Sissejuhatus
Teadlased on uurinud, kuidas ajuprotsessid on seotud paljude erinevate kognitiivsete funktsioonidega. Kuid teadlased on tegelenud ka mitte-kognitiivsete funktsioonidega seotud ajuprotsessidega, nagu motivatsioon ja emotsioonid. Neid funktsioone käsitletakse omakorda.
Motivatsioon
Motivatsiooni defineeritakse kui protsessi, mille kaudu eesmärgile suunatud tegevused algatatakse ja säilitatakse. Motiveeritud tegevuste hulka kuuluvad ülesannete valik, pingutus (füüsiline ja vaimne), püsivus ja saavutused. Peatükis 8 käsitletakse ka erinevaid protsesse, mis on oletuslikult mõjutanud motivatsiooni, nagu näiteks eesmärgid, enesetõhusus, vajadused, väärtused ja kontrolli tajumine.
Kaasaegsed teooriad kujutavad motivatsiooni suures osas kognitiivsetes terminites. Enamikul motivatsiooniprotsessidel on kognitiivsed komponendid. Näiteks enesetõhusus viitab tajutavatele võimetele õppida või sooritada teatud tasemel käitumist. Enesetõhusus on kognitiivne usk. Sellisena on sellel tõenäoliselt neuronite esitus, millest selles peatükis juttu on. Kuigi selles valdkonnas on vähe uurimusi, võime eeldada, et enesetõhususe uskumused on ajus esindatud neuronaalse võrgustikuna, mis seob uuritava valdkonna (nt murrud, romaanide lugemine) praeguse sensoorse sisendiga. Ka teised motivatsiooniprotsessid võivad olla esindatud sünaptilistes võrgustikes, nagu ka eneseregulatsioonis osalevad protsessid, nagu metakognitsioon ja eesmärgid. Rohkem neurofüsioloogilisi uuringuid motivatsiooni ja eneseregulatsiooni muutujate kohta aitaks ületada lõhe hariduse ja neuroteaduse vahel (Byrnes & Fox, 1998).
Kognitiivse neuroteaduse vaatenurgast on motivatsioonil vähemalt kahte tüüpi neuronaalseid vasteid. Need hõlmavad preemiaid ja motivatsioonilisi seisundeid.
Preemiad
Preemiatel on motivatsiooniuuringutes pikk ajalugu. Need on konditsioneerimisteooriate põhikomponendid, mis väidavad, et käitumised, mida on tugevdatud (premeeritud), kipuvad tulevikus korduma. Motivatsioon kujutab endast käitumise määra, intensiivsuse või kestuse suurenemist.
Motivatsiooni kognitiivsed ja konstruktivistlikud teooriad postuleerivad, et käitumist motiveerib pigem preemia ootus kui preemia ise. Preemiad võivad säilitada motivatsiooni, kui neid antakse kompetentse soorituse või õppimise edenemise korral. Motivatsioon võib aja jooksul väheneda, kui inimesed peavad preemiaid oma käitumise kontrollimiseks (st nad sooritavad ülesannet, et teenida preemiat).
Tundub, et ajus on preemiate töötlemise süsteem (Jensen, 2005), kuid nagu ka teised ajufunktsioonid, on ka see keeruline. Kaasatud on palju ajukoe struktuure, sealhulgas hüpotalamus, prefrontaalne ajukoor ja mandelkeha. Aju toodab oma preemiaid opiaatide kujul, mis põhjustavad loomuliku kõrgenemise. See efekt viitab sellele, et aju võib olla eelsoodumus kogema ja säilitama meeldivaid tulemusi. Ootus, et kompetentse või paranenud soorituse eest võidakse saada preemia, võib aktiveerida selle naudinguvõrgustiku, mis toodab neurotransmitter dopamiini. Võib-olla salvestab aju neuronaalse võrgustiku osana tegevuse sooritamise eest saadava preemia ootuse. Tegelikult võib dopamiini toota nii naudingu ootus (preemia ootus) kui ka nauding ise. Dopamiin suureneb, kui esineb lahknevus oodatavate ja tegelike preemiate vahel (nt inimesed ootavad suurt preemiat, kuid saavad väikese). Dopamiinisüsteem võib aidata inimestel oma ootusi kohandada, mis on õppimise liik (Varma et al., 2008).
Kuid aju võib preemiatest ka küllastuda, nii et preemia ootus või preemia saamine ei too kaasa nii palju naudingut kui varem. On võimalik, et dopamiini tootmiseks on vaja suurema preemia ootust ja kui seda ei tule, siis võib efekt kustuda. See punkt võib aidata selgitada, miks teatud preemiad aja jooksul kaotavad oma motiveeriva jõu.
