基于脑科学的信息技术教学策略探究

☆欧露梅

（西南大学教育学院，重庆北碚 400715）

随着科学技术的高速发展和研究手段的不断进步，脑科学已经成为当今世界最前沿、最重要、最活跃和科研成果最丰硕的科研领域之一。脑科学的研究成果不仅丰富、发展和促进了脑科学自身的理论和实践，而且正在对人类自身发展的各个方面产生着巨大而深远的影响。本文试图从脑科学近四十年的研究成果和动态趋势中探讨其对于我国中小学信息技术教学的价值和指导意义，并在其研究成果的基础上分析其与信息技术教学之间的密切联系，进而提出基于脑科学的信息技术教学策略与路径。

一、脑科学的概念界定

脑是富有高级智慧和巨大潜力的人类所特有的重要器官，随着社会的快速进步、科学技术的高速发展以及研究手段的不断进步，人们对于脑的认识也正上升到一个更深更高的层面，目前世界各国正在对脑的功能进行着全面而深入的探讨和研究。脑科学是一门有着双重性质和特色的学科，它既是一门单一而又专业性极强的自然生物学科，又是一门极具丰富内涵和性质的综合性学科。从狭义上来讲，脑科学是一门我们通常所能认识到的神经学科，是脑科学家们为了了解神经系统内分子水平、细胞水平、细胞间的变化过程，以及这些过程在中枢神经系统内的整合作用而进行的科学研究。[1]从广义上来讲，脑科学是研究人脑结构与功能的综合性学科，以揭示人脑高级意识功能奥秘为宗旨，与教育学、心理学、人工智能、认知科学以及创造学等一些跨学科领域研究的学科有着紧密联系和交叉渗透。同时，由于脑研究是关于人的研究，而人又具有强大的生物性和社会性，因此，脑的研究还涉及意识活动的本质等根本性问题，还将需要引进哲学、人文社会科学的一些理论观点和思维方法，并且需要将其与自然科学的研究方法和理论紧密结合起来。由此看来，脑科学是一种自然科学与人文社会科学相互渗透、相互促进的跨越多个学科领域并且综合性极强的“综合性学科”。[2]

二、脑科学对我国中小学信息技术教学的价值

在脑科学的早期研究中，人们对大脑的认识仅限于医疗实践，未能建立起脑科学与其他学科的密切联系。自二十世纪五十年代以来，脑科学专家注重对脑功能物质基础的直接揭露和微观研究，并建立起脑科学与包括教育学在内的一些人文社会科学之间的紧密联系。这些研究成果对于我国的教育教学尤其是中小学信息技术教学产生了重要的影响，具体表现在以下两个方面。

1.有利于信息技术的协同性学习

二十世纪六十年代，美国神经生理学家罗杰·斯佩里（Roger Sperry）进行了著名的“裂脑实验”，并提出著名的大脑两半球功能分工理论。该理论认为：大脑左右半球完全可以以不同的方式进行思维活动，左脑侧重于抽象思维，如阅读、记忆、语言表达、判断、逻辑思考、演绎推理等；右脑侧重于形象思维，如空间想象、形象的学习和记忆、图形识别、直觉、情感等。[3]到二十世纪七十年代后期，美国大脑专家奈特·赫曼（Ned Herrmann） 整合了斯佩里的研究成果，进而提出“全脑”概念，并勾勒出“全脑模型”。[4]这些研究对于我国中小学信息技术教学有着一定的价值和意义，信息技术的学习过程原本就是一个协同性的学习过程，需要同时调动左脑的语言、记忆、逻辑推理等抽象思维和右脑的情感、艺术、图形等形象思维，只有充分发挥大脑两半球作为一个整体协同性活动的作用，才能使协同性学习更有意义。

2.促使信息技术教学对学生情绪情感的关注

二十世纪九十年代，美国纽约大学神经科学中心的脑科学专家约瑟夫·E·勒杜克斯（Joseph E.Ledoux）等人经过多年基于“非智力因素”的脑科学研究，提出著名的“大脑情商说”。[5]他们强调情绪情感在人的学习中具有不可低估的功效，指出在人成功与否的诸多决定性因素中除了智商外还有情商。美国哈佛大学行为与脑科学专家丹尼尔·戈尔曼（Daniel Goleman）在《情感智力》一书中指出：大脑可分为理智脑（智能脑）和情感脑两种，情绪脑和情感脑对于智能脑有着巨大的促进作用，也只有与情绪脑共同作用，理智脑才能发挥其作用。[6]由此可以看出，情绪情感和学习认知并不是对立的两个过程，而是并驾齐驱的两个过程，它们是大脑神经整体功能的主要体现。这给当前我国中小学信息技术教学提出了新的要求，促使信息技术教学在教授书本的理论知识与技能的基础上，注重学生对信息技术内在文化蕴含的情感体验及其身心和谐发展与情感目标达成。

三、基于脑科学的信息技术教学策略探究

信息技术教学策略的选择与开发是现代中小学信息技术教育教学设计的重要内容，适当地引入新的教学策略与方法，创新信息技术课堂教学，能够更好地优化信息技术教学效果和提高教学质量。作为信息技术教育重要学科理论基础的脑科学，对于信息技术教学策略的选择与开发有着深远的影响和指导意义。下面，笔者将结合脑科学的最新研究成果，分析并探讨其与我国中小学信息技术教学的密切联系，进而提出基于脑科学的信息技术教学策略与路径。

