I ett utdrag ur sin nya bok tillämpar psykologen Louis Cozolino lärdomar från social neurovetenskap i klassrummet.

Den mänskliga hjärnan var inte designad för industriell utbildning.

Den formades under miljontals år av sekventiell anpassning som svar på ständigt föränderliga miljökrav. Med tiden växte hjärnorna i storlek och komplexitet; gamla strukturer bevarades och nya strukturer uppstod. Allt eftersom vi utvecklades till sociala varelser blev våra hjärnor otroligt känsliga för våra sociala världar.

Denna blandning av bevarande, anpassning och innovation har resulterat i en otroligt komplex hjärna, kapabel till allt från att övervaka andning till att skapa kultur. Denna ökade komplexitet har ett pris. Alla dessa system måste inte bara utvecklas och sammankopplas, utan de måste också förbli balanserade och korrekt integrerade för optimal prestanda.

Denna evolutionära historia utgör en utmaning för lärare. Även om resultat från social neurovetenskap kan ge några välkomna vägledningar för lärare, kan de inte ersätta den flexibilitet som behövs i klassrummet för att tillgodose en rad olika elever. Elever och lärare är inte enhetliga råmaterial eller arbetare vid monteringsband, utan en mångfaldig samling av levande, andande människor med komplex evolutionär historia, kulturell bakgrund och livshistorier.

Om vi ​​ska gå framåt måste vi erkänna att en universalmodell för utbildning är dömd att misslyckas med majoriteten av elever och lärare.

Och genom att förstå hur elevers hjärnor faktiskt fungerar och använda den kunskapen för att gynna klassrumsundervisningen, kan vi kanske positivt påverka klassrumsundervisningen och förbereda eleverna för att bättre möta okända framtider. Här är nio vetenskapliga insikter som lärare kanske bör ha i åtanke.

1. Hjärnan är ett socialt organ.

Våra hjärnor behöver stimulans och kontakt för att överleva och frodas. En hjärna utan kontakt med andra hjärnor och utan tillräcklig utmaning kommer att krympa och så småningom dö – dessutom är den moderna mänskliga hjärnans primära miljö vår matris av sociala relationer. Som ett resultat stimulerar nära stödjande relationer positiva känslor, neuroplasticitet och lärande.

Därför lönar det sig för lärare att skapa positiva sociala upplevelser i klassrummet . Ur ett neurobiologiskt perspektiv är lärarens position mycket lik förälderns i att bygga upp barnets hjärna. Optimism, uppmuntran och att ge någon fördelen av tvivlet har visat sig påverka prestationerna positivt – och det gör även en omtänksam och positiv uppfattning om eleverna. Att främja socioemotionella lärandeprogram som minskar elevkonflikter och skapar positiva sociala klimat i klassrummet är ovärderligt för lärandet .

2. Vi har två hjärnor.

Hjärnhalvorna har differentierat sig från varandra och utvecklat specialiserade funktioner och färdigheter. Generellt sett har vänster hjärnhalva tagit ledningen inom språkbearbetning, linjärt tänkande och prosocial funktion medan höger hjärnhalva specialiserar sig på visuell-rumslig bearbetning, starka känslor och privata upplevelser.

De flesta uppgifter involverar dock bidrag från båda hjärnhalvorna. Så det är viktigt att förstå hur man kan engagera båda i klassrumssammanhang.

Bra lärare uppfattar intuitivt detta hos sina elever, och de kommer att försöka balansera uttrycket av känslor och kognition, uppmuntra alltför rationella elever att vara medvetna om och utforska sina känslor samtidigt som de hjälper oroliga elever att utveckla den kognitiva förmågan i sina vänstra hjärnhalvor att reglera sina känslor.

Berättande kan vara till hjälp här, eftersom berättelser kan fungera som kraftfulla organiseringsverktyg för integration av neurala nätverk. En berättelse som är väl berättad, som innehåller konflikter och lösningar och tankar smaksatta med känslor, kommer att forma hjärnor och koppla samman människor.

