脑波科技与教育方式转变
本世纪初,脑波仪的应用越来越广泛,从传统的医学领域延伸到各个行业。在教育领域,通过解读脑波信号,帮助学生提高专注度、记忆力,舒缓精神压力,辅助大脑休息等应用越来越多。
说起脑电波起源,可以追述到19世纪50年代,英国科学家理查德·卡通在兔子和猴子身上发现脑电的活动,并发表了《脑灰质电现象的研究》论文,从此,人类开始关注脑电波的研究。直到1924年德国生理学家汉斯·柏格看到电鳗发出电气现象,并认为人类身上必然有相同的现象,而发现了人脑中电气性的振动,后来用图表来补捉脑波,才得知振动存在,这才真正记录到了人脑的脑电波。
通过研究,人类大脑在接受外界影响产生意识的过程中会引发不同的磁场运动,并产生不同的脑电波。人们在注意力和思考集中的过程中,脑电波的强弱会发生明显的变化,思维越集中,思考越频繁,大脑就会越疲劳。
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通常研究脑电波便是研究0.5~35Hz内的四个波段,分别叫做α波、β波、θ波和δ波。 当人处在清醒但又完全放松状态时,α波出现,频率为 8~12Hz;当人处在比较紧张,注意力比较集中的状态时,脑中电波则是β波,频率为 14~30Hz;当即将进入睡眠,脑电波则又变成了θ波,频率为 4~8Hz;而进入深度睡眠阶段,脑电波则为δ波,这时候大脑也休息了,频率为 0.5~4Hz。
脑电生物反馈技术将个体觉察不到的脑电信号转换成直观的信号,可以帮助学校和家长分析学生的注意力、记忆力、反应能力、情绪压力等情况,使学校的教育可以更具有针对性。特别是随着教育改革和信息化教育的不断深化,脑电波技术的应用可以为校园提供新的教育方式选择,不但可以完善教育体系,也可以体现在可视化教育成果上,还可以为传统的教学提供更有实践性的课程资源。
完善教学系统
脑波仪可以利用反应注意力专注程度这一特性,收录并分析学生的大脑兴奋程度和注意力程度,从而分析出学生的专注度和学生对课程的接受度,通过实际数据反馈帮助教师和学校更好地完善教学体系,改变教学方式,提供数据支持。
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可视化教育
可视化脑波检测系统,可以通过不同颜色的明暗变化显示出学生的注意力程度、脑力状况等信息。教师可以根据这些可视信息在课程中改变教学方法,吸引学生注意力,也可以知道学生的脑疲劳情况,安排学生适当休息或娱乐来恢复脑力。
实践课程资源
有很多脑波科技可以应用到教育课程中去,既可以提高学生的科普素养,也增加了学生的学习兴趣。通过生物电现象(在不同的思维状态下,尤其是在注意力集中和不集中的情况下,大脑神经网络的活动是不一样的,放电情况也是不一样的)原理设计出脑波赛车,学生戴上意念脑波仪盯着眼前的赛车,不用动手,甚至不用说话,只要集中注意力,面前的赛车便行驶起来。而随着专注力的不同,赛车的速度也会不同,看起来非常神奇。通过这样的课程不仅丰富了课程内容,也锻炼了学生提高注意力的能力,为提高学生学习成绩和学习效率起到了积极的作用。
(作者单位:中国医学科学院信息研究所), 百拇医药(孙宝凤)