基于腦的學習策略優化

【摘 要】基于腦的學習是一種基于人腦結構與功能的教育理論，在探索腦神經科學與基礎教育實踐的有機結合方面有著十分積極的意義。在基于腦的視域下，學習過程被重新定義，學習策略的優化也不只是依賴傳統的說服與指導，而是建立在了解大腦、尊重大腦前提下的轉型。舒緩精神壓力、培養積極情緒、發掘意義關聯、重視睡眠與運動等可以促進學習者學習能力與學習效率的穩步提升。

【關鍵詞】基于腦的學習;學習策略;學習效率

【中圖分類號】G442【文獻標志碼】A【文章編號】1005-6009（2020）01-0024-05

【作者簡介】焦曉駿，蘇州大學（江蘇蘇州，215021）教育學院博士研究生，研究方向：教師教育。

一、優化學習策略的傳統研究

20世紀80年代以來，國內外教育學者就如何優化學習策略、提高學習效率進行了大量的研究與探索。國外研究者通常認為，影響學習效率的主要因素是課程方法與設置、教學設施與環境、教學策略與藝術、師生關系與活動、學習方式與氛圍等。國內不少研究者認為，學習效率主要受教師、學生與學校三個方面的影響。教師方面主要包括教師素質修養、專業知識、教學觀念、教學效能感等;學生方面主要包括學生的精力投入、學習主動性、學習策略等;學校方面主要包括學校的硬件環境、辦學導向、激勵舉措等。關于學習效率的評價，學者李學紅等提出了6個標準，即（1）指引學生主動、合作、探究學習;（2）師生之間的平等互動;（3）給學生學習資料;（4）使學生了解知識;（5）學生的反思以及反饋;（6）讓學生獲得學習的快樂。 [1? ]

關于在實踐層面指導師生優化學習策略的做法，大致可以總結為三個方向：（1）基于技術，即通過多媒體、網絡以及學習與評估終端的不斷改良，或是依賴網絡技術合理調整學習環節，達到提高學習興趣、優化學習情境、改善學習效果的目的。如電子白板的廣泛使用、翻轉課堂的實踐、慕課與微課程制作、移動學習與評估應用程序的開發等。（2）基于路徑，即變革傳統教學模式，摒除灌輸意識，改變課程與教學的單一性、單向性、被動性，強化知識與技能的習得。如合作與探究、泛在式學習、先學后教等理念的普及。（3）基于動機，即強化教育學、心理學的實際應用。側重通過發現意義、發現關聯來強化內部動機，或是通過學業與人生規劃、競爭與激勵機制等來強化外部動機，重視成就動機對學習的積極影響，主張提升學習者的注意力水平。

此外，有效學習的理論研究也在不斷深入。對有效學習的定義總體上看有兩種傾向，即知識認知型與知識建構型。前者強調教師指導、學生參與、策略運用與效率提升，后者是指在特定情境下學生帶著已有經驗進行一系列的探究、思考與創新活動。二者的共通之處在于接受有效學習的三重核心要義：主動認知、目標效率和知識生長。其中，主動認知是達成有效學習的基本前提，目標效率是衡量有效學習的基本指標，知識生長是實踐有效學習的基本結果。 [2]在教育心理學話語體系中，有效學習發生的前提是精準的教學設計、恰當的教學方法、適當的技術手段、科學的課堂管理以及學習者動機的激發與維持。值得注意的是，有一些研究者提出融洽的師生關系是有效學習的前提，如以馬斯洛和羅杰斯為代表的人本主義心理學強調情感的作用，強調建立和諧融洽的師生關系。 [3]

總之，以往學習策略及有效學習的研究偏重于程序與技術因素，有些學習理論也較好地揭示了有意義學習的過程，但對基于學習者生命系統的內在因素則缺少應有的關注。

二、基于腦的學習理論概述

美國學者雷納特·N·凱恩等經過長期研究與探索，提出了以整個生命系統為中心的基于腦的學習理論，揭示了學習過程中學習者身心各要素的互動關系以及腦認知的過程，完整刻畫了學習的本質，實現了腦科學與現代教學的聯結。

