การเรียนรู้โดยใช้แนวคิดสมองเป็นฐาน: คำบอกเล่าของนักวิทยาศาสตร์สมองสู่นักการศึกษา

นักวิทยาศาสตร์ด้านสมองมีมุมมองต่อการพัฒนาการเรียนรู้ของสมองอย่างไร

สรุปการบรรยายพิเศษเรื่อง 

“นวัตกรรมการพัฒนาผู้เรียน:  Brain – Based  Learning”

บันทึกสรุปโดย

เฉลิมลาภ ทองอาจ

อดีตนิสิตระดับมหาบัณฑิตด้านการสอนภาษาไทย (จุฬาฯ) ปีการศึกษา  2550

          เมื่อวันที่  ๗  กรกฎาคม  พ.ศ.  ๒๕๔๙  คณะครุศาสตร์  จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย  ได้รับเกียรติจาก  รองศาสตราจารย์ ดร. นัยพินิจ คชภักดี ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยชีววิทยาระบบประสาทและพฤติกรรม สถาบันวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล  มาบรรยายพิเศษเรื่อง  “นวัตกรรมการพัฒนาผู้เรียน :  Brain – Based  Learning"  ณ ห้องประชุม  ๑๐๑  อาคาร  ประชุมสุข  อาชวบำรุง  เวลา  ๘.๓๐  น. -  ๑๐.๓๐ น.  เนื่องในโอกาสครบรอบวันคล้ายวันสถาปนา  คณะครุศาสตร์  ครบรอบ  ๔๙  ปี   ขณะนั้นผู้เรียบเรียงกำลังศึกษาในระดับปริญญามหาบัณฑิต ด้านการสอนภาษาไทยได้เข้าฟังและได้สรุปเนื้อหาของการบรรยายอันน่าจะก่อให้เกิดประโยชน์  ต่อการนำมาพัฒนาการเีรียนการสอนดังนี้   

            รองศาสตราจารย์  ดร. นัยพินิจ  ได้กล่าวถึงปัจจัยที่ส่งเสริมสมรรถภาพของสมอง  เช่น  การรับประทานกรดไขมัน  น้ำมันปลา  ซึ่งเป็นกรดไขมันไม่อิ่มตัว  หรือที่เรียกว่า  โอเมกา  ๓  และการนอนหลับว่ามีผลต่อการพัฒนาสมอง   โดยเฉพาะเรื่องการนอนนี้ โดยส่วนใหญ่แล้วชั่วโมงในการนอนจะแปรผกผันกับอายุ  กล่าวคือในวัยเด็กจะมีชั่วโมงในการสอนสูงกว่าในวัยผู้ใหญ่  แต่ในปัจจุบันกลับพบปัญหาว่าเด็กนอนน้อยลงหรือนอนดึกขึ้นอันเนื่องมาจากการใช้เวลาไปกับการทำกิจกรรมเช่น  การชมโทรทัศน์  การเล่นเกม  การใช้คอมพิวเตอร์  ฯลฯ  ซึ่งตามทฤษฎีแล้ว  เด็กในวัย  ๕ -๗  ปีควรนอนหลับประมาณ  ๑๒ -๑๔  ชั่วโมงต่อวัน  ในขณะที่เด็กวัย  ๘ – ๙  ปี  ควรนอนหลับไม่น้อยกว่า  ๑๐  ชั่วโมง  

