讓腦科學(xué)知識(shí)成為改善教學(xué)的力量
科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人類(lèi)顯得越來(lái)越強(qiáng)大，上天入地，探索宇宙，似乎無(wú)所不能，尤其是人工智能技術(shù)也開(kāi)始大顯身手，但實(shí)際上我們?nèi)祟?lèi)對(duì)自身智能——人腦——了解依然十分有限，對(duì)“意識(shí)”“思維”等是如何發(fā)生的依然不甚明了，大腦作為宇宙中最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，依然有許多未解之謎等待人類(lèi)去探究。因此，在許多人看來(lái)，腦科學(xué)知識(shí)很高深，難以理解，教師也普遍認(rèn)為腦科學(xué)知識(shí)離自己的教育教學(xué)很遙遠(yuǎn)。不過(guò)，在下這個(gè)結(jié)論之前，我們先來(lái)看看在日常教育實(shí)踐中一些常見(jiàn)的做法：
尊重學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生，建立良好的師生關(guān)系；
創(chuàng)建良好的班級(jí)氛圍和學(xué)習(xí)氛圍；
教授新知識(shí)時(shí)精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，將以前學(xué)過(guò)的知識(shí)與新知識(shí)聯(lián)系起來(lái)；
設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，親身體驗(yàn)；
復(fù)習(xí)時(shí)，用各種圖形表現(xiàn)形式向?qū)W生展示單元的整體結(jié)構(gòu)……
這些做法是很多優(yōu)秀教師的經(jīng)驗(yàn)之談，也是被不斷證實(shí)為有效的教學(xué)實(shí)踐，可是為什么會(huì)奏效？很少有人能說(shuō)清楚，我們僅僅是知其然，而不知其所以然。其實(shí)這些有效的教學(xué)活動(dòng)背后都隱含著大腦工作和學(xué)習(xí)的原理，若用腦科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋一些教育教學(xué)原則、現(xiàn)象，我們就會(huì)恍然大悟、豁然開(kāi)朗。
腦科學(xué)的研究告訴我們，大腦的基本功能依次是：生存反應(yīng)，滿(mǎn)足情緒的需要，認(rèn)知學(xué)習(xí)（Carter，1998）。在讓學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)之前，我們先要滿(mǎn)足他們的情緒需要，要讓學(xué)生感到安全、快樂(lè)，積極的情緒能提升他們的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)創(chuàng)造力，而處于壓力環(huán)境下所產(chǎn)生的負(fù)面情緒如緊張、焦慮、恐懼等則會(huì)損害注意、記憶，對(duì)學(xué)習(xí)有不利影響。因此，營(yíng)造學(xué)習(xí)的情緒氛圍是教師每日工作中最重要的事情。尊重學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生，不僅僅是師德的要求，也是為了讓教學(xué)更高效。
大腦在學(xué)習(xí)新事物時(shí)，最初會(huì)感覺(jué)比較費(fèi)力，因?yàn)樗�需要更多的�?zhuān)注和努力。在獲得一項(xiàng)新技能的過(guò)程中，大腦自然傾向于放棄，或回歸到熟悉的方法，因?yàn)檫@樣的處理更自動(dòng)化。將新知識(shí)與先驗(yàn)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，一方面是降低了新知識(shí)的難度，使學(xué)生更容易接受，新知識(shí)也更容易進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶，另一方面則是讓學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容建立了情感連結(jié)，使新知識(shí)與學(xué)生具有更多聯(lián)系，更有意義。
