کتاب بررسی ‏تاثیر ‏محیط ‏مصنوع ‏بر ‏مغز ‏(با ‏بررسی ‏تاثیر ‏فضای ‏آموزشی ‏بر ‏مغز)

فهرست
عنوان صفحه
مقدمه 7
فصـل اول 13
مرور ادبی 13
بخش اول: بررسی علوم مغز و اعصاب در طراحی فضای آموزشی 14
معرفی آکادمی علوم مغز و اعصاب برای معماران 14
فیزیولوژی مغز 21
ساختار مغز و بخش های کلی آن 21
رشد مغز 24
عملکردهای مختلف مغز 26
فرآیند پردازش اطلاعات در مغز 32
مغز و ذهن 35
فرآیند درک محیط معماری 36
فرآیند درک محیط 36
فرآیند درک محیط معماری 41
نقش محیط معماری در فرآیند یادگیری 41
آموزش و یادگیری 41
تأثیر محیط معماری بر یادگیری 43
نقش محیط در کاهش استرس 44
استرس 44
محیط و استرس 45
محیط آرامش بخش 46
حریم خصوصی 47
حد مطلوب از تنوع بصری محیط 49
مسیریابی حرکتی در کودکان 50
نگاشت فضایی 50
جهت یابی 50
نقش نشانه ها در جهت یابی 52
مسیریابی حرکتی در کودکان 54
تأثیر ویژگی‌های فیزیکی محیط در یادگیری 55
تأثیر فرم و شکل محیط بر مغز 55
اهمیت نور 58
رنگ 60
صوت 63
راهکارهای طراحی فضای آموزشی 66
نتیجه‌گیری 76
بخش دوم: مبانی نظری طراحی فضاهای آموزشی 81
تاریخچه مدارس 82
مفهوم آموزش 83
یادگیری 84
تعریف یادگیری 84
نظریه های یادگیری 84
نظریه جدید یادگیری (مبتنی بر مغز) 85
ادراک محیطی 89
مفاهيم پايه در روان شناسي محيطي 89
نیاز های دانش آموزان و هرم رشد 93
عوامل محیطی مؤثر در ارتقای یادگیری 102
نقش محیط در ارتقای خلاقیت 102
استفاده از موسیقی در محیط 104
استرس محیطی کنترل شده 106
معماری مدارس 107
انواع سازماندهی فضایی در فضای آموزشی 109
اندازه مدارس 111
سرانه فضاهاي آموزشي 114
تعداد طبقات مدارس 115
جانمایی مطلوب فضاها در مدارس 118
شکل و فرم مدارس 119
استانداردهای علوم مغز و اعصاب در رابطه با شکل و فرم محیط آموزشی 120
بافت و مصالح به کار رفته در فضاها 120
چشم اندازهای داخلی و خارجی 121
کلاس درس 121
تأثیر نور 133
رنگ 137
صوت 146
روند پیدایش مدارس جدید 149
مدارس هوشمند 151
مقایسه معماری مدارس سنتی و مدرن 155
ویژگی های معماری ایرانی در طرح مدارس 157
نیازهای ویژه مدارس 160
وضعیت خاص دانش آموزان اول دبیرستان 160
فرهنگ مدرسه 161
شاخصه بومی 162
نتیجه گیری 163
فصـل دوم 165
فرآیند پژوهش میدانی 165
طرح تحقیق 167
فرضیات و سوال های پژوهش 167
جامعه آماری مورد تحقیق 168
نمونه آماری و روش نمونه گیری 168
بزار پژوهش 169
تعریف مفاهیم تحقیق 169
زبان مغز 169
امواج مغزی 170
نقشه مغزی یا QEEG (Quantitative Electroencephalography) 171
روش اجرای تحقیق 173
مراحل انجام تست 173
توضیحاتی پیرامون فیلم ها و عکس ها 174
روش تجزیه و تحلیل داده ها 175
نتایج پژوهش 176
نتایج بررسی فعالیت مغزی در دختران و پسران حین مشاهده عکس 183
نتایج بررسی فعالیت مغزی در دختران و پسران حین مشاهده فیلم 184
مقایسه توپوگرافی مغز در نمونه ها 185
نمودارها 187
منـابع و مآخـذ 189
منابع فارسی 190
منابع غیر فارسی 193
فهرست منابع اینترنتی 195

