्धिमान, भावनिक आणि व्यवहार्य शिकण्याची क्षमता विकसित करणे” हे भविष्यातील शिक्षणाचे ध्येय आहे आणि Brain-Based Education हेच त्याचे प्रभावी साधन आहे.

(सर्व चित्रे आणि इमेजेस google वरून साभार)

संदर्भ:

Bransford, J. D., Brown, A. L., & Cocking, R. (2000). How People Learn. National Academy Press.

Bruer, J. T. (1997). Education and the brain: A bridge too far. Educational Researcher, 26(8), 4–16.

Craik, F. I. M., & Lockhart, R. S. (1972). Levels of processing: A framework for memory research.

Craik, F. I. M., & Tulving, E. (1975). Depth of processing and retention of words.

Damasio, A. (1994). Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain.

Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135–168.

Doidge, N. (2007). The Brain That Changes Itself.

Eichenbaum, H. (2012). The cognitive neuroscience of memory: An introduction. Oxford University Press.

Freeman, S. et al. (2014). Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics. PNAS, 111(23).

Gee, J. P. (2007). What Video Games Have to Teach Us About Learning and Literacy. Palgrave.

Goleman, D. (1995). Emotional Intelligence. Bantam Books.

Hattie, J., & Timperley, H. (2007). The power of feedback. Review of Educational Research, 77(1).

Haven, K. (2007). Story Proof: The Science Behind the Startling Power of Story.

Hebb, D. O. (1949). The organization of behavior: A neuropsychological theory. Wiley.

Immordino-Yang, M. H. (2016). Emotions, Learning, and the Brain. Norton.

Immordino-Yang, M. H., & Damasio, A. (2007). We feel, therefore we learn: The relevance of affective and social neuroscience to education.

Jensen, E. (2005). Teaching with the Brain in Mind.

Jensen, E. (2008). Brain-Based Learning: The New Paradigm of Teaching (2nd ed.). Corwin Press.

Kolb, B., & Whishaw, I. (1998). Brain plasticity and behavior.

Kolb, D. (1984). Experiential Learning. Prentice-Hall.

LeDoux, J. (2012). The emotional brain. Simon & Schuster.

Lupien, S. et al. (2009). Stress impacts on memory, learning, and plasticity.

McGaugh, J. L. (2013). Making lasting memories: Remembering the significant. PNAS, 110(2), 10402–10407.

Merzenich, M. (2013). Soft-Wired: How the New Science of Brain Plasticity Can Change Your Life.

Miller, E. K., & Cohen, J. D. (2001). An integrative theory of prefrontal cortex function. Annual Review of Neuroscience, 24, 167–202.

Paivio, A. (1986). Mental representations: A dual coding approach. Oxford University Press.

Ratey, J. (2008). Spark: The Revolutionary New Science of Exercise and the Brain. Little, Brown.

Rizzolatti, G., & Craighero, L. (2004). The mirror-neuron system. Annual Review of Neuroscience, 27.

Schneider, W., & Shiffrin, R. M. (1977). Controlled and automatic human information processing. Psychological Review, 84(1).

Schultz, W. (2015). Neuronal reward and decision signals: From theories to data. Physiological Reviews, 95(3), 853–951.

Shams, L., & Seitz, A. R. (2008). Benefits of multisensory learning.

Shonkoff, J. P. et al. (2012). The lifelong effects of early childhood adversity and toxic stress.

Sousa, D. A. (2017). How the brain learns (5th ed.). Corwin Press.

Squire, L. R. (1992). Memory and the hippocampus: A synthesis.

Telles, S. et al. (2012). Yoga and cognitive function. Indian Journal of Psychiatry, 54.

Tokuhama-Espinosa, T. (2014). Making Classrooms Better: 50 Practical Applications of Mind, Brain, and Education Science. W. W. Norton & Company.

Vygotsky, L. S. (1978). Mind in Society. Harvard University Press.

Willingham, D. (2004). Cognition: The Thinking Animal. Pearson.