腦科學(xué)構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂

琚 穎

（江蘇省蘇州市工業(yè)園區(qū)星瀾學(xué)校 江蘇蘇州 215000）

一、腦科學(xué)概述

腦科學(xué)也被稱為神經(jīng)科學(xué)，是一門以研究腦認(rèn)知、意識(shí)以及智能本質(zhì)與規(guī)律的科學(xué)，也是現(xiàn)階段非常具有研究?jī)r(jià)值與挑戰(zhàn)性的熱點(diǎn)領(lǐng)域，更是受到社會(huì)以及國(guó)家層面的重點(diǎn)關(guān)注，尤其是在教育領(lǐng)域更是對(duì)教育教學(xué)產(chǎn)生直接的影響。著名科學(xué)家錢學(xué)森曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“教育工作的最終機(jī)理在于人腦的思想過(guò)程。”而腦科學(xué)與教育的相融合，不僅是現(xiàn)階段教育研究的重點(diǎn)趨勢(shì)，同時(shí)利用腦科學(xué)中的腦活動(dòng)規(guī)律與相關(guān)的腦科學(xué)知識(shí)實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的創(chuàng)新，對(duì)于當(dāng)前的教育教學(xué)有著非常重要的促進(jìn)作用。[1]

就目前而言，我國(guó)的教育依舊處于前科學(xué)階段，而其理論依據(jù)也主要圍繞心理學(xué)、哲學(xué)以及社會(huì)學(xué)等為基礎(chǔ)，這也是為什么在每次教育改革后取得效果不顯著的重要因素。腦科學(xué)的研究成果一般都會(huì)運(yùn)用于醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，而在教育領(lǐng)域中的運(yùn)用卻少之又少，而21世紀(jì)，社會(huì)的發(fā)展與科技的創(chuàng)新，對(duì)人的腦力也提出更高的要求，在一定程度上也進(jìn)一步促使了腦科學(xué)與教育的相融合。教育的主要目的便是提高學(xué)生的整體素質(zhì)與能力，但最重要的一點(diǎn)便是對(duì)大腦的塑造，而腦科學(xué)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，不僅為教育教學(xué)提供了有力的科學(xué)手段與支撐，而腦科學(xué)中的對(duì)腦發(fā)育、腦機(jī)制、發(fā)育障礙機(jī)制干預(yù)等的研究，更是能夠使當(dāng)前的教學(xué)方式更加趨于完善，對(duì)我國(guó)的教育有著非常深遠(yuǎn)的影響。

二、腦科學(xué)與小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的關(guān)系

腦科學(xué)中的相關(guān)理論與研究成果對(duì)于現(xiàn)階段的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)有著重要的促進(jìn)作用，而兩者之間也是一種相互促進(jìn)與推動(dòng)的關(guān)系。在現(xiàn)階段的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中普遍存在學(xué)生學(xué)習(xí)注意力不集中、所學(xué)知識(shí)鏈斷裂、機(jī)械記憶現(xiàn)象嚴(yán)重、厭學(xué)等問題，而這些與腦科學(xué)相違背的一系列現(xiàn)象也進(jìn)一步對(duì)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)效率產(chǎn)生直接的影響。小學(xué)科學(xué)高效課堂構(gòu)建的主要體現(xiàn)便是實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率的最大化、最優(yōu)化，而課堂教學(xué)的過(guò)程便是激發(fā)學(xué)生腦部智力的過(guò)程，小學(xué)階段的學(xué)生正處于智力開發(fā)的重要時(shí)期，通過(guò)利用腦科學(xué)中的理論開展小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)，并以此為基礎(chǔ)組織多樣化的教學(xué)活動(dòng)，更加與學(xué)生的身心發(fā)展相一致，進(jìn)一步有利于學(xué)生腦部智力的激發(fā)。如，大腦具有可塑特性，尤其是當(dāng)處于較為豐富的環(huán)境中時(shí)，大腦中的腦皮層也會(huì)隨之加厚，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也會(huì)更加錯(cuò)綜復(fù)雜，再加上腦對(duì)于新鮮的事物往往會(huì)產(chǎn)生較大的興趣，所以，結(jié)合腦科學(xué)中的這一教育特性，教師便可以通過(guò)多樣化的教學(xué)方式或者是通過(guò)布置一些具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)來(lái)刺激學(xué)生大腦的興奮，進(jìn)而吸引學(xué)生的注意，使學(xué)生能夠主動(dòng)地參與到小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身腦力的開發(fā)。