مغز و ذهن

سیستم لیمبیک در مغز گاهی به نام مغز هیجانی-عاطفی نامیده می شود و نقش بزرگی در تجربه ذهنی و بیان عاطفه-هیجان دارد. وقتی خوشحال یا عصبانی هستیم سیستم لیمبیک ما فعال است اطلاعات از چشم ها و گوش ها در ابتدا به تالاموس می رسند و از آنجا به نواحی بینایی و شنوایی کرتکس می روند. قبلاً تصور می شد که دیدنی ها و شنیدنی ها از ابتدا در این نواحی به صورت ذهنی تجربه و شناسایی می شوند. اطلاعات مربوط به این شناسایی بعداً به سیستم لیمبیک برای واکنش های لازم عاطفی-هیجانی فرستاده می شوند تا خوب یا بد بودن آنها مورد ارزیابی قرار گیرد. کشف جدید این است که علاوه بر مسیر غیر مستقیم(تالاموس-کرتکس-آمیگدال (جسم بادامی))مسیری مستقیم از تالاموس به هسته بادامی وجود دارد. به عبارت دیگر-جسم بادامی به طریق عاطفی-هیجانی به اشیاء پیرامون ما واکنش نشان می دهد حتی قبل از اینکه کرتکس به تجربه ذهنی و شناسایی آن اشیاء بپردازد. (مغز و ذهن، ص85)

عاقلانه به نظر می رسد که رخدادهایی به خاطر بمانند که هیجان و عاطفه را بر می انگیزانند، زیرا حوادثی که بر انگیزاننده عاطفه و هیجان هستند، در زندگی ما اهمیت دارند. به همین دلیل ماده شیمیایی واحدی که در جریان خون آزاد می شود تا بدن را در حالت هوشیاری قرار دهد همان ماده نیز در مغز موجب ذخیره شدن گزارشی از آن لحظه واقعه می شود. بر خلاف حافظه رخدادهای زندگی شخصی، حافظه های عملیاتی چندان به طریق عاطفی و هیجانی تقویت نمی شوند. (مغز و ذهن، ص99)

می توان اینطور تصور کرد که مغز ترکیبی از تعداد زیادی رایانه با ساخت طبیعی است که هر کدام از آنها برای حل مسأله خاصی طبق دسته ای از قوانین(الگوریتم)خاص تکوین پیدا کرده اند. بنابراین، ناحیه بینایی 1 و2 به تغییرات نور در شبکیه چشم واکنش نشان می دهند و ناحیه3، 4، 5هر کدام بخشی از این اطلاعات را می گیرند و به ترتیب شکل، رنگ و حرکت را محاسبه می کنند. سپس این اطلاعات به قطعه گیجگاهی می رسد که در آنجا شناسایی شکل های شیء و چهره صورت می گیرد و به قطعه آهیانه ای برای ایجاد بازنمایی فضایی فرستاده می شود. هر ناحیه مغز چون رایانه ای در سیستم بسته و در پیوند با یکدیگر کار می کند. هر آن چه که هر ناحیه مغز انجام می دهد فقط در قالب آن چیزی که تمامی سیستم در مجموع انجام می دهد معنا پیدا می کند.

چگونه ماده به چنین تحولاتی رسید؟ گمان می‌رود ذهن به این خاطر تکوین پیدا کرد که انسان های نخستین بتوانند مسائلی را که با آن روبرو بودند حل کنند. دید رنگی برای پیدا کردن میوه های رنگین در میان شاخ و برگ سبز مفید است. نقشه های شناختی در حافظه برای پیداکردن مجدد همان درخت میوه در روز بعد یا سال دیگر مفید می باشند. نظریه رشد اجتماعی قوای عقلی می گوید که بیشترین تکامل مغز/ذهن در واکنش به پیچیدگی جهان اجتماعی به وجود آمده است و کمتر به پیچیدگی جهان فیزیکی مربوط می شود. (مغز و ذهن، ص164)

در کتاب ذهن و مغز(نوروپلاستیسیته و قدرت نیروی ذهنی) نویسندگان بیان میکنند که تا مدت‌ها تصور می‌شد که ذهن تنها یک توهم است. در حال حاضر استدلال می‌شود که ذهن یک نهاد مستقل است و می‌تواند مغز فیزیکی را شکل دهد و آن را کنترل کند. نوروپلاستیسیته که در حال حاضر علم نوپایی است عنوان میکند که مغز نه تنها در دوران کودکی بلکه در دوران بزرگسالی نیز می‌تواند دوباره سیم‌کشی شود.

