在智能手机和其他数字技术逐渐取代学校和大学各个学习环节的今天，课堂上手写笔记似乎显得过时。但持续不断的研究表明，以传统方式——用笔和纸，甚至手写笔和平板电脑——做笔记仍然是最佳的学习方式，尤其是对于年幼的孩子。现在科学家们终于开始深入研究其中的原因。
最近发表在Frontiers in Psychology上的一项研究监测了学生做笔记时的大脑活动，发现手写笔记的学生，其大脑中负责运动、视觉、感觉处理和记忆等广泛互联区域的电活动水平更高。这项发现进一步印证了越来越多的证据，许多专家因此呼吁重视儿童手写单词和绘画的重要性。
大脑活动的差异
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这项新研究由挪威科技大学 (NTNU) 的奥黛丽·范·德·梅尔和鲁德·范·德·维尔进行，建立在2014年的一项基础性研究之上。范·德·梅尔是挪威科技大学的神经心理学教授，她说，那项研究表明，用电脑做笔记的人是在不思考的情况下打字。“人们很容易把讲师说的一切都打下来，”她说。“这就像信息从你的耳朵进入，然后从你的指尖出来，但你并没有处理接收到的信息。” 但是，当手写笔记时，通常不可能把所有内容都写下来；学生必须积极关注接收到的信息并进行处理——对其进行优先级排序、整合，并尝试将其与他们以前学到的东西联系起来。这种建立在现有知识之上的有意识的行为可以更容易地保持专注并掌握新概念。
为了理解两种笔记方式中特定的大脑活动差异，挪威科技大学的研究人员调整了2014年研究的基本设置。他们将电极缝制到一个带有256个传感器的发网中，这些传感器记录了36名学生在书写或打字屏幕上显示的15个Pictionary游戏中的单词时的大脑活动。
当学生手写单词时，传感器检测到许多大脑区域之间广泛的连接。然而，打字在相同区域产生的活动极少，甚至没有。手写激活了跨越视觉区域、接收和处理感觉信息的区域以及运动皮层的连接模式。运动皮层负责身体运动和感觉运动整合，这有助于大脑利用环境输入来指导人的下一步行动。
“当您打字时，手指的相同简单运动参与生成每个字母，而当您手写时，您会立即感觉到产生字母 A 的身体感觉与产生字母 B 完全不同，”范·德·梅尔说。她指出，通过在数字平板电脑上敲击来学习阅读和写作的孩子“通常难以区分看起来非常相似或互为镜像的字母，例如 b 和 d。”
加强记忆和学习通路
范德比尔特大学教育神经科学助理教授索菲亚·文奇-布赫（Sophia Vinci-Booher）并未参与这项新研究，她说这项研究的发现令人兴奋，并且与过去的研究一致。“您可以看到，在真正将运动和感觉系统锁定在一起的任务中，例如在手写中，运动动作的完成与视觉和概念识别的产生之间存在着非常清晰的联系，”她说。“当您绘制字母或书写单词时，您正在获取对事物的感知理解，并使用您的运动系统来创建它。” 然后，这种创造被反馈到视觉系统中，在那里它再次被处理——加强了动作与与之相关的图像或单词之间的联系。这类似于想象某事物，然后创造它：当您将来自想象力的事物物质化（通过书写、绘画或构建）时，这会加强想象的概念，并帮助它在您的记忆中扎根。
通过产生有形事物来增强记忆的现象已被充分研究。之前的研究发现，当人们被要求书写、绘画或表演他们正在阅读的单词时，他们必须更加关注他们对接收到的信息所做的事情。将口头信息转移到不同的形式，例如书写形式，也涉及激活大脑中的运动程序，以创建特定的手部运动序列，安大略省滑铁卢大学认知神经科学研究生亚杜尔莎纳·西瓦尚卡尔（Yadurshana Sivashankar）解释说，她研究运动和记忆。但手写比打字需要更多的大脑运动程序。“当您书写单词 ‘the’ 时，手的实际运动在某种程度上与单词的结构相关，”西瓦尚卡尔说，她没有参与这项新研究。
例如，西瓦尚卡尔在2021年进行的一项研究中，参与者更准确地记住了动作动词列表，如果他们执行相应的动作，而不是执行不相关的动作或根本不执行动作。“绘制信息和表演信息是有帮助的，因为您必须思考信息，并且您必须产生有意义的东西，”她说。通过转换信息，您可以铺设和加深大脑广阔的神经网络中的这些互连，从而“更容易访问该信息”。
儿童手写课程的重要性
在许多情况下，研究表明，当孩子们被要求以协调的方式使用手指和手来产生字母或其他视觉项目时，他们似乎学得更好——这无法通过点击鼠标或敲击屏幕或键盘上的按钮来复制。文奇-布赫的研究还发现，手写动作似乎比其他标准学习体验（如阅读或观察）在不同程度上调动了不同的大脑区域。她的研究还表明，手写提高了学龄前儿童的字母识别能力，并且通过书写学习的效果“比其他可能在相似程度上吸引注意力的其他学习体验持续时间更长”，文奇-布赫说。此外，她认为，调动运动系统可能是孩子们如何打破“镜像不变性”（将镜像图像注册为相同）并开始辨别小写字母 b 和 p 之间差异的方式。
文奇-布赫说，这项新研究开启了关于我们学习方式的更大问题，例如大脑区域连接如何随时间变化，以及这些连接在学习中何时最重要。然而，她和其他专家表示，新发现并不意味着技术在课堂上处于劣势。笔记本电脑、智能手机和其他此类设备在撰写论文或进行研究方面可能更有效率，并且可以为教育资源提供更公平的访问途径。西瓦尚卡尔说，问题出在人们过度依赖技术上。人们越来越倾向于将思考过程委托给数字设备，这种行为被称为“认知卸载”——使用智能手机记住任务，拍照而不是记住信息，或者依赖 GPS 进行导航。“这很有帮助，但我们认为，持续的卸载意味着大脑的工作量减少了，”西瓦尚卡尔说。“如果我们不积极使用这些区域，那么它们会随着时间的推移而退化，无论是记忆力还是运动技能。”
范·德·梅尔说，挪威的一些官员正逐步实施完全数字化的学校。她声称，那里的一年级教师告诉她，他们的新生现在几乎不知道如何握笔——这表明他们在幼儿园时没有给图画涂色或组装拼图。范·德·梅尔说，他们错失了可以帮助刺激他们不断成长的大脑的机会。
“我认为，让孩子们参与绘画和手写活动有非常充分的理由，尤其是在学前班和幼儿园，当他们刚开始学习字母时，”文奇-布赫说。“精细运动系统和生产活动的参与确实会影响学习。”
本文的一个版本题为“亲身实践”，经过改编后收录在2024年5月刊的《大众科学》杂志中。