Projektpedagógiai Konferencia április Hegedűs Gábor A tanulás biológiai és ismeretelméleti vonatkozásai

Tö5téneti kitekintés  Descartes A tanulásnak van biológiai háttere Természettudományok oktatása, USA VILÁGKIÁLLÍTÁS  William James A tudat anyaghoz (agyhoz) kötött. Az agy biológiai szerv. Magasugrás és úszás Működése függ: öröklött, vele született és szerzett tulajdonságoktól Az agy plaszticitása Százmilliárd agysejt Napi százezer elpusztul  Genom  Leandervölgyi és cro magnoni ősember 1500 ccm vagy 1400 ccm. Lipcse A közös ős, a homo erectus agytérfogata 1000 köbcentiméter. Mänliche és frauliche Gehirn 1400 ccm és 1250 ccm

Matek A matematikai szimbólumok A szimbólum a nulla  Osztás:  CDVI:VIII= 496:8=  CDLXXVI:VIII=476:8=

A nulla, mint szimból In der Schule lernten wir aber noch Rechnen, der Anschaulichkeit halber mit Äpfeln. Ich mochte bald keine Äpfel mehr, und als die Äpfel gar multipliziert wurden zum Apfeleinmaleins, fand ich sie sauer. Und unfaßbar waren mir die Nullen. Eine Null ist nichts, und wenn man sie noch so oft zusammenzählt, drei und null bleibt drei, und noch eine Null bleibt noch immer drei. Und doch hat die Null viel zu sagen, denn wenn sie hinter einer Zahl steht, ist die Zahl gleich das Zehnfache wert. Ich konnte damals noch nicht wissen, daß es in der Algebra ist wie im Leben! Je mehr Nullen hinter etwas stehen, um so größer ist die Macht. Denn die Nullen geben die Stelle an. Und damals lebten wir im Zeichen der Nullen: Wenn Vati Geld bekommen hatte, dann schob er es schnell unter der Sprechzimmertür durch, Geld mit vielen Nullen, und Mutti sauste damit zum Metzger, aber in der Viertelstunde, die dazwischen lag, gehörten schon wieder mehr Nullen dahinter. Die Eltern wurden sehr nervös von der ewigen Nullerei und packten eines Tages die Koffer, um sich zu erholen. In den einen Koffer kamen unsere Kleider, in den anderen Muttis Hüte und in den dritten, eng zusammengepreßt, das Geld.

Bonyolultság Az agy az érzékelő-észlelő és a mozgató szerveinkkel bonyolult idegrendszeri hálózati összeköttetésben van Az agy a legbonyolultabb biológiai szervünk, amelynek mind a mérete, mind a formája, mind a működése egyénfüggő. Mivel nem látható, nem is tudjuk, nem is akarjuk elképzelni azokat a különbségeket, amelyek a tanulás sikerességét befolyásolják. Bonyolultsága miatt valószínűsíthető, hogy a legnagyobb egyéni különbségek az agy felépítésében, a fejlődésében és a működésében jutnak kifejezésre. Az agy, mint biológiai szerv, amely egyénenként különböző, nem csak a lehetőségeket, de a korlátokat is magában hordozza. A tanulás folyamata nem szűkíthető le az agyműködésre, de a tanulást megérteni az agyműködés alapjainak ismerete nélkül lehetetlen „A tanulás, változás az egyén életében, viselkedésében, amely az ismétlődő tapasztalásokkal, a környezettel való interakciók által valósul meg. Előfel-tétel, hogy ez a változás a viselkedésrepertoárban ne pszichológiai érésre, vagy ne előzetes átmeneti állapotra legyen visszavezethető. (…)

Az agy bonyolúltsága A pszichológia által megfogalmazott szerkezet és funkció törvénye nem csupán azt jelenti, hogy a működés fejleszti az adott biológiai szervet, de jelenti azt is, hogy a biológiai szerv fejlettsége meghatározza működését, terhelhető- ségét, fejleszthetőségét. Az idegsejtek egyik funkciója, hogy más idegsejtek, az érző és mozgató sejtek, illetve a mirigysejtek felé információkat közvetítsenek „az agyműködést a gének és a tapasztalat együtt alakítják ki és tartják fenn. (…) A szellemi működés egyes mozzanatait idegsejtcsoportok elektromos tevékenységeire vezethetjük vissza.” (Fischbach, 1998: 6) Az elektromos tevékenységek (kisülések) átmeneti és tartós biokémiai változásokat generálnak az agyban A sokkal nagyobb térfogatú és tömegű máj csupán mintegy százmillió sejtet tartalmaz, ezzel szemben az átlag ezernégyszáz köbcentis, alig másfél kilós agy százmilliárd sejtet tartalmaz. Ezerszer több mint a máj sejtjeinek száma. A bonyolultság mégsem az idegsejtek számával, sokkal inkább a sejtek alakjában és molekuláris szerkezetében meglévő sokféleségével mérhető

