ללמוד מהמוח: לקראת הוראה מדעית

ללמוד מהמוח: לקראת הוראה מדעית

מערכות החינוך בארץ ובעולם כולו שואפות להשתפר, להתחדש, להעלות את ההישגים בבחינות הבינלאומיות ולעמוד בתחרות העולמית, תוך התאמת הידע והמיומנויות של תלמידיהם למאפייני המאה ה-21. פעולות מגוונות ומתמשכות נעשות במערכות החינוך השונות בניסיון לממש שאיפה זו, ולשפר ולצמצם את פערי ההישגים בין קבוצות תלמידים הבאות מרקע חברתי-כלכלי שונה. תוכניות לימודים משתנות חדשות לבקרים ורפורמות מתוכננות ומתבצעות לסירוגין. המצע למאמצי השינויים והשיפור הם הפסיכולוגיה הכללית והקוגניטיבית, הפדגוגיה ושנות הניסיון הרבות של המורים והמחנכים. אלה מתמקדים ביכולותיו הממשיות והפוטנציאליות של התלמיד ובתגובותיו לשיטות הוראה שונות, לתכני הלימודים ולהיבטים חברתיים מגוונים. למרות המאמצים המרובים והממושכים המושקעים במערכות חינוך רבות, מקננת בקרב אנשי החינוך והציבור הכללי תחושה שכלי החשיבה, הידע והפעולות המתקיימות, אינם מספקים תשובה הולמת ושלמה לשאיפה, המעסיקה את מרבית מערכות החינוך, והתהייה וחיפושי הדרך הרבים.

הדרך להשגת שיפור בהישגיה של מערכת החינוך היא חשיפתה לשדות ידע חדשים ועשיית שימוש מועיל במידע שיופק מחשיפה זו. על הפדגוגיה לפתוח את שעריה לדיסציפלינות מדעיות חדשות, במיוחד למדע העצב (neuroscience) והנוירו-פסיכולוגיה. לאחר היכרות ולימוד יוכל להיווצר שילוב פורה בין מדע העצב, הנוירו-פסיכולוגיה, הפדגוגיה והדידקטיקה. יש בכוחו של השילוב הזה לחזק את הפדגוגיה והדידקטיקה וליצור הוראה המבוססת על עובדות מחקריות מדעיות והבנה מעמיקה של תהליכי הלמידה והזיכרון. מורים, שייחשפו לידע הנובע ממדע העצב, ובמיוחד להיכרות עם התהליכים הביולוגיים של הזיכרון, השכחה והלמידה, יהיו מורים מקצועיים טובים יותר, יצירתיים ואוטונומיים, בעלי הבנה מעמיקה יותר של צורכי התלמיד, שמסוגלים להפיק בעצמם ומעצמם פתרונות לבעיות שייתקלו בהן במהלך עבודתם. תלמידיהם ייטיבו ללמוד, יזכו להבנה וליחס מבין ומתחשב יותר מצד מוריהם, ובכך ייהנו מלימודיהם ומשהותם בכיתות, בבית הספר ובמערכת החינוך.

נוירופדגוגיה – הדרך להוראה כמדע

החשיבה, הזיכרון, ההתנהגות והלמידה – כל אלו מתרחשים במוח כתוצר של הפעילות המוחית. הזיכרון הוא בסיס הלמידה, כשהקשב והרגשות קשורים בקשר אמיץ ביצירת הזיכרון ובאבדנו. ההוראה מכוונת ליצור למידה, והלמידה היא יצירת שינוי במערך הפונקציונלי העצבי של המוח, כלומר שינוי באופן שבו תאי העצב (הנוירונים) יוצרים קשרים חדשים ומחזקים קשרים קיימים. ההוראה היא אפוא יצירת שינוי יזום במערך העצבי של המוח; המורים יוצרים שינוי זה במוחותיהם של תלמידיהם. ההיכרות עם ההיבטים הביולוגיים-העצביים של תהליך בנייתו ודעיכתו של הזיכרון, ומקומם ותפקידם של הקשב והרגשות בהקשר הזה חשובה ביותר לכל העוסקים בהוראה ובלמידה. ראוי ומועיל ביותר אפוא שמורים יכירו את המבנה והתהליכים של המנגנונים המוחיים של תלמידיהם, כדי להיות מורים טובים ומועילים יותר. היכרות זו יכולה להיעשות על ידי הנוירופדגוגיה.

