在智慧手機和其他數字技術逐漸取代學校和大學各個學習環節的今天，課堂上手寫筆記似乎顯得過時。但持續不斷的研究表明，以傳統方式——用筆和紙，甚至手寫筆和平板電腦——做筆記仍然是最佳的學習方式，尤其是對於年幼的孩子。現在科學家們終於開始深入研究其中的原因。
最近發表在Frontiers in Psychology上的一項研究監測了學生做筆記時的大腦活動，發現手寫筆記的學生，其大腦中負責運動、視覺、感覺處理和記憶等廣泛互聯區域的電活動水平更高。這項發現進一步印證了越來越多的證據，許多專家因此呼籲重視兒童手寫單詞和繪畫的重要性。
大腦活動的差異
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道，方式是 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續產出關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。
這項新研究由挪威科技大學 (NTNU) 的奧黛麗·範·德·梅爾和魯德·範·德·維爾進行，建立在2014年的一項基礎性研究之上。範·德·梅爾是挪威科技大學的神經心理學教授，她說，那項研究表明，用電腦做筆記的人是在不思考的情況下打字。“人們很容易把講師說的一切都打下來，”她說。“這就像資訊從你的耳朵進入，然後從你的指尖出來，但你並沒有處理接收到的資訊。” 但是，當手寫筆記時，通常不可能把所有內容都寫下來；學生必須積極關注接收到的資訊並進行處理——對其進行優先順序排序、整合，並嘗試將其與他們以前學到的東西聯絡起來。這種建立在現有知識之上的有意識的行為可以更容易地保持專注並掌握新概念。
為了理解兩種筆記方式中特定的大腦活動差異，挪威科技大學的研究人員調整了2014年研究的基本設定。他們將電極縫製到一個帶有256個感測器的髮網中，這些感測器記錄了36名學生在書寫或打字螢幕上顯示的15個Pictionary遊戲中的單詞時的大腦活動。
當學生手寫單詞時，感測器檢測到許多大腦區域之間廣泛的連線。然而，打字在相同區域產生的活動極少，甚至沒有。手寫激活了跨越視覺區域、接收和處理感覺資訊的區域以及運動皮層的連線模式。運動皮層負責身體運動和感覺運動整合，這有助於大腦利用環境輸入來指導人的下一步行動。
“當您打字時，手指的相同簡單運動參與生成每個字母，而當您手寫時，您會立即感覺到產生字母 A 的身體感覺與產生字母 B 完全不同，”範·德·梅爾說。她指出，透過在數字平板電腦上敲擊來學習閱讀和寫作的孩子“通常難以區分看起來非常相似或互為映象的字母，例如 b 和 d。”
加強記憶和學習通路
範德比爾特大學教育神經科學助理教授索菲亞·文奇-布赫（Sophia Vinci-Booher）並未參與這項新研究，她說這項研究的發現令人興奮，並且與過去的研究一致。“您可以看到，在真正將運動和感覺系統鎖定在一起的任務中，例如在手寫中，運動動作的完成與視覺和概念識別的產生之間存在著非常清晰的聯絡，”她說。“當您繪製字母或書寫單詞時，您正在獲取對事物的感知理解，並使用您的運動系統來建立它。” 然後，這種創造被反饋到視覺系統中，在那裡它再次被處理——加強了動作與與之相關的影像或單詞之間的聯絡。這類似於想象某事物，然後創造它：當您將來自想象力的事物物質化（透過書寫、繪畫或構建）時，這會加強想象的概念，並幫助它在您的記憶中紮根。
透過產生有形事物來增強記憶的現象已被充分研究。之前的研究發現，當人們被要求書寫、繪畫或表演他們正在閱讀的單詞時，他們必須更加關注他們對接收到的資訊所做的事情。將口頭資訊轉移到不同的形式，例如書寫形式，也涉及啟用大腦中的運動程式，以建立特定的手部運動序列，安大略省滑鐵盧大學認知神經科學研究生亞杜爾莎納·西瓦尚卡爾（Yadurshana Sivashankar）解釋說，她研究運動和記憶。但手寫比打字需要更多的大腦運動程式。“當您書寫單詞 ‘the’ 時，手的實際運動在某種程度上與單詞的結構相關，”西瓦尚卡爾說，她沒有參與這項新研究。
例如，西瓦尚卡爾在2021年進行的一項研究中，參與者更準確地記住了動作動詞列表，如果他們執行相應的動作，而不是執行不相關的動作或根本不執行動作。“繪製資訊和表演資訊是有幫助的，因為您必須思考資訊，並且您必須產生有意義的東西，”她說。透過轉換資訊，您可以鋪設和加深大腦廣闊的神經網路中的這些互連，從而“更容易訪問該資訊”。
兒童手寫課程的重要性
在許多情況下，研究表明，當孩子們被要求以協調的方式使用手指和手來產生字母或其他視覺專案時，他們似乎學得更好——這無法透過點選滑鼠或敲擊螢幕或鍵盤上的按鈕來複制。文奇-布赫的研究還發現，手寫動作似乎比其他標準學習體驗（如閱讀或觀察）在不同程度上調動了不同的大腦區域。她的研究還表明，手寫提高了學齡前兒童的字母識別能力，並且透過書寫學習的效果“比其他可能在相似程度上吸引注意力的其他學習體驗持續時間更長”，文奇-布赫說。此外，她認為，調動運動系統可能是孩子們如何打破“映象不變性”（將映象影像註冊為相同）並開始辨別小寫字母 b 和 p 之間差異的方式。
文奇-布赫說，這項新研究開啟了關於我們學習方式的更大問題，例如大腦區域連線如何隨時間變化，以及這些連線在學習中何時最重要。然而，她和其他專家表示，新發現並不意味著技術在課堂上處於劣勢。筆記型電腦、智慧手機和其他此類裝置在撰寫論文或進行研究方面可能更有效率，並且可以為教育資源提供更公平的訪問途徑。西瓦尚卡爾說，問題出在人們過度依賴技術上。人們越來越傾向於將思考過程委託給數字裝置，這種行為被稱為“認知解除安裝”——使用智慧手機記住任務，拍照而不是記住資訊，或者依賴 GPS 進行導航。“這很有幫助，但我們認為，持續的解除安裝意味著大腦的工作量減少了，”西瓦尚卡爾說。“如果我們不積極使用這些區域，那麼它們會隨著時間的推移而退化，無論是記憶力還是運動技能。”
範·德·梅爾說，挪威的一些官員正逐步實施完全數字化的學校。她聲稱，那裡的一年級教師告訴她，他們的新生現在幾乎不知道如何握筆——這表明他們在幼兒園時沒有給圖畫塗色或組裝拼圖。範·德·梅爾說，他們錯失了可以幫助刺激他們不斷成長的大腦的機會。
“我認為，讓孩子們參與繪畫和手寫活動有非常充分的理由，尤其是在學前班和幼兒園，當他們剛開始學習字母時，”文奇-布赫說。“精細運動系統和生產活動的參與確實會影響學習。”
本文的一個版本題為“親身實踐”，經過改編後收錄在2024年5月刊的《大眾科學》雜誌中。