輕松愉快的教學(xué)環(huán)境是小學(xué)科學(xué)高效課堂構(gòu)建的基礎(chǔ)，而據(jù)腦科學(xué)研究得知，杏仁核是腦部中的一個(gè)組織，其附著在海馬體的末端，主要功能便是負(fù)責(zé)編碼情緒信息，被稱之為腦的心理哨兵，在情緒控制方面發(fā)揮著重要的作用，為此，教師便可以通過(guò)腦科學(xué)的這一特性，利用幽默風(fēng)趣的語(yǔ)言來(lái)為學(xué)生創(chuàng)建輕松愉快的教學(xué)環(huán)境，促使杏仁核發(fā)揮其作用，使學(xué)生在愉快的教學(xué)環(huán)境中完成對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。[2]

三、腦科學(xué)構(gòu)建小學(xué)科學(xué)高效課堂策略

（一）組織學(xué)生開展趣味性的教學(xué)活動(dòng)

趣味性的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的情感，同時(shí)還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而在腦科學(xué)研究中也表明，腦組織中的嗎啡神經(jīng)肽能夠使人產(chǎn)生愉悅的情緒，而同時(shí)愉悅情緒的產(chǎn)生會(huì)再次激發(fā)更多的嗎啡神經(jīng)肽，所以，在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中教師一定要避免學(xué)生出現(xiàn)負(fù)面情緒，而是應(yīng)該通過(guò)組織開展趣味性的教學(xué)活動(dòng)來(lái)刺激學(xué)生大腦中嗎啡神經(jīng)肽，以便產(chǎn)生更多的嗎啡，以此來(lái)確保學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升，進(jìn)而為小學(xué)科學(xué)高效課堂的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

例如，“觀察魚”教學(xué)活動(dòng)，教師便可以圍繞教學(xué)目標(biāo)開展關(guān)于“看一看，說(shuō)一說(shuō)，畫一畫”的趣味活動(dòng)，讓學(xué)生在一邊觀察一邊畫的活動(dòng)中來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的愉悅情緒，使大腦中的嗎啡得到刺激，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。首先，教師以猜謎語(yǔ)的方式導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容，如“沒有胳膊沒有腿，從來(lái)不離水。走路不用腳，搖頭又?jǐn)[尾”，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心，使學(xué)生產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)情緒。之后教師讓學(xué)生想一想在生活中的哪些地方可以見到魚，并將想象中的魚畫出來(lái)；其次，教師將學(xué)生分為若干個(gè)小組，讓每一組派一名學(xué)生領(lǐng)取魚缸與鯽魚一套，讓學(xué)生以小組為單位通過(guò)觀察與相互交流的方式對(duì)魚的外形與特點(diǎn)進(jìn)行研究，之后讓每組派一名學(xué)生說(shuō)一說(shuō)在觀察魚的過(guò)程中需要注意什么？如何對(duì)魚進(jìn)行觀察等問題，以此來(lái)加深學(xué)生對(duì)魚的認(rèn)識(shí)；最后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所觀察的魚畫一畫，并在教師的點(diǎn)撥中對(duì)所畫的魚進(jìn)行不斷完善，并將魚的部位標(biāo)示在相應(yīng)的位置，以便讓學(xué)生對(duì)魚身體的特征進(jìn)行了解與掌握，并通過(guò)開展趣味性活動(dòng)的方式來(lái)促使學(xué)生善于表達(dá)自己的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）創(chuàng)設(shè)輕松和諧愉快課堂教學(xué)環(huán)境