בשנים האחרונות שולבו עולמות הידע של הפסיכולוגיה הקוגניטיבית עם חקר המוח והעצב, ולאחרונה גם עם הפדגוגיה והדידקטיקה, ליצירת מידע חדש המכונה נוירופדגוגיה (ראו תרשים 1). נוירופדגוגיה היא מדע חדש המשלב ידע מכמה דיסציפלינות: פדגוגיה ודידקטיקה, נוירופסיכולוגיה (פסיכולוגיה ביולוגית) קוגניטיבית, וכמובן – חקר העצב והמוח. הנוירופדגוגיה מבקשת לפתח ולהפעיל בכיתה ובבית הספר מודלים של הוראה ותהליכים ייחודיים של תִפקודים קוגניטיביים כמו למידה, זיכרון, שפה, רגשות, קשב, פונקציות מִנהליות, תיכנון, קבלת החלטות והתנהגות חברתית.

מטרתה המרכזית של הנוירופדגוגיה היא להציע שיטות ודרכי למידה אפקטיביות, המבוססות על המחשבה שלפיה למידה יכולה להתרחש כאשר ההוראה נעשית בהתאמה לתהליכי עיבוד המידע במוח. הכרת הנוירופדגוגיה ומשמעותיה החינוכיות הכרחית לקידום ההוראה והלמידה. ניסיונות שיטתיים, שנערכו בשנים האחרונות, מאוששים את התועלת שאפשר להפיק מחשיפת מורים ופרחי הוראה לנוירופדגוגיה בתחומי התִפקוד שלהם בכיתה ובבית הספר.

זיכרון, למידה והגמישות העצבית

המוח בנוי מחלקים וממבנים רבים המכילים תאי עצב מסוגים שונים. תאי העצב (הנוירונים) מתקשרים במישרין ביניהם באמצעות סיגנלים כימיים-חשמליים, שמועברים ברווחים שקיימים בין תאי העצב השונים, הקרויים "סינפסות". הסינפסה – רווח, או פער, קטן בין שני תאי עצב – משמשת ערוץ תקשורת ביניהם, כלומר אמצעי שבו הפעילות המוחית מתבצעת. תאי העצב במוח בנויים כך שהם יכולים להחליף מידע ביניהם, דבר שתאים אחרים בגוף אינם מסוגלים לעשות, וליצור מקבצים סינפטיים הממוקמים במוח בסמיכות או אפילו במרחק  מסוים אלה מאלה. חוויות והתנסויות במהלך ההתפתחות, במיוחד בגיל הרך, יחד עם תורשה גנטית, מעצבים את יצירתם של המקבצים הסינפטיים ואת מסלולי הקשר בין מקבצים אלה. הלמידה מעצבת את העצמי של האדם באמצעות מערכי הסינפסות שלו. אישיותו של האדם משקפת מערך של קשרים בין תאי העצב של המוח. כיוון שכך, התלמיד, כמו כל בני האדם, הוא מערך הסינפסות שלו.

מרבית המערכות במוח הן פלסטיות, כלומר ניתנות לשינוי ולהתאמה בעקבות חשיפה למציאות, לחוויות ולהתנסויות. משמעות הדבר היא שהסינפסות שקשורות בהתנסויות האלה משתנות, וכך הן תוכננו ונועדו לתפקד. היכולת המולדת של הסינפסות לקלוט ולאחסן מידע היא זו שמאפשרת למערכות המוח לאחסן ולשמור התנסויות, חוויות ומידע. הלמידה היא ביטוי של גמישות הסינפסות; היא יצירת שינוי במערך הסינפסות. למידה מגבירה את יעילות התקשורת בין הסינפסות, בונה מערכי תקשורת עצבית חדשים ומחזקת מערכי תקשורת שקיימים כבר במוח. היעדר יכולת גמישות של הסינפסות מונעת אפשרות של למידה.

