Nörobilim alanında yapılan çalışmalar ve elde edilen bulgular, öğrenmenin diğer kuramlardan farklı bir şekilde tanımlanması sonucunu doğurmuştur. Buna göre öğrenme, yeni dentritler yada yeni beyin yapısı oluşturmaktır. Başka bir deyişle insan öğrenmektedir,çünkü beyin kendi nöral devrelerini değiştirebilmektedir (Thomas, 2001).
Tortora ve Grabowski (1996) sinirlerin esnekliği (neural plasticity) kavramını kullanarak öğrenmeyi, değişme ve uyum sağlama yeteneği olarak tanımlamaktadır.Durbach?a göre (2000) beyinde öğrenme ile birlikte iki şekilde değişim meydana gelmektedir.Bunlar; nöronların içyapısında özellikle sinapslarda görülen değişiklik ve nöronların arasındaki sinapsların sayısındaki artıştır (Chudler, 2005). Bu tanımlamalara paralel olarak ülkemizde Demirel (2003) öğrenmeyi ?hücreler arasında sinaptik değişimlerin bir sonucu?, Sönmez (2004) ise ?fiziksel uyarımlar sonucu beyinde oluşan biyo-kimyasal bir değişme? olarak tanımlamaktadır.
Nörobilim alanında yapılan çalışmalar,öğrenmeyi etkileyen temel etmenler hakkında eğitimcilere ayrıntılı bilgiler sunmaktadır. Öğrenmeyi etkileyen temel etmenler şunlardır;
- Bellek,
- Örüntüleme,
- Dikkat,
- Çevre,
- Duygular,
- İsteklendirme (motivasyon),
- Beslenme,
- Su ve uyku olarak sıralanabilir.
Aşağıda bu etmenlere ilişkin beyin araştırmalarının sunduğu ve bugün için bilimsel olarak doğru kabul edilen çeşitli açıklamalar bulunmaktadır.
1.Bellek
Bellek bilginin depolanabilme ve yeniden kullanılabilme yeteneği olarak tanımlanmaktadır (Ziylan, 2001).Hücresel boyutta ele aldığımızda bellek, nöron demetlerinin ateşlenmesi olarak açıklanabilmektedir.Dinlenme halinde iken yüz milisaniyede bir defa ateşleme meydana getiren bir nöron, aksi durumlarda herhangi bir düşünce ile meşgul olduğunda ise her yüz milisaniyede defalarca ateşleme meydana getirebilmektedir. Brandt nöronların ateşlenmesi ile belleğin yeniden yapılandırıldığını savunmaktadır (Brandt, 2000).Bu düşünceden yola çıkarak belleği, sinir sistemindeki nöral gruplar topluluğunun dinamik bir özelliği olarak da tanımlayabilmekteyiz. Aslında öğrenilen bilgileri tekrarlama yeteneği olarak da algılayabileceğimiz belleğin olağan deneyimlerle birleştirilmesi durumunda anlamanın daha kolay gerçekleşebileceği belirtilmektedir (Weiss, 2000).
Araştırmalar sık kullanımın nöral ağları kuvvetlendirdiğini ortaya koymaktadır. Nöronlardaki her bir ateşleme bu işlemin tekrar yapılması için eğilim doğmasına neden olmaktadır (McFadden, 2001). Bu nedenle belleğin güçlendirilmesi ve öğrenmenin daha etkin gerçekleştirilebilmesi için öğrenilen bilgilerin sık sık tekrarlanması gerekmektedir. Bunun için beynin kullanım kapasitesinin geliştirilmesi önerilmektedir.Belleğin, bilgiyi işleme ve yorumlamada (Information-Processing Model) farklı aşamalar katettiği bilinmektedir. Bunlar: duygusal kayıt, kısa süreli bellek (çalı ş an hafıza) ve uzun süreli bellektir.
i) Duygusal Kayıt: Çevre ile etkileşim halinde bulunan birey, duyu reseptörleri vasıtasıyla devamlı kendine gelen uyarıcıları algılar. Bireyin gördüğü, işittiği, duyduğu tattığı ya da hissettiği şeyler duygusal kayıtın içeriğini oluşturmaktadır.Bu hafızanın kayıt hızı bir milyon/saniye olarak belirtilmektedir (Soylu, 2004). Oldukça büyük bir kapasiteye sahip olan duygusal kayıt ne yazık ki bu kaydı saniyeler sonra kaybeder. Görsel bilgi 1 saniyeden az, dokunma ile ilgili bilgi 2?3 saniye, işitsel bilgi 4 saniye sonra kaybedilmektedir. Ancak yeterli dikkatin harcanması durumunda duygusal kayıttaki bilgilerin kısa süreli belleğe aktarılması mümkün olabilmektedir.