فرآیند درک محیط معماری

فرآیند درک محیط

مغز انسان یک سیستم ارزیابی کننده هوشمند و انتخاب گر در فرایند پردازش اطلاعات محسوب میشود. اطلاعات محیطی و درون پیکری توسط گیرنده ها به قشر مخ منعکس شده، بعد از تحلیل و تفسیر داده ها، سازمان بندی واکنش های متفاوت از جمله حرکت هدفمند ارادی و یا گفتار به عنوان یک کارکرد عالی ذهنی انجام میگیرد.

تحقیقات جدید نشان میدهد در لحظه بیدار شدن انسان از خواب، ساقه مغز شروع به ارسال ماده ای به نام اکسید نیتریک به تالاموس کرده و این ماده را به دیگر نقاط مغز نیز می فرستد که محققان این فرایند را به اجرا شدن سیستم عامل یا بوت شدن در کامپیوترها پیش از آغاز فعالیت آنها تشبیه میکنند. (کامپیوتر پیش از اجرای برنامه ها، سیستم عامل خود را راه اندازی و به اصطلاح بوت میشود و در مغز انسان نیز اکسید نیتریک سبب بروز وضعیتی شده که در پی آن مغز برای انجام محاسبات پیچیده تر آماده می شود. )در لحظه بیدار شدن انسان در صبحگاه، حواس مختلف انسان حجم زیادی از اطلاعات را در رابطه با نور خورشید، صدای زنگ ساعت و… را به مغز می فرستند که تمامی این اطلاعات باید در مغز پردازش و سازماندهی شوند تا مغز بتواند محیط اطراف را درک کند و برای انجام فعالیت های روزانه پیچیده تر آماده شود.

اطلاعات ورودی که بدن را به پاسخ وا میدارند، محرک نامیده میشوند. دستگاه عصبی این اطلاعات را از محرک ها و پیام های مغزی دریافت میکند. مغز پس از پردازش اطلاعات، با فرستادن پیامی به بخش مناسبی از بدن پاسخ میدهد. برای مثال، تحریک حاصل از مشاهده صورت یک دوست به مغز امکان تشخیص آن شخص را میدهد و پیامی را به صورت مخابره میکند که به لبخند زدن می انجامد. (مراكز پردازشي مغز انسان و تشابه آن با كامپيوتر، 1385)

در مقاله ای با عنوان علوم مغز و اعصاب و معماری مدارس ابتدایی ذکر شده است که درک ما از محیط به طور ناخودآگاه، بیشتر از طریق به خاطر داشتن محیط های سه بعدی است که تجربه کرده ایم و حافظه می تواند در به یادآوری آموخته ها و رویدادهای وابسته به محل از آن استفاده کند.

در اینجا عملکرد نقاط مختلف مغز در جهت ادراک محیط را بررسی میکنیم:
1-قشر پیش پیشانی+هیپوکامپ(hippocampus): مسئول یادآوری آگاهانه میباشند.
2-اتصالات قشر مخ+قشر پاراهیپوکامپال(parahippocampal gyrus):مسئول احساس آشنایی می باشند.
نکته: قشر پاراهیپوکامپال (parahippocampal gyrus) ما را قادر میسازد تا تعیین کنیم چه چیز برای ما آشنا و چه چیز آشنا نیست (بدون بازیایی خاطره خاص آن). مسئولیت حافظه بلند مدت را نیز برعهده دارد و هیپوکامپ ما را قادر میسازد تا آگاهانه وقایع را بخاطر آوریم.
3-آمیگدال (بادامه(amygdala):مسئولیت هشیاری ما در زمان حال را بر عهده دارد.
4-هیپوتالاموس(hypothalamus):مسئولیت حافظه کوتاه مدت انسان را بر عهده دارد.