1.实行全脑教学，开发学生的创造性潜能

“全脑”概念最初是由美国大脑专家奈特·赫曼（Ned Herrmann） 于二十世纪七十年代末期在其著作《全脑革命》一书中提出来的，他在斯佩里大脑功能分工理论和麦克莱恩大脑三分说的基础上建构了“全脑模型”，并依据大脑左右半球的相互协调功能与作用设计出“全脑式教学和学习模型”和“全脑式创作和创新模型”。全脑式教学（全脑教学）模型是一种以全脑为基础，发挥大脑全部优势的高效教学方式，教师设计的教学方法、教学过程、教学活动等都必须以全脑为基础，以便适应学生不同的思维方式和学习风格，从而确保学生的全脑得到训练和提高。将全脑教学引入到我国当前的中小学信息技术教学实践，这是学校信息技术教学变革及课程改革的重要议题和要求。全脑教学不仅能够调动学生右脑对于信息技术操作技能学习的参与，还能充分发挥左右半脑的优势，使得逻辑思维与形象思维相互协调，从而提高右脑及全脑的发展，有助于激发学生的创造性思维和提升学生的创新能力。在具体的信息技术教学实践过程中，学校应大力倡导基于脑科学的双脑教学和全脑教学，转变传统教育教学中过于注重学生左脑智能开发的理念和现象，转向对学生右脑创造性潜能的开发，充分发挥学生左右脑的整体作用，让学生双脑并用、手脑合用、多重感官同时进行思维活动，以便更快速地培养和提升学生的创新思维能力。

2.进行情绪性教学，发挥情感脑对智能脑的促进作用

大脑学习不仅是智能脑的理性认知过程，还需要有情感脑的非理性因素的参与，因为情绪情感与学习认知之间存在着非常紧密的联系。学习实际上是一个智力、创造、情感和生理等多重因素共同参与的认知活动过程，因此，我们的现实教学不应仅仅是基于传统教育理念的单纯智力训练，还需要关注到学生情绪情感的变化。当前我国中小学信息技术教学存在着只注重培养学生掌握简单的信息技术知识与技能，忽视学生信息技术内在文化素养的提升等问题，培养与提升学生的信息技术文化素养是一个文化体验的内化过程，这就需要加强对学生内心真实情绪情感的关注，鼓励学生去主动接触信息技术知识，从兴趣出发形成自己的学习方式。在具体的情绪性教学过程中，信息技术教师要在保持原有有效教学方法的基础上，强化学生的情感脑，充分发挥情感脑的潜能，优化学生智能脑与情感脑的协同合作。例如：在课堂上可以运用一些积极的自我暗示教学法，鼓励学生自主学习，促使他们深切体验自我学习成功后的喜悦情绪；还可以激励学生联系自己身处的现实生活环境来学习信息技术，抛开虚幻的信息技术网络世界，回归到现实的情境中，这样更能促进学生对信息技术文化的真实情感体验，更能提升他们的学习兴趣。

3.引进教育游戏，创设适于大脑学习的情境

学习的本质内容及脑科学的环境研究成果共同表明，学生大脑学习受到外部环境刺激的巨大影响，良好适宜的环境刺激有利于大脑建立有效的神经环路，有助于学习认知的有序进行。信息技术教学不同于一般学科的课堂教学，可以很方便地将学生引入到现实生活情境中去，甚至还可以在绝对轻松而又现实的生活场景中安排教学内容。信息技术教学需要借助课堂教学内容来模拟信息技术环境，才可让学生慢慢进入到学习的氛围中，进行现场的信息技术技能操作。然而，在以往的信息技术教学尤其是中小学信息技术教学中，课程内容和情境的选择并不是对现实生活的直接反映，而是超脱于日常生活的虚幻世界的再现。在具体的信息技术教学中，教师可利用教育游戏来活跃课堂气氛。教育游戏教学主要是一种将知识性和游戏性有机融合在一起的交互式教育教学活动，通过知识性和游戏娱乐性来培养学生的知识与技能、过程和方法、情感态度和价值观，最终达到教育教学的目的。[7]教育游戏可以为学生提供丰富的视觉、听觉感受和空间立体层次感，为学生创设较好的想象空间。教师可以让学生在具体的信息技术教育教学游戏中扮演不同的角色，使他们的大脑神经经受不同环境下的刺激，以做出不同的反应，最终达到各种不同层面的学习和教学效果，让学生在具体而又真实的信息技术学习环境中得到全面的提升和发展。

[1]潘丽华,曹明富.脑科学研究对生物学教学的启示[J].中学生物学,2010,(3):22.

[2]刘春雷,陈睿渊,冯义东.脑科学视角下的教育技术理论与实践[J].开放教育研究,2009,(3):40－41.

[3]Sperry,R.P.(1966).Brain bisection and consiousness[A].In Eccles,J.(ed).Brain andonsious experience[C].New York:Springer－Verlag.

[4][美]奈特·赫曼.宋伟航译.全脑优势[M].北京:中国人民大学出版社,2006:16－17.

[5]陈时见,李晓勇.论脑科学的发展及其对现代教学的影响[J].集美大学学报,2001,(4):3.

[6]Goleman,D.Emotional Intelligence[M].New York:Bantam Books,1995.

[7]Greenough,W.T.et.al.Effects of Isolation,Daily Handling,and Enriched Rearing on Maze Learning[J].Psychonomic Science,1972,(5).

[8]郭本禹.当代心理学的新进展[M].济南:山东教育出版社,2003.

[9]刘巍巍.浅谈教育游戏的教育性和游戏性[J].现代企业教育,2010,(11):223.

[10]吕萍,吕英.试论脑科学的环境研究对教学的启示[J].素质教育大参考,2007,(11A):6－9.