基于腦科學的信息技術教學策略探究

☆歐露梅

（西南大學教育學院，重慶北碚 400715）

隨著科學技術的高速發展和研究手段的不斷進步，腦科學已經成為當今世界最前沿、最重要、最活躍和科研成果最豐碩的科研領域之一。腦科學的研究成果不僅豐富、發展和促進了腦科學自身的理論和實踐，而且正在對人類自身發展的各個方面產生著巨大而深遠的影響。本文試圖從腦科學近四十年的研究成果和動態趨勢中探討其對于我國中小學信息技術教學的價值和指導意義，并在其研究成果的基礎上分析其與信息技術教學之間的密切聯系，進而提出基于腦科學的信息技術教學策略與路徑。

一、腦科學的概念界定

腦是富有高級智慧和巨大潛力的人類所特有的重要器官，隨著社會的快速進步、科學技術的高速發展以及研究手段的不斷進步，人們對于腦的認識也正上升到一個更深更高的層面，目前世界各國正在對腦的功能進行著全面而深入的探討和研究。腦科學是一門有著雙重性質和特色的學科，它既是一門單一而又專業性極強的自然生物學科，又是一門極具豐富內涵和性質的綜合性學科。從狹義上來講，腦科學是一門我們通常所能認識到的神經學科，是腦科學家們為了了解神經系統內分子水平、細胞水平、細胞間的變化過程，以及這些過程在中樞神經系統內的整合作用而進行的科學研究。[1]從廣義上來講，腦科學是研究人腦結構與功能的綜合性學科，以揭示人腦高級意識功能奧秘為宗旨，與教育學、心理學、人工智能、認知科學以及創造學等一些跨學科領域研究的學科有著緊密聯系和交叉滲透。同時，由于腦研究是關于人的研究，而人又具有強大的生物性和社會性，因此，腦的研究還涉及意識活動的本質等根本性問題，還將需要引進哲學、人文社會科學的一些理論觀點和思維方法，并且需要將其與自然科學的研究方法和理論緊密結合起來。由此看來，腦科學是一種自然科學與人文社會科學相互滲透、相互促進的跨越多個學科領域并且綜合性極強的“綜合性學科”。[2]

二、腦科學對我國中小學信息技術教學的價值

在腦科學的早期研究中，人們對大腦的認識僅限于醫療實踐，未能建立起腦科學與其他學科的密切聯系。自二十世紀五十年代以來，腦科學專家注重對腦功能物質基礎的直接揭露和微觀研究，并建立起腦科學與包括教育學在內的一些人文社會科學之間的緊密聯系。這些研究成果對于我國的教育教學尤其是中小學信息技術教學產生了重要的影響，具體表現在以下兩個方面。

1.有利于信息技術的協同性學習

二十世紀六十年代，美國神經生理學家羅杰·斯佩里（Roger Sperry）進行了著名的“裂腦實驗”，并提出著名的大腦兩半球功能分工理論。該理論認為：大腦左右半球完全可以以不同的方式進行思維活動，左腦側重于抽象思維，如閱讀、記憶、語言表達、判斷、邏輯思考、演繹推理等；右腦側重于形象思維，如空間想象、形象的學習和記憶、圖形識別、直覺、情感等。[3]到二十世紀七十年代后期，美國大腦專家奈特·赫曼（Ned Herrmann） 整合了斯佩里的研究成果，進而提出“全腦”概念，并勾勒出“全腦模型”。[4]這些研究對于我國中小學信息技術教學有著一定的價值和意義，信息技術的學習過程原本就是一個協同性的學習過程，需要同時調動左腦的語言、記憶、邏輯推理等抽象思維和右腦的情感、藝術、圖形等形象思維，只有充分發揮大腦兩半球作為一個整體協同性活動的作用，才能使協同性學習更有意義。

2.促使信息技術教學對學生情緒情感的關注

二十世紀九十年代，美國紐約大學神經科學中心的腦科學專家約瑟夫·E·勒杜克斯（Joseph E.Ledoux）等人經過多年基于“非智力因素”的腦科學研究，提出著名的“大腦情商說”。[5]他們強調情緒情感在人的學習中具有不可低估的功效，指出在人成功與否的諸多決定性因素中除了智商外還有情商。美國哈佛大學行為與腦科學專家丹尼爾·戈爾曼（Daniel Goleman）在《情感智力》一書中指出：大腦可分為理智腦（智能腦）和情感腦兩種，情緒腦和情感腦對于智能腦有著巨大的促進作用，也只有與情緒腦共同作用，理智腦才能發揮其作用。[6]由此可以看出，情緒情感和學習認知并不是對立的兩個過程，而是并駕齊驅的兩個過程，它們是大腦神經整體功能的主要體現。這給當前我國中小學信息技術教學提出了新的要求，促使信息技術教學在教授書本的理論知識與技能的基礎上，注重學生對信息技術內在文化蘊含的情感體驗及其身心和諧發展與情感目標達成。

三、基于腦科學的信息技術教學策略探究

信息技術教學策略的選擇與開發是現代中小學信息技術教育教學設計的重要內容，適當地引入新的教學策略與方法，創新信息技術課堂教學，能夠更好地優化信息技術教學效果和提高教學質量。作為信息技術教育重要學科理論基礎的腦科學，對于信息技術教學策略的選擇與開發有著深遠的影響和指導意義。下面，筆者將結合腦科學的最新研究成果，分析并探討其與我國中小學信息技術教學的密切聯系，進而提出基于腦科學的信息技術教學策略與路徑。

