学习活动的特点及对教育的启示——基于脑科学的教与学

活动：右脑or 左脑？
左脑的功能：语言、概念、数字、分析、 逻辑推理等 右脑的功能：音乐、绘画、空间几何、想 像、综合等
• 这是一个关于你经常用右脑还是左脑的测试，如 果你有兴趣，请你一直看这幅图。
你看到了什么？
顺时针旋转 ？人；逆时针旋转 ？人。 耶鲁大学耗时5年的研究成果：如果你看见这个舞 女是顺时针旋转，说明你常用的是右脑；如果是逆 时针旋转，说明你常用的是左脑。
• 言传身教一致（班杜拉的实验）
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班杜拉的经典实验：滚木球
被试：小学三、四、五年级学生 第一阶段：都做滚木球游戏，得到兑换券作为奖励 第二阶段：被试分为四组 1组：与一个自私自利的榜样一起玩 2组：与一个好心肠的榜样一起玩 3组：与一个言行不一的榜样（助人的）一起玩 4组：也与一个言行不一的榜样（自私的）一起玩
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补充资料：惰性知识
１、惰性知识是学生已经习得但是在实际 中不能正确提取和用于解决实际问题的 知识。知其然，但不知其所以然！ ２、惰性知识的成因 知识没有网络化（建立普遍联系） 知识没有程序化（重视变式练习） 知识没有条件化（明确适用的条件，正 例与反例）
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知识的网络化
例1：北美五大湖是世 界上最大的淡水湖群， 位于美国和加拿大交界 处，世界上最大的瀑布 尼亚加拉瀑布就位于五 大湖区域。大家还记得 北美五大湖的名称吗？
《地球上的星星》片段: 数学抽考
《地球上的星星》片段:伊翔课堂阅读
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学习障碍儿童的成因
近年来的科学研究显示，学习障碍可能是由于小脑发展迟 缓造成的，小脑功能若无法有效发挥，将导致各类的学习 障碍。 由于小脑是学习过程中重要的讯息处理中心，能将我们的 能力―自动化‖。有了自动化功能，日常生活中的许多技能， 一旦学会后，我们不假思索就可以直接做出来。
– 有时通过直觉思维可以找到解决问题的答案，通过分析思 维却无法找到，或者会很慢。比较好的流程是，通过直觉 思维找到答案，再通过分析思维进行验证。 – 特别是在面对陌生情境、需要快速判断的时候下，良好的 直觉思维具有突出的价值。
重视培养直觉思维
• 很可能某些情境需要猜测，而且猜测可以在合理的程度 上促进直觉思维的发展。
– 因为努力运用直觉思维解决问题的过程中要具有甘愿犯真正 错误的精神。那些没有安全感，缺乏自信的人也许就不愿冒 这样的风险。
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拓展2：脑的学习，生存第一
• 麦克林（ MacLean,1978）的“三位一体”脑结构模型：脑干（爬 行动物脑）、边缘脑（哺乳动物脑）和新皮层。
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拓展2：脑的学习，生存第一
Huron（休伦湖） Ontario（安大略湖） Michigan（密执安湖） Erie（伊利湖） Superior（苏必利尔湖）
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如何在最短的时间内记住这 五大湖的英文名称？
想好了吗？……
可以想象为湖面浮着几幢房子——HOMES。 因为北美五大湖包括Huron（休伦湖） /Ontario（安大略湖）/Michigan（密执安湖）
• 大脑创建意义的过程，可能是有意识的，也可能是 无意识的（外显学习与内隐学习）。
对教育的启示
• 学生是一张白纸吗？（内隐学习、个性化意义，对 教学的启示） • 课堂上，比安静更重要的是什么？“认真听讲”— —“认真思考”（接受、服从，判断、质疑）
• 学习可以引导，但是无法替代（ 主动创建的启示）
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2.动态性
• 学习过程是波动的，不匀速、会反复、有停顿 • 练习曲线
对教育的启示：
• 个人的学习过程是波动的，教师要忍得（容忍 波动反复，宽容错误）、等得（高原期）、舍
得（为了后快宁可先慢）
• 从群体角度而言，学习是互动过程，就课堂学
习而言，学习是师生、生生相互影响的过程，
要从有设计的课堂发展到有生成的课堂。
/Erie（伊利湖）/Superior（苏必利尔湖）/，
取其第一个字母即可组合为HOMES。
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生物体在新陈代谢的过程中，从外界环境摄取营养 物质，合成自身的组成物质、贮存能量；同时，生物 体分解自身组成物质、释放能量，将代谢终产物排出 体外、散失能量。其中，“合成自身的组成物质、贮 存能量”，属于同化作用，谓之“新”；“分解自身 组成物质、释放能量”，属于异化作用，谓之“陈”。 生物体就是在新陈代谢的过程中，不断进行着物质代 谢和能量代谢。 对于这个过程，老师在教学中可以使用下面这个概念 图来讲解概念之间的关系。
大多数人通常看到这个舞女是逆时针旋转，你也可 以强迫自己认为她是顺时针旋转，试试看你可不可 以？据说，14%的美国人可以两个方向都能看见。
对教育的启示：重视培养直觉思维
• 大脑是一个统一的整体，教育者不应该鼓励学习者认 为自己“左脑发达”或“右脑发达”的想法，而应该 帮助学习者全面锻炼各种能力。 • 直觉思维与分析思维都值得重视，二者是互补关系。