基于腦的學習主張將腦科學研究成果應用于教育教學實踐，是一種汲取了腦科學、認知科學、建構主義教育理論等的綜合性教育理論。腦科學是研究大腦結構和功能的科學，狹義的腦科學即神經科學，廣義的腦科學則從認知心理學的角度對大腦的高級功能進行研究，尋找人腦的自然學習規律。 [4]基于腦的學習還吸收了建構主義教育理論，它強調學習是學習者根據自己的經驗背景對外部信息進行主動選擇、加工、處理的過程。教學不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉換。教師要引導學習者從原有的知識經驗出發，通過探索、交流和質疑，主動積極地建構新的知識經驗。

基于腦的學習觀認為，學習實質上是在外部情境因素的聯合作用下大腦各個部位協同活動的過程。研究表明，雖然人的心理活動存在于大腦皮層的特定部位，但學習是一種復雜的神經活動，是全腦的平等加工過程。任何部分的功能障礙都會對學習活動造成不良影響。 [5]

基于腦的學習觀認為，學習是在情緒情感的推動下通過對環境信息意義的理解加工，模式化建構個體認知結構的過程，是認知、情感、人格、生理等諸多要素聯合互動的結果。一方面，學習是原有知識結構與新授知識相互作用的過程，是主動建構知識與技能意義的過程;另一方面，情緒情感是學習認知與建構活動的推進器、控制器。

基于腦的學習觀還認為，學習內容與學習情境有著密切聯系。學習必須以學習者個體的知識水平、心理狀態、認知結構為基礎，根據目標與內容特點設置教學情境，利用多種學習形式，調動多種心理機能同時參與學習活動，從而有效更新知識結構，提高心理發展水平。

綜上所述，基于腦的學習理論從一個更綜合、更宏觀的維度，對學習的發生做出了新的詮釋，即學習的本質是生物學意義上的改變。學習是增強神經元與神經元之間的連接，有效學習的目標就是建立更多、更強大的神經回路。教學過程應當跳出傳統授受知識重填壓式記憶、重機械式訓練的應試教育藩籬，教師應尊重學習者的主體性，在環境創設、內容選擇、手段實施等方面激發學習者的熱情，調動其積極性，挖掘其神經活動潛能，從而提升學習效率與效果。

三、基于腦的學習策略

大腦是學習的器官，也是開展教育實踐活動的基礎。基于腦的學習理論讓更多的人了解大腦、尊重大腦，相信良好的教育會通過大腦產生實效，教師就是學生大腦的改變者，學校的功能也就是讓兒童的大腦更具智慧。正如美國神經科學研究專家、《基于腦的學習》一書的作者埃里克·詹森指出的：如果沒有益智效果，學校的存在也就沒有太多意義。他強烈反對那種過度關注學生分數的或者學校“無能為力”的虛無觀。

埃里克·詹森認為，學校教育與課堂教學應當以益智為驅動力。他在《聰明的秘密：發掘大腦潛能的7個法則》一書中，描述了學校環境下應遵循的有利于大腦發展的7個黃金法則：（1）積極的、全方位的身體運動;（2）新穎、富有挑戰性及有意義的學習;（3）連貫的、相對復雜的學習內容（不混亂）;（4）可掌控的壓力水平（不壓抑也不無聊）;（5）良好的環境支持（家庭、學校與社團）;（6）良好的營養（均衡、健康的補給）;（7）充足的時間（不匆忙的任務、足夠的睡眠）。 [6 ? ?]

在《教育與腦神經科學》等著作中，埃里克·詹森與邁克爾·斯卡丹等提出了不少與大腦深度契合、優化學習成效的策略。相對于傳統的研究而言，這些策略具有顛覆性意義，可供家長、教師、學習者學習借鑒。現試做綜合梳理并簡要分析如下。

策略一：舒緩精神壓力。

在我國傳統文化的語境中，類似“頭懸梁錐刺股”等通過刻苦學習來實現人生理想的勵志故事屬于主流。不少人認為，學生面臨學習壓力是理所應當的事，所以過高的學業期望、過多的應試訓練、過于單一的評價體系給學生帶來的精神與生理壓力已經司空見慣，“犧牲體力換智力，犧牲今天換明天”是許多家庭甚至學校的教育共識。