ما اطلاعات را از محیط میگیریم و آنرا در حافظه کوتاه مدت خود نگه میداریم و سپس با حافظه بلند مدت خود مقایسه کرده و تصمیم گیری می کنیم. ((sarajahani. blogfa. com

همانطور که میدانیم انسان دنیای پیرامون خود را از طریق حس های خود می شناسد. به طور سنتی از حس های پنجگانه صحبت میشود. چشایی و بویایی به طور نزدیکی مرتبط با سیستم لیمبیک هستند. بینایی و شنوایی و لامسه به طور وسیعی در کرتکس مغز بازنمایی میشوند.

این تمایل وجود دارد که ما دیدن را با تجربه ذهنی خود از دنیای آشنای اشیایی در مکان های ویژه با رنگ های خاص یکسان بدانیم و این نوعی دیدن در سطح عالی است. (کتاب مغز و ذهن. ص103)

آشنایی با سیستم بصری در درک سایر نواحی مغزی کمک می کند و میتواند مانند الگویی برای اصول کلی عملکرد مغز عمل کند. بینایی برای ارتباط اجتماعی، درک محیطی، ,ابزار ارتباطات و ابزار بیان احساس و عقیده، مثل هنر مهم است. در اصل، اطلاعات کافی و درست در یک نقش تصویری برای به دست آوردن درکی از آن وجود ندارد، از آنرو بینایی به تجربه پيشين وابسته است. برای تحقیق پیرامون سیستم بینایی، میمون های Rhesus برای تحقیقات مورد استفاده قرار گرفته اند، چرا که بینایی شان تقریبا مشابه انسان و قشر بینایی آنها بسیار وسيع است. در این تحقیق به این نتیجه رسیدند که ویژگی های متفاوت از نقش های تصویری توسط بخش های مختلف از مغز پردازش شده سپس در مغز ترکیب میشود.           (ANFA K-6 Classroom Workshop)

جدول 1-6) کارکردهای احتمالی اجزای سیستم بینایی، مغز و ذهن،

ص104

محیط بر فعاليت ژن و در نهایت ساختار مغز تاثیرگذار است ؛ تغییرات محیط، ساختار مغز را تغییر میدهد. در نتیجه، تغییرات محیط،  بر رفتار ما نیز تاثیر میگذارد. بنابراین، طراحی معماری می تواند مغز و رفتار ما را تغییر دهد. BRAIN-MIND CONNECTIONS TO ARCHITECTURE ))

بطور خلاصه، روش زیر در ارگانیسم انسان رخ می دهد:
محرک > سیستم عصبی محیطی > سیستم عصبی مرکزی > مغز > سیستم عصبی مرکزی > سیستم عصبی محیطی > واکنش

محرک‌های محیطی شامل: رنگ، نور، رایحه، بافت، صدا، موزیک، درجه حرارت از طریق حواس دیداری، شنیداری، بویایی، لامسه بر هورمون های بدن همچون ملاتونین، دوپامین، اندورفین، اکسی‌توسین، سروتونین، کورتیزول و آدرنالین تأثیر گذاشته و در نهایت به احساسات خشونت‌آمیز(پرخاشگرانه)، خشم، استرس، افسردگی، ترس و رفتارها منجر می‌شود.

در جدول زیر عوامل محیطی که میتوان در کنترل احساسات کاربر فضا از آنها بهره برد آورده شده است.

جدول 1-7) نقش برخی عوامل محیطی در کنترل احساسات

فرآیند درک محیط معماری

در سطح تجارب معماری، یا به طور خاص پاسخ انسان به مکان ها، “مسائل مربوط به فضا” روشن است. ویژگی های فضا از اشکال، رنگ، شرایط حرارتی، نور (چه طبیعی و چه مصنوعی)، و صداها توسط سیستم های حسی ما، و از طریق تالاموس و مغز میانی پردازش شده، و برای اینکه در راه آگاهی بازشناسی شود به کورتکس فرستاده میشود و همه این ها در میکروثانیه انجام می شود.

” مهمترین عملکرد مغز ما، تعميم دادن است. “ما کل مغزمان را، برای فکر کردن در مورد چیزی، به سادگیِ یک نقطه قرمز رنگ بر روی سقف، و یا چیزی پیچیده مانند محیط معماری درگیر میکنیم. مجموعه‌ی فعالیتهای مغزی که در کل مغز (از جمله قشر مخ، مغز میانی و مخچه ) پخش شده، با یکدیگر برای نواختن سازهایی که حاصلش موسیقی تجربه است مانند یک ارکستر سمفونی کار می کنند.

