Opplæring basert på hjerneforskning gjorde barn tryggere på sykkel

Funnene ble gjort da forskerne testet barnas evne til å navigere i trafikken ved hjelp av Virtual Reality (VR) etter deltakelse i undervisning basert på en ny opplæringsmodell

– Barna ble signifikant bedre til å orientere seg og ta gode valg sammenlignet med en kontrollgruppe. Metoden er basert på konseptet «Mind, Brain and Education» (MBE), sier SINTEF-forsker Dagfinn Moe, som har ledet prosjektet.

Hovedpoenget med MBE er å forene kunnskap fra nevrobiologi om hva læring er, hva som stimulerer til læring og hvilke pedagogiske metoder som er mest relevante å bruke.

Øver trygt og sikkert i VR-laben. VR-brillene ga også forskerne sikre data på hvor barna fokuserte, og hvor lenge, gjennom såkalt eye-tracking. Foto: SINTEF VIS MER

Bakgrunnen for prosjektet, som har tatt fem år, er følgende spørsmål: Hva skal til for at barn lærer å observere det som er vesentlig og potensielt farlig – og deretter ta trygge og gode valg under sykling?

Mange år med erfaring ligger bak

Moe har lenge forsket på relasjonen mellom ungdom, risiko, spenning og læring. Evnen til å ta gode valg, men også kalkulert risiko når de sitter bak bilrattet. Med andre ord: Han har spesialisert seg på hva som skjer i hjernen når vi på et millisekund velger mellom A eller B når vi står for overfor en mulig fare, men også mulig gevinst i form av kriblende spenning i kroppen og mestringsfølelse.

Prosjektleder Bård Morten Johansen i Trygg Trafikk hadde på sin side lagt merke til at det ikke nødvendigvis er samsvar mellom dagens trafikkopplæring og atferden han ser til ungdommene i trafikken. Sammen startet de to prosjektet «Barn, oppmerksomhet og sykling» i samarbeid med Nord Universitet Trafikkfag.

• Les også: Risikosøkere er smartere enn andre

Nå er det imidlertid yngre barn på sykkel som har vært i søkelyset. Målet har vært å utvikle et pedagogisk opplegg som kan forbedre barnas selektive oppmerksomhet, evnen til å orientere seg, vurdere risiko og avpasse farten når de ferdes på sykkel i trafikken.

Utnytter hjernens læringsevne på ny måte

I praksis betyr det at barna får utfordringer som gjør at de lærer på en måte som vektlegger refleksjon knyttet til fysiske steder de oppholder seg på, i dette tilfellet på Eberg Trafikkgård som er en miniversjon av et trafikkmiljø og som er spesialdesignet for sykkelopplæring.

Moe utdyper dette med at flere sentrale deler av hjernen aktiveres hos både dyr og mennesker når man fysisk navigerer i et landskap.  Han sikter til blant annet til de fronto-parietale forbindelsene og hippocampusområdet. Disse danner grunnlaget for utviklingen av «kognitive kart» og som er vesentlig for læring gjennom den episodiske hukommelsen og for permanent lagring av hendelser.

Dette er blant annet basert på kunnskap som John O’keefe og Edvard og MayBritt Moser fikk nobelprisen i fysiologi og medisin for i 2014 gjennom forståelsen av stedsansen og gittercellene.

• Les om dette her: Mosers dedikerte team

Stedsansen er nøkkelen til hukommelse – og derfor læring

Å bruke stedsansen aktivt er et av de viktigste prinsippene i opplæringsmodellen – i motsetning til tradisjonell sykkelopplæring som er mer konsentrert om regler, skilt og den tekniske delen av syklingen.

I praksis gikk det ut på at 30 femteklassinger gikk gjennom en undervisning der de kartla risikofaktorer ved å gå rundt på trafikkgården, diskuterte seg i mellom og med lærerne. Deretter ble det syklet og øvd i det samme landskapet under veiledning. Lærere fra barneskoler i Trondheim, Bodø og Moss fikk opplæring i den nye opplæringsmodellen og var ansvarlige for gjennomføringen av undervisningen. 

Målet var at de skulle utvikle et kognitivt kart i egen hjerne for å stedfeste mulige farer og hvordan de skulle bruke oppmerksomeheten under sykling, for å oppfatte og vurdere risikoen. 

