从大脑的生理基础与优势功能探寻.doc

從大腦的生理基礎與優勢功能探尋 可行的創造思考教學方法 呂秀美 撰壹. 前言大腦是人類行為與思考的樞紐，透過視、聽、嗅、味、觸等各感官的覺知，輸入了來自各方的資訊，傳入腦中、重新編碼、認知、解釋、儲存或反應等等，這一系列的歷程，是快速而複雜的。這些年來，人類不斷的研究有關大腦左右分化的功能與優勢能力的發展，這些研究結果，對於教育上之應用，實有其莫大的貢獻。在資優教育中，強調的是創造思考能力的培養，創造思考究竟是先天？抑可透過後天訓練而成？國內學者毛連塭從遺傳和環境的觀點指出創造力的可教育程度之可能性有三：1. 完全來自遺傳，後天無法改變。2. 創造力的表現是受到先天和後天交互影響的結果。3. 創造力的要素中部份是先天遺傳的，部份是可以訓練的。第一種說法未受大部份學者接受，第二、三種說法較為大家所認同（引自張玉佩，民91）。因此，影響創造思考教學除了後天訓練外，對先天生理因素亦應有所瞭解，才能將二者融合運用，發揮教育的最大的效果。貳. 大腦的生理基礎與創造思考 人腦的重量平均只有一千三百克，約佔全身體重的百分之二，雖如一個葡萄柚般大，卻掌控人類思想活動的全部，也是創造人類文明的根源。一、 腦的基本結構單位-腦細胞（又稱神經細胞）： 據估計整個大腦內至少約含有一百五十億至三百億個腦細胞（引自江漢光，民84），其中約有20億個腦細胞直接參與訊息的接收和處理（引自梅錦榮，民87）。神經細胞本體上有數以千計的樹突纖維（接受訊息）和一至二根的軸突纖維（傳遞訊息）如同網絡般，彼此互相行成連會，因此每個神經細胞和其周圍細胞，至少產生一千次到一萬次以上的連會點，此連會點稱之為突觸（synapse）。 科學家發現在動物的一生中，樹突的成長是持續的，樹突上生長著小棘，叫做樹突棘（dentritic spines），它們會因個體的學習和經歷而改變；突觸，特別是樹突上的突觸，亦會受到後天經驗的影響迅速增加，為了支援發展後的樹突的代謝需要，神經元的胞體快速生長，以增加體積（取自邵郊，民89）。因此，腦細胞若缺乏刺激，它就保持原來的樣子，如果善加利用的話，它就會逐漸擴展，其網絡便會愈見複雜。 神經元的周圍是神經膠（glia）特殊細胞，這些神經膠數量超過神經細胞，它與神經細胞不同處在於神經細胞數量不會增加，而神經膠會因環境的刺激而增加數量。神經膠愈多便愈能促進胞突接合活動，使細胞和細胞間的脈動愈有力量，思考的模式也愈複雜，在許多資優生身上常可發現這樣的特徵（引自李翠玲，民81）。Krech和Rosenzweig利用兩組同樣基因的老鼠，控制組被安置於無刺激的環境，且每一隻皆被隔離在燈光昏暗的小籠子裡；實驗組則一起住在一個充滿玩具與良好光線的實驗室裡，且每天可自由離開籠子外出探險三十分鐘。研究結果顯示，實驗組的老鼠比控制組的老鼠之大腦皮質有顯著的增長，長得更厚更重；另外膠質細胞的數目、神經元細胞體及細胞核的大小，以及供應大腦皮質的血液細胞徑等都有增生的現象（引自李翠玲，民81）。由此可見，透過後天的刺激與不同的經驗，確可改變在先天上幾乎相似的兩個體（如許多雙胞胎被安置於不同環境中），而有著天壤之別的學習差異。二、 腦波： 利用腦波儀（EEG）測試大腦神經細胞活動情形，依據腦波振幅的來分析受試者生理和心理的狀態：（引自林幸台，民71年）1. Delta波的振幅最小（0.50.3赫），常出現於沉睡時，多與夢境有關。2. Theta波較快（3.57.5赫），多在半睡眠狀態出現，一般人每日約有百分之五的時間處於這種狀態，這時右半腦波振幅較左半腦高，許多頓悟、幻想常於此時出現，與創造思考關係密切。