基于脑的课堂教学[1]

一、基于脑的课堂教学的意义与价值

当前，随着与认知神经科学的飞速发展，脑科学研究成果的逐渐丰富，“脑与学习”的研究已经成为当今科学研究领域最前沿、最重要、最活跃的学科之一，“基于脑的学习和教学”正在世界范围内广泛兴起。1999年开始，经合组织（OECD）的教育研究所已经开展了大脑和学习的项目研究。从2002年开始，哈佛大学教育系设立了“心智、脑与教育”的博士培养项目，在这段时间里，英国剑桥大学以及德国、日本、韩国、阿根廷也相继建立了类似的学科和研究基地。美国自然科学基金会已经决定在美国建立若干个“学习科学中心”（Science of Learning Center）。自20世纪90年代中期以来，我国北京师范大学先后建立了“认知科学与学习” 教育部重点实验室和教育部“脑与认知科学”网上合作研究中心，2004年获准成立了“认知神经科学与学习”国家重点实验室。2002年，东南大学成立了学习科学研究中心，重点研究中国儿童的情绪并把研究工作与推动中国从幼儿园到小学的科学教育结合起来。

正是在脑科学研究的不断深化，尤其是在一些致力于将脑科学研究成果应用于教育的学者、专家们的不懈努力下，在全世界范围内已经开展了较大规模的“基于脑的教育”运动，脑科学研究成果已经展现了其广泛的教育应用价值。同时，脑科学研究成果在教与学中的应用价值已经得到了很多教育教学研究者和实践者的重视，从基于脑的教学的视角探索提高学生学习效能的方法与途径，是一个正在受到重视的实践研究领域。因此，建立基于脑的教育，根据脑发育与活动规律、脑认知活动的规律进行教育教学，在充分了解和认识人脑的认知功能、情感功能等前提下，建立适应儿童认知能力发展特点的教育教学方法和教学组织策略、学习方法与学习策略，真正奠定教与学的科学基础，做到科学地教与学，努力提高学习质量和效率已成为我国教育科学研究和改革的重点之一。

在以上方面，我国一些学校和教育工作者在实践中已经取到了一点研究成果，就如江苏省南京市江宁区开展的友善用脑实验，江阴市青阳小学开展的适于脑的课堂教学策略研究等。这些成功的案例充分说明了开展基于脑的课堂教学的重要意义，给人以很大的启迪。

1、基于脑的课堂教学充分体现了学习者的主体作用，建构学习者自己的学习意义

基于脑的课堂教学认为，追寻意义是学生学习的重要目的。学生是学习的主体，只有学生的主体性得到了充分的激发，学生才会将学习看成自己的事情，真正的学习才能发生。另外，教的质量最终要通过学的质量来反映，教的最终目的是为了不教，学习应成为学习者自己的事情，为此，每个学生都要在学习中建构自己的学习意义，这样的学习才是有效的学习。

2、基于脑的课堂教学是以“学”为中心，教学的起点从学生准备开始

基于脑的课堂教学认为，学生的认知准备和情意准备是有效教学的前提。教学的起点是学生已经掌握的知识和学习心向的准备，要特别重视学生的“先学”，整个教学过程以“学”为中心开展。

3、基于脑的课堂教学体现了更多课堂练习和及时教学反馈

基于脑的课堂教学认为，过度学习和及时反馈是有效学习的重要策略。学生在课堂中应有更多时间用于自主学习、自主练习，教师应有更多时间给予学生及时的课堂教学反馈。学生之间的互助合作学习也构成了有效的反馈来源。

4、基于脑的课堂教学强调了互动与合作，满足学生社会性需求

基于脑的课堂教学认为，互动合作是有效学习的基本途径。每个学生都有社会性需求，都需要与他人交往，互动合作学习可以激发学生的内在动机，基于脑的课堂教学重视了生生、师生之间的交往与合作，促进了其对话与交流。

5、基于脑的课堂教学体现了更多的“提取式”学习

基于脑的课堂教学认为，提取式学习比“精加工”学习更有效。基于“提取式”的学习要求学习者更多地应用知识，更多地讨论与交流，更多地检测知识，这些都是有效学习的重要保证。