            ผู้บรรยายกล่าวเน้นย้ำว่าการนอนหลับนั้นมีความสำคัญยิ่ง  เพราะส่งผลต่ออารมณ์  และการเก็บความทรงจำในระยะยาว  ซึ่งหากนอนหลับไม่สนิทแล้ว  การถ่ายโอนข้อมูลซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นภายในสมองจะขาดช่วงทำให้ไม่สามารถจำเหตุการณ์ที่ผ่านมาก่อนนอนได้  ดังนั้นจึงต้องทำให้เด็กไทยสามารถนอนได้ดี  ซึ่งปัญหาการนอนนี้พบได้ในพื้นที่ชุมชนแออัดที่มีเสียงรบกวนการนอนของเด็กเป็นอย่างยิ่ง  ซึ่งจากความสำคัญของการนอนหลับอย่างเต็มที่ดังกล่าว  องค์การอนามัยโลกได้แต่งตั้งคณะทำงาน  ซึ่งเรียกว่า  Sleep  and  Health  เพื่อส่งเสริมให้มีการสร้างประสิทธิภาพในการนอน  ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการพัฒนาสมองของเยาวชน

            เมื่อเชื่อมโยงปัจจัยด้านการนอนหลับกับทฤษฎี Brain - Based  Learning  นั้น   หลักการสำคัญก็คือ     การทำให้นักเรียนมีความพร้อมที่จะเรียน  ซึ่งต้องเริ่มจากการแก้ปัญหาการนอนหลับโดยการพิจารณาประสิทธิภาพในการนอน  ซึ่งมาจากสูตร 

	ประสิทธิภาพในการนอน  =       ระยะเวลานอนจริง  ( ไม่มีการตื่น )                                                                   เวลานอนทั้งหมด

 

            ปัจจัยต่อมาคือการเคลื่อนไหวของร่างกาย  ที่จะทำให้มีการนำออกซิเจนไปเลี้ยงสมอง  และจะมีการสร้างสารเคมีที่ชื่อ  BNDF  ไปกระตุ้นให้เกิด  Synapse  (  บริเวณที่ปลายประสาทของเซลล์ประสาทแต่ละตัวจะมาพบกัน  )  ทำให้สมองมีการเรียนรู้ที่ดี  ดังนั้นในหลายโรงเรียนหรือสถานศึกษาที่ไม่มีวิชาพลศึกษา  จึงอาจนับได้ว่าเป็นการเรียนที่ไม่ได้ตั้งอยู่บนหลักของ  Brain – Based  Learning 

            ในประเด็นนี้ผู้บรรยายได้อ้างถึงการทดลองที่มุ่งศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพฤติกรรมความซึมเศร้า กับการออกกำลังกายหรือการพักผ่อน  โดยได้นำบุคคล  ๓   กลุ่ม  ซึ่งได้แก่  กลุ่มที่  ๑ เป็นกลุ่มที่มีการออกกำลังกาย  กลุ่มที่  ๒  เป็นกลุ่มที่มีการพักผ่อนและกลุ่มที่  ๓  เป็นกลุ่มควบคุม  ผลการทดลองพบว่า  กลุ่มที่ ๑  มีระดับความซึมเศร้าลดลงมากที่สุดหลังการทดลอง  กลุ่มที่ ๒  ลดลงมาเป็นระดับที่  ๒  และกลุ่มที่  ๓  มีภาวะความซึมเศร้าปกติ  ซึ่งการทดลองนี้ชี้ให้เห็นว่าการให้ร่างกายได้มีการเคลื่อนไหวจะส่งผลดีต่อประสิทธิภาพในการเรียนรู้  คือมีความพร้อมในการเรียนรู้มากยิ่งขึ้น 

            สมองของมนุษย์มีเซลล์ประสาทไม่น้อยกว่า  ๑๐ ^๑๔   เซลล์  โดยแต่ละเซลล์จะมีปลายประสาทเชื่อมโยงกับเซลล์ประสาทอื่นๆไม่น้อยกว่า  ๑๐,๐๐๐  เซลล์  ซึ่งบริเวณที่ปลายประสาทแต่ละตัวมาพบกันนั้นเรียกว่าไซแนบส์  ( Synapse  )  ซึ่งมีการส่งผ่านสารเคมีและกระแสไฟฟ้าระหว่างกัน  ซึ่งบริเวณนี้เป็นส่วนที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก  เพราะหากมีการส่งผ่านสารเคมีหรือกระแสไฟฟ้ามากเกินไป  ก็จะเกิดภาวะที่เรียกว่า  Synapse  กระตุ้น  ซึ่งก่อให้เกิดโรคลมชัก  หรือหากน้อยเกินไปก็จะกลายเป็นภาวะ  Synapse  ยับยั้งทำให้เกิดอาการเซื่องซึม 

