教育與教學評估基礎/課堂管理/腦科學研究
腦科學研究如何幫助我理解如何教授學生？
作者： Valerie R. Singleton
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1. 閱讀者將能夠討論支援和反對腦科學教育的兩個主要論據。
2. 閱讀者將能夠理解腦科學研究推薦的教育方法及其對學習的影響。
3. 閱讀者將獲得將腦科學學習研究的經驗教訓應用於課堂環境的基礎知識。
教育領域正在變得越來越複雜。對於新手教師來說，各種各樣的教育研究和教學模式往往令人望而生畏。如何才能讓新教師確定哪些策略最有效，尤其是在大多數教學策略都經過多年研究的支援時？大多數教育模式看起來都合理且有用，這會令人不知所措。隨著畢業率下降、考試成績不佳、預算緊張以及問責制的壓力，教師們很難讓課堂教學保持有趣、有意義和有趣。教師們現在比以往任何時候都面臨著讓學生保持參與的挑戰。學生已經轉變為積極的學習者，而教師則扮演著引導知識和學習獨立性的指導者的角色。（Erlauer, 2003）腦科學研究及其對學習的影響絕對不是一個新的研究領域。過去，已經出現過各種理論，從右腦與左腦學習者、性別研究，以及介於兩者之間的許多其他理論。（Willingham, 2006）本文將回顧腦科學教育的核心原則、最佳教學實踐的意義以及基於主流研究的 12 個課堂設計原則。
腦科學學習是一種基於以下理念的教學設計模型：學習活動如果在與大腦學習方式相相容的環境中進行，將會更加有效。腦科學教育圍繞著一個原則：如果學習者處於一個自然、充滿挑戰但又沒有威脅的環境中，那麼學習將不僅會發生，還會蓬勃發展。學習是人類的自然狀態。然而，人類並沒有學會在工作中變得更有效率，或者在數字方面比文字方面更出色。人類學會生存。腦科學學習的主要原則在於，如果環境有利於自然學習，那麼學習不僅會發生，還會蓬勃發展。
大多數腦科學教育研究人員都會承認，腦科學學習研究的許多發現還處於早期階段。腦科學學習的兩位先驅研究人員，Renate Nummela Caine 和 Geoffrey Caine 已經出版了幾本書和文章，探討了腦科學研究，並讓該主題獲得了關注。Caines 提出了 12 個基於腦科學研究的原則，概述了其在課堂上的意義。這 12 個原則將在本文後面詳細討論。但首先，重要的是要指出，有些科學家認為，儘管神經科學在揭示大腦的工作原理方面取得了巨大進步，但將這些發現應用於課堂還為時過早。神經科學是一個充滿神秘的廣闊學科，科學家直到最近 15 年才透過使用 MRI（磁共振成像）和 PET 掃描（正電子發射斷層掃描）揭開了一些謎團。（Erlauer, 2003）其他科學家也提醒教育工作者不要被所有研究吸引，因為許多用於支援課堂教學模式的發現根本不是基於腦科學的。大多數研究主要基於現有的認知研究心理學理論。（Bruer, 1999）神經科學和心理學非常相似。主要區別在於，神經科學是大腦及其功能的科學，而心理學是思維和人類行為的科學。（Bruer, 1999）心理學多年來一直被認為是一門軟科學。神經科學是一門硬科學。硬科學通常以嚴格的方法和假設形成為基礎。軟科學通常沒有那麼嚴格，有很大的空間進行推測。John T. Bruer 在《Phi Deltan Kappan》期刊上發表的文章《追尋…腦科學教育》中探討了這種二分法。Bruer 認為，大多數針對傳統教育模式的現有證據都可以得到建構主義和認知發展 30 年研究的支援，而不是腦科學研究。（Bruer, 1999）如前所述，一些科學家同意，腦科學在過去十年中取得了很大進步。著名的認知科學家和教授 Daniel Willingham 提醒教育工作者，在試圖將神經科學與有效的課堂實踐聯絡起來時，要注意不同層次的分析。
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有關此方面的更多資訊，請花點時間觀看《腦科學學習：潮流還是突破》。 http://www.teachertube.com/view_video.php?viewkey=544d689fb96c3fad28ee 。 |
儘管存在懷疑，但許多科學家還是在研究中發現了足夠的有效性，以推動改變美國課堂的面貌。Eric Jensen、Renate Nummela Caine、Geoffrey Caine 和 Laura Erlauer 設計了將腦科學研究融入課堂的教育模式。下一部分將調查他們的研究對教育的影響的一些原則和意義。
關於腦科學學習的所有資訊，教師如何成功地將最佳教學實踐融入課堂？對教師來說，重要的是要知道他們不必重新發明輪子。無論何時試圖將新策略實施到課堂中，最好從小處著手。當我第一次開始教學時，我姨媽也是一名教師，她告訴我永遠不要停止學習。她建議我定期參加會議，並選擇兩種好的策略融入我的課堂。我打算謹慎地將我在研究中讀到的一些策略融入課堂。Renate Nummela Caine 和 Geoffrey Caine 制定了將腦科學研究融入課堂的 12 個心智/大腦原則。根據 Renate Caine 的說法，“這些原則並非旨在代表學習的最終結論。然而，總的來說，它們確實導致了對學習過程和學習者的一個全新的、綜合的看法。它們使我們擺脫了將學習者視為一張白紙的觀念，而是轉向欣賞身體、大腦和心靈是一個動態統一體的這一事實。”以下是 Caine 和 Caine 定義的 12 個心智/大腦學習原則的完整列表。