3. Alpha波屬於一種放鬆式的警醒狀態（813赫），此時右半腦較佔優勢，與訊息接收、發現問題等認知型態有關，此時頓悟、幻想亦時而出現，與創造思考的關係最密切。4. Beta波（13.540赫），此時左腦腦波較強，在行為上表現出注意力集中、目標導向，與解決問題能力有關。 在許多有關腦波研究中，藉由減低腦波，產生身心統整的鬆弛狀態，以提高腦力之集中。如將Theta波降低47週，可以產業更大的鬆弛狀態，有益於創造思考的產生。因此提供學生一個安全而自然創造的情境，乃創造思考教學之重點（引自李翠玲，民81）。三、大腦功能的偏側化與統整： 人類的大腦為左右兩半球構成，就功能上而言，有些功能偏左，有些功能偏右，這種現象叫做大腦功能的偏側化。就目前有關研究之分析，大腦兩半球的功能偏側傾向如下（引自林幸台，民71年；梅錦榮，民87）：1. 視覺方面：左半球偏重字母、詞語；右半球偏重幾何圖形、人面及全盤統整事件、。2. 聽覺方面：左半球偏重語音、語言材料；右半球偏重非語言、環境聲音、樂調。3. 軀體覺、動作方面：左半球複雜自主性動作、依記憶的語文方式表達動作；右半球偏重觸覺辨識、創造性動作。4. 記憶方面：左半球偏重語文記憶；右半球偏重音調記憶。5. 語言方面：左半球偏重語言、閱讀、書寫、計算；右半球非語文符號。6. 空間知覺方面：左半球偏重空間標誌；右半球偏重二度空間。7. 思考方面：左半球偏重歸納、聚斂式、細部分解、聚集、邏輯、分析、系統性概念、抽象的；右半球偏重演繹、幅射式、全盤統整、擴散、直覺、創造、關連性概念、具體的。8. 情意方面：左半球偏重智慧、軀體概念、邏輯、主動爭取、男性化、活躍；右半球偏重情緒、軀體形象、直覺、被動、女性化、直覺的、藝術的。 大腦在活動時會產生電活性，整個大腦約可測出十瓦特的電力。因此，透過腦波儀（EEG）可以檢測出腦部的電器生理性活動，如（引自江漢光，民84）：1. 若一個人在說話時，語言中樞呈現Beta波，而計算中樞呈現Alpha波或Theta波。2. 在繪圖時，語言和計算中樞均呈現Alpha波或Theta波，空間訊息中樞則呈現Beta波。3. 若同時使用兩個腦區，常可能出現混亂情況，因為兩腦區互相競爭或干擾。除了分區功能，大腦重覆功能亦可發揮來回式的訊息傳遞過程，即使是簡單動作，如看到影像要寫下意義，其重覆功能亦十分複雜。在創造思考過程中，大腦跨越各區，擷取不同的分工，並整合為一個新的意念而執行之。Hughling-Jackson 於其階層論中亦說明（引自梅錦榮，民87），人類的神經系統至少是由三個從低到高的功能組成的，較基層的功能在大腦中有特定的部位，基層的功能如簡單的感覺運動功能，它們互相連繫形成較高層次的心理活動。因此，高級的功能並不侷限在大腦的某一部位，而是透過投射纖維、聯合纖維與連合纖維等交織組成的連絡網絡，不但聯繫了大腦半球內，更跨越了大腦半球間的交通，構成了大腦心智功能最主要的生理性基礎。由以上得知，左右半腦功能雖有區別，右半腦雖有較多的創造力表現，然就整體創造歷程而言，唯有左右半腦功能之統整才能有最大的發揮。 然而，對於資優生而言，唯有能將以下四種功能統整、發揮，才能達到所謂創造能力發展（引自李翠玲，民81）：1. 運動功能：主要由腦幹和大腦皮質的運動區所負責。透過身體感覺及大腦對五官負責的功能，提供相關刺激，使身心的感覺更加敏銳而增強對現實的覺知。2. 情緒功能：主要由胼胝體負責。在學習的過程中，易對反覆練習產生厭倦而逃避，此時若能提供一個安全、舒適、被尊重、被關懷的情境，有助於正向情緒的建立，以利於學習。3. 直覺功能：由大腦的前額葉負責。直覺是人類最獨特的能力，透過視覺化和想像力的教學設計，可使資優生創造力得以發揮。4. 認知功能：大腦中許多部份負責與認知有關之功能。