            เซลล์สมอง ( เซลล์ประสาท ) เป็นเซลล์ที่มีพัฒนาการการเด็กไปสู่วัยผู้ใหญ่กล่าวคือ  เมื่อมีการใช้สมองมากเซลล์พวกนี้ก็สร้างเพิ่มมากขึ้นและคงปริมาณไว้  เพราะฉะนั้นจะพบผู้สูงอายุที่ใช้สมองบ่อยมักเป็นผู้ที่ไม่หลงลืม  ในขณะที่หากไม่ได้ใช้สมองเลยก็จะพบว่าจะเป็นโรคความจำเสื่อม  คือเซลล์ประสาทลดลงคล้ายในวัยเด็กอีกครั้งหนึ่ง  จึงกล่าวได้ว่าสมองมีความยืดหยุ่น  (Plasticity)  ดังนั้นเด็กเล็กๆควรได้รับการกระตุ้นสมองให้มาก

            การทดลองกับสัตว์ทดลองอ้างอิงกับสภาพของมนุษย์ทำให้นักวิทยาศาสตร์พบว่า  สมองเด็กและวัยรุ่นมีความแตกต่างกัน  คือในวัยรุ่นจะมีเซลล์ประสาทลดลง  หมายถึงมี  Synapse  มากขึ้น  ทำให้มีการปรับโครงสร้างหรือมีการตัดแต่ง  (Prunning ) ลักษณะตัวเซลล์ให้มีพื้นที่ในการจัดเก็บข้อมูลใหม่ๆ  อันเนื่องมาจากกะโหลกของมนุษย์มีปริมาตรที่คงที่  ดังนั้นต้องปรับโครงสร้างของเซลล์ประสาทใหม่เสมอเพื่อปรับให้มีพื้นที่สมองมากยิ่งขึ้นนั่นเอง 

            นักจิตวิทยาที่เป็นต้นเค้าทฤษฎีเกี่ยวกับการเรียนรู้ของสมองคือ  Donald  O  Hebb  ( ๑๙๕๐ )  ซึ่งได้กล่าวไว้ว่า  “  ถ้าเราจะเรียนรู้แล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม  การเรียนรู้นั้นหมายถึงการเปลี่ยนเนื้อสมองให้มีประสิทธิภาพ  และต้องเปลี่ยนตรงบริเวณ   Synapse  ”  คำกล่าวของเขาแม้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ในขณะนั้น  ก็นับว่าได้มีการตั้งเป็นสมมติฐานที่เรียกว่า  Hebb Hypothesis  หรือแนวคิด  Hebbianism  ทำให้นักวิทยาศาตร์  นักวิจัยหันมาให้ความสนใจเกี่ยวกับการศึกษาการเรียนรู้ของสมองมากยิ่งขึ้น  และมีบางกลุ่มทดลองเพื่อพิสูจน์สมมติฐานของ   Hebb  ด้วย