ii) Kısa Süreli Bellek (Primer bellek ? Short term memory): Düşünmenin çoğunun ve bilgi işlemenin gerçekleştiği kısa süreli bellek, belleğimizin en fazla iş gören bölümü olarak kabul edilmektedir. Gelen bilgiyi görüntülemesi ve sınırlı kapasite ve sürece sahip olması en belirgin özellikleridir. Kısa süreli bellekte bilgileri çoğu ses olarak saklanmaktadır. Bu bellekte tutulan bilginin miktarı ve bilginin tutulma süresi yaşa göre değişmektedir. Örneğin bir yetişkin tekrarlama yapmaksızın 10 ile 20 saniye arasında 5 ile 9 öğeyi kısa süreli bellekte tutabilmektedir. Ancak çoğu kişi bir seferde yedi şeyden fazlasını hatırlayamamaktadır. Kısa süreli belleğe gelen bilgi için üç alternatif bulunmaktadır. Ya bilgi ihmal edilir (unutulur), ya tekrar edilerek kısa süreli hafızada tutulur yada tekrarlama ile daha önceki bilgilerle birleştirilerek uzun süreli belleğe transfer edilir. Kısa süreli belleğin işleyişinde nöron grupları arasındaki uyarı devreleri ön plandadır. Kısa süreli bellekteki bilgiler bir süre hipokampüste saklandıktan sonra uzun süreli belleğe aktarılmaktadır.
Yakın zamanlarda yapılan araştırmalar kısa süreli belleğin, beyinde yeni sinapsların oluşması gibi yapısal değişiklere bağlı olmadığını,beyindeki elektriksel ve kimyasal olaylara bağlı olduğunu ifade etmektedir (Chudler, 2005). Eğitimde kısa süreli belleğin sınırlı kapasitesini en verimli biçimde kullanmak için bilgilerin parçalara bölünerek verilmesi, tekrar yapılması, bilginin belleğe kaydedilebilmesi için öğrenciye yeterli sürenin tanınması, önemli bilgilerin vurgulanması, kısa süreli belleğin etkin kullanımı için uygun stratejilerin kullanılması gerekmektedir (Banikowski & Mehring, 1999).
iii) Uzun Süreli Bellek (Long term memory): Uzun süreli bellek; sekonder (intermediate) bellek ve tersiyer bellek olarak iki safhadan oluşmaktadır.Bilgilerin yıllarca saklanabildiği sekonder bellekteki herhangi bir bilginin hatırlanması güçtür.Bir bilginin bu belleğe aktarılması için 30 dakika ile 3 saat arasında bir zaman dilimi gerekmektedir.Kısa süreli bellekteki bilgilerin sekonder belleğe aktarılması için bilgilerin kodlanması gerekmektedir. Benzerlik ya da zıtlıkların sınıflandırıldığı bu bellekte detaylar geri planda, genellemeler ise ön plandadır.Bu bilgilerin uzun süreli belleğe aktarılması,bilgilerin tekrar edilmesi ile gerçekleşmektedir.Bilginin hem görsel hem de sözel olarak depolanabildiği tersiyer belleğin en belirgin özellikleri ise; limitsiz kapasiteye sahip olması, depolanan bilgiler arasında güçlü bir bağlantılar ağı oluşturması ve uzun bir sürece sahip olmasıdır. Bilgilerin tersiyer belleğe aktarılması güç olmakla birlikte, bu bellekte depolanan bilgiler bir ömür boyu hatırlanabilir. Bir bilginin uzun süreli belle ğe yerleş tirilebilmesi için sık sık tekrar edilmesi gerekmektedir.
Uzun süreli bellekte sözcükler genellikle işitildikleri sesleriyle birlikte değil, taşıdıkları anlamları ile saklanmaktadır. Bunun dışında uzun süreli bellekte ses, koku ve görüntülerin saklanması da mümkündür. Bir bilginin uzun süreli bellekte saklanması ancak beynimizdeki nöral bağlantılarda meydana gelen kalıcı fonksiyonel, biyokimyasal ve yapısal değişikliklerle mümkün olabilmektedir. Uzun süreli bellek kendi içerisinde semantik, episodik ve iş lemsel olmak üzere üç farklı bölümde incelenebilmektedir.
Yaygın olarak bilinen bu bellek türleri dışında; anılara ilişkin bellek, anlamlara ilişkin bellek,örtük bellek (farkında olunmayan),açık bellek (farkında olunan), doğuştan ve kazanılmış bellek gibi diğer bellek türleri de bulunmaktadır. Bellekteki bir bilginin hiçbir zaman uzun süreli belleğe aktarılmamış olması, uzun süreli bellekteki bilgiyi hatırlama yeteneğimizi kaybetmemiz ve uzun zamanın geçmesi gibi faktörler öğrendiğimiz bilgileri unutmamıza neden olmaktadır.