学习活动的特点及对教育的启示——基于脑科学的教与学

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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。
• 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
– 脑干与爬行动物的脑十分相似,不是一个思维脑,却执行生存功能, 所有信息在进入执行高级思维功能的脑区之前,都必须经过脑干。
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拓展2:情绪优先
• 理性与情感对大脑的控制存在明显的倾斜:情 绪越强烈,情感大脑的主宰越是蛮横,理性越 是无能为力。
• 大脑在应激、威胁和习得无助等消极情绪影响 下会出现“大脑功能降低”:感知范围缩小, 难以提取已知的信息,辨别环境中细节与线索 的能力急剧下降,高层次思维基本停止。 ( Yerkes-Dodson Law )
– 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
• 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Байду номын сангаас、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 时,并非只有左侧的额叶激活,脑的其他区域也 参与了学习)
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。
– 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。
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。
安徽界首教师培训
学习活动的特点及对教育的启示
——基于脑科学的学与教
• 北京师范大学教育学部 曾琦教授
高效课堂 • 教无定法,重在得法 • 以学定教
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众说纷纭话“学习”
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 学习就是脑力劳动 学习是立竿见影的 学习是学习者被动地接受 学习应当匀速前进 学习需要统一步调、齐头并进 学习使人进步 学习成效取决于学习者个人
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)
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。
/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。
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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。
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。
• 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。
– 新皮层(主要是大脑皮层)又称智能脑,负责高级思维功能。
– 边缘脑又称情感脑,处理人的情感,并总是寻求动态的平衡,只有 达到了这种状态,它才会允许外部信息进入高层次的脑区,进行逻 辑推理。它与大脑中处理记忆存储的部分连接得很紧,是学习活动 的兴奋和抑制中心,起催化和抑制剂作用。非智力因素的主要成分, 如需要、兴趣、动机、情绪、情感等与情感脑密不可分。离开了情 感脑参与的学习活动,会变得枯燥乏味,效率低下,容易疲劳,记 忆不牢。
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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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。
– 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。
– 所以,过分强调结果、不重视过程,以及不能宽容错误的学校 奖惩体系很可能会抑制学生直觉思维的倾向。
• 直觉的方式通常会产生错误的答案,这就需要一位敏
感的教师将直觉的错误——有趣的跳跃——同愚蠢的或 无知的错误区别开来,同时要求教师能适时地运用直觉 思维的学生予以赞同或加以纠正。
重视培养直觉思维
• 一个直觉敏感的人或许天生就有些特别,但是他的直 觉的可靠性是以坚实的学科知识为基础的,即直觉凭 借对学科知识的熟悉起作用。对结构的理解可以提高 学生直觉处理问题的效率。 • 通过培养学生的自信心和勇气来培养学生的直觉思维 还是十分可能的。
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
《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。
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
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避免学习动机过强的负面影响
Yerkes-Dodson Law:动机水平与学习效率的关系
效 率 水 平
容易任务 一般任务 困难任务
低 动机 高
对教育的启示:
• 重视创建安全的学习环境和氛围
– 学生必须在感到身体安全和情绪安定的情况下,
才能将注意集中在认知学习方面。
– 与学习材料和内容建立情绪联系是建构学习意
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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?
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。
• 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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