二、基于脑的课堂教学的基本内涵与特点

基于脑的课堂教学是以脑与认知科学研究成果为教学设计依据，在充分认识和了解大脑发育规律以及认知活动规律的前提下，以更好地促进学生学习与发展为目标，创设适于大脑学习、促进大脑发展的课堂教学环境，科学合理地安排教学内容、教学过程、教学方法、教学评价方式等教学要素，使每位学生在获得知识、发展能力与提升情感的同时，学会学习，开发潜能。[2]

基于脑的课堂教学既是一种全新的教学理念，更是一种科学提高教与学效能的新型教学方式，它具有以下四个鲜明的特点：

1、脑与认知科学研究成果是教学设计的基本依据。这是理论指导下的教学实践。在基于脑的课堂教学中，教学组织的各个环节、教学方法的选择都以大脑的发育发展规律和认知活动规律为依据。我们期待课堂教学效能的提高不再是经验积累的结果，而是理论指导下的自觉的课堂教学改进的产物。以脑科学研究成果为基础的课堂教学设计可以使学生的学习效率达到最大化，促进学生学习。

2、充分认识和了解大脑发育发展规律和认知活动规律是教学的前提。为此，基于脑的课堂教学要求教师更多关注脑与认知科学研究成果，我们也将在教师中普及与教学相关的脑科学知识作为重要的工作。我们期待参与研究的教师在理论素养方面有明显提高，尤其是在科学实施教意识方面有显著增强。

3、促进学生更好发展、提高课堂学习效能是教学基本目标。我们不仅关注知识的获得，同时关注学生能力的发展、积极学习情感的培养。我们期待基于脑的课堂教学带给学生一些新鲜的学习经历、愉快的学习体验、高效的学习过程。

4、在教学过程中特别关注学生的个体差异，充分发挥学生主体作用。大脑发育发展规律既有共性又有个性。基于脑的课堂教学从每个学生的实际情的况入手，考虑每位学生学习需求，采取以学定教的教学方法。我们期待基于脑的课堂教学能是每位学生的大脑潜能都能得到进一步开发。

三、基于脑的课堂教学模式

基于脑的课堂教学模式——三段十步教学流程是在借鉴赫尔巴特的四段教学、凯洛夫的六环节课堂教学、加涅的课堂教学、皮连生等的“六步三段两分支”课堂教学等模式的基础上，建立在基于脑的学习过程的认识基础形成的全新课堂教学模式。基于脑的课堂教学是贯穿课前、课中和课后的一种系统教学设计。基于脑的课堂教学模式——三段十步教学流程如下：

时段		主要教学步骤	主要学习过程	适合的教与学行为	相应的脑科学原理
课前		(1)预先呈现：提前一周或更长时间，渗透下阶段要学习的内容 (2)预先告知：提前一天告知下节课要学习的内容，或布置预习作业	感知、体验学习内容 预习 激发动机	在教室张贴与学习内容相关的信息；准备教具与学具；提供材料，布置预习作业和要求	内隐学习 启动效应 浸润式学习 建立与已有知识的联系 好奇心与求知欲
课中	第一高效期（开始上课后15—20分钟）	（3）告知目标与设定预期 （4）引起注意，学习新知	引起注意 明确目标 激活原有知识 建立意义 精加工与理解 记忆	背景音乐 多感官教学 情感教学 讲授式 自主探究 合作学习 小组讨论 进行前测 主题教学	首因效应 目标激励 注意唤醒规律 提取练习的重要性 建立意义与促进理解和保持 情绪优先 身心安全 多感官学习 多元智能
	相对低沉期（5至8分钟）	（5）练习与巩固，沉淀学习	调整注意力 个体加工与知识“沉淀” 认知结构 重建与改建	身体活动：伸展与放松练习 放音乐 复习与整理 小组学习、讨论 画脑图 角色扮演、游戏	互动反馈 提取式练习 停工期的意义 身体运动促进学习 内隐学习
	第二高效期（10—15分钟）	（6）学习相对次要的新的知识和技能 （7）新知巩固：采取变式练习，复习新的知识和技能。 （8）新知应用，解决问题。 （9）总结与评估。（10）庆祝与分享。	知识应用与迁移 复习与记忆 建立意义 激发动机	讲授式 问题解决 合作学习 自主探究 小组讨论 全班交流与分享 放音乐 表演 总结与评估	近因效应 积极情绪作用 多元智能 脑的社会性属性 互动反馈 知识迁移
课后		（11）2天内复习与应用	及时复习巩固	复述、背诵 变式练习 解决问题	遗忘曲线 学习风格与学习方式
		（12）20天内再次复习与应用	更多复习与实践应用	写作片段 表演、复述 其他方式的应用	遗忘曲线 学习风格与学习方式