تجارب معماری به طیف وسیعی از ویژگی‌ها شامل استعداد ذاتی، دید فرهنگی و تجارب قبلی ربط دارد. کسی تجربه‌ی مستقل از اطلاعات حسی در مغز، در لحظه تجربه ندارد و هیچ کس نمی تواند حس مکانی کاملا جدید بدون گرایشات گذشته خود، کنترل خاطرات مرتبط با احساسات تولید شده توسط سیستم لیمبیک، و پاسخ های پیش آگاهی از فرایندهای مغز ایجاد کند. (Neuroscience &The Achitecture of Spiritual Spaces)

نقش محیط معماری در فرآیند یادگیری

آموزش و یادگیری

تحصیل در مدارس با آموزش فرق می کند. تشکیلات رسمی آموزشی ارائه دهنده ی آموزش به صورت رسمی میباشد. اما آموزش فعالیتی است که شناخت و یادگیری را شامل می شود.

وقتی که داخل کلاس می شویم اینطور فرض می شود که عمدتاً فعالیت هایی که انجام می شود بر مبنای علت و معلولی است که میان آموزش و یادگیری مطرح است. با این حال ممکن است چنین رابطه ای وجود نداشته باشد. در کلاس، دو نوع مشارکت وجود دارد: – آموزش و یادگیری. آموزش فعال و یادگیری غیر فعال می باشد که مطلوب نیست. یادگیری باید به صورت فعال باشد،  که در دهه های گذشته به این صورت نبوده است.

هنگامی که مربیان تدریس را ارزیابی میکنند، یادگیری ارزیابی نمیشود. در واقع ارتباطی بین ارزیابی معلم و عملکرد دانش آموز وجود ندارد. مدارس به این ایده محدود می شوند که هوش از طریق زبان توسعه می یابد و اینکه در کلاس درس شناخت های دیگری نیز می تواند حاصل شود برای اکثر مردم در این سیستم مفهومی ندارد. برنامه ی (شعار)” هیچ بچه ای نباید عقب بماند” در واقع درباره ی زبان به عنوان ابزاری برای اندازه گیری هوش می باشد که در مواقع طراحی سیستم آموزشی این ایده بسیار خطرناک می‌باشد. آنهایی که انگلیسی صحبت نمی کنند اگر آموزش به صورت محاوره ای باشد، ممکن است عقب بمانند. دانشمندان از طریق تجربه های ذهنی یاد می گیرند، با این حال جای بسی تاسف است که آموزش های ما در مدارس عمدتاً بر اساس گفتار انجام می شود. چگونه چیزهایی مانند طراحی، موسیقی و هنر در یک سیستم مبتنی بر زبان سنجیده می‌شود؟

اکثر دانش آموزان مدارس دولتی هیچ انگیزه ای از رفتن به مدرسه ندارند. این بدان دلیل است که آموزش ذهنی از تجربه حذف شده است و تجربه ی علمی هیچگونه ارتباطی با دانش آموزان برقرار نمی کند. از دیگر مسائل مهم تنوع دانش آموزان (یکدست نبودن از نظر هوش و فرهنگ و … )می باشد. تمایز دیگر، تفاوت بین علوم تئوری و عملی است. آموزش جنبه ی تئوری دارد و علوم اعصاب مبنای تجربی دارد. آموزش جنبه ی حسی و روایی را در بر میگیرد و در کل تئوری است، بنابراین شواهد زیادی وجود ندارد که بر اساس آن روش هایی را پایه‌گذاری کنیم.

نیاز به مدارس برای یادگیری: نیاز به مدارس در حال گسترش است و فقط محدود به زمان های کلاس درس سنتی نمی‌شود. امروزه انسان بیشتر عمر می کند و به سمت و سویی پیش میرود که خانواده گسترش پیدا کرده و پدر و مادر کار میکنند. بیشتر بچه ها قبل و بعد از مدرسه به مراقبت و توجه بیشتری نیاز دارند. جمعیت در حال رشد نیاز به برنامه های آموزشی برای بزرگسالان را افزایش می دهد. برای تأمین این نیازها، تجدید نظری در برنامه ریزی و طراحی مدارس که در رأس مراکز اجتماعی قرار دارد در حال انجام است.