从脑科学理论看高中物理教材设计

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1、从脑科学理论看高中物理教材设计作者：杨广军    文章来源：当代教育论坛    点击数：668    更新时间：2008-2-9从脑科学理论看高中物理教材设计作者：杨广军文章来源：当代教育论坛一、脑科学理论的发展及对教育的影响1.大脑的功能定位与全脑开发。20世纪60年代以来，最盛行的关于大脑功能定位的理论是大脑的两半球分工说，其主要观点是:大脑左右两半球完全以不同的方式进行思考，左脑对演绎推理、抽象思维、数学运算、形成概念的能力较强;右脑则擅长诸如形象的学习和记忆、图形识别、几何学方面的空间感觉。因此，左脑也被称为理性的脑、知识的脑，右脑也被称为感性的脑、创造的脑。然而

2、，随着科学技术的发展，这一学说的局限性被暴露出来。人们逐渐了解到，在一个特定作业期间，几个不同脑区是同时工作的，并非仅有一个脑区实施一种功能，而是不同的脑区以某种方式结合起来，携手在不同的功能中起作用。1998年，美国密执安州立大学两位心理学家撰写了题为《人脑功能——侧化的认知神经科学:裂脑研究的教训》一文，文中列举的大量事实表明，大量脑功能系统不是惟一按左右分工原则组装，更多是皮层与皮层下，后头部与前头部，乃至背侧与腹侧系统等多种形式组装模块。也正基于此种原因，笔者认为，教育上应以多种教育活动及方式对大脑进行整体、全面开发，同时教育活动的展开也应基于左右脑互动及大脑整体

3、功能的发挥，这样才能更有利于教育活动的顺利开展及教育目的的更好实现。2.脑发育的关键期与教育的适时性。现代生态理论认为，脑的发育就是在遗传基因和环境相互作用中逐渐完成脑功能模块的构建过程，其关键期也就是各种功能的构建期，也是细胞功能效率提高的时期。从教育的角度来看，一方面，我们应采取有效的措施和方法促进学生在青春期时抽象概念表达和复杂精细评议表达能力的发展和完善。另一方面，我们还应分步骤、分阶段、有计划地进行，以符合学生在该阶段的大脑发育特征。再者，对不同的学生我们应区别对待，因为在整体的共性下还有个体的特性，不同学生在同一时期的概念抽象和语言表达能力并不完全同步，我们不

4、能强求在同一目标下大家都达到统一的标准，而应满足和适应学生差别发展的需求。3.脑结构和功能的可塑性与教育的适切性。与脑发育关键期密切相关的是脑的神经系统结构和功能的可塑性，即脑可以被环境或经验所修饰，具有在外界环境和经验的作用下不断塑造其结构和功能的能力。脑科学研究发现，多姿多彩的环境刺激对早期大脑发展具有显著的影响，大脑的生理变化是经验的结果，而大脑功能的水平，在很大程度上取决于其工作时所处的环境状态，服从“用进废退”的原则。这说明，教育对大脑的发育不但是可行的，而且是必要的。且环境对大脑的发育和学习是如此的重要，因此，不但儿童在学习期间需要一个多姿多彩的环境，处于青春

5、期的高中学生在学习时良好而适宜的环境同样必须。4.情绪的脑机制与情感教育。1995年和1996年，美国哈佛大学的行为与脑科学专家科尔曼相继推出《情感智力》和《情绪脑》，认为人有两种不同形式的智力:理性的和情感的。人的成功与否，不仅仅取决于智商(IQ)，还取决于情商(EQ)，对经典的智力概念提出了挑战，对传统的教育观念更是形成了极大的冲击。他们使人们认识到一个人的情绪状态直接影响司职情绪的大脑相关组织激素蛋白质的分泌，进而极大地影响人的学习和生活。因此，教育必须要对学生情感给以应有的关注，在发展学生智力的同时，必须培养学生健康、积极的情感，发展学生的情感智力。而且，教育也应

6、擅于采取多种方法，利用和调动学生的情感智力，为学生的知识技能的学习和素质的培养提供良好的动力和扎实的情感基础。5.脑电波与最佳学习状态。1929年，德国精神病学家汉斯?贝格尔(HansBergar，1873-1941)检测到人在不同清醒状态时的4种不同类型的脑电波。其中，当人们处于高度清醒状态时，大脑在13-25Hz的波段上工作，叫做β波状态。处于这一状态时，人们容易过分激动或烦躁。当松弛而清醒(中度清醒)时，大脑在8-13Hz波段上工作，叫做α波状态。这一状态又被称为“放松性警觉”状态，是理想的学习状态。据此，心理学家发现，当人们处于中等清醒状态时，最能有效完成任务，当

7、脑获得适宜的挑战时，它能以最优的方式学习。但是，当觉察到威胁或过度紧张时，脑则会变得功能低下。当大脑处于α波状态时，能促进灵感，回忆资料收集，增强记忆。在这种状态下，人们可以进入潜意识，非凡的记忆力、高度专注和不同寻常的创造力都可以取得。因此，从它对教育意义的角度分析，我们就必须在学生中创造一种放松的警觉状态，给学生提供一种低威胁、高挑战的氛围。二、脑科学理论对高中物理教材设计的启示1.教材的内容设计应满足和引导学生的用脑需求。大脑的机能分为学习能力和情感智力两个方面，这两个方面互相影响，互相促进。我们需要通过对学生情感智力的