Etter 7-8 dager ble effekten av opplæringen evaluert i Virtual Reality. Forskerne lagde en en tro kopi av den samme trafikkgården i 3D, og denne ble koblet til en sykkelsimulator. Barna ble iført VR-briller som hadde et innebygd system for eyetracking, dette registrerte barnas øyebevegelser, fikseringspunkter og fikseringstider knyttet til de ulike trafikksituasjonene.  

De to bildene viser forskjellen på hvor oppmerksomme barna var på et område der en fare kan skjule seg. Bildet til venstre viser fokuspunktet til barna som hadde gjennomgått den nye opplæringsmetoden. Bildet til høyre viser fokuspunkt hos de som hadde fått tradisjonell sykkelopplæring. Foto: SINTEF VIS MER

–  Dette gjorde det mulig å analysere barna oppmerksomhetsfordeling og oppfattelse av situasjonene, forklarer Dagfinn Moe i SINTEF.

En kontrollgruppe på like mange barn i samme alder gjennomførte den tradisjonelle sykkelopplæringen med samme varighet i tid i den samme trafikkgården og ble så evaluert på samme vis i VR.

• Les også: Hvor oppmerksomme er barn i trafikken? 

Resultatene er viktige

Den nye opplæringsmodellen førte til at barna utviklet en bedre forståelse for risiko (semantisk hukommelse) og kognitive kart som de kunne navigere etter når de syklet i sykkelgården.

–  Flere i eksperiment- enn i kontrollgruppen brukte oppmerksomheten riktig i henhold til opplæringsmålene for sykling, og hva som er mest viktig med hensyn til risikovurdering. Fikseringstiden er signifikant lengre i alle vegkryssene (testområdene) i eksperimentgruppen, hvilket er en indikasjon på en mer planlagt og systematisk gjennomført informasjonsinnhenting, sier Moe. ( Se illustrasjon over.)

Tabellen viser andelen barn som opplevde trening i VR-simulatoren som et realistisk læringsmiljø. Tall fra SINTEF. VIS MER

–  Dette styrker kognitive prosesser knyttet til stedsans og den fysiske aktiviteten utnytter barnas nevroplastisitet – altså evne til å endre egen hjerne. I tillegg bidrar det til frigjøring av neurotrofiske vekstfaktorer i hjernen. Det øker evnen til å huske hendelser og etablere langtidsminner, utdyper Moe.

VR-scenariet av Eberg trafikkgård er basert på elevenes opplevelse  gjennom et spørreskjema. Barna svarte at dette ble opplevd som veldig realistisk både for selve syklingen og oppmerksomhetstreningen.

–  Vi er derfor trygge på at bruken av VR med eyetracker og sykkelsimulator var egnet som evaluerings- og testmetode av barnas sykkelatferd, sier Moe.

Trygg Trafikk vil spre kunnskapen

Bård Morten Johansen i Trygg Trafikk sier at resultatene er svært positive. Ikke minst fordi det barn lærer i ung alder kan de ta med seg i trafikken som ungdommer og voksne.

–  Tidligere i prosjektet har vi jo studert hvordan oppmerksomheten til barn faktisk er når de sykler i trafikken. Men kan bli nok så overrasket over hvor tilfeldig denne der, sier Johansen. Nøkkelen ligger i å styrke barnas evne til selvregulering, og det ser vi nå at vi har lykkes med. Dette handler faktisk om overlevelse.

Også lærer Nina Johansen, som også deltok i prosjektet, er overrasket over den store forskjellen mellom den tradisjonelle og den nye opplæringsmetoden:

–  Vi ser at barna nå forstår risiko på en helt annen måte. Mens vi før har lagt vekt på selve syklingen, på regler og betydningen av ulike skilt, har barna nå lært å bevege seg i trafikken med en fysisk og reflekterende tilnærming, der risiko har hatt hovedfokus. Det har gitt helt andre læringsresultater, sier hun.

Den nye kunnskapen skal hun nå dele med kolleger og barn, men hun har en klar ambisjon om å også formidle dette til foreldrene til elevene sine.

–  Det vil være en stor fordel om barn kan trene på denne måten sammen med foreldrene sine i eget nærmiljø, mener læreren.

I neste fase skal Trygg Trafikk utvikle nye kurs og retningslinjer for sykkelopplæring. Aller først må den nye kunnskapen ut til lærere og de som jobber med trafikkopplæring på nasjonalt plan, sier Bård Morten Johansen.