Hjerneskannere i skolen kan afsløre, om eleverne følger med
Danske forskere har vist, at man kan hjerneskanne hele skoleklasser samtidig for at finde ud af, om eleverne følger med i undervisningen. Teknologien kan bruges til at lave bedre undervisning, siger forskere, men professor i didaktik er uenig.
eeg, hjerneskanninger, klasseværelse undervisning forståelse danske forskere

Følger du med i undervisningen? Forskere vil bruge hjerneskannere til at finde ud af, både om eleverne følger med i undervisningen, og om de forstår den. (Foto: Shutterstock) 

Danske forskere har vist, at de med billige teknologier kan hjerneskanne et helt klasselokale med elever samtidig for at finde ud af, om eleverne følger med i undervisningen.

Historien kort
  • Hjerneskannere kan hjælpe undervisere med at lave bedre undervisning.
  • Metoden kan også bruges til at se, om eleverne forstår undervisningen.
  • Forsker i didaktik mener, at teknologien hører fortiden til.

Ifølge forskerne bag den nye opdagelse er der store perspektiver i at kunne hjerneskanne en hel gruppe elever i realtid.

Det kan være, at dele af undervisningen er så kedelig, at størstedelen af eleverne mister interessen, og undervisningen skal justeres. Det kan man se på hjerneskanningerne.

Det kan også være, at nogle af eleverne ikke kan følge med og ender med at kigge tomt ud i luften, hvilket aktiviteten i deres hjerner straks vil afsløre, og lærerne kan træde til med øjeblikkelig hjælp.

Teknologien kan på sigt bruges til at gøre undervisningen mere personlig og hjælpe de svageste elever, fortæller en af forskerne bag den nye opdagelse.

»Forestil dig, at en underviser får direkte feedback fra elevernes hjerner, så han eller hun kan se, om eleverne følger med i undervisningen eller måske ikke kan forstå den. Det vil gøre det muligt at lave meget mere målrettet undervisning, hvis man kan se, hvem der har brug for lidt ekstra hjælp. Det er bare én af mange anvendelsesmuligheder i det her,« forklarer professor Lars Kai Hansen, der er leder af Cognitive Systems på DTU Compute ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Det nye forskningsresultat er for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports.

Teknologien er lige på trapperne

Hvis du synes, at hele ideen om at hjerneskanne en hel klasse på samme tid lyder som science-fiction og som noget, der først kommer til at ske langt ud i fremtiden, tager du formentlig fejl.

Teknologien er faktisk meget tættere på, end du tror.

Andreas Trier Poulsen er ph.d.-studerende ved Institut for Matematik og Computer Science ved DTU og førsteforfatter til det nye studie.

Han fortæller, at der lige nu foregår rigtig meget arbejde inden for udvikling af bærbare måleinstrumenter, som kan erstatte den badehættelignende hjelm med elektroder, som man bruger til at opfange hjernens signaler i dag.

Alternative løsninger kan være apparater til at sætte ind i ørerne eller headsets, som kan gøre det samme som hjelmene.

Begge nye typer hjerneskannere er der allerede lavet prototyper af. Den nye type apparater til at måle hjernens aktivitet vil ikke forstyrre eleverne i undervisningen, da det vil være som at have et par hovedtelefoner på hovedet eller lignende, hvilket mange unge mennesker i forvejen er vant til.

»Jeg tror, at det er realistisk, at vi på et tidspunkt inden længe vil se forelæsningssale, hvor de studerende bærer den ene eller det anden type apparat til at måle deres hjerneaktivitet, og at forelæseren får en måling for de studerendes samlede opmærksomhed. Ud fra elevernes opmærksomhed kan han eller hun så se, hvornår det er tid til en joke eller en quiz. Samtidig kan de studerende få feedback om, hvor meget i sync, de er med deres medstuderende. Man kunne eksempelvis forestille sig, at deres telefon automatisk begynder at vibrere, når de falder hen,« siger Andreas Trier Poulsen.

Måske skal lærebøger omskrives

smartphone brain scanner

I forsøget bar skoleeleverne DTU's såkaldte 'Smartphone Brain Scanner', der er en hvid hætte med indbyggede elektroder, der måler hjerneaktiviteten. Hætten kan dog blive erstattet af meget mindre hjerneskannere, der kan være i ørerne, mener forskere. (Foto: Stopczynski et al./Plos one)

Preben Kidmose er ingeniørdocent ved Institut for Ingeniørvidenskab på Aarhus Universitet og har tidligere arbejdet for høreapparatsvirksomheden Widex, som han blandt andet har udviklet EEG-måleapparater til ørerne for. Det står for 'ElektroEncefaloGrafi' og er en undersøgelse, der registrerer hjernens elektriske impulser.

Preben Kidmose har et indgående kendskab til forskningen fra DTU, da han blandt andet var med til at vurdere Andreas Trier Poulsens kandidatspeciale, hvor en del af resultaterne stammer fra.

Ifølge forskeren fra Aarhus Universitet er der god grund til at tro, at det snart bliver muligt at måle på hjernens aktivitet med langt mindre apparater, end man benytter sig af i dag.