מקבצי הסינפסות והקשרים בין תאי העצב במוח ממשיכים להשתנות לאורך שנות החיים, בתגובה לכל חוויה או התנסות. פעילות נוירונית רבה בעקבות למידה, חוויה, או התנסות כלשהי, מוליכה ליצירת סינפסות מרובות ומורכבות, בעלות קשרים סינפטיים רבים. אולם כאשר נוצרים קשרים סינפטיים חדשים – רק מעטים מהם שורדים. השורדים הם תאי העצב שנעשה בהם שימוש חוזר. תאי עצב שלא נעשה בהם שימוש אינם שורדים. תופעה זו זכתה לכינוי "שימוש או אובדן" (use it or lose it).

מורים מיישמים ממצאי חקר המוח בהוראה

בשנים האחרונות מתקיימת במכללה האקדמית אחוה תוכנית להקניית מושגי יסוד בנוירופדגוגיה למורים. הלקחים והתובנות של המורים בכל הקשור ליישום ממצאי חקר המוח בהוראה התקבצו לארבעה מישורים:

א. לחקר המוח יש מה להציע ולתרום לתהליך ההוראה, במיוחד כשנתקלים במכשולים לאורך התהליך. הכרת תִפקודי המוח השונים והאזורים השונים במוח האדם, שאחראים על תפקודים שונים, כגון הבנה, זיכרון, תכנון, ארגון וקבלת החלטות, יכולים לסייע לאיש החינוך לתכנן את ההוראה בכיתה כך שזו תתאים לתלמידים שונים.

ב. החשיפה לממצאי חקר המוח סיפקה למורים אישוש וביסוס מדעי לפעולות ולנוהלי העבודה שהם נוקטים, דבר שחיזק את ביטחונם בתפקודם ("תמיד פעלנו כך, ועכשיו יש לנו בסיס מדעי המראה שפעלנו נכון").

ג. החשיפה לעקרונות הנוירופדגוגיה הקנתה כיווני חשיבה ופעולה חדשים ובלתי מוכרים, מבוססי ידע נוירופדגוגי (כגון זיכרון עבודה, המחזורים האולטרה-דינאמיים, הבעיות שגורמות לקויות בזיכרון עבודה ודרכים לטיפול בהן, ועוד). המורים הדגישו כי הידיעה כיצד המוח פועל מאפשרת לבנות דרכי הוראה שונות, וציינו שעליהם לאמץ את הנוירופדגוגיה בהוראתם כמורים.

ד. שינוי בהתייחסות אל התלמידים. הבנת הסיבתיות והמקורות של מגוון התנהגויות או תגובות של התלמידים במהלך השיעורים, יצרה התייחסות מבינה, הולמת ומתאימה של המורה להתנהגויות אלה ("עכשיו אנחנו מיטיבים להבין את קשייהם וצרכיהם של תלמידינו").

עקרונות פעולה ותִפקוד נוירוניים והקשרם להוראה וללמידה

1. המוח מעבד מידע חדש על בסיס מידע קיים. כשהמוח קולט מידע המערכת העצבית מחפשת קישורים בין המידע החדש למידע קיים, שמצוי במאגרי הזיכרון במוח. המוח אינו מעבד מידע "על ריק". מידע חדש שנקלט במוח "מחפש" קשרים סינפטיים קיימים, כלומר קשרי תוכן והקשרים קיימים. לצורך הקליטה הטובה והעיבוד הראוי של המידע החדש המוח זקוק למערכת של שיוכים והסתמכות על מידע קודם כדי לפרש ולפעול בהתאמה למידע החדש שנקלט.
2.  המוח הוא פרשן. המוח בנוי ומאורגן כך שיכול לזהות חישה, ליזום התנהגויות, לאגור ולשלוף זיכרונות, שיכולים להימשך לאורך כל תקופת החיים. הוא אינו קולט מידע ומאחזר אותו כמכונת הקלטה. מידע חדש שנקלט במוח נקשר למידע קיים (ככל שמידע כזה קיים), והמידע החדש מפוענח, מפורש, מקוטלג ומשויך להקשרי המידע הקיימים כבר במוח זה מכבר. כך המוח מעבד מידע.
3. המוח זקוק לאנלוגיות, דוגמאות והקשרים. משום שהמוח מעבד מידע על בסיס מידע קיים (ולא "על ריק") ופועל כפרשן בהתבסס על המידע הקיים במאגריו, הוראה טובה צריכה לעשות שימוש נרחב באנלוגיות, בדוגמאות ובהקשרים. אנלוגיה קושרת מידע חדש למידע שקיים כבר בתודעה. הוראה יעילה מצביעה על קשרים בין המידע החדש שזה עתה נלמד לבין נושאים או תחומי ידע קרובים. קשרים סינפטיים רבים יוצרים מערכת קוגניטיבית יעילה יותר.
4. הוראה טובה בנויה נדבך על גבי נדבך. הצורך של המוח לשייך ולהסמיך מידע חדש למידע קיים מחייב שההוראה תתנהל כתהליך מודולרי והיררכי, הבנוי נדבך על גבי נדבך. רק כאשר השלב הראשון התבסס בתודעה אפשר לעבור לשלב הקוגניטיבי המתקדם יותר. לאחר שהתלמיד יודע את החומר ומבין אותו אפשר לעבור לרמות לימוד יותר גבוהות של הקבלה והשוואה כדי ליצור תבניות חדשות במוח. התבניות הללו חשובות מאד לקליטה של חומר חדש. גם כאשר תוכניות הלימוד מובנות מראש יש חשיבות רבה להפעלת שיקול דעת בסדר של הוראת הנושאים.
5. מידע חדש צריך זמן כדי להיטמע במערכת העֲצַבִּים המוחית. קשרים ואינטראקציות מורכבות וגם פשוטות בין נוירונים מתרחשים בממדי זמן החל מאלפית שנייה ועד מספר חודשים. במקרים לא מעטים קשרים חדשים בין נוירונים נוצרים (כתוצאה מגירוי חושי) כשהם מתגבשים לאורך תקופת זמן של שעות וימים רבים. לפיכך, לימוד נושא חדש מחייב או דורש זמן להטמעה, גם ללא שינון וחזרות. ראוי לחלק חומר חדש למספר מקטעים וביניהם הפסקות, כל זאת על מנת ולהישאר בגבולות זמן אחסון הזיכרון קצר המועד (זיכרון העבודה), וגם כמובן, ליצור ענין, למנוע עייפות. חומר מורכב דורש יותר זמן להטמעה, וקיצורי דרך עלולים לא להשיג את מטרתם, בדרך כלל.
6. בהוראה חשוב להציב רווחי זמן לצורך הטמעת חומר חדש. לימוד עם הפסקות של זמן יעילים בדרך כלל יותר מאשר הוראה מואצת בזמן. לכן אין טעם ללמד חומר חדש רב ביחידת זמן מצומצמת. צריך לתת לתלמידים זמן לקלוט את הדברים ולהפנים אותם ולכן אני מקדישה הרבה זמן לשינון וחזרות בכיתה. קורסים מתמשכים על פני זמן עדיפים על פני קורסים שנלמדים בלמידה מואצת (קורס מזורז של ימים ספורים). הארכת זמן הלמידה מאפשרת להקנות כל פעם יחידת לימוד קטנה, שתיקלט ביעילות, וגם לנצל את הזמן לשינון, אימון וחזרה.
7. חזרה היא בסיס איתן ליצירת זיכרון לטווח ארוך. בכל שיעור לא די בהקניית חומר חדש אלא יש לתרגל אותו ולשנן אותו באמצעות שאילת שאלות בעל פה ותרגול בכתב. באמצעות החזרות הללו כל תלמיד מקבל מענה לסגנון הלמידה המתאים לו וחוזר על החומר מספר פעמים עד שהוא זוכר אותו. העצמת הזיכרון נעשית על ידי אימון, שינון ותִרגול.
8. שינון כבסיס להבנה. הבנת התהליכים הנוירוניים מכוונת את התשובה לשאלה העולה לפרקים בדבר העדפת מישור ההבנה של חומר נלמד והדחקת הצורך בשינון. שינון וחזרה על מידע מהווים כאמור למעלה בסיס איתן לזכירה ולהטמעת המידע. מידע מוטמע מאפשר הבנה. שינון והבנה הם שני צדדים של אותו מטבע.
9. תגובות מורכבות מתרחשות כאשר המוח משלב מידע ממעגלים רבים כדי ליצור תגובה. הוראה של נושא כלשהו, בוודאי של נושא מורכב, מחייבת שימוש באזורי חישה רבים במוח. אזורים אלו יכולים להיות אזורי הראייה, השמיעה, ואזורי חישה אחרים. חשוב לזכור שיש תלמידים חזותיים, יש שמיעתיים ויש תנועתיים, ולכן חשוב לבצע את הלימוד, השינון והתרגול באמצעים שונים, שיתנו מענה לכולם. אִתגור מתמשך של המוח על ידי פעולות פיזיות ומנטליות מסייעת לשמור על המבנה והתפקוד של המוח. העיקרון הביולוגי הזה מהווה ביסוס ליעילותה של ההוראה הרב-חושית, כלומר הוראה העושה שימוש במולטימדיה.
10. בזמן השינה המוח מעבד, מארגן ומסדר לעצמו את המידע שקלט בזמן הערות. זה הזמן עבור המוח לנקות מידע בלתי קוהרנטי, מבולבל ובלתי מובן דיו, להעביר מידע למקומות קרובים תכנית וסמנטית. השינה חשובה אפוא ביותר ללמידה. שינה מועילה אפוא ביותר להטמעה של מידע חדש שנקלט במערכת הזיכרון. תלמיד "ישנוני" אינו בהכרח תלמיד שאינו מצליח בלימודיו.

