教育工作者长期以来使用的传统考试和分数可能不如传统的考试和分数准确脑部扫描发表在《科学》杂志上的一项新研究表明科学的进步．这篇论文由来自七所大学的研究人员组成，由乔治敦大学的神经科学家领导，它不仅可以颠覆教育者编写课程的方式，还可以揭示人类思维中隐藏的联系。
“很长一段时间以来，心理学家和哲学家们一直在争论空间思维，比如对物体的心理图像，是否实际上隐藏在看似语言的思维之下，”该研究的资深作者、美国乔治城艺术与科学学院(Georgetown College of Arts and Sciences)教务长杰出副教授亚当·格林(Adam Green)解释说心理学系．“如果这是真的，那么教学生提高他们的空间思维技能应该会提高他们的语言推理能力。”
研究人员研究了弗吉尼亚州公立高中开设的一门“空间丰富”的科学课程空间思维能力比如绘制地图和规划如何重新配置城市以减少能源消耗。磁共振成像(MRI)扫描显示了学生在学习课程时大脑的变化，并将这些变化与传统的学习测量方式(例如，考试成绩的变化)进行了比较。
大脑的变化能更好地预测学习，尤其是一种被称为“远端迁移”的学习，这种学习非常深入，可以帮助学生成功完成他们甚至没有被教导要完成的任务。对于教育工作者来说，远距离迁移是一个圣杯，而传统的测试很难捕捉到这一点。
在脑海中制作模型
该研究小组的发现支持了心理模型理论(MMT)，该理论认为，当人类理解口头或书面语言时，大脑会将这些信息“空间化”，依赖于大脑中的系统，这些系统最初是为了帮助我们的灵长类祖先灵活地在复杂的环境中导航而进化的。
当研究人员测试口头推理时，他们发现那些上了强调空间思维课程的学生在句子中的单词而不是地图上的物体上有了明显的进步。更重要的是，学生空间思维能力越强，他们的口头推理能力就提高得越多。
该研究的主要作者、心理学博士生罗伯特·科尔特斯说:“这些发现表明，心理模型可能是现实世界教育中远程转移的重要基础，可以将课堂上的技能应用到更广泛的领域。”“这项研究不仅让我们了解了教育如何改变我们的大脑，而且还揭示了对心灵本质的关键见解。”
科尔特斯认为:“语言推理是人类进化产生的最强大的工具之一。”“将神经科学和教育结合起来，更好地理解人类大脑是如何学习推理的，这是令人难以置信的兴奋。”希望我们能利用这些发现更广泛地提高人类的推理能力。”
研究小组发现，语言推理能力的提高可以通过学生大脑中空间处理中心的变化来最好地预测，特别是在后顶叶皮层。这为大脑中MMT的存在提供了新的证据。
为头盖骨创建课程
虽然关于心理模型的争论由来已久，但在现代教育领域最热门的争论之一是神经科学是否能改善学校的教与学。尽管在理论上很有希望，但在现实世界中，将神经科学与教育相结合的努力已被证明具有挑战性。其中一个主要障碍是神经科学工具，如核磁共振成像扫描，既昂贵又耗时，这使得它们不太可能被大规模地应用于教育政策和实践。
格林说:“我们不可能扫描每个孩子的大脑，即使有可能，这样做也是一个非常糟糕的主意。神经科学跨学科项目．
长期以来，批评人士一直担心，神经科学提供的数据是否真的能告诉教育工作者一些他们用传统的纸笔或电脑测试无法发现的东西。
研究小组的新发现指出了一种将神经科学与教育相结合的新方法，有助于克服这些挑战。这项研究不是关注每个学生的大脑，而是关注学生所学的课程。结果表明，大脑成像可以检测到在现实世界的课堂上学习特定课程所带来的变化，这些大脑变化可以用来比较不同的课程。
”课程开发格林说:“可以而且确实发生在神经科学可以实际适应的小尺度上。”“因此，如果我们可以利用神经成像工具来帮助确定传授最可转移学习的教学方式，那么这些课程就可以被教师和学校系统广泛采用。”课程可以扩大，但是神经影像学不需要。”
学习空间丰富课程的学生比学习其他高级科学课程的学生表现出更强的大脑变化。这些变化似乎表明，大脑可以以高度灵活的方式对空间能力进行深度学习，而传统的特定技能测试可能无法完全捕捉到这一点。特别是，该研究发现大脑变化比传统测试更能预测学习，这一发现提供了强有力的证据，证明神经科学提供的内部视角可以为教育工作者提供他们长期寻求的远迁移学习的见解，而传统的学习评估往往忽略了这一点。
科尔特斯说:“这项研究是我们部门通过科学将‘神经元与社区’连接起来的使命的一个很好的例子。”我们希望利用这些数据说服政策制定者增加这种空间丰富教育的机会。”
