科学用脑与学习- 颜色与学习环境设计

1、科学研究发现：科学研究发现：国家中长期教育改革和开展规划纲要2021-2021年 教育工作的根本要求教育工作的根本要求 关心每个学生，促进每个学生主动地、关心每个学生，促进每个学生主动地、生动活泼地开展；生动活泼地开展； 尊重教育规律和学生身心开展规律，尊重教育规律和学生身心开展规律，为每个学生提供适合的教育。为每个学生提供适合的教育。 学习学习【生物学定义】【生物学定义】 人脑由数十亿个人脑由数十亿个相互联结相互联结的神经细胞组成的神经细胞组成 学习在本质上就是形成稳定的联结集合的学习在本质上就是形成稳定的联结集合的过程过程学习是人类适应环境变学习是人类适应环境变化所采用的一种生存机化所采用

2、的一种生存机制，在大脑这个微环境制，在大脑这个微环境里细胞与细胞之间形成里细胞与细胞之间形成新的新的连接连接，以便，以便接力传送信息。接力传送信息。 达尔文达尔文脑科学研究的开展趋势：脑科学研究的开展趋势：1 1细胞和分子水平；细胞和分子水平；2 2从整合观点来研究神经系统的功能；从整合观点来研究神经系统的功能；3 3功能性磁共振功能性磁共振fNMRfNMR 的脑成像技术的脑成像技术和正电子发射断层扫描和正电子发射断层扫描(PET)(PET)技术的开展和技术的开展和运用；运用；4 4研究基于脑科学的学习、记忆、思维、研究基于脑科学的学习、记忆、思维、情感、创造等。情感、创造等。脑功能定位技术研

3、究脑功能定位技术研究基于fMRI技术的人脑记忆的研究maintenance of items in spatial working memory (green)selection of an item from working memory (red) James B. Rowe et al. Science paper 2001脑工作记忆研究基于脑的学习理论Brain-Based Learning (BBL) 理论根底 脑科学 神经生理科学 建构主义 代表人物从1980年代至今： D. Souza N. Caine & G. Caine E. Jensen John Medina21

4、世纪后世纪后约翰约翰梅迪纳梅迪纳 研究人脑开展基因以及精神病遗传学问题的开展分子生物学家 华盛顿大学医学院和西雅图太平洋大学教授 西雅图太平洋大学应用学习研究脑中心主任约翰约翰梅迪纳梅迪纳(John Medina) 美国国家教育委员会参谋，经常针对神经病学与教育的关系发表评论 ?Brain Rules?中译?让大脑自由?科学用脑教学法1212Brain Rules运动运动增加大脑活力增加大脑活力科学用脑法科学用脑法1212条条1 1exerciseRule #1: Exercise boosts brain power.运动能增加大脑氧气供给，提高思运动能增加大脑氧气供给，提高思考效率。越运动

5、，大脑越聪明。考效率。越运动，大脑越聪明。但是但是看一看你身边的教学环境看一看你身边的教学环境想一想你是如何学习和工作的想一想你是如何学习和工作的锻炼不仅有益锻炼不仅有益健康，实际上健康，实际上也促进学习。也促进学习。如何让大脑更有学习的活力？如何让大脑更有学习的活力？颜色颜色.空间与学习环境设计空间与学习环境设计G学校环境学校环境国外教室教学建议：教学建议：1、运用大脑思考的时候，包括工作、学习等，在氧气充足的地方进行；2、运动的时候思考问题，尤其是难题；3、学习时候多动动，多开窗；4、坚持课间操；5、中午的时间可以到外头走走20分钟，再回办公室；6、晚自习中途到室外活动和深呼吸；7、不要长

6、时间静坐看电视或计算机；8、根据脑科学设计学习环境。大脑在不断大脑在不断进化进化科学用脑法科学用脑法1212条条2 2survival Rule #2: The human brain evolved, too. 人类通过适应地球而生存，大脑因此进化。 过去、现在、未来，人类一直在进化中，人脑一直在进化中。教学建议：教学建议：1、适应现有的环境，努力学习。2、勤动脑，促进大脑的发育。每个大脑的每个大脑的连接连接方式都不同方式都不同科学用脑法科学用脑法1212条条3 3wiringRule #3: Every brain is wired differently.脑的差异性脑的差异性 人脑是极其

7、复杂的，不能用IQ、EQ等的上下定论； 人脑不存在“大规模定制和“标准化教育； 教育要因人而异。教学建议：教学建议：1、尊重个人，尊重每个人的差异。2、让每一个学生得到适合自己的教育。我们不我们不关注关注枯燥的事物枯燥的事物科学用脑法科学用脑法1212条条4 4attentionRule #4: We dont pay attention to boring things.单调、乏味、枯燥、无趣、厌烦、单调、乏味、枯燥、无趣、厌烦、影响情绪情绪影响大脑单调、乏味、枯燥、无趣、厌烦单调、乏味、枯燥、无趣、厌烦兴趣和情绪影响教学效果兴趣和情绪影响教学效果大脑连接和关注的个体差异性大脑连接和关注的个