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 第一阶段：课前准备阶段

课前准备阶段主要做两件事：（1）预先呈现：提前一周左右时间预先渗透下一阶段要学习的内容，为学生提供学习内容的相关材料（经验联结的基础）。此时的渗透教学应以贴近生活的实例和经验为主要形式，以一种整合的知识形态出现，让学生产生感性认识。（2）预先告知：提前一天告知下节课要学习内容，引起学生的期待；或者布置预习作业，让学生为下节课学习做好认知和心理上的准备。

第二阶段：课堂学习阶段

课堂学习阶段主要分三期进行：

第一高效期——上课后十几分钟

（3）告知学习目标，设定学习预期。（4）引起注意，学习最重要（核心）的新的知识和技能。

相对低沉期：5至10分钟

（5）练习与巩固，沉淀学习

第二高效期：下课结束十几分钟

（6 ）学习相对次要的新的知识和技能。（7）新知巩固：采取变式练习，复习新的知识和技能。（8）新知应用，解决问题。（9）总结与评估。（10）庆祝与分享。

第三阶段：课后练习阶段

巩固与应用：采取2—20原则进行复习、反思、巩固与应用。

（11）在课后2天内复习并应用。可以采取思维导图、问题解决、写作片段、言语表达等各种方式进行复习与应用，达到巩固的目的。

（12）在课后20天内再次进行反思与应用，以促进成长时记忆和有效应用。可以采取表演、问题解决、写作、测验等多种方式进行复习。

以上就构成了完整的三段十步教学过程。这一模式的教学流程见下表所示：

四、基于脑的课堂教学的实践

       在实践中，基于脑的课堂教学研究有以下六个目标要素，它们构成了一个完整的教学框架。下面，围绕这些目标要素重点探索基于脑的课堂教学的基本方法和途径：

    1、创设适于脑的课堂环境

我们在对脑与认知科学研究成果进行梳理的基础上，分析出适于脑的课堂环境具有身心安全性、体感舒适性、教育浸润性；课堂环境是指课堂内影响学习效果的各种物质和精神因素的总称，创设适于脑的课堂环境包括创设适于脑的物理环境、适于脑的心理环境以及适于脑的认知情境三个要素。

物理环境是教室的基本属性，置身于课堂之中，学生首先感受到的是教室的物理环境的布置。比如教室是否宽敞明亮，座位安排是否称心如意，板报及墙壁标语是否振奋人心等等。基于脑的课堂教学要求教室环境通风良好、光线充足，最好还有一些创造性的教室环境布置和物品的利用。

大脑在一个放松的、安全的环境下，才能发挥出最大的学习效率。创设适于脑的心理环境，首先要求消除课堂学习中的心理威胁与压力，营造温馨和谐的课堂心理氛围。比如教师在任何时候对学生表示尊重；在开学第一天就记住学生的名字；经常保持微笑，与学生适当分享一些趣事；运用幽默感；使教学变得有趣、积极和愉快等。其次，有效创设适于脑的课堂纪律。教室是一种学习环境而非军营，当学生感到教师关注的最重要的问题是学生的学习和发展，而不是教师的自尊和权威时，绝大多数的纪律问题都会迎难而解。

课堂中的主要任务是学习，教师要创设适于大脑学习的认知环境，如把音乐引入课堂，通过生动的视频、优美的音乐、逼真的图片、清晰的表格等刺激学生多种感官，在强化直观性的同时，引导其进行思维和想象，促进师生间的交往和互动；创设激发学生学习兴趣，基于学生认知经验和社会生活实际而创设学习情境，促进其学习；通过小组讨论、大组分享、抢答与必答等学习竞赛、书面交流等多种方式让学生表达各自观点看法等。