故大量而正向的環境刺激，更能強化這些神經結的聯繫，以增進認知功能的發揮，而提升至更高層次的能力發展。參. 大腦優勢功能與創造思考 由於語言是人類非常重要的功能，所以將支配語言功能的半球，稱為優勢半球或主側半球，另一側則稱為從屬或次側半球。據醫學界研究有百分之九十七的人均為左側大腦優勢。若對一些語言中樞有一小部份在右腦的人，其思想和和知覺功能會自然地漸移至右腦。如有些左腦受傷的人，不會說話卻會吟唱簡單的歌；有些口吃的人，可能因為右大腦的語言功能過高，干擾了左腦的表達能力，所以口吃的人唱歌多半不會口吃，此時醫生若能用一些抑制右腦功能的藥物，則口吃現象便能隨之獲得改善。因此，在醫學上有兩個推論大腦優勢功能存在之理由（引自江漢光，民84）：1. 如果兩側大腦共同優勢，在接收及行使訊息時，將會產生決定誰先做的過程，而延誤了快速反應的時機。2. 因為優勢的一側常常有使用的機會，所以能增加使用的技巧性，若兩側同時用，則練習機會減少了，較高層的機能就不能充分發揮。一、 優勢大腦活動的相關研究：1. 在腦波儀（EEG）檢測中呈現：一個人當他在玩積木時，在腦波儀上可發現左腦的電器生理活動鬆弛，表示在休息；反之，當在寫字時，腦波儀上顯示左腦在工作，右腦在休息（引自江漢光，民84）。2. Beckman（1977）在訊息處理的模式上研究，發現右半腦優勢的受試者，在學習上傾向用視覺-空間或操弄材料來表現；左半腦優勢的受試者，通常慣用語言和書寫材料來表現。3. Harnad（1972）提出眼球輻輳運動優勢偏向的反應受相反側腦半球的優勢作用所影響，即眼球左移型受右腦半球影響，反之亦然。Day（1964）研究發現思考的是空間的問題，眼球會向左移，這是因為受到右腦半球運作影響之故；若是語言的問題，則眼球會向右移（引自蔡重建，民72）。4. Krippner等人（1972）研究亦發現腦半球優勢偏向與特殊學業性向有關：眼球右移型在數學方面得分較高；左移型則較偏好人文學科（引自蔡重建，民72）。5. Harnad（1972）以抽象聯結測驗（Mednick and Halpern Remote Association Test）為研究工具，發現眼球左移型得到較高創造力分數，即左移型的思考較具擴散和創意（引自蔡重建，民72）。二、 優勢大腦對行為的影響（引自江漢光，民84）：1. 大腦優勢常影響我們在學習及解決問題上，慣用左腦者，偏好以數字、文字和事實做選擇性的思考，而解決問題方式則偏重以事實為基礎一步步的分析；慣用右腦者，偏好擴散、整體統整的思考，而解決問題方式則偏重以直覺、觀念、靈感等來解決。2. 慣用左腦者，思考方式和內容精確敏銳，做事謹慎、有效率、組織能力強，很能精確的表達自己的想法；慣用右腦者，凡事憑感覺、看著辦，對事務只看原則現象，不喜歡瑣碎事務干擾，觀念抓得快且整合力強，但表達自己的想法時常有些含混。3. 慣用左腦者，易從事律師、工程師等工作；而慣用右腦者，易從事心理學家、藝術家等工作。若單就學習舞蹈之行為，慣用左腦者，著重學習舞曲的名稱、來源、歷史；慣用右腦者，則著重在跳舞時的感覺。大部份的醫學研究雖然承認個體的人格型態、心性發展和行為特徵至少有部份來自先天遺傳，但後天環境的塑造，亦佔很大的影響力。因此，大腦優勢的型態是可以在一定程度的環境作用下，改變其部份表徵的。肆. 現行教育制度對創造思考教學的限制 在現行以升學主義掛帥的教育制度下，過度強調一致性和標準化，已經嚴重扼殺了孩子創造思考能力，培養了一批高學業成就的順從者，只會被動的接受團體給予的任何措施而無絲毫創意。以下就現行僵化之教育模式對創造思考能力之限制，提出了幾點看法：一、 過份強調標準化、精確化的答案，忽略了創造性的解答：學生的作業幾乎都是千篇一律的答案，平時練習是如此，應付考試時更是如此，談何創造思考？