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1. 大腦是一個複雜的適應系統。 2. 大腦是一個社會性大腦。 3. 對意義的追求是天生的。 4. 對意義的追求是透過模式化的方式發生的。 5. 情感對模式化至關重要。 6. 每個人腦同時感知和創造部分和整體。 7. 學習涉及集中注意力和周邊注意力。 8. 學習總是涉及有意識和無意識的過程。 9. 我們至少有兩種組織記憶的方式。 10. 學習是發展的。 11. 挑戰可以增強複雜學習，而威脅會抑制複雜學習。 12. 每個人的大腦結構都獨一無二。（凱恩和凱恩 1997） |
這些原則中的每一個都對課堂有特定的意義，這些意義在他們出版的《超越可能的教育》一書中得到了充分的闡釋。埃裡克·詹森基於凱恩的研究，開發了一個教學模型，將教學準備分解成三個不同的階段。第一個階段是準備和計劃階段，第二個階段側重於學習過程，最後階段是反思和資訊處理。（詹森，2005）如果教師使用詹森的教學模型並整合雷娜特·凱恩在其著作《建立聯絡》中提到的以下三種互動元素，那麼建立一個以大腦為基礎的課堂將不再是一個具有挑戰性的過程。
• 教師必須讓學習者沉浸在複雜、互動式的體驗中，這些體驗既豐富又真實。一個很好的例子是讓學生沉浸在外國文化中，來教授他們第二語言。教育者必須利用大腦平行處理資訊的能力。
• 學生必須面臨一個具有個人意義的挑戰。這樣的挑戰會激發學生的大腦達到所需的警覺狀態。
• 為了讓學生對問題有深刻的見解，必須深入分析解決問題的方法，以及關於學習的一般規律。這就是所謂的“對經驗的主動加工”。（凱恩，1991）
1. 以下哪一項不是以大腦為基礎的教學的特徵？
A. 大腦在自然環境中反應更好。
B. 人類學習生存。
C. 氣氛對學習沒有影響。
D. 環境必須與個人的學習方式相相容。
2. 大多數科學家都同意以大腦為基礎的學習研究
A. 是可以整合到課堂中的可靠而有說服力的研究。
B. 在課堂上沒有位置，因為它只是一個潮流。
C. 取得了很多進步，但仍處於發展的早期階段
D. 是未來的趨勢，教師需要學習所有關於它的知識。
3. 最後一段中的三個互動元素與哪個教育模式或理論最相似？
A. 建構主義理論
B. 布魯姆的教育目標分類學
C. 維果斯基的社會發展理論
D. 皮亞傑的認知發展理論。
4. 以下哪一項是關於大腦/心智原則 #6 的最佳教育意義？
A. 設計需要全腦互動和交流的活動。
B. 將材料（海報、藝術品、公告欄）放置在學習者注意力範圍之外，以影響學習。
C. 努力創造一種輕鬆警覺的氛圍，低威脅，高挑戰性。
D. 將健康要素融入學習過程。（凱恩，1991）
Bruer, J. T. (1999). In search of . . . brain-based education. Phi Delta Kappan, 80(9), 648.
Caine, R.N. & Caine, G. (1991). Making connections: Teaching and the human brain. Alexandria, Virginia: Association for Supervision and Curriculum Development.
Caine, R.N. & Caine, G. (1997). Education on the edge of possibility. Alexandria, Virginia: Association for Supervision and Curriculum Development.
Erlauer, L. (2003). The brain-compatible classroom: Using what we know about learning to improve teaching. Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development.
Jensen, E. (2005). Teaching with the brain in mind (2nd ed.). Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development.
Willingham, Daniel. (2006). “Brain-based” Learning: More Fiction than Fact. Retrieved February 8, 2009. American Educator. http://www.aft.org/pubs-reports /american_educator/issues/fall2006/cogsci.htm.
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Vrsingmom (討論) 05:58, 2009 年 2 月 19 日（UTC）