2、让学习充满意义

大脑的学习是一个追寻意义的过程，只有学习者具备了有意义学习的心向，真正的学习才可能发生。教师的课堂教学符合学生的有意义学习过程的规律，学习才可能是高效的。因此，基于脑的课堂教学认为，学习是一个寻求意义的过程，如果学生能够感到学习某样东西的重要性，他就会提高学习的动机水平和认知投入，从而影响到学习结果。

基于脑的课堂教学要求教师按照学生认知发展规律和知识学习规律，合理安排和处理教学内容，采用有效的教学方法，让学生的学习更有意义。

（1）采取多感官教学。脑科学研究表明，调动越多的感官，就可以利用越多的大脑通道，从而建立起更多地神经联结。这样一来，对于我们学习到的信息就能用更多地方式进行编码，增强了记忆线索，提高了回忆的成功率。另一方面，由于每个人有自己的相对偏好的感官通道，感觉神经对于该通道的信息输入会更加敏感，信息加工会更加迅速，学习效率相应提高。所以，多感官教学能尽可能多地调动学生的视、听、味、嗅、触、动等多感官参与学习，充分开发和利用学生的多元智能，满足不同学生的学习需求，从而提高全体学生的学习效能。

(2)运用思维导图。思维导图是表达发射性思维的有效的图形思维工具，它能充分运用左右脑的机能，运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表示出来，在主题关键词与图像、颜色等之间建立记忆链接，从而开启人类大脑的无限潜能。思维导图技术是学生建构属于自己的认知体系的有效方法，已经得到了很多证实。大脑将每个新知识点与已学知识相联系产生意义，形成意元组块和神经网络，这有助于提高理解和记忆效果，而思维导图可以帮助学生建立这样的联系，它和传统的学习记忆方法相比有较大的优势，可以成倍提高学习效率，增进理解和记忆能力。

（3）教学内容贴近学生，能力追寻知识的应用价值和生活意义。脑科学研究表明，发现意义是大脑的本能。在学习过程中，学习者自身的生活经验、知识基础都是意义的重要来源。当学习者感受到学习内容与自己的生活紧密相连、与自己的能力相适宜，学习内容对自己的发展有帮助，他们的学习动力就会更强，学习积极性就会极大地调动起来。因此，基于脑的课堂教学要求教学内容要贴近学生生活，让学生感到学习的应用价值和对其发展与成长的意义。

（4）开发内隐学习潜能。内隐学习是有机体在与环境接触的过程中不知不觉地获得了一些经验并因之改变其事后某些行为的学习。人有巨大的学习潜能，这些潜能不仅包括我们所说的通过有意识的学习去开发我们的学习潜能，还包括我们所没有意识到的内隐学习的巨大潜能。内隐学习的个体差异小，不易受年龄、智力等因素的影响，学习容量巨大，而它在传统教学中并没有得到足够重视。基于脑的课堂教学要求重视学习方法的变革，充分发挥内隐学习强大的学习能力。

（5）应用认知规律。利用认知规律，比如知识的准备率、迁移规律、记忆规律等，通过有效的教学组织，让学生学得更加轻松、高效。

（6）倡导探究性学习方式。让学生采取一种自然的学习方式，满足学生好奇心，在学习探究中追寻意义和价值，基于脑的课堂学习尤其重视探究性学习方式。这是一种整合的学习方式，学习者的获得将不限于要探究的内容，探究过程本身就具有极大的激励作用，对学生的发展产生重要影响。

（7）针对学生差异，以学定教。学生是各有特色的生命体，学生之间存在巨大的差异，包括认知基础、感官偏好、学习风格等多个方面。以学定教就是要适应学生的差异，促进学生差异发展，让每个学生个体找到属于自己的学习意义。

3、让学习更加积极

大脑的学习从来就是认知与情绪情感紧密相连、相伴相生的，情绪情感在学习过程中发生重要作用，它对一个人的学习和事业成功的作用有时要大于认知。情绪情感本身也是学习的重要目标与内容，没有不带情感的认知活动，也没有不含认知的情感活动。我们在课堂教学时，首先要想到我们的对象是一个个有丰富情绪情感的人，只有充分调动学习者的积极情绪情感，学习才更加容易发生。由此可见，人类在不同情绪状态的学习效率也不相同，积极情感能通过促进某种化学激素的分泌促进学习，消极情感则阻碍学习。实验研究证明，伴随强烈积极情感的学习内容被记住最牢，伴随强烈消极情感的学习内容可能会记得更牢，但也可能完全抑制记忆的提取。