二、 過份強調聚斂式思考方式，忽略了擴散式的思考：聚斂式思考強調的是精準，通常是屬於認知思考；擴散式的思考強調的是思考的變通性、流暢性與獨創性，是屬於創造思考，也是目前教育制度大部份所欠缺的。三、 過份強調一致性的學習方式和進度，而忽略個人先天氣質之不同：從大腦的優勢功能可以了解每個人有不同的優勢能力與學習風格偏好，教師固定以同樣的教學技巧強迫每個人用同一種方式學習，對有些人可能是他最大的弱點，不但不能達到學習目標，反而可能造成學習障礙。四、 學習環境中過度強調競爭，使學生處於不安的氣氛中學習：學生在學習情境中，隨時隨地兢兢業業的害怕失敗，如何能使身心放鬆，產生創造性的思考？五、 講求立即效果、缺乏等待的時間：老師常常因限於時間及成效，常常訓練學生給予快速而精確的答案，結果培養出一群只會計算或記憶，卻毫無創造性可言的機器。六、 強調教科書至上，而常於固定的教學情境教學：許多老師或家長，為了避免孩子混淆或浪費過多時間，常常在和孩子的教與學過程中，把教科書當聖經，把測驗卷當作練習工具，課外書或其他活動則是浪費時間毫無用處的。七、 權威式的班級經營，缺乏互動式的溝通：老師常常為了便於班級管理，常常以權威式的領導方式來經營班級，凡事講求一致性的步驟，不能接受學生有不同的意見和做法，即便是具有創造性的想法，也無法被接納，長久下來，有再多的創造思考也會被消磨殆盡的。伍. 如何設計有助於創造思考的教學情境一、 提供學生自由輕鬆的學習情境，容許學生有失敗的權利：從腦波的振幅顯示，當人處於一種放鬆式的警醒狀態，是右腦最活躍，也是創造思考能力最好的時刻，讓學生能在自然放鬆沒有壓力的情境下學習，必能將創造力發揮到最大。二、 了解學生學習偏好，提供多感官的學習管道：每個人因先天大腦不同的優勢功能，而有不同的學習偏好。有的人靠聽覺學習；有的人靠視覺學習；有的人靠觸、動覺學習；有些則是混合型的，因此，老師若能提供多感官的學習管道，以符合學生個別化的需求，才能讓學生潛能獲得最大的發展。三、 提供豐富的多元的學習情境與學習經驗：從大腦的生理基礎發現，豐富的後天經驗可以促進腦細胞突觸之增生，使思考能力提升至更高層次；因此提供大量正向之環境刺激，可以強化神經結之聯繫，使思考模式更加複雜、與更具創造力。四、 適時的等待、鼓勵多表現：當大腦接收訊息、處理訊息至產生創造思考行為，是需要一段時間的醞釀期，而非可速戰速決的。在創造思考教學中常使用之腦力激盪法，常要求延遲評斷，就是給予學生情緒的正向支持與安全感，使之能在自由輕鬆氣氛下，產生各式各樣獨創性的想法。五、 多鼓勵擴散性的思考和不同意見：創造思考強調的是變通性、流暢性與獨創性，而不是一成不變的標準答案，因此，老師在教學中應採用開放式、啟發式的教學，接受多樣化的答案，才能觸發更多的有創造性的思考產生。六、 與家長取得共識：課業成績不是唯一的能力指標： 培養學生創造力，不是單靠老師一人即可辦到，需要家長正確的觀念及全力的配合，才能讓孩子在一致的鼓勵、及毫無後顧之憂的情境下，充分的發展其創造思考的能力。七、 均衡左右大腦的發展，使創造思考充分發揮： 大腦優勢雖為天生的，但若能透過後天適當的塑造，也能有所改善，不要如過去般過份強調左大腦的認知學習，應加強右半腦的使用，藉由視覺、觸覺等學習途徑，使右大腦充分運用，以增進其創造能力，也唯有兩半腦均衡使用，才能使創造思考能力做最大的發揮。陸. 結語 我國過去的傳統教育過度強調基本學科的認知教學，而忽略了右半腦的創造思考能力之培養，結果造成右腦能力的停滯或退化。Terman曾說過：沒有一個高材生不是從早期就接受教育的刺激。（引自李翠玲，民81）由大腦生理的觀點可發現，小