Vaja on uurida, kas ka teised kognitiivsed motivaatorid, nagu eesmärgid ja õppimise edenemise tajumine, käivitavad dopamiinireaktsioone ja omavad seega neurofüsioloogilisi referente. Siiski tuleb märkida, et dopamiini tootmine on idiosünkraatiline. Sama preemia või preemia ootuse tase ei motiveeri kõiki õpilasi ühtlaselt, mis viitab sellele, et motivatsiooniga on seotud täiendavad ajuprotsessid. Sellel punktil on praktiline tähendus õpetamise jaoks, sest see viitab sellele, et õpetajad, kes plaanivad kasutada preemiaid, peavad õppima, mis iga õpilast motiveerib, ja looma preemiasüsteemi, mis suudab kohaneda õpilaste eelistuste muutustega.
Motivatsioonilised seisundid
Kognitiivse neuroteaduse vaatenurgast on motivatsioonilised seisundid kompleksed neuronaalsed ühendused, mis hõlmavad emotsioone, kognitsioone ja käitumist (Jensen, 2005). Seisundid muutuvad koos tingimustega. Kui me pole mitu tundi söönud, siis oleme tõenäoliselt näljaseisundis. Me võime olla mures seisundis, kui probleemid meid suruvad. Kui asjad lähevad hästi, võime olla õnnelikus seisundis. Sarnaselt võib motivatsiooniline seisund hõlmata emotsioone, kognitsioone ja käitumist, mis on suunatud õppimisele. Nagu ka teised seisundid, on motivatsiooniline seisund vaimu, keha ja käitumise integreeritud kombinatsioon, mis lõppkokkuvõttes seostub veebilaadse sünaptiliste ühenduste võrgustikuga.
Seisundid on fluiidsed; need muutuvad pidevalt sisemiste (nt mõtted) ja väliste (nt keskkonna) sündmuste põhjal. Iga antud motivatsiooniline seisund võib tugevneda, nõrgeneda või muutuda teist tüüpi seisundiks. See sünaptiliste ühenduste muutuv olemus vastab motivatsiooni olemusele (käsitletud 8. peatükis), et motivatsioon on pigem protsess kui asi. Protsessina ei ole see tavaliselt püsiv, vaid pigem tõuseb ja langeb. Hariduse ja õppimise võti on säilitada motivatsioon optimaalses vahemikus.
Õpetajad mõistavad intuitiivselt motivatsiooniliste seisundite ideed. Nende eesmärk on, et õpilased oleksid õppimiseks motivatsioonilises seisundis. Igal antud hetkel on mõned õpilased selles seisundis, kuid teised kogevad erinevaid seisundeid, sealhulgas apaatia, kurbus, hüperaktiivsus ja tähelepanu hajumine. Nende seisundite muutmiseks peavad õpetajad võib-olla first tegelema praeguste seisunditega (nt pöörama tähelepanu sellele, miks Kira on kurb) ja seejärel püüdma suunata õpilaste tähelepanu käsilolevale ülesandele.
Neuroteaduse poolt postuleeritud kognitsiooni, emotsiooni ja käitumise integreerimine on oluline. Üksikud komponendid ei vii soovitava õppimiseni. Näiteks õpilased, kes usuvad, et nad tahavad õppida, ja on emotsionaalselt valmis seda tegema, õpivad siiski vähe, kui nad ei tegele mingi käitumisega. Samamoodi on motiveeritud käitumine ilma selge kognitiivse fookuseta õppimisele raisatud tegevus. Õpilased, kes kogevad emotsionaalset stressi, kuid tahavad õppida ja tegeleda õppimistegevusega, leiavad tõenäoliselt, et nende õppimine on vähem kui maksimaalne, sest emotsioonid takistavad sünaptiliste ühenduste moodustumist ja konsolideerimist.
Emotsioonid
Sarnaselt neurofüsioloogiliste tõenditega motivatsiooni kohta, ei ole emotsioonide toimimine KNS-is täielikult arusaadav. Inimeste emotsioonide seletamiseks on mitmeid teooriaid (Byrnes, 2001).
Üks teooria, mis on kooskõlas eelneva motivatsioonikäsitlusega, on võrgustikuteooria (Halgren & Marinkovic, 1995). Selle vaate kohaselt koosnevad emotsionaalsed reaktsioonid neljast kattuvast etapist: orienteeruv kompleks, emotsionaalse sündmuse integreerimine, vastuse valik ja püsiv emotsionaalne kontekst. Orienteeruv kompleks on automaatne vastus, mille puhul indiviidid suunavad oma tähelepanu stiimulile või sündmusele ja mobiliseerivad ressursid sellega tegelemiseks. Orienteeruv kompleks tekitab närvivastuse, mis saadetakse teistesse etappidesse. Emotsionaalse sündmuse integreerimise etapis integreeritakse see stiimul või sündmus teabega töö- ja pikaajalises mälus, näiteks teabega stiimuli või sündmuse definitsiooni või tähenduse ning konteksti kohta.