基于脑的课堂教学认为，从情绪的角度来提高课堂教学的效能，旨在充分发挥情绪对认知的促进作用，建构一个积极向上的温馨的课堂环境，让学生在课堂中学得更加积极主动。学生在课堂上的积极情绪，表现在对课堂有期待，积极参与课堂活动。为此，教师可以采用以下策略：

（1）创设问题情境，激发学习兴趣。脑科学研究表明，前额叶对新意刺激有强烈的兴趣，中小学生的集中注意力时间有限，很容易受到新奇、新颖、有趣的情境的影响。教师可以在教学过程中，为学生创设一个新颖有趣的学习情境，吸引学生注意力，激发他们对学习的兴趣。

（2）激发内在动机，体验学习乐趣。学习动机是直接推动学生进行学习的一种内在动力，它对学生的学习具有激发、维持和加强的作用。动机过强或过弱，不仅对学习不利，而且对保持也不利，在难度不同的任务中，动机的强度影响解决问题的效率。心理学研究表明，学习动机有多种，比如内部动机和外部动机；认知内驱力、自我内驱力、依属内驱力。教师要善于在课堂中激发学生多样的学习动机，让学生对学习感兴趣，调动学生的积极学习情绪。比如给学生适当挑战的学习任务；提供成功希望，分享成功，给予激励性评价与反馈等。

（3）完善群体环境，融洽师生关系。多项研究发现，当课堂是有凝聚力的、令人满意的、有目标、有组织和少冲突时，学生在认知和情感指标上的得分会比较高。[3]因此，班级中的良好的人际氛围对支持学生积极参与学习有重要的影响作用。基于脑的课堂教学倡导发挥师生关系、伙伴关系的积极作用，让学生在一个温馨、安全和积极向上的学习环境中学习，体验到学习的乐趣。

（5）适度归因训练，塑造积极自我。对学习成败进行归因训练，可以使学生对自己有更加正确的理解，塑造积极的自我认知，从而激发更强大的学习动力。适当的归因训练，可以提高学生的自我效能感，自我效能的乐观倾向可以促进个体积极行动，对活动的激发和维持产生影响。

4、在课堂上满足学生的社会需求

人的成长过程，本质上是一个社会化的过程。作为社会性的大脑，学习过程需要满足学习者的社会性发展需要。这种需求包括归属与爱的需要、尊重与自尊需要、成功需要、展示自我才华的需要等。大脑学习过程也是一个追求社会性需求获得满足的过程。所以，能够提高这种需求的学习内容、学习活动是激发学习者学习欲望的强大动力。

每个人都需要得到他人和社会的认可，都需要体验成功的感觉。在课堂中，让学生有机会向他人表达自己的观点、向他人展示自己的学习成果，有机会为他人服务，是满足其社会性发展需求的有效方法。因此，基于脑的课堂不是一个静态的课堂，不是教师向学生单向传授的课堂，而是一个充满互动特征的课堂，学生之间、师生之间合作学习、交流对话、展示与平等分享等。

5、让学习踏准大脑的节律

 大脑是一个生理器官，大脑的生理健康直接影响到学习效率。另一方面，大脑有其自身运行规律，有效的学习必须遵循大脑的生理节律。基于脑的课堂教学应注意遵循以下基本策略来开展课堂学习，让让学习踏准大脑的节律：

（1）遵循注意规律实施教学。脑科学研究表明，中小学生集中注意时间在十几分钟到二十几分钟。作为一个标准，对于一个小学二年级的学生来说，连续5—7分钟的讲授就足够了，而对八年级至高中学生来说，连续12—15分钟的讲授则是比较合适的。[4]在学习之后，大脑需要时间对所学知识进行加工并休息。为此，大脑在一节课中有高效学习期和低效学习期，与之对应的还有首因效应和近因效应，教师据此要灵活、科学安排不同时段的学习内容，比如在高效学习期安排学习新知和最重要的知识，在低效学习期则采取多种方式复习巩固与拓展练习等，在学生情绪低落时安排一些活跃的活动等。