每個(gè)感官處理信息的方式都略有不同，并各自以獨(dú)特的方式將信息存儲(chǔ)在大腦中。如果在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生動(dòng)手操作，去感知，去體驗(yàn)，激活各種感官，那么他們將獲得更多的存儲(chǔ)和檢索信息的方法，這樣的教學(xué)方式會(huì)讓學(xué)生學(xué)得更快，記得更牢。近些年來(lái)大受歡迎的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、小組合作探究、綜合實(shí)踐活動(dòng)等教學(xué)方式效果顯著，原因也在于此。
來(lái)自神經(jīng)和認(rèn)知科學(xué)研究的許多有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)，比如情緒、注意、記憶、運(yùn)動(dòng)、睡眠等等，不斷加深了我們對(duì)認(rèn)知和學(xué)習(xí)的理解，也改變了我們以往的一些錯(cuò)誤觀(guān)念，比如，對(duì)運(yùn)動(dòng)的偏見(jiàn)。一直以來(lái)，從學(xué)校到教師再到家長(zhǎng)，都普遍忽視了孩子們的體育鍛煉，然而運(yùn)動(dòng)對(duì)于大腦的發(fā)育具有非常重要的作用。再比如，教育領(lǐng)域非常重視“教”，各類(lèi)師資培訓(xùn)往往都致力于如何提高教師“教”的水平和技巧，而學(xué)生的“學(xué)”一直以來(lái)備受忽視，怎樣讓學(xué)生愿意學(xué)，學(xué)得快，學(xué)得好？這些重要問(wèn)題卻少有人關(guān)注。
神經(jīng)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展日新月異，但是實(shí)驗(yàn)室里的研究能真正專(zhuān)門(mén)用于教學(xué)的很少，在研究和實(shí)踐之間還需要一座橋梁，為教育者們提供有用的、可操作的方法，這本書(shū)就是在做搭建橋梁的工作。書(shū)中一方面整合了神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)的相關(guān)研究成果，解釋了它們是如何影響教育的，另一方面闡明了如何在課堂與學(xué)校內(nèi)應(yīng)用這些前沿的科學(xué)研究。
本書(shū)的前6章介紹了基于腦科學(xué)研究的教學(xué)方法，比如，怎樣讓大腦為學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備，提高記憶的策略，學(xué)習(xí)發(fā)生的三個(gè)層次，怎樣通過(guò)具身認(rèn)知來(lái)學(xué)習(xí)，怎樣提高學(xué)生的高水平思維等。之后的章節(jié)告訴我們?nèi)绾芜\(yùn)用腦科學(xué)研究來(lái)應(yīng)對(duì)校園里的各種負(fù)面行為，比如缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、校園欺凌等。最令教師和家長(zhǎng)頭疼的是孩子厭學(xué)，逃避學(xué)習(xí)，作者解釋了大腦中多巴胺的分泌如何影響孩子的學(xué)習(xí)與生活，教師如何提升孩子的自我控制力和注意力，以促進(jìn)孩子的成功�？萍歼M(jìn)步從來(lái)都是一把雙刃劍，學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)、電腦等電子設(shè)備輕易地獲取豐富的資源，因而他們使用這些多媒體技術(shù)的時(shí)間大大增加，與人面對(duì)面互動(dòng)的時(shí)間卻在減少，這成為他們同理心逐漸消退的重要原因，而同理心消退不僅嚴(yán)重影響了他們的社會(huì)行為，比如導(dǎo)致更多的欺凌事件發(fā)生，也嚴(yán)重影響了他們的學(xué)業(yè)成績(jī)。研究發(fā)現(xiàn)，提高學(xué)生的社交技能，改善學(xué)生之間的關(guān)系，可以減少欺凌、言語(yǔ)沖突和身體沖突，營(yíng)造安全、友好的校園氛圍。此外，第15章的課例附錄呈現(xiàn)了一堂社交技能課，非常詳細(xì)地介紹了如何讓學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)別并正確解讀非語(yǔ)言線(xiàn)索，提高親和力和社交技能。
隨著神經(jīng)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的教與學(xué)的秘密將被揭示出來(lái)，我們將能更有效地提升教與學(xué)的效果，更科學(xué)、理性地應(yīng)對(duì)孩子的各種問(wèn)題行為。尊重科學(xué)，同時(shí)也讓我們的教育回歸到了原點(diǎn)——尊重每個(gè)獨(dú)特的大腦，尊重每個(gè)獨(dú)特的個(gè)體。