Kolmandas (vastuse valiku) etapis omistab indiviid stiimulile või sündmusele kognitiivse tähenduse, integreerib selle tähenduse afektiivse komponendiga, tuvastab võimalikud tegevused ja valib ühe. Lõpuks on püsiva emotsionaalse konteksti etapis indiviidi meeleolu seotud eelnevate etappide väljunditega. Iga etapp on seotud spetsiifiliste närvipiirkondadega. Näiteks näib püsiv emotsionaalne kontekst olevat seotud närviimpulsside tekkega otsmikusagara piirkondades (Halgren & Marinkovic, 1995).
Kuid emotsioonid näivad olevat keerukamad kui see analüüs, sest samal sündmusel on potentsiaal tekitada erinevaid emotsioone. Inglise keel peegeldab seda potentsiaalset mitmekordset vallandumist, nagu öeldakse pärast uudise kuulmist: "Ma ei teadnud, kas nutta või naerda." Samuti on võimalik, et emotsionaalne aktiivsus ajus on erinev primaarsete ja kultuuriliselt põhinevate emotsioonide puhul (Byrnes, 2001). Primaarsetel emotsioonidel (nt hirm, viha, üllatus) võib olla kaasasündinud närviline alus, mis on keskendunud paremasse ajupoolkerasse (mis reguleerib suure osa ANS-i funktsioonidest), samas kui emotsioone, mis hõlmavad kultuurilisi tähendusi (nt inimeste tehtud avaldused, mida saab erinevalt tõlgendada), võib rohkem juhtida vasak ajupoolkera koos oma keelefunktsioonidega.
Emotsioonid võivad aidata suunata tähelepanu, mis on õppimiseks vajalik (Phelps, 2006). Keskkonnast saadud teave läheb talamusse, kust see suunatakse mandelkehasse ja eesmisesse ajukoorde. Mandelkeha määrab stiimuli emotsionaalse tähtsuse (Wolfe, 2001). See määratlus on soodustav, sest see ütleb meile, kas joosta, otsida varjupaika, rünnata või jääda neutraalseks. Eesmine ajukoor pakub stiimuli kognitiivset tõlgendust, kuid see võtab lisaks aega. Osa sellest, mida mõeldakse "emotsionaalse kontrolli" all, ei ole lihtsalt reageerida emotsionaalsele tähtsusele (kuigi kui ohutus on probleem, on see soovitav), vaid pigem viivitada tegevusega, kuni saab teha õige kognitiivse tõlgenduse.
Lisaks oma rollile tähelepanu suunamisel mõjutavad emotsioonid ka õppimist ja mälu (Phelps, 2006). Tundub, et hormoonid epinefriin ja norepinefriin, mida eritab neerupealise koor, et tekitada emotsioonidega seotud autonoomseid reaktsioone, suurendavad ka mälestusi vallandava stiimuli või sündmuse kohta aju oimusagaras (Wolfe, 2001). Emotsionaalsete olukordade teadlik mälu konsolideerub nende hormoonide toimel paremini.
Asjaolu, et emotsioonid võivad õppimist soodustada, ei tohiks tõlgendada kui soovitust, et õpetajad peaksid muutma õppimise võimalikult stressirohkeks. Nagu me varem nägime, segab liigne stress närvivõrgustike moodustumist ja konsolideerimist. Pigem viitab see punkt sellele, et motivatsiooni ja emotsioone saab konstruktiivselt kasutada parema õppimise saavutamiseks. Õpetajad, kes palju loevad, ei tekita õpilastes palju emotsionaalset kaasatust. Kuid emotsionaalne huvi peaks suurenema, kui õpetajad kaasavad õpilasi õppimisse. Tegevused nagu rollimängud, arutelud ja demonstratsioonid tekitavad tõenäolisemalt suuremat motivatsiooni ja emotsioone ning viivad parema õppimiseni kui õpetaja loengud.
Emotsioonide kaasamine õppimisse
Kathy Stone soovib, et tema õpilased naudiksid kooli, ja ta teab, kui oluline on laste emotsioonide äratamine õppimiseks. Ta püüab alati siduda akadeemilist sisu õpilaste kogemustega, nii et nende positiivsed emotsioonid, mis on seotud nende kogemustega, seostuksid õppimisega. Kui tema lapsed lugesid lugu lapsest, kes tegi reisi, palus ta neil rääkida, millal nad tegid reisi sugulase külastamiseks, puhkuseks või nii edasi. Kui ta tegeles matemaatilise jagamisega, palus ta lastel mõelda millelegi, mis oli jagatud osadeks (nt pirukas, kook), et mitu inimest saaksid seda nautida.
