基於腦的學習
 
適於腦的教學
 
學習的腦
 
豐富的環境
 
情緒與學習
 
意義的建構者
 
神經的結構
 
 
意義的建構者

Teaching with the Brain in Mind

適於腦的教學 ----意義的建構者

Eric Jensen 原著


整理 :魏金財


 



もも當學生說「學校真煩人」時,這一言論也部分反映出學生們的普遍感受。而這句話中還有更多的含義:學習者希望學校變得更有意思並且更有價值。學校裡有著各種類型的學生,具有不同的性格,不同的文化背景,學校怎樣才能變得對每個人來說都有意義呢?這一章的主要內容是,有目的地創造出更有意義的狀態,從而使學習變得更豐富、更有吸引力。

尋找意義
もも在傳統意義上,學校是一個社會舞台,也是一個信息傳輸系統,關於信息是否有意義倒是沒有太多的考慮。信息時代改變了這一切。20世紀50年代的學生只有幾本教科書,三個電視頻道,幾本小說以及幾本雜誌,但是現在的情況就不同了。我們可 以得到的信息量多得可以嚇倒人。我們有幾百個電視頻道,大量的雜誌和書,還有上千的網站,無數的網絡聯接、電子信件、傳真和手機都在「攻擊」著我們的大腦信息加工系統。
もも雖然腦非常善於學習,但和50年前相比起來,我們生活周圍所充斥的信息是以前的幾百甚至上千倍。這種如雪崩一樣的數據信息也可能使我們的大腦處於一種「關閉「的狀態來應對這種情況。在學校裡,要學習更多的課程、內容和信息,會對學生產生負作用:這是信息過度所帶來的壓力。一個解決辦法是保證信息的品質,而不是數量,我們可以通過對數據意義進行有意識的編碼來做到這一點。這樣做的另一個好處是,可以通過對意義的探索激發學習者內在的動機。
もも研究者認為意義有兩種類型:參考性意義和實際意義(Kosslyn,1992,p.228),其他人談到意義時則是指「表面的」或者「深層的感覺」(Caine Caine,1994)。前者是一種指示性意義,也就是字典上對這個詞的界定。比如說,雨衣是「大號的防水布或者塑料的外衣」。但是「實際意義」就不一樣了。雖然我知道雨衣是什麼,但是對於我來說沒有什麼意義,我所居住的地方幾乎不下雨(聖地亞哥)。我的雨衣幾乎很少用 (當我旅行時),大多數時候只是佔著衣櫥的一些地方。
もも讓我們把這種情況下的「理性意義」和其他不同情況下的「理性感覺」或者「深層感覺意義」進行比較。也許你會連續50~60天都穿著雨衣,因為你住在一個經常下雨的地方。你的雨衣可以幫你防雨,是你衣櫥裡一樣很好的物品並且得到你的好評。在多年的記憶裡,你的雨衣對你來說有「實際意義」,它的意義此一件外衣更重大,是一件必需品和一個 「朋友」。
もも在課堂上,越南戰爭的意義既可以停留在淺層的水準,也可以具有深層的含義。當老師是一個越南老兵,當和他的學生分享越戰經驗時,可能就會產生深層的含義。在這一章裡,我們不談詞典上的「指示性」意義,主要談「實際意義」。

意義的生物學基礎
もも我們對生活中許多深層意義的感受已建構,並做為一種內在的牢固特徵,印刻在我們的腦中。人類對於生老病死的悲傷感就是一個例子。很多世紀以來,死亡使人類學會了珍惜生命。對這種機制的一個可能的猜想是:以情緒為基礎的化學物質的釋放的確會改變大腦的物理結構。諾貝爾獎得主Roger Sperry (Thompson, 1993)認為,老鼠體內的化學物質刺激了軸突的生長,並使軸突朝向一個特殊的目標細胞生長。發生過這種變化的有機體比起那些還沒有發展這種反應的有機體來說,有適應上的優勢。比如說,對迅速逼進的掠奪者產生恐懼是一種自動的反應,在古代,能對這種威脅做出正確反應的人的生存機會要高得多。
もも沒有牢固建構的意義更具有易變性。「建構」起來的意義更像是感恩節與家人一起度過、或者一個學生挑戰科學活動方案時獲得的滿足感一樣。PET掃描的結果認為,意義的建構具有一定的生物學聯繫,同時也與意義的不同類型有關。俄勒岡大學的Michael Posner認為,當閱讀到一些有意義的事情時,左前額葉,顳葉或者頂葉的激活更多 (從葡萄糖的消耗量來測量)。加州大學聖地亞哥分枝的V. I. Ramachandran說,如果是精神層面上的意義,可能是頂葉的激活。愛荷華大學的Antonio Damasio認為,如果是情緒層面的意義,可能會激活腦的額葉、枕葉和中腦區域。如果是一種「啊哈!」式的意義,則更可能是左額葉的活動。這種種區域定位表明,意義的概念也可能是複雜多樣的 (參見圖6)。


圖6 意義的建構發生在許多腦區

もも簡而言之,意義是複雜的。我們知道它們之間存在關係,但是我們無法獲得因果聯繫。有證據顯示這些因素有可能是:關聯、情緒、背景和模式建構。關聯是腦的一種在神經區域之間製造聯繫的功能;情緒由腦的化學物質激發;背景則激發模式建構,而模式建構則可能和更大的神經區域的形成與活動有關。所有意義都至少有這三種成分中的一種,但反之則並一定正確。即有些東西可能相關,但是卻又沒有意義。比如,一種較為營養的飲食習慣非常重要,但對於所有學生來說這可能意義不大。

關聯的重要性
もも關聯的生物學基礎是什麼?這是一種最容易、最經常建構的意義。它在一種簡單的細胞水準發生。一個已經存在的細胞只需和鄰近的細胞「連起來」就可以。如果內容是無關的,關聯就不會發生。由於神經元不斷被激活,很多時候它就像聽不見的咯答聲一樣。有關聯的聯繫的產生較頻繁,同時也得到強化。你的海一個念頭都提高了你下次再這麼想的可能性。
もも有些想法會越過細胞和軸突的邊界,激活整個神經區域。腦產生的連接和聯繫越多,就會捲入越多的神經區域,信息也就會用神經的方式交織得越緊密。與諾貝爾獎獲得者Buckmtnster Fuller進行的談話內容特別豐富,因為他極善於建立聯繫,幾乎每一種事物都能讓他想到任何一種其他事物。一場關於鳥類的談話就可以引發鳥類觀察的歷史、食物供應的變化、鳥類保護的經濟學、地理學、鳥類的經濟學、生物學、戀愛、儀式、神話、政治和美女等等內容。對於他而言,幾乎所有事物都是相關的。然而對於許多學生,情況卻恰好相反。課堂信息缺少意義所需的與個人相關的必要聯繫。

建構意義的實踐建議
もも永遠不要假設,如果某種東西與你有關,那麼也就和你的學生有關。要幫助他們發現關聯,但是不要把對於你的聯繫強加給他們。讓學生有時間以討論、畫圖和日誌的方式串連以前的學習內容。要利用當前事件、家庭歷史、故事、神話、傳奇和諺語的力量使學習有關聯性。統觀人類歷史,故事是理解和評價過去的人物、事件的基礎。要讓學習者用他們自己的話去解釋所學的內容。你也可以和當地或國家媒體聯合起來,鼓勵學生去分享自己的經驗。
もも不斷強調單向教學法的教師正在破壞我們腦的一個法則:我們本質上是社會人,我們的腦也是在社會環境中成長的。因為我們通常會通過社會化的方式鑄造意義,所以學生之間討論的作用還遠遠沒有得到發揮。當正確使用的時候,合作學習就特別適合腦。交談、分享和討論對腦都很關鍵;我們就具有了可以和其他人進行對話和交流的生物學基礎。要採用討論問題、或者讓學生配對討論分享經驗的方式。要提供自由聯繫的時間,你可以這樣提問:「你有沒有經歷過這個?」或者「你能把這個和自己的經驗進行一下比較和對比嗎?」

情緒的重要性
もも情緒為什麼可以調動意義,又是怎樣調動的呢?加州大學爾灣分枝神經生物學家James McGaugh說道,強烈的情緒可以引起化學物質如腎上腺素、去甲腎上腺素和抗利尿激素的釋放。他還說道,「它們可以提醒腦,」這很重要----記住!(Hooper & Teresi, 1986)。毫無疑問,情緒和意義是有關的。一個經常出現的問題是,「情緒和意義誰在先?」這有點類似於雞生蛋蛋生雞的問題。它們是彼此聯係的系統,情緒的化學物質的釋放和認知過程幾乎是同時進行的 (Hobson, 1994; LeDoux, 1996)。
もも我們對於時時刻刻發生的事情總會產生點情緒。然而,我們絕大多數的情緒狀態都不是非常強烈的。心理學家Bernice Lazarus和Richard Lazarus說,通常我們體驗到的情緒只針對與它有關的事情。我們知道,我們對事情、任務和物品評價的感受似乎就是在賦予它們以意義。(「好還是壞?」)我們受到這樣的教導:分辨好壞的能力是一個基於生活經驗的認知功能。然而這種說法只是說對了一都分。當我們進行評價的時候,我們的情感也滲透到了內容之中。所有這些都處於無意識的水準發生在腦中都和腦幹區域 (Cytowic ,1993;LeDoux,1996)。
もも Lazarus夫婦還說道,「定義各種情緒的難忘的事情或者個人意義在人類中是普遍存在的…不管文化如何,任何有能力的人都能充分理解強烈的情緒事件」(Lazarus & Lazarus,1995)。因為情緒滲透了我們的目標、信念、偏見和期盼,所以情緒能夠與意義結合,並預測以後的學習。你可以深入分析這個過程。當你的學生在制訂目標時,正是他們的情緒產生了目標,並且激發了他們去實現目標的興趣。要激發這些情緒,就要讓學生與別人分享他們想要達到這些目標的理由。
もも 在課堂上,情緒狀態是一個重要條件,教師必須圍繞它來組織學習。學生會對講課感到厭倦,害怕即將來臨的一場考試,或者對於一次駕車槍戰的遊戲覺得非常失望。他們會對即將到來的體育事件、接下來的體育課或者一場戀愛或友誼感到異常興奮。不要試圖去消除這些情緒只為了可以開始進行「嚴肅認真「的學習,相反地,把情緒融合到課程中來將更有意義。San Bernadino加利福利亞州立大學教授和Renate Caine教授說,如果我們忽視了所教對象主體的情緒成分,那我們就剝奪了學生的興趣 (Caine & Caine, 1994)。情緒驅動注意、意義和記憶。如果我們能以有效的方式來調動情緒,那麼在獲得這三種東西時,我們就會事半功倍。

有目的地調動情緒
もも 隨意、簡單地激發情緒和有效地、有目的地調動情緒二者之間存在巨大的差別。前一種比較低劣、魯莽,後一種則是聰明的教學。你怎麼才能幫助學生通過調動豐富的情緒來發展出更多 「深刻領會」的意義呢?這裡有些專門的策略。

表達

もも要保證學習者擁有一種積極的、安全的方式來表達任何消極或積極的情緒。為了有全新的開始,你可以在門口放一個垃圾箱,學生可以把所有消極情緒都扔進去,要麼是把書面材料扔進去,要麼就是象徵性地扔一下。進行一種使心境平和的想象或者放鬆練習,或者做一些身體活動,此如散步、爬行、伸展或遊戲。鼓勵同伴或小組間的談話,或者和整個人組分享經驗。要給予學生寫日誌、自我評價或者設定目標的內省的時間。

運動
もも要通過角色扮演、舞台表演、戲劇、啞劇、藝術和模擬等方式來保證學習調動了積極的情緒。也可以使用音樂、演奏樂器、唱歌、歡呼、叫喊、爭論、親身經歷、即興創作、舞蹈、小測驗、健身活動、伸展活動、玩耍、實地考察、學生演講或專題演講等形式。

獎勵
もも 可以在學生確立了向公眾展示或演示的目標或可能性時,給以更高的獎品或獎勵,以激發其更多的情感投入。把選擇當作一種與樂趣一樣重要的因素。要相信,只要有資源、幫助和同伴的支持,人多數學生都是非常願意進行大型的或公眾展示項目的。

新穎性
もも 在動物研究中,新穎性是最有效的實驗條件之一,它能夠導致荷爾蒙反應 (Levine & Coe, 1989)。新穎性太強,你就會出現憂慮;新穎性太弱,你就覺得乏味。我們要讓新穎性有意義、社會化並有趣。要創造浸潤式環境,這種環境的空間是經過重新設計和裝修的,就像個城市,新地方或者外國。要讓學生把教室設計成一個雨林、飛機、商場,或者別的國家。

分享
もも 發展更大範圍的同伴合作,把作業變成合作性的。運用同伴、長期團隊或者有特殊活動的臨時團隊。

學徒
もも 通過提供與專家間的師徒關係,鼓勵採用更多關係驅動的學習方式。多年齡段的班級、大哥/大姐形式的活動計劃、社區中活躍的成人都是很好的支持系統的典範。

宏觀思維

もも 執行少些但是複雜些的計劃,尤其是長期的資源和時間充足的多水準計劃。在科學課堂上,可以讓學生制訂一個飛向火星的五年計劃。這項計劃要求具有數學、科學、問題解決、研究、經濟與社會技能。與短期、簡單的計劃相比,複雜的計劃為好奇心、神秘感、社會交往、迷感、興奮、挑戰、滿足、慶祝等等提供了更多的機會。

背景與模式的重要性
もも在《模式思考》這本書裡,Andrew Coward(1990)寫到,腦可以快速形成層次,以提取或創造模式。這些模式為信息提供了背景,否則的話,信息會變得毫無意義。似乎人天生就想通過學習來形成有意義的模式。孩子們發明了一些遊戲來組織他們的行為,他們會把物品按一定的方式整理好,而不是隨便地擺放。成年人會整理好碟子、汽車、工具、縫紉物品、生意、櫃櫥和書籍的各章節。
もも研究者們認為,模式是從一個微小的水準開始的。單個的神經元似乎不具有學習能力,只有多神經元才可以。「像雲一樣多」的神經元所形成的神經網絡才能組織和反饋有意義的學習。實際上,目前,科學家們正在測試感覺和學習的模型,這種模型可能和大腦的視覺系統非常類似 (Bwce, Green, 1990)。這些「聯接主義」的模型真實反映了神經元和突觸群。雖然研究者提醒我們在與生物原理對應時要謹慎,但是這些早期的研究結果仍是令人振奮的。
もも神經生物學的其他領域認為,模式的形成可能是先天性的。在一項經典的實驗中,給嬰兒們看一系列圖片,每一張圖片都和人臉有著完全相同的元素,但是只有一張圖片是把這些所有的元素按照人臉的正常形狀和結構來安排的,其他圖片的眼睛、鼻子、頭發和嘴都是混亂拼湊的。為了測量嬰兒的興趣和認識,研究者用嬰兒的「凝視「時間做為指標來詳細地記錄數據。結果顯示,有著正常人臉的圖像對於嬰兒的意義要大得多,甚至是對於那些只有幾天大的嬰兒(Franz, 1961)。那些10個月左右大的嬰兒則更容易識別模式完整的圖片 (Mechler Dupoux, 1994)。從錄影帶上我們可以看出,當給他們呈現拼湊的、「無模式」的面孔時,嬰兒臉上會出現疑惑的表情。這項研究表明我們生來就更容易注意某些模式。
もも在視覺感知的測試中,研究表明,我們不僅「生來」就能學會辨別模式,而且能把它應用到別的模型上。有一位研究者說,熟悉的連接(關聯)和區域的產生能強化對於意義形成至關重要的神經網絡(模式建構)。模式建構的過程對於腦究竟有多重要呢?研究兒童發展的專家Jane Healy說:「我越來越堅信模式對於智力來說是關鍵的。將信息組成模式實際上就是在組織新信息,並使之與以前的信息建立心智的聯繫」(1994, p49)。使用腦中有關模式探測和模式形成的區域,對良好的心理發展起著關鍵的作用。Heal補充道:「那些沒有學會探求意義的學生在一年級和二年級通常是優秀的『技工』,因為他們會處理分離的數據,但是當理解的要求提高時,他們就會『碰釘子』。他們不會綜合信息,也無法理解它們的意思。而那些能做到這一點的學生通常被認為是具有更高智商」(p.50)。
もも腦引發模式以形成有意義的背景這一事實,最初是用來解釋綜合主題教學的原理的(Kovalik, 1994)。但是,專家的模式和新手的模式之間有著顯著的差別。大腦是完美的模式形成者,智力的成熟極大地豐富了這個過程。PET結果表明,國際象棋的新手要消耗掉更多的葡萄糖,他們使用按部就班的、序列化操作的左半球,而一個國際象棋的專家消耗的葡萄糖少得多,更多的使用右腦的模式。很明顯,一個歷史學家此一個四年級的孩子更容易看到人類行為中歷經多個世紀形成的模式。所以,老師們可以發現學生們不能發現的主題、聯繫和關聯。因為成年人把先前習得的知識與之聯繫在一起,而對於年輕的學習者來說,學習就變成動手做的、經驗性的,與發展模式有聯繫的活動。
もも當大腦搜集了足夠的與形成有意義背景有關的信息後,才能形成複雜的主題模式。只有收集到足夠的「基本」信息以後,才能形成和建構模式。所以,主題課程對於高年級的學生比對年幼的學生更有用。那是因為16歲的學生已經有了知識的基礎,可以依靠知識基礎來建構模式。打個比方,一個已經知道了籬笆是什麼的人,能更容易地修建柵欄。簡言之,把腦對意義的自然需求和綜合主題教學聯繫起來的證據,比生物學上的佐證或解釋的意義更大。Kovalik說,一個觀點、一種操作法的教學比簡單地整年進行一個主題的教學更為有用。對於年輕人來說,普遍的概念和類似彼此依靠的核心組織法則將更有意義。
もも學科間和跨學科的模型也極有價值。它們產生了更多的關聯和背景,更重要的是,它們能夠幫助學生理解學習的聯繫。在課堂上,需要的正是發現與其他學科有聯繫的個別事實的能力,和發現個別事實如何在大量信息中變得有意義的能力。要幫助學生發現經濟學是如何與地理學關聯的,數學是如何與藝術、音樂關聯的,以及倫理學是如何與科學、政治關聯的。通過討論、藝術、或者視覺化思考,學生可以建立重要的有意義的模式。
もも總而言之,我們知道了組成事物的各種成分,但是不知道事情的起因。建立有意義的模式、使用背景的能力似乎需要激活額葉。建立關聯的能力要運用我們過去的經驗,這主要是由顳葉主管的。由情緒活動建構的意義更可能來自於中腦的激勵回路。丘腦、杏仁核以及頂葉下都區域也參與這個過程。建構意義是很複雜的,三種成分中的任何一個都可以激發它,但是又沒有一種可以保證一定能激發。這提醒我們,應該在日常訓練中去激活所需模式。(見圖7)


圖7 與意義建構有關的因素


教學應用建議

もも背景可以是外顯的,也可以是內隱的。內隱學習形成了一種有力的模式,叫做心理模型。如果老師們能夠說出自己的心理模式並誘發學生的模式,會得到令人驚訝的效果。老師的心理模式是使學生的內隱學習變得清晰的「心靈窗戶「。用「怎麼樣「的問題來提問學生,他們是怎麼理解自己所獲得的知識的?民主是怎樣運行的?天氣是怎樣變化的?我們的身體怎樣消化食物?你怎樣解決問題?這些問題全畫出一些模式,來表明學生思維的範圍、局限和特色。
もも外顯的學習模式可以包括圖表組織。這種方式可以為信息提供基礎背景,以達到更好的理解與意又。研究表明,利用這種模式進行學習可以不斷取得成功 (Jones et al., 1988,1989)。心理地圖可以提前揭露某個主題的模式。這些網狀圖是一種圖形化、創造性的視覺呈現,能夠展示主題與幫助學習者獲得意又的關鍵聯繫、符號與無意義詞語。達 拉斯藝術學院的師資培訓主任Jeff King說,它們能夠幫助學生學得更多、記得更多,並改善其態度。一旦寫到紙上,它們就可以被他人分享,以此提高其意義,加強背景和細節。
もも前蘇聯的數學與科學成績居於世界前列。對於這些成績,一個傳奇式的高中教師,Victor Shatalov有著自己的看法。做為蘇聯最高級的教師之一,Shatalov用「無人會失敗」的態度為成功設置了高水準。他的學生利用圖形化的組織圖,用顏色編碼來強化重要的內容。每天他都在綜合性的和具體的學習內容間進行傳換,並和學生分享自己的心理模型來幫助他們學習(Soloveichik, 1979)。還有其他一些鼓勵學習者建立更多模式的方法:
もも ●耐心回答兒童不斷提出來的「為什麼」,不要挖苦,也不要回答得過於簡短或者過 於繁瑣。
もも ●指出自然界中的一些模式。比如,「你能看見樹上所有樹葉的形狀嗎?」
もも ●介紹組織對象、觀念、名稱、事實和其他重點概念的技能。
もも ●簡單地讀給兒童聽,詢問他們組織的模式。這些模式可以是連續的因果循環、問 題與解決或者是熱烈的表演和落幕的時間。
もも ●問一些本質上需要進行此較和對此的問題。
もも ●幫助兒童學習使用七巧板、積木和多米諾等玩具。
もも ●通過刺繡來學習模式。對鈕釦、針、線和其他縫紉用品進行排序。採用具箱來對 螺母、螺釘、螺絲和工具進行排列。用排序技能來排列簡單的家庭、學校或生活
對象。
もも ●教孩子學習有效的模式。聆聽自然中的模式,此如鳥鳴。
もも ●在開始新主題之前,使用幻燈、錄影、光碟和海報來進行總體瀏覽。
もも ●幫助學生採用動作技能貫穿到學習的過程中。
もも ●在一個主題開始之前的幾天或幾周,讓學生準備口頭預習、課本或是講義裡的可 行性遊戲、諺語化的描述,或者貼在牆上的主題心理地圖。
もも ●當你完成一個主題,要讓學生有機會進行正反兩方的評價,討論其關聯,並用模 型、遊戲和教學的方式展示他們的模式。
もも 越來越多的學校意識到了利用當前腦科學理論進行綜合化教學實踐的重要,性。本書所描繪的實踐的類型非常符合當前的理論,以及符合情景學習和建構主義的實踐(Parnell, 1996)。那些提倡進行有目的、個別化的意義建構的人是完全正確的。不管怎樣,所有人都必須對事物構建出自己的意義。學生想要得到的不是別的,就是意義。好學校所做的事情之一就是明白建構意義的重要性,並提供包含構建意義所需成分的環境。


 
 
 

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