這本書(shū)的翻譯由我和葉川合作完成，葉川是北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院在讀博士，他翻譯了本書(shū)的第一章，并負(fù)責(zé)把關(guān)本書(shū)中的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)與概念。在翻譯過(guò)程中還獲得了北京師范大學(xué)趙希斌老師、中國(guó)科學(xué)院心理所李甦老師、陜西師范大學(xué)陳旭海老師的悉心指導(dǎo)，在此致以衷心的感謝。同時(shí)也感謝我的領(lǐng)導(dǎo)李永梅，同事楊坤、韓貝多……是你們的鼓勵(lì)讓我有勇氣接受這個(gè)挑戰(zhàn)。由于譯者水平有限，在翻譯中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，請(qǐng)讀者不吝指正。
任紅瑚


導(dǎo)言
學(xué)習(xí)動(dòng)力并非僅僅與學(xué)業(yè)成功相關(guān)，人類(lèi)大腦有獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)習(xí)的機(jī)制，這一機(jī)制不是為了學(xué)術(shù)追求，而是為了生存。一個(gè)健康的大腦，其自身的維持和調(diào)整需要每天學(xué)習(xí)新的東西。因此，失去學(xué)習(xí)動(dòng)力的學(xué)生不僅可能在學(xué)校中失敗，而且也可能在生活中失敗。他們的健康成長(zhǎng)取決于每天學(xué)習(xí)所帶來(lái)的奇妙轉(zhuǎn)變。
這一段引用的話(huà)恰好說(shuō)明了這本書(shū)的目的，即如何利用最新的神經(jīng)生物學(xué)研究來(lái)揭示大腦是如何學(xué)習(xí)的，以及為什么會(huì)產(chǎn)生某種行為。當(dāng)試圖將當(dāng)前的大腦研究應(yīng)用于行為和學(xué)習(xí)領(lǐng)域時(shí)，一個(gè)普遍存在的問(wèn)題是，主要進(jìn)行這些研究的兩門(mén)學(xué)科——神經(jīng)學(xué)和心理學(xué)，往往關(guān)注不相關(guān)的問(wèn)題。神經(jīng)科學(xué)極少關(guān)注學(xué)習(xí)，它常常局限于細(xì)胞及其化學(xué)功能的研究。而心理學(xué)往往關(guān)注如何通過(guò)規(guī)范的行為矯正手段來(lái)完成治療與行為改變。學(xué)校心理學(xué)工作者了解教育，他們努力將心理測(cè)評(píng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之對(duì)教學(xué)與學(xué)生行為的改變產(chǎn)生意義。事實(shí)上，腦科學(xué)與心理學(xué)的研究進(jìn)展都沒(méi)有被運(yùn)用于課堂。這本書(shū)恰逢其時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)話(huà)題雖然被普遍談及，但很少能超越它的理論層面、進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，真正幫助教師運(yùn)用最新的腦科學(xué)和心理學(xué)的研究與發(fā)現(xiàn)。這本書(shū)綜合了神經(jīng)科學(xué)與心理學(xué)的相關(guān)研究，不僅解釋了它們是如何影響教育的，而且闡明了如何在課堂與學(xué)校內(nèi)應(yīng)用這些最新的研究。
本書(shū)的前半部分描述了運(yùn)用腦科學(xué)研究的一些具體的教學(xué)策略，比如，將身體運(yùn)動(dòng)融入課程教學(xué)，幫助大腦理解抽象概念。后半部分介紹了新的腦神經(jīng)研究如何引導(dǎo)教師更好地利用課程來(lái)達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，并提供了具體的步驟幫助教師完善課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，促進(jìn)所有學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)步。如何更好地利用課程很重要，因?yàn)楫?dāng)今的課程設(shè)計(jì)趨勢(shì)是讓教師重點(diǎn)關(guān)注更高的學(xué)習(xí)目標(biāo)，但大多數(shù)課程的結(jié)構(gòu)反而使學(xué)生獲得高水平思維能力的可能性減少了，這讓師生都備感沮喪和挫敗。