3. Tidig inlärning är kraftfull.

Mycket av vårt viktigaste emotionella och interpersonella lärande sker under våra första år i livet, när våra mer primitiva neurala nätverk har kontroll. Tidiga erfarenheter formar strukturer på sätt som har en livslång inverkan på tre av våra viktigaste inlärningsområden: anknytning , emotionell reglering och självkänsla. Dessa tre inlärningssfärer etablerar vår förmåga att få kontakt med andra, hantera stress och känna att vi har värde.

Varje gång barn beter sig på ett sätt som de (eller vi) inte förstår, har en lärare möjlighet att utforska deras inre värld. När smärtsamma upplevelser kan medvetet tänkas på, namnges och placeras i en sammanhängande berättelse, får barn förmågan att återintegrera dissocierade neurala nätverk av affekt, kognition och kroppslig medvetenhet.

Att uppmuntra elever att skriva om sina upplevelser i dagböcker och journaler kan hjälpa, eftersom det låter eleverna bli herrar över sina upplevelser och minskar ångest och stress . Forskning har visat att att skriva om sina upplevelser kan öka välbefinnandet och hjälpa till med känsloreglering, vilket kan ha försämrats genom tidiga traumatiska upplevelser .

4. Medveten och omedveten bearbetning sker i olika hastigheter, ofta samtidigt.

Medveten medvetenhet och explicit minne är bara en liten bråkdel av den stora mängd neural bearbetning som sker varje millisekund.

Tänk på hur många saker du gör utan att behöva tänka på dem: andning, promenader, balansering, till och med att konstruera syntaxen i en mening, hanteras automatiskt. Hjärnan kan bearbeta inkommande information, analysera den baserat på livstids erfarenhet och presentera den för oss på en halv sekund. Hjärnan skapar sedan illusionen att det vi upplever händer just nu och att vi fattar beslut baserat på våra medvetna tankeprocesser.

På grund av detta är det särskilt viktigt att lära eleverna att ifrågasätta sina antaganden och de möjliga influenserna av tidigare erfarenheter och omedvetna fördomar på deras känslor och övertygelser.

Detta gäller särskilt när man tänker på fördomar . Eftersom rädslobetingning inte kräver medveten medvetenhet, är hjärnans ryckningsreaktion på individer av andra raser inte relaterad till våra medvetna attityder. Öppen diskussion och ökad exponering för olika etniciteter kan motverka att fördomar omvandlas till medvetna övertygelser och negativa beteenden.

5. Sinnet, hjärnan och kroppen är sammanvävda.

Fysisk aktivitet har en stimulerande inverkan på hela hjärnan som håller den i optimal funktion. Träning har visat sig stimulera födelsen av nya nervceller i hippocampus och pumpa mer syre genom hjärnan, vilket stimulerar kapillärtillväxt och frontallobens plasticitet.

Rätt kost och tillräckligt med sömn är också avgörande för inlärning. Även om hjärnan bara är en bråkdel av vår kropps vikt, förbrukar den ungefär 20 procent av vår energi, vilket gör god kost till en avgörande del av inlärningen. Sömn ökar kognitiv prestation och förstärker inlärningen medan sömnbrist begränsar vår förmåga att upprätthålla vaksamhet och uppmärksamhet. Sömnbrist har också visat sig försämra flexibelt tänkande och beslutsfattande.

Medvetenhet om dessa biologiska realiteter kan leda till förändringar i skolstarttider, lunchprogram och rastscheman . Lärare kan lära eleverna om vikten av sömn och ge förslag på bättre sömnvanor, till exempel hur man skapar en bra sömnmiljö och främjar avslappning. God kost och regelbunden motion kan införlivas i skolmiljön. Undervisning om sambanden mellan hjärnan, kroppen och hur vi lär oss kommer att ge eleverna viktig vetenskaplig kunskap, vilket kan förbättra deras akademiska prestationer och fysiska hälsa.