ללמוד מן המוח לשפר את ההוראה והלמידה

ההתנסות שהופעלה במכללה האקדמית אחוה חיזקה את הרעיון שלפיו נוירופדגוגיה יכולה לסייע להפוך את החינוך מעיסוק מקצועי המבוסס על ידע, ניסיון ואינטואיציה ברוכה, לעיסוק מדעי המבוסס על עובדות הנשענות על מחקר מדעי. נקודת המוצא המרכזית לאמירה זו היא ההבנה שכדי להגיע לשיפור ההוראה והלמידה חשוב, ואולי הכרחי, להשיג את הגבולות הסגורים של המחקר בחינוך וליצור מעברים נוחים ויעילים אל מערכות ידע אחרות. פוטנציאל הידע המחקרי הרב-תחומי יכול להתממש על ידי כך שיתאפשר שיתוף פעולה בין ממצאי המחקר בתחום מדעי המוח והפסיכולוגיה הנוירו-קוגניטיבית לבין הפרקטיקה החינוכית והמדיניות החינוכית, בין מדענים-חוקרים לבין אנשי השדה והעשייה החינוכית. תקשורת שוטפת בין אנשי השדה לבין אנשי המחקר יכולה לסייע להגדיר לאחרונים בצורה מועילה את המשימות והמטרות של מחקריהם, ולאפשר הבנה, פרשנות ושימוש מועילים בממצאי המחקרים. הניסיון המעשי של אנשי השדה יכול למקד ולהגדיר שאלות וגישות מחקר עבור החוקרים. המתמחים בנוירופדגוגיה צריכים להיות בקיאים גם בתהליכים החינוכיים, בפדגוגיה, ובמתרחש בתוך הכיתה ובבית הספר. מעשית, כדי לשפר את החינוך ואת הטיפול בתלמידים ראוי גם לחבר בין המחקר והפרקטיקה, וזאת כדי ליצור תהליכים חינוכיים, שמניבים תוצאות טובות יותר.