            สำหรับพัฒนาการของเซลล์ประสาทในสมองนั้น  ผู้บรรยายได้กล่าวว่าในวัยเด็กนั้นต้องมีการสร้างเซลล์ประสาทให้มากไว้ก่อน  จากนั้นเซลล์เหล่านี้จะมีการสร้างวงจรเพิ่มขึ้น  เซลล์ใดที่ใช้บ่อยจะคงอยู่และมีการเลือกเซลล์ที่ใช้งานเหล่านั้นไว้  ส่วนเซลล์ประสาทที่ไม่ได้ใช้งานจะมีโปรแกรม  “  ฆ่าตัวตาย ” หรือทำลายตัวเองโดยอัตโนมัติ  ( Cell  Dead )  ทำให้เกิดช่องว่าง  และบริเวณนี้เองจะมีการสร้าง  Synapse เพิ่มมากขึ้นดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า  การเรียนรู้คือ การ “ สร้าง  ”  หรือ  “  รื้อ  ”  Synapse นั้นเอง  ซึ่งมีผลการทดลองที่ยืนยันว่า  หากมีการกระตุ้นให้เกิดประสบการณ์ใหม่ๆอย่างสม่ำเสมอ  จะทำให้มีการสร้าง  Synapse ใหม่ๆ            ทุก  ๗ -๑๐  วัน  บุคคลที่ได้รับการกระตุ้นโดยการให้ประสบการณ์ใหม่เสมอ  เมื่อเข้าสู่วัยชราจะพบว่าสมองยังมีประสิทธิภาพดี  ซึ่งในทางตรงกันข้ามหากในวัยเด็กไม่ค่อยได้รับการกระตุ้นนักก็อาจทำให้เป็นโรคอัลไซเมอร์หรือความจำเสื่อมได้ในที่สุด 

            ผู้บรรยายได้อ้างถึง สกินนอต  นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน  ซึ่งได้ทำการทดลองกับสัตว์ทดลองคือหนู โดยได้นำหนู  ๓  ตัวเลี้ยงไว้ในสภาพที่แตกต่างกัน  กล่าวคือ  ตัวแรกอยู่ในสถานการณ์ที่เรียกว่า  Imporenriched  Condition  คือสถานการณ์ที่สิ่งแวดล้อมขาดการกระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้  ส่วนอีกตัวอยู่ในสถานการณ์ที่เรียกว่า    Enriched  Condition  คือสิ่งแวดล้อมมีการกระตุ้นการเรียนรู้  เช่นมีของเล่น  และอีกตัวอยู่ในสถานการณ์ที่เรียกว่า  Social  rearing  คือมีการให้สิ่งแวดล้อมทางสังคมเช่น การใส่หนูเพิ่มเข้าไปอีกหนึ่งตัว  จากนั้นจึงศึกษาอัตราการจัดและปรับแต่งโครงสร้างของเซลล์สมอง  (  Prunning  ) ผลการทดลองชี้ให้เห็นว่าหนูที่อยู่ในสถานการณ์  Enriched  Condition  มีการปรับแต่งโครงสร้างสมองได้ดีที่สุด

            ความพยายามในการอธิบายทฤษฎีของ  Hebb  ทำให้นักวิทยาศาสตร์อย่าง  ศาสตราจารย์  Eric  Cancell  แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย  ศึกษาการเรียนรู้อย่างมีเงื่อนไขประกอบกับสมมติฐานของ  Hebb  ทำให้เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าสมมติฐานของ  Hebb เป็นจริง  และทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล

            ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์หรือแพทย์ใช้เครื่องมือที่เรียกว่า  Functional  Magnatic  Resonance  ทำให้สามารถศึกษาสมองได้  หรืออาจใช้เครื่อง  PET  Scan  โดยแสดงให้เห็นในรูปภาพสามมิติ  หรือสร้างเป็น  Map  the  Brain  ทำให้เห็นภาพของสมองก่อนได้รับการกระตุ้นและหลังการกระตุ้น  โดยนำมาเปรียบเทียบกันและพิจารณาส่วนต่างที่เปลี่ยนแปลงไป  ทำให้การศึกษาเกี่ยวกับสมองพัฒนามากยิ่งขึ้น 

            ในเรื่องการเรียนรู้นั้นกล่าวได้ว่าการเรียนรู้เป็นการเปลี่ยนโครงสร้างของสมองและสมองส่วนต่างๆจะมีความพร้อมในการเรียนรู้ในเวลาที่แตกต่างกัน  โดยสมองจะเติบโตเต็มที่เมื่ออายุ  ๒๕  ปี  และในช่วง  ๓  ปีแรกเป็นปีทองในการพัฒนาสมอง 