8、体差异性让每一个学生成功让每一个学生成功兴趣兴趣差异差异适合适合适合你的才是适合你的才是最好的最好的1010个杰出的辍学者的故事说明：个杰出的辍学者的故事说明：适合才是最好的。适合才是最好的。中国学生的问题是：中国学生的问题是：除了考试，他不知道自己的兴趣，更不除了考试，他不知道自己的兴趣，更不知道什么是适合自己的开展道路知道什么是适合自己的开展道路科学用脑法科学用脑法1212条条attentionRule #4: We dont pay attention to boring things.的集中性注意力注意力同时做多样工作同时做多样工作梅迪纳教授的建议梅迪纳教授的建议记住：记住：集中精力做

9、好一件事情！集中精力做好一件事情！注意力集中的时间注意力集中的时间10分钟分钟注意力注意力10分钟法那么分钟法那么课堂教学时间分课堂教学时间分注意力注意力梅迪纳博士的建议梅迪纳博士的建议 课堂教学每10分钟需要改变：讲有关的故事演示有关的视频开展有关的活动进行互动作业组织有关的游戏大脑需大脑需要休息要休息热身活动热身活动1：颈椎操：颈椎操短期记忆短期记忆取决于最初几秒间取决于最初几秒间科学用脑法科学用脑法1212条条5 5short-term memoryRule #5: Repeat to remember.短时间记忆短时间记忆 记忆呈碎片状分散在大脑中。 大脑存储的四个步骤：解码、储存、恢

10、复、遗忘。 大局部新学习的东西只能记住几秒钟。 事件解码越详细，记忆越深刻。 教学建议：教学建议： 学习时多联想，多推导，记忆越深、理解越好。 新学习的知识需要当天复习，且隔一段时间要复习。 最好能运用或教授给他人，能够强化记忆与理解。协作学习 长期记忆长期记忆取决于有规律的重复取决于有规律的重复科学用脑法科学用脑法1212条条6 6long-term memoryRule #6: Remember to repeat.长时间记忆长时间记忆 大局部记忆很快就消失，而保存的局部将得到增强。 大脑给我们的只是大约的现实，因为这融合了我们过去的记忆的影响。 使短期记忆变成长期记忆的方法是有间隔的重复

11、复习。教学建议：教学建议： 学习新知识要重复，包括单词、方法、观点等，最好能运用起来或者教授给他人。 长期记忆取决于有规律的重复。 睡眠睡眠有助于思考有助于思考科学用脑法科学用脑法1212条条7 7sleepRule #7: Sleep well, think well.睡眠是大脑在恢复生命力睡眠是大脑在恢复生命力睡眠缺乏会伤害注意睡眠缺乏会伤害注意力、执行力、记忆力、力、执行力、记忆力、心情和思考能力。心情和思考能力。睡眠要求睡眠要求 每个人所需的睡眠时间和时段不尽相同，但半小时的午睡是根本需要的。 我国中小学生的睡眠普遍缺乏。教学建议：教学建议： 每天午睡，半小时为宜。 保证晚上11点前入

12、睡。 疲倦时要先睡眠，然后再学习。压力压力损伤大脑损伤大脑科学用脑法科学用脑法1212条条8 8stressRule #8: Stressed brains dont learn the same way.压力压力 压力影响大脑工作 长期的压力会影响大脑工作和身心健康，导致心脏病，并影响学习能力。 处于压力之下的个体罹患普通感冒的风险是常人的3倍。教学建议：教学建议： 专注当前的工作，不为下一次的任务过度焦虑。 工作学习做好规划。 今日事争取今日毕。 放弃一些事情，退后一步自然宽，减轻压力。 多感官学习多感官学习能够更好地记忆能够更好地记忆科学用脑法科学用脑法1212条条9 9sensory

13、integrationRule #9: Stimulate more of the senses.多感官知觉多感官知觉 多种感官的知觉强化大脑对一件事情的感知。 多维度刺激，如视觉加上听觉可以使我们学的更好。教学建议：教学建议： 教学中将看、听、读结合起来。 尊重个人的差异。 视觉视觉胜过其他感觉胜过其他感觉科学用脑法科学用脑法1212条条1010visionRule #10: Vision trumps all other senses.亿万年的生物进化亿万年的生物进化使视觉成为最强大的感官使视觉成为最强大的感官大脑对视觉的记忆和识别力令人惊讶大脑对视觉的记忆和识别力令人惊讶学习和记忆的最高

14、学习和记忆的最高效方法是通过视觉效方法是通过视觉讲述讲述视觉视觉视觉视觉+讲述讲述学习效果学习效果教学建议：教学建议： 充分利用视觉学习 利用图示方法分析、学习和演示 思维可视化 设计PPT传递视觉: 图大字少 大字 视觉与其它符号结合 文字 声音思维可视化思维可视化数字故事在教学中应用数字故事在教学中应用情绪情绪多感官多感官视觉视觉大脑也有大脑也有性别性别差异差异科学用脑法科学用脑法1212条条1111genderRule #11: Male and female brains are different. 男性总会记住更多的要点 女性那么会记住更多的情感细节。教学建议：教学建议： 面对女生，注意移情沟通。 对男生，沟通尽量简洁扼要。 探索探索是人的天性是人的天性科学用脑法科学用脑法1212条条1212explorationRule #12: We are powerful and natural explorers.婴儿的头脑中预婴儿的头脑中预装了大量的信息装了大量的信息处理软件，他们处理软件，他们用奇怪的策略获用奇怪的策略获取信息。取信息。梅迪纳梅迪纳