Dessutom kan lärandet förbättras av vissa miljöförhållanden och hämmas av andra. Otillräckliga skollokaler, dålig akustik, buller utifrån och otillräcklig belysning i klassrummen korrelerar alla med sämre akademiska prestationer. Stolar med dåligt stöd hämmar blodtillförseln till hjärnan och försämrar kognition, medan temperaturer över 24–24 grader Celsius har visat sig korrelera med lägre läsförståelse- och matematikresultat. Ett mer gynnsamt lärandeklimat kan hjälpa prestationerna genom att tillgodose kroppens fysiska behov.

6. Hjärnan har en kort uppmärksamhetsspann och behöver repetition och flerkanalig bearbetning för att djupare inlärning ska ske.

Nyfikenhet, lusten att utforska och impulsen att söka efter nya saker , spelar en viktig roll för överlevnad. Vi belönas för nyfikenhet med dopamin och opioider (må-bra-kemikalier i hjärnan), som stimuleras inför något nytt. Eftersom våra hjärnor har utvecklats för att vara vaksamma i en ständigt föränderlig miljö lär vi oss bättre med korta mellanrum.

Detta är sannolikt en anledning till att variation i material, pauser och till och med intermittenta tupplurar underlättar inlärningen. Det är förmodligen viktigt för lärare att återupprätta elevernas uppmärksamhet var femte till tionde minut och fortsätta att flytta fokus till nya ämnen.

Lärande innebär också att stärka kopplingarna mellan neuroner. ”Det som knyter ihop ledningar”, säger neuroforskare, vilket är anledningen till att repetition stöder lärandet medan frånvaron av repetition och exponering resulterar i dess förfall. Lärare gör klokt i att se till att de upprepar viktiga punkter i sina lektioner för att fördjupa lärandet.

Med tanke på att visuella, semantiska, sensoriska, motoriska och emotionella neurala nätverk alla innehåller sina egna minnessystem, ökar flerkanaligt lärande som engagerar vart och ett av dessa nätverk sannolikheten för både lagring och återkallelse. Vi har en fantastisk kapacitet för visuellt minne, och skriftlig eller talad information i kombination med visuell information resulterar i bättre återkallelse. Det är större sannolikhet att lärande kommer att generaliseras utanför klassrummet om det organiseras över sensoriska, fysiska, emotionella och kognitiva nätverk.

7. Rädsla och stress försämrar inlärningen.

Evolutionen har format våra hjärnor till att vara försiktiga och utlösa rädsla närhelst det kan vara det minsta användbart. Rädsla gör oss mindre intelligenta eftersom amygdalaaktivering – som sker som en del av rädsloreaktionen – stör prefrontal funktion. Rädsla stoppar också utforskning, gör vårt tänkande stelare och driver "neofobi", rädslan för allt nytt.

Stressiga situationer utlöser frisättningen av stresshormonet kortisol, vilket stör neural tillväxt. Långvarig stress försämrar vår förmåga att lära sig och upprätthålla fysisk hälsa.

Framgång i skolan beror på en elevs förmåga att på något sätt minska sin stress . Att inkludera stresshanteringstekniker i läroplanen är en uppenbar tillämpning av neurovetenskap inom utbildning som kan förbättra lärande, emotionellt välbefinnande och fysisk hälsa. Lärare kan använda sin värme, empatiska omtanke och positiva uppfattning för att skapa ett sinnestillstånd som minskar rädsla och ökar neuroplasticitet och lärande.