感到挫敗的教師難以盡全力，感到挫敗的學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的動(dòng)力，也更容易表現(xiàn)出負(fù)面行為。比如，當(dāng)學(xué)生答錯(cuò)問(wèn)題時(shí)，他們得不到多巴胺a的強(qiáng)化，只有在回答正確時(shí)才會(huì)得到。多巴胺的反饋驅(qū)使學(xué)生不斷地努力，不斷地去尋找正確答案。因此，讓學(xué)生獲得成功是修復(fù)學(xué)習(xí)動(dòng)力的關(guān)鍵。在當(dāng)下的學(xué)術(shù)氛圍中，所有談?wù)摻虒W(xué)的書(shū)都需要關(guān)注如何修復(fù)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。如果學(xué)生不想學(xué)，那么最好的教學(xué)策略也是無(wú)效的。這本書(shū)將解釋學(xué)生失去學(xué)習(xí)動(dòng)力這一現(xiàn)象何以越來(lái)越嚴(yán)重，以及如何解決這一難題。
今天的教育制度的另一個(gè)副產(chǎn)品是學(xué)生的負(fù)面行為越來(lái)越多，這在一定程度上是因?yàn)樗�與技術(shù)的互動(dòng)不斷增加。許多教師都意識(shí)到科技在網(wǎng)絡(luò)欺凌等負(fù)面行為中所起的作用，很少有教育者認(rèn)識(shí)到這也是學(xué)生大腦被重塑的結(jié)果，即變得更難以專(zhuān)注，對(duì)他人的感受更加冷漠。教師們都在呼吁要尋求更好的辦法來(lái)提高學(xué)生的注意力，減少他們的各種負(fù)面行為。這本書(shū)提供了預(yù)防和處理各種負(fù)面行為的策略，用這些獨(dú)特的方法來(lái)應(yīng)對(duì)那些最頑固的學(xué)生也被證實(shí)是有效的。
當(dāng)人類(lèi)的大腦能快速地將新知識(shí)與先驗(yàn)知識(shí)建立連結(jié)的時(shí)候，就能輕松地理解新知識(shí)。教材編寫(xiě)者和教師一直在為此努力——既要使新知識(shí)更容易理解，又要避免過(guò)于簡(jiǎn)化，使之失去學(xué)科學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性。這本書(shū)的目標(biāo)之一就是介紹神經(jīng)科學(xué)的新進(jìn)展，為常見(jiàn)的教育問(wèn)題提供解決方案。盡管本書(shū)已盡力用通俗的語(yǔ)言來(lái)討論神經(jīng)科學(xué)，但神經(jīng)科學(xué)的一些術(shù)語(yǔ)和理論的使用仍是不可避免的。要認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，即大腦在處理新的術(shù)語(yǔ)和概念時(shí)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)得更慢，因?yàn)樾轮�識(shí)與先驗(yàn)知識(shí)沒(méi)有關(guān)聯(lián)起來(lái)。因此，可以預(yù)料到，本書(shū)中那些探討我們所熟悉的話(huà)題的部分理解起來(lái)將會(huì)更容易。閱讀時(shí)認(rèn)真思考和回顧本書(shū)前半部分的一些有挑戰(zhàn)性的內(nèi)容，將有助于我們獲得更高水平的理解。
本書(shū)的后半部分告訴教師如何運(yùn)用最新的神經(jīng)生物學(xué)研究來(lái)應(yīng)對(duì)今天校園里讓人頭疼的負(fù)面行為。整本書(shū)的重點(diǎn)在于讓抽象的科學(xué)變得具體。許多類(lèi)似主題的資源不斷出現(xiàn)只是為了解釋問(wèn)題。教師最需要的是，如何幫助他們提高學(xué)生的成績(jī)，重新點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，以及管理學(xué)生的行為。
為什么要呼吁教育變革？變革是組織結(jié)構(gòu)在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的基本變化。本書(shū)關(guān)注的許多問(wèn)題不僅對(duì)于年輕人的教育至關(guān)重要，對(duì)于他們的身體、社會(huì)性以及情緒健康都至關(guān)重要。當(dāng)發(fā)生的變化真的能夠顯著地改善每個(gè)孩子的生命質(zhì)量時(shí)，我們就必須確保采取快速、果斷的行動(dòng)。