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感知-行动循环告诉我们大脑是如何学习的

一个蹒跚学步的孩子在铲泥,喜欢泥在他手指间压扁的样子。当它把又湿又凉的一团东西送到嘴边时,饲养员警告说:“不要!这是恶心!”但他还是把它放进了嘴里,过了一会儿,他脸上起了皱纹,开始哭,把泥土吐了出来。

人类一生都通过同样的基本过程学习——不是通过被告知,而是通过做。我们天生就会通过与周围世界的互动来学习,然后感知结果。神经学家称这个简单而强大的系统为perception-action周期

什么是感知-行动循环?

神经科学家描述了人类通过感知-行动循环的学习。

我们的大脑通过创造和测试关于世界运行方式的假设来理解我们周围的世界。

当遇到新的情况时,我们的大脑会根据过去的经验做出预测,根据这些假设采取行动,感知结果并调整假设。

所有目标导向的行为都是在感知-行动循环的大背景下进行的,这是基于一个基本的生物学原理:认知信息的循环控制流,将生物体与其环境联系起来。

- Joaquín M.福斯特 执行功能生理学:感知-行动周期

一般来说,大脑后部的区域负责视觉和听觉等感官感知,而大脑前部的区域负责运动技能、计划和决策。大脑的前脑和后脑一起工作,信息在它们之间流动。

在我们做出决定或采取行动之前,前额叶皮层会考虑它从大脑后部接收到的信息(知觉),以及与之相关的存储记忆或经验。前额叶皮质有助于预测将会发生什么,并启动适当的身体动作。

当大脑感知到身体动作的结果时,它要么加强了大脑现有的神经网络,以理解世界是如何运作的,要么开始创建新的神经网络。

感知-行动循环是大脑和周围世界之间信息和行动的持续流动。感觉,预测,行动,调整,如此循环往复。感知、预测、行动、调整。

perception-action-cycle

感知-行动循环是一个反馈循环,帮助我们理解世界是如何运转的。

例如,如果你看到一个杯子,你知道它是什么,以及如何使用它,即使你以前从未见过确切的杯子。你想都不用想,因为你的大脑已经建立了专门用来理解杯子的回路。

事实上,你有一个丰富的理解网络,皮亚杰称之为模式关于杯子。你的大脑也有与这些模式相关的运动- - - - - -你拿咖啡杯和拿酒杯的方式是不一样的。你也不用去想这些。

像这样的知识通过感知-行动循环被编码到我们的大脑中,是非常强大和容易检索的。这就是为什么感知-行动循环如此有价值:它是自然的,自动的我们用这种方式理解周围的世界,并决定如何在这个世界中生活。

运动的重要性

运动是触发感知-行动循环的关键:一个人必须采取行动来改变他们周围的世界,然后观察行动的结果。

科学家认为运动过程有助于学习者记忆信息的原因之一是,运动为检索知识提供了额外的线索。

看、听和处理信息都能激活大脑中不同的神经通路。因此,学习者有多种途径,他们的大脑随后可以使用这些途径来检索信息- - - - - -即使是在不涉及运动的测试中。

考虑一下这个例子.研究人员向训练有素的舞者和非舞者展示了同一段舞蹈视频,并测量了他们的大脑两组的活动。他们发现,与观看同一段视频的非舞者相比,跳舞者大脑中负责运动的区域更活跃。

为什么?舞者在舞蹈训练中充分利用了感知-动作循环,编码了表演舞蹈动作所需的信息。当他们观看舞蹈视频时,即使他们没有移动,他们的大脑也会获取这些信息。

学校的知觉-行动循环

当我们了解到感知-行动循环对学习的重要性时,很明显,我们需要把它运用到学校中。

能让学生动手的方法他们正在学习的内容是一种直接的方式来启动感知-行动循环。例如,通过计算立方来探索减法可以帮助学生发展对基本算术的概念理解。

但是感知-行动循环对于学习行为的视觉和符号表征也是至关重要的。研究表明,使用心理图片来想象如何当旋转时3D物体看起来或使用动作来模拟新词汇,参与感知-行动循环,提高学生的学习能力。

事实上,科学家们已经发现,即使是很小的运动,比如指向方程中的数字- - - - - -或者像ipad这样的交互式触摸屏- - - - - -提供触发感知-行动循环的机会,从而产生更深入的学习。

就像一个蹒跚学步的孩子和一滩烂泥,当我们——毫不夸张地说——学习得最好- - - - - -把我们的手弄脏,与这个世界互动。

来源和进一步阅读:

克里斯汀·伯德

关于作者

克里斯汀·伯德(Christine Byrd)为MIND研究所撰写关于STEM和教育问题的文章。伟德备用

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