腦科學(xué)研究指出，杏仁核能夠調(diào)動(dòng)人的情緒，使大腦處于興奮狀態(tài)，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，所以，教師一定要結(jié)合學(xué)科本身的特點(diǎn)，通過(guò)多學(xué)科角度看問題，讓學(xué)生處于輕松、愉快、和諧的教學(xué)環(huán)境中，以便讓學(xué)生能夠積極動(dòng)腦，打破傳統(tǒng)的固有教學(xué)模式。俗話說(shuō)：“學(xué)起于思，思源于疑。”只有學(xué)生主動(dòng)思考，才可以為學(xué)習(xí)進(jìn)步提供助力，在輕松愉快的教學(xué)環(huán)境中，教師提問，學(xué)生才敢于積極回答，并通過(guò)思考來(lái)獲得答案，而這一過(guò)程也正是學(xué)生獲得知識(shí)，不斷進(jìn)步的過(guò)程。[3]

例如，“各種各樣的天氣”教學(xué)中，教師可以在課堂開始階段，讓學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知模仿天氣預(yù)報(bào)報(bào)道，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)輕松和諧的教學(xué)環(huán)境，以便學(xué)生集中注意力，提高學(xué)生的積極性，使學(xué)生能夠主動(dòng)地加入到課堂教學(xué)中。“各種各樣的天氣”中涉及數(shù)學(xué)方面的知識(shí)，因此，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)角度思考問題，在學(xué)生模仿完成之后，開展“聽一聽，說(shuō)一說(shuō)”活動(dòng)，讓學(xué)生圍繞“你聽到了哪些天氣”為主題開展談?wù)摚龠M(jìn)學(xué)生主動(dòng)開動(dòng)腦筋進(jìn)行思考，之后教師引入課堂教學(xué)內(nèi)容，在完成課堂教學(xué)之后，讓學(xué)生把當(dāng)天的天氣情況進(jìn)行分析，并說(shuō)出該天氣的特征，然后教師向?qū)W生展示晴天、陰天、下雨天、暴雪天等多種天氣圖片，讓學(xué)生進(jìn)行辨別，進(jìn)而開闊學(xué)生思維，在思考的過(guò)程中獲得知識(shí)與答案。在課后，教師還可以讓學(xué)生把自己喜歡的天氣以繪畫、剪紙等方式進(jìn)行繪制與制作，進(jìn)而提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。

（三）利用多媒體刺激學(xué)生聽覺與視覺

腦科學(xué)理論指出，視覺在大腦中有著驚人的記憶能力與識(shí)別能力，所以，教師可以利用多媒體通過(guò)視頻與圖片展示的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維的可視化，使學(xué)生的視覺在圖片的刺激下發(fā)揮視覺記憶的優(yōu)勢(shì)。而聲音則可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生聽覺系統(tǒng)的調(diào)動(dòng)，視覺與聽覺的相結(jié)合，更加有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。

例如，“觀測(cè)風(fēng)”教學(xué)中，風(fēng)的特征主要表現(xiàn)在風(fēng)速與風(fēng)向兩個(gè)方面，但是，風(fēng)卻是一種難以觀測(cè)的事物，再加上不同風(fēng)速，其風(fēng)的大小也是不一樣的，為此，教師便可以通過(guò)多媒體為學(xué)生播放不同風(fēng)速視頻或音頻的方式，進(jìn)一步刺激學(xué)生的視覺能力與聽覺能力。首先，利用多媒體向?qū)W生列舉風(fēng)吹動(dòng)塑料袋、樹枝、風(fēng)旗等相關(guān)的圖片，并讓學(xué)生說(shuō)一說(shuō)這些風(fēng)的特點(diǎn)；其次，教師將風(fēng)力不同的音頻或者視頻播放給學(xué)生聽，讓學(xué)生辨識(shí)不同風(fēng)的聲音所代表的風(fēng)力大小；最后，將學(xué)生劃分為若干個(gè)小組，利用多媒體將小風(fēng)旗的制作方法與步驟進(jìn)行展示，并引導(dǎo)學(xué)生制作小風(fēng)旗。在各小組完成對(duì)小風(fēng)旗的制作之后，教師可以組織學(xué)生到室外進(jìn)行風(fēng)向與風(fēng)速的觀測(cè)，使學(xué)生能夠在觀測(cè)中切身體會(huì)到風(fēng)的聲音，以此來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生視覺與聽覺的相互結(jié)合，進(jìn)而促使學(xué)生加深對(duì)風(fēng)向與風(fēng)速的理解。