1.實行全腦教學，開發學生的創造性潛能

“全腦”概念最初是由美國大腦專家奈特·赫曼（Ned Herrmann） 于二十世紀七十年代末期在其著作《全腦革命》一書中提出來的，他在斯佩里大腦功能分工理論和麥克萊恩大腦三分說的基礎上建構了“全腦模型”，并依據大腦左右半球的相互協調功能與作用設計出“全腦式教學和學習模型”和“全腦式創作和創新模型”。全腦式教學（全腦教學）模型是一種以全腦為基礎，發揮大腦全部優勢的高效教學方式，教師設計的教學方法、教學過程、教學活動等都必須以全腦為基礎，以便適應學生不同的思維方式和學習風格，從而確保學生的全腦得到訓練和提高。將全腦教學引入到我國當前的中小學信息技術教學實踐，這是學校信息技術教學變革及課程改革的重要議題和要求。全腦教學不僅能夠調動學生右腦對于信息技術操作技能學習的參與，還能充分發揮左右半腦的優勢，使得邏輯思維與形象思維相互協調，從而提高右腦及全腦的發展，有助于激發學生的創造性思維和提升學生的創新能力。在具體的信息技術教學實踐過程中，學校應大力倡導基于腦科學的雙腦教學和全腦教學，轉變傳統教育教學中過于注重學生左腦智能開發的理念和現象，轉向對學生右腦創造性潛能的開發，充分發揮學生左右腦的整體作用，讓學生雙腦并用、手腦合用、多重感官同時進行思維活動，以便更快速地培養和提升學生的創新思維能力。

2.進行情緒性教學，發揮情感腦對智能腦的促進作用

大腦學習不僅是智能腦的理性認知過程，還需要有情感腦的非理性因素的參與，因為情緒情感與學習認知之間存在著非常緊密的聯系。學習實際上是一個智力、創造、情感和生理等多重因素共同參與的認知活動過程，因此，我們的現實教學不應僅僅是基于傳統教育理念的單純智力訓練，還需要關注到學生情緒情感的變化。當前我國中小學信息技術教學存在著只注重培養學生掌握簡單的信息技術知識與技能，忽視學生信息技術內在文化素養的提升等問題，培養與提升學生的信息技術文化素養是一個文化體驗的內化過程，這就需要加強對學生內心真實情緒情感的關注，鼓勵學生去主動接觸信息技術知識，從興趣出發形成自己的學習方式。在具體的情緒性教學過程中，信息技術教師要在保持原有有效教學方法的基礎上，強化學生的情感腦，充分發揮情感腦的潛能，優化學生智能腦與情感腦的協同合作。例如：在課堂上可以運用一些積極的自我暗示教學法，鼓勵學生自主學習，促使他們深切體驗自我學習成功后的喜悅情緒；還可以激勵學生聯系自己身處的現實生活環境來學習信息技術，拋開虛幻的信息技術網絡世界，回歸到現實的情境中，這樣更能促進學生對信息技術文化的真實情感體驗，更能提升他們的學習興趣。

3.引進教育游戲，創設適于大腦學習的情境

學習的本質內容及腦科學的環境研究成果共同表明，學生大腦學習受到外部環境刺激的巨大影響，良好適宜的環境刺激有利于大腦建立有效的神經環路，有助于學習認知的有序進行。信息技術教學不同于一般學科的課堂教學，可以很方便地將學生引入到現實生活情境中去，甚至還可以在絕對輕松而又現實的生活場景中安排教學內容。信息技術教學需要借助課堂教學內容來模擬信息技術環境，才可讓學生慢慢進入到學習的氛圍中，進行現場的信息技術技能操作。然而，在以往的信息技術教學尤其是中小學信息技術教學中，課程內容和情境的選擇并不是對現實生活的直接反映，而是超脫于日常生活的虛幻世界的再現。在具體的信息技術教學中，教師可利用教育游戲來活躍課堂氣氛。教育游戲教學主要是一種將知識性和游戲性有機融合在一起的交互式教育教學活動，通過知識性和游戲娛樂性來培養學生的知識與技能、過程和方法、情感態度和價值觀，最終達到教育教學的目的。[7]教育游戲可以為學生提供豐富的視覺、聽覺感受和空間立體層次感，為學生創設較好的想象空間。教師可以讓學生在具體的信息技術教育教學游戲中扮演不同的角色，使他們的大腦神經經受不同環境下的刺激，以做出不同的反應，最終達到各種不同層面的學習和教學效果，讓學生在具體而又真實的信息技術學習環境中得到全面的提升和發展。

[1]潘麗華,曹明富.腦科學研究對生物學教學的啟示[J].中學生物學,2010,(3):22.

[2]劉春雷,陳睿淵,馮義東.腦科學視角下的教育技術理論與實踐[J].開放教育研究,2009,(3):40－41.

[3]Sperry,R.P.(1966).Brain bisection and consiousness[A].In Eccles,J.(ed).Brain andonsious experience[C].New York:Springer－Verlag.

[4][美]奈特·赫曼.宋偉航譯.全腦優勢[M].北京:中國人民大學出版社,2006:16－17.

[5]陳時見,李曉勇.論腦科學的發展及其對現代教學的影響[J].集美大學學報,2001,(4):3.

[6]Goleman,D.Emotional Intelligence[M].New York:Bantam Books,1995.

[7]Greenough,W.T.et.al.Effects of Isolation,Daily Handling,and Enriched Rearing on Maze Learning[J].Psychonomic Science,1972,(5).

[8]郭本禹.當代心理學的新進展[M].濟南:山東教育出版社,2003.

[9]劉巍巍.淺談教育游戲的教育性和游戲性[J].現代企業教育,2010,(11):223.

[10]呂萍,呂英.試論腦科學的環境研究對教學的啟示[J].素質教育大參考,2007,(11A):6－9.