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“我第一次听说‘适于脑的学习'
这个概念,是在1980年6月。
”并说“这个词给我的印象之深,以致于20年后的今天,我仍然可以把我所记得而且仍然在用着的东西写满整整一本活页本。
”可见,适于脑学习这个概念不见得是他的首创,但却是他使适于脑学习推向广泛研究与应用阶段并且是他使适于脑学习进一步理论化、系统化、应用化。
同时,E·
詹森在其《基于脑学习》这本专著中还写道:
基于脑学习出现在上个世纪80年代,作为一种全新的科学,默默地发展着。
他指出:
上个世纪70年代和80年代,出现了强调多为“右脑学习者”而教。
最近的脑研究告诉我们,在大多数时间里我们一般脑的两个半球都用。
盛行的神经科学研究宣布权威的左右脑标签无效,现在科学家们用术语是“相对一侧化。
”该理论认为:
大脑两半球各自发生方向不同的特化过程。
右半球的功能与结构的关系向弥散的等位化方向发展;
左半球向局部功能定位的特化方向发展。
右半球具有相对复杂的图形视觉、面孔识别、非语言的环境声音、音乐、复杂的物体触觉和非语言材料的记忆等功能;
左半球具有字词视觉识别、语音听觉识别、语言材料的记忆,以及阅读、书写和计算等功能。
(参见沈德立主编的《高效率学习的心理学研究》,教育科学出版社,2006年版,第52页)
新西兰的克里斯蒂·
沃德的长处主要在于把上述脑科学研究的主要成果转化为教学实用的主要策略。
她的友善用脑成为脑科学应用的重大成果,成为加速学习的新方法之一,为普天下的父母、教师和学生服务,对中国的素质教育已经和正在产生积极的影响。
二、全脑模型
脑相互作用模型主张:
两半球信息加工的方式不同,但却同时完成同一项心理功能,互相补助,类似于多通道的感受器或感觉加工器;
两半球在完成同一种
心理功能时,存在互相抑制。
左半球对右半球的语言功能存在抑制作用,右半球抑制左半球对环境声音和音乐的信息加工能力。
这种相互抑制关系是在个体发展中形成的。
如果儿童的早期脑损伤累及左半球时,则右半球的语言功能就会得到充分的发展;
两半球的功能关系在每一瞬间都决定于拟加工的信息的性质,每侧大脑半球都特别注意和选择加工任务中与自己有关的特性。
一旦某半球正在进行中的信息加工尚未完结,又有新的任务需要完成时,它可暂时分配和委托另一半球代为预加工。
美国专家奈德·
赫曼在《全脑革命》一书中首次绘出全脑模型,这对人们认识全脑很有重要意义。
赫曼的全脑模型
(引自赫曼《全脑革命》第14页)
赫曼在《全脑革命》一书中认为人类的思维形态可以说是由上述A、B、C、
D四种不同的思维本体集合而成的。
以全脑模型为基础,这四大本体的特性如下:
A象限的分析家逻辑思维、分析事实、数字处理。
B象限的组织家规划途径、组织事实、仔细检查。
C象限的交际家
擅长人际关系、直觉力强、表达力强。
D象限的梦想家
富想象力、偏向大图像思维、善于抽析概念。
赫曼在书中认为,既然每一个人都是四大不同本体集合而成的,我们天生就会比较喜欢运用其中一两个本体,而比较不喜欢其它的本体。
每个人都有最偏爱和最不偏爱的思维模式,所以,我们很少能因为思维形态的关系,去做自觉喜欢的事,而不做自己不喜欢之事。
在最喜爱的情况里,同一类人对于落在他们思维偏好范畴内的事,一般很容易形成共识,可是,碰到最不喜爱的思维模式时,情况就不同了。
这时,除非你在他们最不喜欢的共同领域内指定他们执行一样特定的事,否则,他们的行为表现会五花八门,得出共识也就困难了。
三、全脑式思维
脑四大本体模型
(参阅[美]奈德·
赫曼《全脑革命》第21页并加以改写)
由上可知,左脑上A象限也是提出问题的本我,左脑下B象限也是实际执行的本我。
右脑下C象限也是知觉创意的本我,右脑上D象限则是确定创意的本我。
需要强调的是学习过程或创造完成,从概念到完成,都会运用到大脑里所有分工的模式。
全脑四大本体模型里每一象限、每一模式的特殊化特征,都会以不同的组合应用在这程序里面。
若是有一象限或模式没有用到,便会妨碍甚至阻断整个程序。
大脑思维特别是创造思维必须动用所有象限和模式,而大脑全体在这个过程中投入得愈多,成功的机会就愈大。
所以,每个人的脑能具有的上述不同特质则是合成综合的根本。
这个大脑思维创造程序有一传奇案例:
兰德发明宝丽来相机的故事。
这过程是以A象限开始,爱德华的3岁女儿珍妮佛在照了一张相之后,问他为什么不能马上看到照片;
就这样提出了一个问题。
接下来C象限接手,不出几小时,兰德就依稀有了一个主意:
一种不一样的照相机,使用一种不一样的底片。
然后转进了D象限,他想出了两卷相纸和一根有化学物质的轴杆这样一个东西。
接着再转回A象限,他想出了这匪夷所思的点子该有的化学作用了。
历时3年在B象限的坚持不懈,加上D象限的实验及多次失败,终于造就了宝丽来照相机。
由此可见,这些重要步骤是基本的心智程序,只要漏掉一个,对于得出来的想法或做法,都会有不好的影响。
四、大脑半球优势
人的躯体看起来像是对称的,其实是非常不对称的。
也就是说,人体全身的系统中凡是成双的构造,都找得出它们的差别。
我们的双手、双脚、双眼、双耳甚至两边的侧脸,看起来一样,其实颇不一样。
上苍赋予我们一种肢体的特征,是谓“优势”。
优势是这些躯体部位发展有所不一的根由。
虽然大脑两半球看起来非常相似,但实际上它们的大小和功能都很不一样。
大脑偏好认知模型理论认为:
左半球面临认知任务时,偏好分析地、逻辑地运用语言进行加工;
右半球偏好总体形象的信息加工;
即使成年人,只要经过反复多次的认知训练,也可以改变某项认知任务信息加工的优势半球。
(参见沈德立主编的《高效率学习的心理学研究》,第52页)国外科学家研究发现也如上述情况,大脑半球的功能是分离的。
左半球能够分析、处理局部信息,右半球处理整体信息。
左半球处理口头语言,右半球处理肢体语言。
对音乐的分析发生在左半球,对音乐的享受则发生在右半球。
左半球具有顺序性和时间导向性,右半球则更具有空间性,而缺少时间成分。
原先人们认为左脑控制身体右边的50%,右脑控制身体左边的50%,现在的研究发现我们的脑是不对称的。
半脑优势(1976年)
左脑语言/文字
右脑空间/音乐
逻辑、数学
整体的
线性、细节
艺术的、象征
循序渐进
同时并进
自制
易感的
好理智的
直觉的、创造力强的
强势的
弱势的(安静)
俗世的
性灵的
积极的
感受力强的
好分析的
综合的、完形的
阅读、写作、述说
辨认面目
顺序整理
同时理解
善于察知重大秩序
感知抽象图形
复杂动作顺序
辨识复杂的数字
引自赫曼《全脑革命》第10页)
左右大脑半球的功能(1998年)
左半球的功能
右半球的功能
控制身体右侧
控制身体左侧
以序列的和分析的方式对输入进行加工
以整体的和抽象的方式对输入进行加工
时间知觉
空间知觉
产生口语
通过姿势、面部表情、情绪和肢体语言表
达语言
执行不变的和算数的操作
执行推理的和数学操作
文字和数字(作为学习方面的识别)
面孔、地点、物体和音乐方面的识别
积极构建虚假的记忆
回忆更加真实
对事情为什么发生寻找解释
将事件放置于空间模式中
善于引发注意以应对外部刺激
善于发现内部加工
引自[美]DavidA·
Sousa
著《脑与学习》P133
全球金牌畅销书《高效能人士的七个习惯》的作者美国学者史蒂芬·
柯维十分简洁地将大脑优势概括为:
“几十年来的大量研究结果显示,人的大脑可分为左右两部分,分别行使不同的职能,处理不同类型的信息,应对不同性质的问题。
左脑主司逻辑思维与语言能力,右脑直掌创造力与直觉;
左脑处理文字,右脑擅长图像;
左脑重局部与具体,右脑重整体与关系;
左脑做分析,即分别研究,右脑做综合,即整合各部分;
左脑按顺序思考,右脑从全局把握;
左脑考虑与时间有关的问题,右脑处理与时间无关的问题。
”所以,他强调:
“最理想的状况是左右脑均衡发展,并能随时切换,这样遇到问题时就可以先判断需要哪个半球出面应对,然后加以调用即可。
”(参见该书第118页)
是什么原因导致左右脑半球功能特异化呢?
主要原因左右半球在生理结构上原本就不同。
两半球表面是由大脑皮层组成的,称为灰质。
大脑皮层下面的支持组织称为白质。
左半球有更多的灰质,而右半球有更多的白质。
左半球的神经元密集地排列在一起能够更好地进行细节的加工,右半球白质的神经元有很长的轴突,有助于连接到很远的皮层组织。
这些远距离的连接有助于右半球加工广泛的而含糊的概念。
大脑两个半球之间的信息则是通过胼胝进行着传递。
许多教育工作者已将左右脑学习模型即全脑教学模型应用于学科课堂,有助于帮助理解学生的个别学习方式,并形成制订范围更广泛和更全面的课时计划:
左脑支配的学习者可能更加经常:
更喜欢有序的事物从部分到整体学习得最好更喜欢语言阅读系统喜欢词汇、符号与字母宁可首先阅读主题要汇集相关事实信息更喜欢详细有序地教学更关注内在经验要结构性与可预测性
右脑支配的学习者可能更加经常更喜欢随机事物从整体到部分学习得最好更喜欢整体语言阅读系统喜欢图画、图像和图表宁可首先看到或经历主题要汇集有关事物之间关系的信息
更喜欢自然的、随波逐流的学习环境
更关注外部经验
要开放性取向、新异和意外
引自[美]E·
詹森著《基于脑的学习》第17-18页
五、青少年脑在发育中
人的大脑呈胶块状,是四个脑区中最大的。
约占脑总重量的80%以上。
其表面呈灰白色,多皱褶,并刻有被称为沟回的裂纹,最大的裂纹从前向后,将脑分为两半,称为大脑半球。
来自身体左侧的神经交叉到右半球,而来自躯体右侧的神经交叉到左半球。
左右两个半球通过一个由2.5亿神经纤维组成,被称为胼胝体的厚纤维束相连,藉此左右半球相互联系。
估计脑细胞能够形成的联结数量从100万亿到10后面100万个0(比已知宇宙中原子的估计数目还要大)。
这些数字提供了人脑理论上的容量画面。
脑同时在意识的许多水平上运作,同时一次加工大量的颜色、运动、情绪、形状、嗅觉、声音、味觉和触觉等信息。
脑调集模式,理清意义,对于来自极端线索的日常生活经验进行分类。
脑加工信息如此高效,以至于生命世界或人造世界中没有任何东西能与人类的学习潜力相媲美,或接近于人类的学习潜力。
可见,人脑这个非凡的组织是所有人类行为的总控制者,能够同时掌管无数极其复杂的功能:
在短暂到人类目前都无法测量的时间里,它能够接受信息并将其传往适当的位置进行处理,然后根据这些信息控制你的肌肉做出动作。
脑可以产生情绪并让你感觉到这种情绪的存在。
它还是认知、记忆、思维和智力的源头。
说话的能力以及理解别人说话的能力也根源于脑。
你也没有必要为控制心率、呼气、吸气、激素分泌和免疫系统而担心,因为这些全部都是由脑负责的。
脑是非常耗能的,它约占成人体重的2%,但所消耗能量却占人体总能量的20%。
它的主要能源是血液。
血液可以供应如葡萄糖、蛋白质、微量元素和氧之类的营养物质。
脑每小时获得大约8加仑的血液,每天获得量约198加仑。
脑每天需要8-12杯水以达到最佳的功能状态。
脑能消耗人体1/5的氧。
脑力活动需要优质的空气。
每个人的脑都是唯一的。
科学家已经证实,一个人的脑就像指纹一样是全世界唯一的。
作为经验成果的脑细胞之间的联结形成属于我们个人的认知地图接视网膜和中脑顶盖神经纤维地图(思维的和知觉的)是高度可变的。
单单在我们的视觉系统中,我们有30多个相互联结的脑神经中枢,每一个都有自己的地图。
每一联结可以包含50到100000个神经元。
我们脑的内部网络也是独特的。
想一想,在同一事故现场的两个人,他们的报告何以会如此不同?
我们的知觉依据我们的神经网络非常个性化地转化为刺激,其作用就像过滤器一样。
简而言之,我们的遗传基因和生活经验已经把我们人脑雕刻为独一无二的器官。
所以,学习过程要增加变化、选择和灵活性。
鼓励学习包括音乐、心理地图、角色扮演、刊物、建立模型、运动、戏剧和艺术等。
如果以特殊方式强迫学习,那么,学习者的脑会予以抵抗。
在青少年脑的发育过程中,不断进行着建构。
顶叶(负责加工视觉、听觉和嗅觉的感觉信息)、颞叶(负责加工语言和情绪信息)、小脑(负责协调和思维技巧)以及海马(处理短时记忆)都随着神经元的过度生长和不断修剪,得以不断完善和发展。
研究发现,顶叶的灰质直到人12岁才完成发育过程,然后才开始进行修剪。
而颞叶到16岁才完成灰质的生长,开始进行神经元的修剪和髓鞘化的过程。
在一些脑区,神经元修剪和髓鞘化甚至开始得更晚。
脑内的神经元不是同时开始髓鞘化的,而是分阶段进行的。
髓鞘释放的时间是由个体发育的年龄、环境和遗传决定的。
最后完成髓鞘化的是脑的前额叶,这个脑区负责抽象思维、语言和决策。
随着前额叶在青少年时期的髓鞘化,青少年逐渐具备了了假设、洞察未来、演绎、分析和逻辑推理的能力。
前额叶控制我们冲动的一面,教化我们的天性,使我们逐步实现自我完善,它和杏仁核(主要负责控制我们激烈的情绪反应)之间的关系非常有意思。
高兴、生气、害怕等情绪都发生于杏仁核这个体积小但功能强大的结构,它深藏于脑的内部中心位置。
当遇到外界刺激时,青少年的脑和成人的脑反应模式完全不同。
成人会更多地通过前额叶而较少通过杏仁核来反应,因此,他们对外界的反应会更加理智;
而青少年则恰恰相反,他们主要依靠杏仁核来做出反应,因此会对刺激表现得非常情绪化。
这就可以解释为什么青少年的决策总是不太理性的原因。
比如,为了去逛街而不做作业,对普通的要求会做出过激的反应,说出“我恨你”之类充满火药味的话。
研究发现青少年的言语产生过程,随着脑的不断成熟,语言也有一个功能转换的过程。
青少年早期,言语的产生和自我表达都比青少年后期要更困难一些。
到了中学阶段,青少年的说话方式会逐渐趋于条理化,更具逻辑性。
由上可知,青少年的脑在发育中。
青少年的脑是一幅蓝图,而不是已经建成的摩天大楼。
他们不能像成人那样去思考,所以必然不能像成人那样去做事情。
在这一点上,神经科学家证实了我们一直以来的想法——青少年的脑处于发育之中。
青少年脑处于过渡时期。
青少年时期是一个了不起的可塑时期。
随着灰质的增加,突触的修剪,青少年的脑不断地发展着和改变着。
青少年的脑而非荷尔蒙决定了他们那些无法让人理解的行为;
青少年不易受理性控制,容易受到情绪的影响。
青少年不是语无伦次、笨拙、性疯狂、不可预测、非理性的怪物,而是一群智慧的创造者,只是没有适应于他们迅速发展的智慧和能力。
总之,正如科学家惊奇的发现,原来脑在青春期仍处于活跃的生长状态,脑的发育一直持续到20岁。
人脑的杰作就是学习,学习可以改变脑。
这是由于通过每一次新异的刺激、经历和行为脑自身也发生改变。
刺激被分类并且在不同水平上加工,最后是记忆电位的形成。
刺激是一种新鲜的事物,看一场电影,听一段音乐,唱一首新歌,游览一个新地方,解决一个新问题,或者结交一个新朋友,凡此种种都能刺激脑。
只要是合乎逻辑的,这种新的,精神的或者运动的刺激都会比陈旧的东西产生更多有利的电能。
一旦输入信号被接受,每个细胞就像一个微型电池一样工作。
它由通过细胞膜的钠钾离子的浓度差异产生能量,电压的变化给信号的传递提供能量,使树突生长。
变得聪明的关键在于增长脑细胞之间的更多地突触联结并且不要丢失已经存在的联结,正是这些联结让我们能够解决问题或做出判断。
据估计,我们所使用脑有计划的加工能力不到万分之一,通常一千亿个神经元中的每一个与其他1000---100000个神经元相联结。
在理论上,可以联结的还得多。
由于每个神经元有几千个突触,你的脑就有几万亿个。
所以,增加新刺激至关重要。
脑科学研究是一门综合性很强的学科。
不但需要神经生物学的正面研究(包括神经解剖学、神经生理学、神经化学、神经遗传学、神经免疫学、神经行为学等),而且需要心理学、数理科学、信息科学和计算机科学的积极参与和协作。
脑科学的研究手段概括了数学、物理学、化学、工程学、计算机科学、普通生物学、医学、遗传学等学科方法和概念。
其研究范围之广、技术难度之大是至今任何一门其他学科所难以相比的。
六、全脑教学理论价值
语言、学习、记忆、思维、情感与社会行为等人脑高级功能是当前认知神经科学研究的重要内容。
学习与脑的可塑性则是目前最引人瞩目的领域之一。
人脑内的单个神经元是如何组织起来的、执行复杂的高级功能?
日常生活的经验与学习,又是如何引起脑结构功能的变化?
究竟用什么样的办法可以改善脑的学习,帮助脑更好、更快地进行学习?
诸如此类的问题,都是用脑科学发展观范围内的大问题。
它的是否正确解决以及正确到什么程度等都关系到人的培养事业的科学发展,关系到我国教育事业是否又好又快高速运行的大问题。
我国是世界第一人口大国,但整体而言人口素质偏低,高素质人才资源缺乏,这已成为制约我国社会与经济发展的瓶颈。
为此,党的十七大强调:
“实施素质教育,提高教育现代化水平,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人⋯⋯更新教育观念⋯⋯加强教师队伍建设⋯⋯建设全民学习、终身学习的学习型社会”。
这一目标的实现必须要以坚实而全面的相关科学理论特别是以脑科学发展的最新理论为基础,为前提,为根本性条件。
我国3亿多儿童青少年的教育与学习效率的提高均有赖于对他们大脑认知活动规律的了解与掌握应用。
许多研究表明,在我国儿童青少年群体中,阅读障碍的发生率为6%左右,计划障碍的发生率为5%左右,注意缺乏障碍的发生率为7%左右,学习障碍的发生率则可能高达10%左右。
它们严重地影响着数以千万计的儿童青少年的健康成长,急需我们吸取当代脑与认知神经科学研究的最新成果,武装头脑,以提出科学、有效的解决方案。
更何况,在当前基础教育的课堂中依然程度不同地存在以下的倾向:
班级教学组织形式单一化倾向、学科课程内容在实际传输中的抽象化、偏窄化的倾向、传统教学方法僵化倾向、学业成绩评价片面性倾向和学业负担虽减却增的倾向等都与脑与认知神经科学研究最新成果相离、相背甚至相反。
因此,这种局面必须改变!
但唯一最终能改变这种状态的不是教育的行政命令,不是教育工作者的一般积极性而在于教育工作者首先应该成为一名脑科学研究领域的“学问用户”,学习运用有关研究的最新信息;
其次,要更多地进行行动研究,从自己工作开始研究,从小的研究着手并追记自己的研究成果,以升华为理论形态;
第三,共享研究成果,让学生、家长同参与,学校当然要为研究提供必要的资源与动力支持。
七、做全脑教学促进派
由上可知,大脑两个半球即使在完成一些简单的任务中也都是共同参与的。
正常人的两个大脑半球通常是独自进行加工后通过胼胝体进行信息交换。
两个半球的目标是共同的,在几乎所有的活动中它们都是相互补充,协同运作的。
个体从两个半球对信息的整合中受益,可以对信息有更全面充分的理解。
例如逻辑思维并不是左半球的专利。
有些左脑损伤的患者,也没有发现他们自己的思维过程缺乏逻辑。
创造力和直觉也不仅仅限于右半球。
即使在右半球损伤后,创造力虽然减少但仍然存在。
任何正常人的大脑两个半球都不能独立地运作,因此教育过程不可能只针对某个半球进行。
脑半球优势不能绝对化。
没有任何证据表明有人是纯粹的左脑者或右脑者。
可能大多数人的某个半球更活跃一些。
两个半球都有综合能力,即是说,两个半球都可以将部分信息整合在一起形成完整的意义。
因为左右半球通过一个由2.5亿个神经纤维组成,被称为胼胝纤维束相连,藉以左右脑半球相互联系,协同完成脑功能。
当然,大脑左右半球的这些功能不能相互转换。
脑半球以一种完美的合作关系协同工作。
这种协作被有人描述为:
虽然它们相隔有5厘米那么远,但它们毕竟是在同具身体里面。
他们有相同的皮层,相同的脑干,相同的脊髓。
每个半球都与另一半球共享着数年的经验。
它们在早晨吃同样的谷物,中午吃一样的汉堡(因此它们的血液供给发生相同的改变)。
它们有着同样的激素,机体释放同样的神经递质并像注射鸡尾酒一样穿过它们,它们从
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