A genetikai meghatározottság, öröklődés, agyfejlődés Az ivaros szaporodást „genetikai lottónak” nevezik. (Cole – Cole, 2003: 72) A genetikai lottó nem a sejtosztódással kezdődik, hanem azzal, hogy a két szülő a saját negyvenhat kromoszómájából melyik huszonhárom kromo- szómát adja tovább az utódba. Matematikailag kifejezve ez egy ismétlés nélküli kombináció. Hány módon tudunk negyvenhat elemből ismétlés nélkül huszonhárom elemet kiválasztani. Nem feladatunk matematikát tanítani, mások már elvégezték a számításokat. Az ún. áthidalásokat (matematikailag permutáció) és a párállások sokaságát is figyelembe véve, egy a hatvan- négy billióhoz annak az esélye, hogy egy genetikai kombináció megismét- lődjön. Ez azt is jelentheti, hogy folyamatosan hétmilliárd embert feltételezve a Földön, elviekben 450 – 500 ezer év kell egy biológiai kombináció megismétlődéséhez Genotipus és fenotipus viszonya

A gének beleszólnak „A gének kromoszómák részei, a kromoszómák pedig (Mendel törvénye értelmében) egyenlő valószínűséggel jutnak be az ivarsejtekbe és így a következő nemzedékbe. Azt hihetnénk talán, hogy egy gén nem sokat tehet azért, hogy a szervezet rátermettségének rovására a többi génnél nagyobb eséllyel örökíttesse át magát. Nos, nagyot tévednénk. A nyolcadik fejezetben többféle csalási módot ismertetünk, amelyek segítségével a gének magasabb arányban képviseltetik magukat a következő nemzedékben” (Szathmáry – Smith, 2000: 33-34) A genetikai kutatások álláspontja szerint, bár pontosan az összetett szervezetek kialakulását korlátozta, időben lelassította, mégis védelmet jelent az egyed és az egyén számára is, hogy a gének közti „együttműködés” erősebb, mint a versengés. A géneknek és a tapasztalás: David P. Barash egy állatkísérletében

Gének „(…) a viselkedésgenetikusok tisztában vannak azzal, hogy  kevés kivételtől eltekintve – nem képesek pontosan meghatározni, hogy mely gének kötődnek az adott viselkedéshez, és nem tudnak részletes leírást adni azokról a környezetekről, amelyekben a gének megtalálják sajátos kifejeződésüket. A másik az, hogy minden olyan viselkedési jellemzőt, amely nagy egyéni sajátosságot mutat (mondjuk a félénkség), szinte bizonyosan több gén és a környezet kölcsönhatása befolyásol.” (Cole - Cole, 2003: 83) Akarat, szorgalom viselkedés, érzelem

A rugalmasságot tovább növeli, hogy az idegrendszer nem csupán az idegpályák átrendeződésétől, hanem a szinapszisok átrendezésétől is függ.

Axonok Az axonágak többségében több ideghálózathoz kapcsolódnak, ezzel megtöbbszörözik az idegsejtek közti információáramlás lehetőségét. A százmilliárdnyi idegsejt és a kapcsolódási minták sokfélesége együttesen az agyi aktivitást és viselkedést végtelenné teszi. A agyi kapcsolódások kiépülésével magyarázható a tömegének megnégyszereződése. A mielinizáció alkalmával az axonok körül zsírsejtekből álló mielinhüvely alakul ki, amely szigetelő hatásával felgyorsítja az elektromos impulzusok áramlásának sebességét. Nem szabad elfeledkezni arról, hogy a kapcsolódási hálózatok egy jelentős részének kiépülése genetikailag kódolt, tehát egyénenként más és más lesz a kezdeti, az induló állapot. Ez a kezdeti állapot már befolyásolja az agy induló aktivitását és a saját idegi hálózatának az építkezését.

Hálózatfejlődés

Érdekességek Köhler és a londoni taxisok és az aktivitád Nemzedékről nemzedékre öröklődik a változás. Ellentmondás Ha minden egyes idegi összeköttetést a szervezet genetikai anyagának kellene kódolnia, rendkívül sok gén menne rá erre, mivel az agyban idegsejtek milliárdja lép kapcsolatba egymással. A kapcsolatrendszer aktivitásfüggő átrendeződése gazdaságosabb megoldás. A neurobiológia kutatás erősíti a nevelés, az oktatás optimista értelmezését. (uo.) A biológiai hálózatépítkezés jelenti az agy magas szintű plaszticitását. Nem elég az ingergazdagság. Kell az aktivitás. Információ felvétel és az érzelmi környezet Nemi különbségek. A nemi kromoszómákban lévő különbségekkel kezdődék és a nemi hormonok által is befolyásolt. Ősember munkamegosztása. Beszédhibák.

Öregedés „A neurobiológusok egészen a közelmúltig úgy vélték, hogy testrészeink agykérgi leképeződése életünk során mindvégig változatlan marad. Merzenich és munkatársai azonban bebizonyították, hogy az agykérgi reprezentációs térkép az érzőpályák folyamatos működése során szüntelenül változik. Mindannyian más- más környezetben növünk fel, s életünk során egyedi ingeregyüttesekkel találkozunk, ráadásul más-más érző és mozgató működésekkel kapcsolatos képességekre támaszkodunk., így agyunk felépítése is némiképpen sajátszerű, egyedi lesz.

Paradoxon Összegzésül ki kell jelenteni, hogy az agy által irányított tanulási folyamatban jelenik meg az egyik legnagyobb paradoxon. Az emberi neuroplaszticitás természetünk korlátozott és korlátozatlan aspektusaihoz hozzájárul, magában hordozva a fejlődés, a fejleszthetőség korlátait és lehetőségeit. Ebből a paradoxonból a kiút a paradoxon elfogadása és ennek megfelelően az oktatásban érvényesíteni az interindividuális tanulásszervezési formákat, amelyekben az egyének aktivitása érvényesül.