            Dr.  Paul  Maclean  ได้ศึกษาสมองและพบว่าสมองประกอบขึ้นจากส่วนของสมองของสิ่งมีชีวิต  ๓ ระดับคือ 

                        ๑.  Reptilian  Brian  / Limbic  System   สมองสัตว์เลื้อยคลาน    ซึ่งสมองส่วนนี้ตกอยู่ใต้อิทธิพลของพันธุกรรม  ควบคุมสัญชาติญาณพื้นฐาน

                        ๒.  Paleomamalian  Brain  สมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม  มีพัฒนาเริ่มตั้งแต่อายุครรภ์ได้  ๖  เดือน  ควบคุมระบบความทรงจำ  ใบหน้า  สถานที่  อารมณ์  และจะพัฒนาอยู่ในช่วง  ๑ – ๔  ปี  ช่วยในการสร้างบุคลิกภาพและการควบคุมอารมณ์

                        ๓.   Neo  Mamalian  Brain /  Neo Cortex  Brain  สมองของมนุษย์วานร  จะพัฒนาอยู่ในช่วง  ๑ -๖  ปี  สมองส่วนนี้มีการปรับตามประสบการณ์ที่ได้รับ  คิดเป็น ๘๐ % ของสมองผู้ใหญ่ 

            สำหรับสมองส่วนที่มีความสำคัญมากที่สุดนั้นก็คือ   Prefrontal  Cortex หรือสมองส่วนหน้า เพราะเป็นศูนย์กลางการควบคุมสมองส่วนอื่นๆ ซึ่งถ้าหากเกิดความเสียหายกับสมองส่วนนี้  จะทำให้สมาธิเสีย  ไม่สามารถคิดเชิงเหตุผล ( Logic )  ได้  เรียกว่าอาการ  Frontal  Lobe  Syndrom  เกิดเป็น  Attention  Deficit  หรือ  AD  คือเป็นโรคสมาธิสั้น  ในส่วนนี้ถือว่าเป็นความพิการของสมอง  ทำให้เกิดพฤติกรรมที่มีความก้าวร้าว  เสียความประพฤติ  ต่อต้านกฤเกณฑ์ของสังคมซึ่งหากพบตั้งแต่เด็กก็อาจรักษาโดยการให้รับประทานน้ำมันปลา  หรือ  Behavior  Theraphy 

            ในที่นี้อาจสรุปแนวคิดการเรียนรู้ที่ใช้สมองเป็นฐาน  หรือ  Brain – Based  Learning  ได้ดังนี้คือ

                      ๑.  สมองมีความซับซ้อนและมีการปรับตัวอย่างมหาศาล  (  Plasticity  )

                      ๒.   การเรียนรู้ขึ้นอยู่กับหน้าต่างของโอกาส  (  Window  of  opportunity  )  คือในแต่ละช่วงวัยจะมีการเรียนรู้ในทักษะที่แตกต่างกัน  เช่น  วัย  ๑ – ๗  ปีแรกเด็กจะเรียนรู้ด้านภาษาที่ดีที่สุด  วัย  ๔ - ๗ ปี  จะเรียนรู้ด้านการเปรียบเทียบจำนวนได้ดีที่สุด 

                      ๓.  อารมณ์มีความสัมพันธ์กับการเรียนรู้  เพราะอารมณ์สามารถเรียกความทรงจำได้

                      ๔.  ในการเรียนรู้นั้นความเครียดและความผ่อนคลายควรเกิดขึ้นในภาวะที่สมดุลกัน

                      ๕.  การเรียนรู้ที่ดีสมองต้องอยู่ในภาวะที่มีความตื่นตัวอย่างผ่อนคลาย  (  Relaxed  alertness  )  ซึ่งอาจใช้วิธีง่ายคือการฝึกสมาธิ  ทำให้เกิดความเงียบสงบ  หรืออยู่ในภาวะที่มีสติสัมปชัญญะ