学习活动的特点：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 综合性 动态性 创建性 系统性 节律性 多样性 社会性
学习活动的特点
1. 综合性
学习不只是单纯的智力活动，而是综合的心理活 动。不仅涉及认知加工过程，还有情绪体验、意 志努力等非认知过程的参与。（木偶人－机器人 －真实、丰满的人）
• 不只需要大脑左半球，也需要大脑右半球。
– 我们应该教给学习者：什么时候如果不去猜测的话成本过高，
什么时候猜测本身的代价会太高。我们后者比前者做得好。
• 学校的教学和学生测试非常重视清晰的系统陈述和学生 语言或数字形式重现的能力。
– 由于缺乏研究，我们尚不清楚着重强调这些方面是否会妨碍将
来直觉理解的健全发展。
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重视培养直觉思维
• 当学习者看到出错的后果很严重，成功的几率很渺茫时， 他们就会抱住分析程序不放，尽管这种方式不一定合适。
启示 ：
• 劝说只能影响儿童的口头行为，对实际行 为无影响； （眼见为实，耳听为虚） • 榜样的行为示范对儿童的外部行为有非常 显著的影响。（言传身教）
4. 系统性
• 学习就是建立神经网络的过程。学习不会增加神 经元的数量，但是，可以改变神经元的大小，使 其突触更加茂盛，形成更复杂的神经网络。
简单网状构造
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拓展3：充分开发小脑的潜能
小脑通过大脑－小脑连接回路与大脑皮层联系在 一起。小脑具有精细计算能力，能够促进脑的各 项能力，无论是运动能力还是心理能力（如思维 能力）。 大脑与小脑的发育是相互关联的。如果一侧大脑 受损，对侧小脑就无法长到正常大小；如果一侧 小脑受损，对侧大脑也将小于正常大小。
3. 创建性
• 脑的学习是一个主动寻找与创建意义的过程 • 意义并不是内容本身所固有的，而是学生将之与过 去的学习和经验联系在一起的结果。 • 在课堂情境中，当学习材料可以被理解并对个体有 意义时，学习者才更有可能持久地储存这些信息。 对个人有意义是指学习的内容与学习者有关。学习 的意义是非常个性化的。
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原生质的合成…… 同化作用 能量的贮存 能 量 代 谢 能量的释放 异化作用 原生质的分解……
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新陈代谢
物 质 代 谢
结构
• 学习结构，简言之，就是要学习事物是如何关联的。 • 任何学科的内核是其结构，而不是具体的技术细节。尽 管结构的本质是简单的，但其存在形态却可以是复杂的。 • 迁移这一经典问题的核心，是结构的教授与学习，而不 是单纯的对事实和技巧的掌握。 • 迁移分为两种：一种是将学到的知识运用到与我们以前 学着去完成的工作高度相似的工作中，这种现象叫做 “训练的具体迁移”；第二种迁移方式，即理论的迁移， 学习者学习的概念越基本，这种概念的应用范围就越广 泛。
• 不只需要高级脑区——大脑皮层参与，还需要边 缘系统、小脑等神经区域的协同参与
拓展1：脑的结构和功能
脑的结构和功能：既相对独立，又整体发挥作用
• 斯佩里(L. G. Sperry)对“裂脑人”的研究，发现 了大脑左、右半球的功能差异
• 随着先进的脑成像技术的发展，最近的研究发现， 大脑皮层不同脑区的功能并不是截然分开的，多 数学习都是大脑左右半球共同参与的（例如，正 电子发射断层扫描技术PET证实，人在解决问题ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时，并非只有左侧的额叶激活，脑的其他区域也 参与了学习）
义的首要途径。
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拓展3：充分开发小脑的潜能
大脑（有人泛称大脑皮层）是人所具有的智能 中心。研究发现，大脑是用映像、概念或观念 之类的东西进行认识、思考的中枢，其最大特 点是具有智能性和创造性。 小脑是本能脑，是用身体进行记忆的中枢，其 最大特点是具有适应性。学习时“由生到熟” 再到“熟能生巧”，是由大脑功能向小脑功能 的过渡。
复杂网状构造
4. 系统性
• 知识之间是普遍联系的，新旧知识之间、不同学 科知识之间、课内知识与课外知识之间是相互联 系的。 • 学习是会迁移的，有正迁移也有负迁移，有特殊 迁移也有广泛的非特殊迁移。
对教育的启示：
• 注重知识的系统性，关注结构 • 孤立的知识是死板的惰性知识，系统的知 识是灵活的，才可以举一反三、触类旁通
如果小脑无法有效自动化运作，每做一件事都要重新学习， 那就很可能让阅读书写、动作协调、人际关系等……这些 一般人都轻易可学会的基本技能变成困扰，甚至变成灾难 与恶梦，不论怎样奋斗挣扎，却总是陷在一筹莫展的困境。
对教育的启示：运动对认知有益
• 放弃“四肢发达头脑简单”的错误观念，“心灵”则 “手巧”，反之，“手巧”也能促进“心灵” • 在活动中学习是适于脑的学习方式，运动可以促进脑 部的血液和氧气流通，改善认知功能；还可以刺激脑 内啡与去甲肾上腺素分泌，降低压力、改善情绪；还 可以促进神经细胞生长，加强突触功能，使大脑更聪 明。 • 【荷】辛赫（Amika Singh）的研究团队（2012）发 现“强力的证据”证明，儿童运动愈多，学业愈好。 • 对成人的研究证明越不爱运动的个体认知能力也较差。