愛因斯坦曾指出：“負擔過重必然導致膚淺。教育應當使所提供的東西讓學生作為一種寶貴的禮物來領受，而不是作為一種艱苦的任務要他去負擔。”基于腦的學習研究表明，雖然課堂上的適度壓力可能轉化為激勵性動力，但高壓是認知學習的障礙。認知信息只有通過杏仁核才能進入海馬體，最后在額葉被加工儲存。杏仁核是產生情緒、識別情緒和調節情緒并控制學習和記憶的腦部組織，在壓力增大、愉悅消失時，其神經代謝活動會變得異常，去往前額皮層的信息流量會大大減少。這就解釋了為什么人們在應對壓力時往往是情緒導向而非邏輯導向，為什么人們身處壓力之下會舉止失常、語無倫次。高壓力的消極影響包括對記憶力、發散思維能力、理性判斷力的損傷，以及增加機械記憶行為。 [7? ]還有研究指出，精神壓力會減少新的神經元的生成，而大腦細胞正是依靠神經元維持活動的。

作為大腦改變者，教師要將“課堂氛圍調節”的職責置于“傳道授業”之上，要相信努力營造一種溫馨、愉快的教學氛圍比專業知識傳授本身更重要，因為在舒適積極的狀態中杏仁核才會受到溫和的刺激并加快信息傳輸。在實際工作中，教師首先要有意識地減輕課外作業負擔，減少機械訓練。其次，要營造生機勃勃的學習氛圍，通過耐心傾聽學生解答、組織個性化討論、允許個性化學習、適當延長任務時間等辦法減緩學生的緊張情緒，或者借助思維導圖、導入與小結、組織內容概述、提供輔助資源等來幫助學生形成前后貫通的認知模式。此外，教師還可以在課間引導學生主動進行短暫的減壓訓練，如手指操、呼吸調整、聽音樂、輕語聊天等。

策略二：培養積極情緒。

正如上文提及的，情緒對認知活動起著組織的作用，包括對學習活動的促進作用或阻滯作用。消極情緒會損害注意力與記憶力，積極情緒則可以帶來有利的影響，它可以拓展認知聯結的廣度，讓人在創造性思維的測量中獲得更好成績;它可以引發創造力、探索性及知識整合能力;它還可以提高全局性思維能力與行動反應能力。[8 ]

青春期是一個生理快速發展、情緒起伏變化、不斷面臨挑戰的時期，擁有良好的生長環境有利于學生產生自信、寬容、快樂的情緒。盡管教師可以通過相關的課程，如主題班會、道德與法治乃至專門的情緒管理課程，來幫助學生了解情緒管理的重要性、可行性及其技術路徑，但學校與家庭創設的養育環境才是幫助孩子形成持久、穩定的積極情緒最重要的平臺。

學者孫云曉曾說，中國父母普遍對孩子抱有較高的學歷期望，存在著重智力輕德育、重知識輕健康、重學歷輕能力的社會傾向。這種傾向極易導致孩子情緒障礙，損害其人格發展。父母的悅納是孩子自信、快樂的源泉，教師要多渠道幫助家長提升情緒管理水平，幫助他們從“千軍萬馬過獨木橋”的焦慮心態中跳出來。父母要制訂合理的家庭培養規劃，懂得將“幸福的普通人”作為孩子的成長目標，幫孩子經營夢想，科學地引導和開發孩子的潛能，發現并激活其優點特長，從而讓孩子長成自己喜歡的樣子。

在課堂上，教師要在和諧平等的前提下激發學生對校園生活、學習活動、學科知識的熱情。在提供公平的、有目標的學習活動及溫和的管理策略來維持紀律的同時，還要設計嚴謹的、尊重個性差異的學習活動，并提供互助輔導與合作的小組工作機會，并營造一種滋養的氛圍，讓每個學生感覺到溫暖、安全、敞亮。學生都是班級和家庭中不可或缺的成員，教師的交流語言應當是積極的，對學生的每一次因努力而獲得的進步都應給予肯定。國內教師（特別是中學教師）普遍忽視的一些快捷有趣的“小動作”，如短促的詠唱、手勢、擊掌、小組拉手、放松運動等，可以作為同伴之間互相祝賀、致謝、鼓勁的儀式。這些儀式能幫助學生建立群體認同感，強化個體歸屬感，增強班級的凝聚力。