8. Vi analyserar andra men inte oss själva: projektionens primat.

Våra hjärnor har utvecklats för att uppmärksamma andra människors beteenden och känslor. Denna bearbetning är inte bara komplex, utan den är blixtsnabb och formar vår upplevelse av andra millisekunder innan vi ens blir medvetet medvetna om deras närvaro. Vi genererar automatiskt en teori om vad de tänker på – våra idéer om vad de vet, vad deras motiv kan vara och vad de kan tänkas göra härnäst. Som ett resultat är vi lika snabba att tro att vi känner andra som vi är långsamma att bli medvetna om våra egna motiv och fel.

Att granska våra tankar om andra och testa dem har potential att lära oss om oss själva och öka vår empati. Enkla övningar som vägleder eleverna att undersöka vad och hur det de tänker och känner om andra kan vara sant för dem själva kan öppna ett fönster mot självkännedom, empati och insikt. Lärare kan be eleverna att undersöka historiska personers och karaktärers liv från böcker och filmer för att hjälpa dem att få ett tredje öga-perspektiv på sina egna styrkor, motivationer och brister.

9. Lärandet förbättras genom att betona helhetsbilden – och sedan låta eleverna upptäcka detaljerna själva.

När problem representeras på högre abstraktionsnivåer kan lärande integreras i större scheman som förbättrar minne, inlärning och kognitiv flexibilitet. Att börja med huvudbegrepp och upprepade gånger återkomma till dem under en föreläsning förbättrar förståelse och minne, ett fenomen som ökar när elever skapar sina egna kategorier och strategier för att organisera information. Att dela upp material i meningsfulla segment gör det lättare att komma ihåg och förbättrar testprestationen samtidigt som det ökar prefrontal aktivitet under kodning.

När det gäller att upptäcka detaljer, kom ihåg att våra hjärnor utvecklats för att lära sig genom trial-and-error-utforskning. Detta gäller för lärande och anpassning till både våra sociala och fysiska miljöer. Därför ökar det behållandet av färdigheter och information genom att använda det vi lär oss för att försöka lösa verkliga problem och justera våra beteenden eller idéer baserat på resultaten. Vi är födda för att utforska, och lärare som använder sig av det kommer förmodligen att ha större framgång i klassrummet.

Tips för att tillämpa hjärnvetenskap i klassrummet

Hjärnan är ett socialt organ: det är därför det lönar sig för lärare att skapa positiva sociala upplevelser i klassrummet. Upptäck fyra sätt för lärare att skapa ett omtänksamt klassrum .

Vi har två hjärnor som konsten kombinerar: Berättelser kan fungera som kraftfulla organiseringsverktyg för integration av neurala nätverk. Läs mer om konst och smarthet .

Tidiga erfarenheter är kraftfulla: Mycket av vårt viktigaste emotionella och interpersonella lärande sker under våra första år i livet. Läs mer om anknytning och hjärnans utveckling .

Det omedvetna är också kraftfullt: Omedvetna fördomar gör det viktigt att lära elever att ifrågasätta sina antaganden och de möjliga influenserna på deras känslor och övertygelser. Upptäck hur hjärnan kan korrigera omedvetna fördomar .

Sinne, hjärna och kropp är sammanvävda: Fysisk aktivitet, rätt kost och tillräckligt med sömn är avgörande för lärande. Lär dig mer om vikten av lek .

Hjärnan har en kort uppmärksamhetsspann: Hjärnan behöver repetition och flerkanalig bearbetning för att djupare inlärning ska ske. Läs åtta tips för att främja flöde och engagemang i klassrummet.

Rädsla och stress försämrar lärandet: Framgång i skolan beror på en elevs förmåga att på något sätt minska sin stress. Läs mer om stress i skolan

Vi har naturligt empati: Våra hjärnor har utvecklats för att uppmärksamma andra människors beteenden och känslor. Lär dig hur du kan främja empati och medkänsla i skolan.

Lär ut helhetsbilden: Lärandet förbättras genom att betona helhetsbilden – och sedan låta eleverna upptäcka detaljerna själva. Läs om att främja en känsla av vördnad i klassrummet.