Jim Marshall soovib, et tema õpilased mitte ainult ei õpiks USA ajalugu, vaid kogeksid ka peamiste sündmustega seotud emotsioone. Lugemine sellistest sündmustest nagu kodusõda ja suur depressioon võib need emotsioonidest tühjendada, kuid need ja teised sündmused tekitasid tugevaid emotsioone nende seas, kes siis elasid. Jim kasutab palju filme, mis kujutavad sündmusi ja rollimänge oma õpilastega. Ta töötab koos õpilastega, et tagada, et nad väljendavad emotsioone, mida nad tõenäoliselt oleksid tundnud. Ühe suure depressiooni rollimängu jaoks oli üks õpilane inimene, kes otsis tööd, ja teised mängisid tööandjate rolle, keda ta tööd küsides külastas. Kui iga tööandja ta tagasi lükkas, muutus tööotsija üha pettunumaks ja hakkas lõpuks nutma ja ütlema: "Ma tahan ainult tööd, et saaksin oma perekonda toita. Ma loodan, et mu lapsed ei näe seda oma elus enam kunagi!"
Gina Brown mõistab, kuidas mõned õpilased võivad pidada hariduspsühholoogia sisu kuivaks ja igavaks. Et oma õpilaste emotsioone esile kutsuda, keskenduvad tema õpilased igal nädalal ühele või kahele kontseptsioonile, mida oma koolipraktikal käsitleda (vt rakendus 2.1). Näiteks õppimise kohta lugemine võib olla igav, kuid lapse õppimise nägemine on põnev. Seega, kui õpilased töötavad koolilastega, peavad nad tunni ajal laste käitumise ja reaktsioonide kohta logi, kui nad õpivad. Gina õpilased teatavad, kui põnevil nad on, kui nad lapsi juhendavad ja lapsed hakkavad näitama, et nad õpivad. Nagu üks Gina õpilastest teatas: "Ma olin Keenaniga töötades nii põnevil, kui ta ütles: "Oh, ma saan aru," ja tõesti ka sai!"
Emotsioonide suurendamine õppimise ajal on efektiivne ainult teatud piirini. Liiga palju emotsioone (nt kõrge stress) pikema aja jooksul ei ole soovitav kõigi negatiivsete kõrvalmõjude tõttu (nt kõrgenenud vererõhk, kahjustatud immuunsüsteem). Õpilased pikaajalistes stressirohketes olukordades ka muretsevad liigselt ja murega seotud mõtted takistavad õppimist.
Need stressi või ohtude põhjustatud negatiivsed mõjud tulenevad osaliselt hormoonist kortisoolist, mida nagu epinefriini ja norepinefriini eritab neerupealiste nääre (Lemonick, 2007). Epinefriin ja norepinefriin toimivad kiiresti ning kortisool on omamoodi pikaajaline varu. Suur kortisooli hulk kehas pikema aja jooksul võib põhjustada hipokampuse halvenemist ja kognitiivse funktsioneerimise langust (Wolfe, 2001).
Kortisool on kriitilise tähtsusega ka aju arengu ajal. Imikud seovad end emotsionaalselt vanemate või hooldajatega. Kui beebid kogevad stressi, tõuseb nende kortisooli tase kehas. Kortisool pidurdab aju arengut, sest see vähendab sünapside arvu ja jätab neuronid kahjustustele haavatavaks (Trawick-Smith, 2003). Seevastu, kui beebid moodustavad kiindumusi ja säilitavad neid aja jooksul, ei tõuse kortisooli tase (Gunnar, 1996). Kui kiindumused on turvalised, ei tõuse kortisooli tase isegi stressirohketes olukordades ohtlikule tasemele. Seega on kriitilise tähtsusega, et väikesed lapsed usuksid, et nende vanemad või hooldajad armastavad neid ja on usaldusväärsed hooldajad.
Kokkuvõtteks võib öelda, et näeme, et motivatsioon ja emotsioonid on lahutamatult seotud kognitiivse töötlemise ja närvitegevusega. Lisaks teeb selles jaotises kokkuvõetud tõendusmaterjal selgeks, et kui motivatsiooni ja emotsioone õigesti reguleerida, võivad need positiivselt mõjutada tähelepanu, õppimist ja mälu. Nüüd pöördume neuroteaduse õpetamis- ja õppimisrakenduste juurde.