策略三：發掘意義關聯。

學習的過程是信息經一個或多個感覺器官進入大腦的過程，學習的目的是增加神經元之間的聯系。人腦天生有生存發展的自然需求，學習是達成目的唯一的途徑。而簡單的條件反射式的刺激不具備益智功能，所以傳授的知識必須是新穎的、有意義的。腦神經科學家邁克爾·斯卡丹的實驗表明，只有在確認某件事值得學習后，大腦的某一區域才能被激活。被激活的信息傳回到海馬體與顳葉的臨近區域，與新的信息形成關聯記憶，然后將新材料納入原先的圖式系統。

如何激活大腦進行有效學習？答案是發掘意義，也就是激發學習動機，讓學生意識到知識與生活的聯系。教師可以在導入時告訴學生為何要學，可以舉例說明此知識點在生活中的作用，可以在戶外考察中滲透所學內容，也可以以做中學的方式助力學生理解并鞏固知識與技能。此外，幫助學生做好職業和學業規劃也有助于增進其對所學知識意義的認識。

如何吸引大腦進行更高效的學習？答案是發掘關聯。研究表明，教師不僅要為學生呈現一種整體的學習圖式，還要將學習內容建立在已有知識之上。知識不是一系列事實與公式的累加，而是圍繞著核心概念形成思維。了解整體結構、了解內容分類、了解類別間的關聯有助于學生更有效記憶存儲、更深入內化接受、更高效解決問題。以圖示意是激發思維和促進學習的有效工具，是溫故知新的必要手段，也是綜合信息的理解框架，因為大腦記住圖形比記住文字更容易，如流程圖、演變圖、矩陣圖、概念圖、解題步驟示意圖等。

策略四：重視睡眠與運動。

在人們的傳統認知中，睡眠、運動與學習屬于相對獨立的系統，分別承擔休息、健身與知識技能增長的功能。也正因為如此，當孩子們犧牲了休息與運動時間挑燈夜戰地刷題時，許多父母與教師感受到的是欣慰，而非心痛。

大腦神經科學指出，記憶的存儲依賴樹突的增長與神經元的連接。充足的睡眠可以促進體內神經遞質血清素的分泌，從而刺激樹突分支的生長，將最新的記憶變為長期記憶。樹突越多，神經元之間的連接越多，大腦識別新舊知識關聯度的水平就越高，思維的活躍程度也越高。也就是說，良好的睡眠是將短期記憶轉化為長期記憶的重要因素，也是提高認知能力的重要因素。

運動對認知能力的重要性已經得到公認，那就是身體素質與學術表現呈正相關。積極的身體運動有助于增長海馬體的腦源性神經營養素水平，有助于增強學習與記憶，同時維護和修復神經回環。運動還會增加血液中的鈣含量，促進多巴胺合成，使大腦在認知、解決問題和記憶方面變得更加靈敏。不僅如此，運動在調節情緒、治療注意力障礙方面也有積極作用。

因此，當教育部門強調保障小學生每天10小時、初中生每天9小時的最少睡眠時間，提倡“每天運動1小時”或組織陽光運動、冬季長跑時，家庭與學校不應無動于衷，而應積極行動。因為睡眠與運動不僅能促進身心健康發展，還能促進學習能力與學習效率的穩步提升。

【參考文獻】

[1]何志芳，葉耀輝，盧存垚.有效教學的影響因素及評價標準研究綜述[J].課程教育研究，2018（18）：1-2.

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[3]皮連生.學與教的心理學[M].上海：華東師范大學出版社，1997：271-274.

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[8]瑪麗亞·哈迪曼.腦科學與課堂：以腦為導向的教學模式[M].楊志，王培培，譯.上海：華東師范大學出版社，2017：40-41.