（2）遵循记忆力变化节律实施教学。在这一方面的研究已经比较成熟，也开展了很多实践探索。一般而言，遗忘的发生遵循先快后慢、先多后少的原则，所以在基于脑的课堂教学中应能够有意识地及时组织复习，则学生的学习效率必然会提高。

（3）让课堂动起来。基于脑的课堂是一个活动的课堂，一讲到底的灌输式教学显然不符合大脑的运行规律。为此，教师要在课中安排学生有机会站一站、动一动、听音乐、角色扮演等；要及时下课，让学生有时间走一走，不要一直坐在座位上，这样可以促进血液循环，使大脑得到养分补充，从而劳逸结合，提高学习效率。

6、 创建基于脑的教学评价与反馈系统

教学反馈与评价是课堂教学的关键环节。适于脑的教学评价与反馈能够起到激励作用，能够发现更多地好学生，能够促进学生的个性化、多元化发展，而单一的评价标准只能导向单一的课堂教学，从而产生更多地问题学生。

基于脑的教学反馈与评价是以学习者为中心的评价方式，它是一种多元化的评价、激励性的评价、强调主体参与的评价，倡导采纳表现性评价的方法，更多地关注学生整体生命的成长，关注学生真正的学习获得。大脑需要获得更多即时而具体的反馈的信息，需要更多鼓励与赏识。基于脑的教学评价与反馈可以从以下几个方面进行：

（1）即时性评价。反馈与评价要及时，评价结果直接反馈到学生学习之中，从而使学生尽快调整学习行为。即时反馈可提高内在学习动机。让学生知道沿着正确的方向前进能增强学生的自尊心，还能带来更多、更成功的学习。

（2）具体性评价。反馈与评价内容要具体，有助于学习者了解自身存在的问题或成功之处，以便找到问题解决办法。

（3）激励性评价。激励性评价的目标是促进学生学习情感与态度的形成和发展，激发学生学习热情，帮助学生正确认识自我，开发学生的学习潜能。当学生感受到教师与同学对自己的包容、认可与赏识，其会有更多安全感，产生更大的学习动力。注意，反馈与评价语言和方式要具有激励效果，促使学生更想学习，追求卓越。

（4）多元性评价。由于学生具有较大的个体差异，统一的评价标准显然不合适。多元性评价正是适应学生差异，从为改进教学出发，在评价内容、评价方式、评价主体、评价标准等多个方面，找到适合每一位学生的评价方法，促进每一位学生更好地发展。注意的是，评价内容与方式适合不同学生，具有更多选择性，让不同学生能够展示自己最好的一面，鼓励学生采用灵活多样的表达途径来呈现学习结果。

（5）主体参与性评价。只有调动学生自身的积极性和主动性，评价结果才能发挥更大的作用。主体参与就是要让学生自己成为评价的主人，自己参与评价过程。允许学生选择评价方法，这能够使教师发现学生对知识的真实掌握程度。

（6）全程性评价。强调评价对教学的促进，重视评价学习过程，重视评价的导向性，只是基于脑的评价的一个显著特征。过程性评价不仅重视学习目标的达成度，同样重视对学生学习过程中的情感、态度、价值观做出评价，促进学生对学习过程进行积极的反思，从而更好地调整自己的学习方法。

总之，基于脑的课堂教学体现出六个课堂特征，即三性和三动：人性，主要指环境适宜人，温馨和谐（体现了以人为本的教育理念）；知性，主要指内容丰富，充满意义（遵循认知规律开展教学）；活性，主要指兴趣盎然，主动积极（充分利用积极情绪的力量）；互动，主要指人际互动，展现自我（满足学生社会性成长的需求）；律动，主要指调节注意，多样教学（遵循生理规律开展教学）；能动，主要指即时反馈，多元激励（体现为学而评的思想）。适于脑的课堂教学就是要追求环境适合脑、课程适合脑、教学适合脑和评价适合脑。

基于脑的课堂教学研究为教师发展注入新的动力，也对教师的教学行为提出了更高的要求与挑战，需要教师更多地了解一些脑与学习的知识，学习相关领域的研究成果并能运用到自己的教育实践中去。

让我们一起投入基于脑的课堂教学研究与实践吧！