»Vi har selv lavet en masse forsøg, som viser, at man kan måle mange af de samme ting i ørerne, som man kan ved at måle EEG på hele skalpen. Det giver muligheder for, at man kan måle det, som man i dag måler på skalpen, i et høreapparat eller i et headset,« siger Preben Kidmose.

Preben Kidmose forestiller sig også, at det vil åbne op for nye måder at evaluere undervisning på.

»Det kunne blive et godt redskab til folk, som beskæftiger sig med indlæring. Man kan eksempelvis bruge det til at se, om nye didaktiske metoder (især reflektioner over og formulering af mål, valg og indhold, principper med videre, red.) virker efter hensigten. Undervisere kan også bruge det til at finde ud af, hvilke dele af deres undervisning, som virker, og hvilke der ikke gør. Måske skal man til at skrive lærebøgerne om,« filosoferer Preben Kidmose.

Undervisningstanken er forældet

Jeppe Bundsgaard er professor MSO ved DPU, Danmarks Institut for Pædagogik og Uddannelse ved Aarhus Universitet, og forsker i didaktik.

Han har hørt om det nye studie fra DTU, men mener ikke, at hjerneskannere er, hvad han og hans kollegaer har brug for.

Ifølge ham er teknologien rettet mod en forældet undervisningsmetode, hvor eleverne sidder stille på en stol og lytter til, hvad lærerne har at sige.

»I dag efterstræber vi at få eleverne til at være aktivt deltagende i undervisningen og ikke sidde på en stol og lytte til lærerne. Denne nye teknologi er bedst egnet til den undervisning, som vi benyttede os af for mange år siden,« siger Jeppe Bundsgaard.

Han fortæller, at det gælder alle undervisningsniveauer fra første klasse til universiteterne, hvor man går væk fra den traditionelle forestilling om undervisning, som en hjerneskanner henvender sig til.

»Der er en tendens til, at folk, som arbejder med teknologi, mener, at man skal løse problemer i undervisningen med teknologi, men her er jeg ikke enig. Vi skal bruge teknologi i undervisningen, men vi skal bruge den til at strukturere, producere og kommunikere med, ikke til at finde ud af, om eleverne følger med i en forkert form for undervisning. Det her handler ikke om, at vi mangler nye teknologier, men om at finde en undervisningspraksis, som er god,« mener Jeppe Bundsgaard.

Hjerner fungerer ens, når folk ser film

Udgangspunktet for den nye forskning er resultater fra USA, hvor forskere har vist, at de ved hjælp af dyre hjerneskannere og i laboratorieomgivelser kan afgøre, om personer følger med i en film eller ej.

Når hjernen arbejder, gør den det med elektrisk aktivitet, og denne elektriske aktivitet kan forskere måle med EEG, hvilket sker ved at sætte elektroder på folks hoveder, som opfanger de elektriske signaler.

Pointen er, at hvis en gruppe mennesker tænker eller laver det samme, eksempelvis ser den samme film, vil deres EEG-signaler være ens.

Tænker én person noget andet end resten, vil man kunne se det på EEG-målingerne, for denne persons måling vil se anderledes ud.

Satte folk til at se Hitchcock-film

hjerneskannere skoleklasse

Sådan så det ud, da skoleelever, der deltog i det danske forsøg, fik målt deres hjerneaktivitet, mens de så en film. (Foto: Andreas Trier Poulsen et al.)

I de amerikanske forsøg lod forskerne en række forsøgspersoner se en Hitchcock-film, mens de havde elektroder på hovedet.

En anden gruppe forsøgspersoner fik vist klip fra Hitchcock-filmen i en vilkårlig rækkefølge, og de kunne derfor ikke følge med i narrativet og var mere tilbøjelige til at tænke på andre ting end selve filmen.

Det kunne forskerne se på EEG-målingerne, da disse personer ikke havde det samme mønster for aktivitet i hjernen som de personer, der så den rigtige film. De fulgte med andre ord ikke lige så godt med i filmen.

»Problemet i forhold til at bruge det i en undervisningssammenhæng har dog været, at de her forsøg er udført i meget dyre og elektrisk afskærmede laboratorier. Vores resultater er blandt de første til at vise, at man også kan lave de samme forsøg og få de samme resultater uden for laboratoriet i en klasseværelse-situation med billigt udstyr,« siger Andreas Trier Poulsen.

Kan også laves i klasseværelse

I det danske forsøg har forskerne genskabt resultaterne af det amerikanske forsøg i et klasseværelse.

Her fik to grupper af ni studerende fra DTU sat billige EEG-målere på hovedet, som blev koblet til en simpel bærbar computer.

De studerende fik forevist den samme film som i de amerikanske forsøg, og resultatet af skanningerne blev også de samme.

Forskerne fik dermed vist, at det hverken kræver dyrt udstyr eller laboratoriebetingelser for at kunne måle på hjerneaktiviteten blandt en hel gruppe mennesker samtidig.

»Vi fik det samme robuste signal som i det klassiske laboratorieforsøg. Det viser, at man kan måle på mange menneskers hjerneaktivitet i en klasseværelsessituation og få brugbare resultater ud af det,« siger Lars Kai Hansen, der fremadrettet vil forske i at gøre teknologien mere anvendelig.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud