脑神经科学家：如何改进教学策略促进大脑高效学习

人们通过大脑进行学习，为此，专家们不断寻找能令大脑高效学习的方法。致力于神经科学与教育领域研究的专家玛丽亚·哈迪曼表示：以大脑为靶向的学习，需要对目前的教学环节进行改进，辅以艺术教育手段，去强化教学效果。虽然人们的大脑存在差异，但通过不断的练习，就能改变大脑，提升对知识的理解与掌握能力。

为什么背了很多遍的东西，临考前依然记不住？对于我们的大脑来说，究竟什么样的学习方式，才是它所喜欢的？为什么有的学生 “死记硬背”能力很强，有的学生则完全不行？

随着脑科学、神经科学、认知科学的发展，这些困扰教育界的话题，也同样成为科学家们热衷探讨的话题。

美国约翰·霍普金斯大学 “神经教育倡议” （Neuro-Education Initiative）的创始人和负责人玛丽亚·哈迪曼（Mariale Hardiman），一直致力于神经科学和教育方面的研究。

▲ Mariale Hardiman，曾在一所公立学校任教30年

哈迪曼一直坚持，大脑是有可塑性的，“老师并不需要了解大脑中的每个化学反应机制，但是应该懂得一些基础的神经科学知识，明白学生的大脑是在不断发育的……”

为此，她出版了《脑科学与课堂》一书，提出风靡北美的 “以大脑为目标的教学”模型，简称“脑靶向教学法”（Brain-Targeted Teaching），即通过改进教学中的六大环节，让大脑真正进行学习和思考。

▲《脑科学与课堂》

如今，在很多美国学校，都可以看到这一研究成果在教学中的运用。

最近，哈迪曼在接受美国垂直教育媒体EdSurge采访中表示：大脑的学习效果，可能还与“共情”和“同理心”有关。

她认为，如果在其他学科课程里，加入艺术方面的学习，不仅能改变课堂环境的枯燥，使学习者更容易和学习内容产生情感上的连接，还能影响大脑的学习方式，帮助学生提高记忆力，延长注意力持续时间。

那么，究竟什么才是真正的学习？为什么增加艺术的教学内容，能提高大脑的记忆和学习效果？结合她的最新采访，我们一起了解一下。

脑靶向教学：引发真正的学习

90 年代是脑科学研究迅速发展的时期。过去几十年里，涌现出很多神经科学、认知科学方面的研究成果，这也让教育界感到振奋。

认知神经科学家哈迪曼，在约翰·霍普金斯大学读博期间，就开始关注神经科学和认知科学，研究儿童应该如何学习、以及教师应该如何教学。

但是，当她刚开始提出“以大脑为目标的学习”这一理念时，很多人都不以为然，连她的教授都对此不解：“这是我听过最蠢的研究题目，你还能用什么学习，用脚吗！”

哈迪曼解释说：虽然我们都知道学习在大脑中进行，但是，不是所有的教学都能引发真正的学习。我关注的是怎样真正地，让大脑进行思考、学习。

作为一名认知神经科学家，她基于来自脑科学、神经科学方面的研究成果，创立了“脑靶向教学法”，希望真正破解“激发学生兴趣”“让学习有效且持久”的教育难题，在情绪和认知、注意力和记忆之间，建立紧密联系，将“大脑是如何学习的”奥秘，转化为课堂实践。

目前，这种新型教学法已经在美国各地蔚然成风。

它提出从情绪、环境、设计、掌握、应用、评估这六个方面，改进教学。包括营造愉悦的学习氛围；创建对学习有利的物理空间环境；设计学习体验；勾勒知识大图景，促进学生对概念的深层次理解；通过有效的教学活动，促进学生对知识的记忆和掌握；以及对学生进行多元化的形成性评价。

2017年，一档《灰质：用大脑学习的方式来教学》（Grey Matters:Teaching the Way the Brain Learns）的纪录片推出，它用一年时间跟踪记录了美国中小学各科教师们在课堂上实施“大脑靶向教学法”的故事。

马里兰州巴尔的摩市罗兰公园学校（Roland Park Elementary and Middle School）和约翰·霍普金斯大学毗邻，同时也是哈迪曼曾经担任校长的学校，自然成了她推行“脑靶向教学法”的首选之地。

多年来，“脑靶向教学法”的精髓，已经渗透到了教学的方方面面，比如，该校的课程设计总体原则是：以新融旧，将每个习得知识点都无缝整合到学生既有的知识网络中。借此，去提高学生理解、掌握和运用的水平，尊重大脑神经元“互相连接，一起激活”的规律。

在教学策略上，也力求做到多元化。将音乐、戏剧、表演等艺术内容，融入现有的学科学习；增加课堂辩论、头脑风暴、分组讨论等教学方法，让学生在不知不觉中对大脑进行信息反复“输入”和“提取”的训练和刺激，真正改变大脑结构，形成永久性的连接。

更值一提的是，罗兰公园学校连走廊的壁画，都经过一番“精心设计”，尽量选用广受学生欢迎的艺术家和流派的作品，营造轻松愉悦的学习氛围。

从脑科学角度解释，这是为了突破拦在前额皮质（主宰认知）前面的边缘系统（主宰情绪）的阻碍。因为大脑更钟情于有趣的信息，会自动拦截、过滤或忽略不那么新、不那么重要，或不那么让人兴奋的信息。

艺术，促进大脑记忆和认知

纪录片《灰质：用大脑学习的方式来教学》的拍摄者拉蒙那·佩尔邵德，还分享了自己采用“脑靶向教学法”在家教女儿学习的home schooling经历。

刚开始，她并没有意识到这个任务的艰巨性。直到有一天，她发现自己成天都在不停地责问女儿“你怎么就是记不住？怎么就是理解不了？”有时候甚至为了女儿的学习，母女俩对峙一整天。

一个偶然的机会，她听闻哈迪曼关于大脑处理、存储和提取信息的演讲。她意识到：自己和女儿之间缺少积极的情感连接，使得整个学习辅导过程变得阻碍重重。

“女儿根本谈不上享受学习的过程，更何谈让知识过关斩将，到达大脑的前额皮质层，得到积极的处理和储存？”她决定尝试这种立足于脑科学的教学法。

实践下来，佩尔邵德有了自己的体会，“说到底，就是让学生在好玩的环境里，开心地学习。因为我们的大脑倾向于记住好玩的事情。”

这就要求我们营造一种轻松有趣的学习氛围，保证孩子的情绪是愉悦的、对学习感到兴奋的；如果处在压力、负面情绪的包围下，大脑的学习和记忆能力会明显减退。

当然，在哈迪曼提出来的“脑靶向教学法”中，“好玩”只是首要目标。还有一个很重要的教学环节是：借助音乐、戏剧、表演、文学等艺术教育的手段，促进学生对知识的理解和掌握。

不管学习什么，都需要与学生的遗忘做斗争。怎样巩固学习内容，防止记忆衰退？在传统教学中，老师会通过重复训练，一遍遍地用同一种方式，教同样的内容，让学生增强记忆。

但是，这样的教学方式，会让学生觉得十分无聊，效果也不一定好。为了避免课堂浮躁和效率低下，如果能在课堂上增加艺术的形式，提供不同的教学活动，则会大大增强学习效果。

“一般来说，大脑更喜欢有创造性的、新颖的学习方式。”她建议把艺术科目嵌入每一个学习单元中，利用艺术科目来强化教学内容、推进教学效果。

这就需要我们从整体上设计教学方案，思考通过什么样的教学活动来实现。而具体到某一位老师，他又该如何把艺术内容纳入课程？

这对老师，提出了一定的挑战。在哈迪曼的研究中，她发现，老师往往会有很多顾虑和紧张，比如，有的老师说“我真的不喜欢唱歌，我不想在自己的学生们面前唱歌。”

哈迪曼表示，其实，并不需要老师自己唱歌，他只要放 CD 或者播放音乐。而且课堂上的艺术活动很简单，完全不需要学科老师取艺术方面的学位。”

当然，具体每一门科目，如何加入艺术的形式，比如，在文学、历史等课堂上，融入观看电影、博物馆参观等艺术活动，设定什么样的主题？如何更大程度激发学生的思考？则需要每位老师自己摸索了。

同时，这也需要学校在课程设计和教学内容方面，赋予老师一定的发挥空间。

大脑需要更个性化的学习

哈迪曼所在的研究中心，在2014年实施了一项实验，研究“和传统教学相比，艺术整合教学能否产生更好的学习效果？”

在这项实验中，随机分配两组儿童，学习相同的学科单元，一组为对照组；另一组儿童，在共同的学科内容基础上，整合添加了艺术元素。学习结束十周以后，相当于间隔了一个暑期，再来测试他们对所学内容的记忆水平。

虽然已有详实的资料说明，艺术科目会带来许多益处，比如调动学生的参与度、提升创造性思维、拥有更多问题解决方式等。但这项实验，还是有了新发现。

哈迪曼发现，在学习了含有艺术元素的科目后，那些原本成绩薄弱的学生，其记忆水平有很大的提升；而原先成绩较好的学生，则没有太大的变化。

哈迪曼推测，当一个学生在传统教学中，已经能取得很好的成绩，可能就不太需要借助为他多样性活动来变得更好；但是对于那些学习吃力，成绩起伏不定的学生，如果在课程学习中增加艺术内容，则能让他们有更好的学习表现。

“没人知道怎样缩小学生成绩之间的隔阂，我认为艺术科目也许能提供一种最有可能的学校改革，真正缩小学生学业水平的差距。”哈曼迪表示，会继续研究这一课题，看能否通过整合艺术内容的创新教学，让所有学生对学习本身感兴趣。

与此同时，这也说明：大脑在学习和认知方面，是因人而异的，没有什么“一刀切”的学习方法，适合所有学生。

哥伦比亚大学的大脑研究员Lara Boyd博士，在一次题为《颠覆你对大脑的认知，我们是如何学习的》Ted演讲中分享：“鉴于我们每个人大脑的独特结构和功能，神经可塑性的模式，在人与人之间有很大的差异。”

这也是为什么，有的孩子可以在传统的教育环境中茁壮成长，而别的孩子却不能；为什么有的人能轻松地学习语言，而另一些人却能学会任何运动并表现出色。

这一发现，也给老师和家长带来启示：每个孩子都有着各自擅长的学习领域；而且由于大脑接收知识的方式各不相同，因此，即使是同一课程，有些孩子学起来就是要比其他人更吃力。

在传统教学环境中，那些无法适应“死记硬背”和“你讲我听”的学生，很容易在学业上变得薄弱，成为所谓的“问题学生”。

这一切，都根源于大脑的差异性。

所以，最好的学习策略，一定是因人而异的。

Lara提醒：只有用大脑喜欢的学习方式，重复那些对大脑有益的行为习惯，才能达到最好的学习效果。当然不管怎样，只有通过不断练习，才能重塑大脑的神经，让大脑产生改变。

“在帮助你学习方面，没有什么比练习更有效了。练习难度的增加，以及付出努力的增加，会给你带来更强的学习能力，促成大脑结构的变化。”Lara说道。

正如“1000万小时训练”这个很流行的概念，我们想要学习和掌握任何一项技能，需要进行一万个小时的刻意训练。

不过，Lara博士认为，时间长短并不能一概而论。“对于一些人来说，可能需要更长时间，而有些人只需要很少的时间。”

参考文献 | Sydney, J.;‘This Neuroscientist Wants to know your Brain On Art—and How It Improves Learning’.

  方兆玉《“脑靶向教学法”风行美国》

来源 |  外滩教育

编辑 |  思维智汇

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