（四）結(jié)合目標(biāo)布置挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)

美國(guó)教育家杜威曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“不斷改進(jìn)教學(xué)方法的唯一、直接途徑，便是將學(xué)生置于必須思考、促進(jìn)思考以及考驗(yàn)思考的情境之中。”腦科學(xué)研究表明，人大腦對(duì)于新鮮的事物往往會(huì)產(chǎn)生較大的興趣，進(jìn)而激發(fā)大腦的興奮度。對(duì)于小學(xué)科學(xué)教學(xué)，教師可以以教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)，來(lái)布置具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生思維，刺激學(xué)生思考，讓學(xué)生以學(xué)習(xí)任務(wù)為目標(biāo)主動(dòng)地參與到課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中。[4]

例如，“陽(yáng)光下物體的影子”教學(xué)，影子在學(xué)生的生活中是較為常見的一種現(xiàn)象，因此，教師可以在開展教學(xué)之前，先讓學(xué)生通過(guò)影子游戲的方式來(lái)吸引學(xué)生的注意力，之后，教師為學(xué)生講解關(guān)于影子在陽(yáng)光下的變化規(guī)律，使學(xué)生能夠初步建立對(duì)影子變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)，同時(shí)向?qū)W生介紹簡(jiǎn)易日晷的制作步驟，并以此為基礎(chǔ)布置學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生通過(guò)比賽的方式來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)易日晷的制作，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生大腦的興奮度，使學(xué)生可以主動(dòng)地參與到任務(wù)中。由于簡(jiǎn)易日晷的制作需要在室外進(jìn)行，所以，教師可以讓學(xué)生利用周末時(shí)間來(lái)完成，而學(xué)習(xí)任務(wù)的布置則可以增強(qiáng)學(xué)生的參與積極性，實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)高效課堂的構(gòu)建。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，高效的小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)，不僅是素質(zhì)教育理念下提出的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是教育教學(xué)的主要目的，為此，對(duì)于小學(xué)科學(xué)高效課堂的構(gòu)建不能僅停留在一些舊的理論知識(shí)上，而是要面向未來(lái)。腦科學(xué)與小學(xué)科學(xué)課堂教育的交叉融合，便為其高效課堂的構(gòu)建與發(fā)展提供了全新的發(fā)展方向與新視域，尤其是對(duì)于小學(xué)科學(xué)未來(lái)教育的形態(tài)變革發(fā)揮著重要的促進(jìn)意義。臺(tái)灣腦研究所所長(zhǎng)洪蘭曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“如果你不懂大腦，就不懂教育。不懂規(guī)律，就不懂學(xué)習(xí)。”而學(xué)習(xí)是一種復(fù)雜的智力活動(dòng)，通過(guò)運(yùn)用腦科學(xué)的相關(guān)理論與研究成果開展小學(xué)科學(xué)教學(xué)，不僅能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到多樣化的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，腦科學(xué)中關(guān)于腦的好奇性、社交性、選擇性、可塑性以及對(duì)環(huán)境的要求等特質(zhì)，還能夠?yàn)樾W(xué)科學(xué)教師提供更加針對(duì)性的教學(xué)手段，讓教師結(jié)合學(xué)生大腦中不同組織的功能來(lái)開展相對(duì)應(yīng)的科學(xué)教學(xué)活動(dòng)，以此來(lái)激發(fā)腦組織，進(jìn)而使學(xué)生產(chǎn)生想要學(xué)習(xí)的興趣，以此來(lái)促進(jìn)小學(xué)科學(xué)高效課堂的構(gòu)建。