            สมองมีการสร้างรูปแบบการเรียนรู้  (  The  brain  is  a   pattern  maker  )  ดังนั้นควรสร้างความ    ยุ่งเหยิงให้กับสมองบ้างเพื่อสร้างการท้าทาย เช่นในการเรียนรู้ควรสร้างบรรยากาศในห้องเรียนที่สามารถจับต้องได้ให้มากที่สุดและให้เด็กได้ใช้ความคิดในการแก้ปัญหาหรือเผชิญความยุ่งยากบ้าง   และการเรียนรู้ที่ดีนั้นควรเกิดขึ้นเมื่อครูมีเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับการเรียนรู้ของเด็กให้น้อยที่สุด  ดังที่มีสำนวนว่า  “ The  best  Learning  take  place  when  the  teacher  is  quiet  ” 

            ในช่วงท้ายของการบรรยาย  รศ.ดร. นัยพินิจ  ได้สรุปแนวคิดของทฤษฎี  BBL  (  Brain – Based  Learning  )  ว่า  BBL  เป็นทฤษฎีการเรียนรู้ที่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของโครงสร้างสมองที่พัฒนาอย่างไม่หยุดยั้ง  ซึ่งมีหลักการโดยสรุปดังนี้ 

                        ๑. สมองเป็น  CPU  ระบบขนาน  คือมีการใช้ความคิดและอารมณ์  เกิดขึ้นพร้อมๆกัน  ส่วนของสมองสามารถทำงานได้หลายๆส่วนพร้อมกัน  (  Parallel  Proceccing  )

                        ๒. สมองมีความสัมพันธ์กับสรีระทั้งหมด  คือต้องมีความพร้อมของสรีระ  เช่นพักผ่อนเพียงพอ  ทานอาหารที่มีประโยชน์

                        ๓.  สมองมีความต้องการหาความหมายมาตั้งแต่กำเนิด  หมายถึงต้องการรับรู้ภาวะใหม่ๆที่ไม่จำเจ  เช่น  มีการเปลี่ยนห้องเรียนให้มีความน่าสนใจ  มีการออกแบบกิจกรรมให้น่าตื่นเต้น  เช่นอาจใช้การต่อเลโก้  การต่อรูปภาพ  เป็นต้น

                        ๔.  อารมณ์มีความสำคัญต่อการทำงานอย่างมีรูปแบบ  ดังนั้นครูจึงต้องปรับอารมณ์หรือทัศนคติของเด็กให้มีมุมมองในทางดี

                        ๕.   สมองประมวลข้อมูลเป็นส่วนย่อย  แต่ทำงานพร้อมกัน  ดังนั้นควรเชื่อมโยงความสนใจในกิจกรรมกับประสบการณ์เดิมของผู้เรียน     

                        ๖.  การเรียนรู้เกิดขึ้นทั้งแบบที่มีสติและไม่มีสติ

                        ๗.  วิธีในการจดจำมีอยู่ ๒  แบบคือ  จดจำเหตุการณ์และสถานที่และจดจำแบบท่องจำ

และการจดจำที่ดีนั้น  เรื่องที่จำต้องมีความสัมพันธ์กับตัวของบุคคลนั้นๆ

                        ๘.  ลักษณะการเรียนที่ดีจึงควรมุ่งเน้นให้นักเรียนได้สร้างประสบการณ์ของตนเอง  โดยการเล่น  ทำ  ค้นพบ  เลือก  ลองถูกลองผิด  โดยที่นักเรียนต้องอยู่ในภาวะตื่นตัว  จดจ่อ  หลักสูตรจึงต้องเป็นเรื่องที่นักเรียนสนใจ  เรียนรู้และเป็นกลุ่มปฏิบัติจริงทั้งในห้องเรียนและนอกห้องเรียน  และควรสอบวัดจากความเข้าใจของแต่ละบุคคลต่อการเรียนของตนเอง