【摘 要】学习科学能够使教师的教学更符合学习规律，知道如何提高学生学习中的专注力，明白为什么要让学生多感受快乐的体验，掌握怎样使学生记忆力能够持久的方法，增强将培养学生自主学习能力贯穿教学始终的意识。
【关键词】学习科学 脑科学 学习规律
学习科学，它对于广大教师来说已经不再是一个陌生的名词。学习科学诞生于1991年，它是以第一次“学习科学”国际会议的召开和《学习科学期刊》的创刊为标志的。这是一个研究教与学的跨学科领域，建立在包括认知科学、教育心理学、教育学、神经科学、信息科学、计算机科学、教学设计等多个学科领域研究的基础之上。学习科学研究要回答的一个最核心的问题就是：人是如何学习的？千百年来，人们在艰苦的探索中试图找到正确的答案，而学习科学的研究则为科学地回答这个问题提供了新视野、新技术和新方法。
二十多年来，学习科学研究在国际上得到了迅速发展。一些发达国家都将学习科学确立为新教育政策的关键基础，推动本国教育改革的发展。以学习科学为导向，研究学习的机制，研究教与学的关系已成为欧美诸多发达国家探索课程创新、设计新型课堂的新路径选择。进入20世纪90年代，我国学者对学习科学也逐步关注起来，尤其是一些高校相继成立了学习科学研究机构，使学习科学研究蓬勃兴起。目前，学习科学在我国教育研究中已经成为热议话题，越来越多的专业研究人员进入这一领域。在这种情况下，学习科学理应也能够受到中小学教师的关注，以此来指导和助推自身课堂教学改革。但遗憾的是，传统的学校课堂与教育实践始终没有受到太大影响。对中小学教师来说，学习科学是一门“高大上”的学问，似乎遥不可及。这也难怪，过于专业的神经科学理论、深奥难懂的专用名词、先进的设备仪器以及研究者的专业素养，这都是中小学教师难以企及的。那么，现在的问题是：学习科学能够为教学创新带来什么？它能解决教学中的实际问题吗？
学习科学作为新兴的领域，理论与实践的发展都还很不成熟，不能对当前的教育教学改革给出很多答案，解决很多问题，但是它提供的思路以及被实验研究证实了的理论，可以成为我们指导学生如何进行学习以及如何开展教学的引擎。下面试从几个方面论述学习科学研究在基于学习的教学中发挥的作用。
一提高学生学习中的专注力
学习要适于脑，这是学习科学研究的出发点。旨在促进学生学习的教学方法符合我们所了解的大脑的运作机制。如注意力是影响学习效率的重要因素，如何提高学生的注意力，特别是全神贯注于知识某一点的能力？因为注意系统遍布整个大脑，怎样引起大脑更高的注意偏向呢？有科学家提出“向内看”和“向外看”的理论，“向内看”即个人的冥想和反思，“向外看”即对外界信息的吸收与处理，两者相互依赖，互为促进。教学中，教师既要让学生以最佳的注意力状态参与任务，也要给他们足够的时间与机会进行高质量的知识巩固。研究表明，教师要在教学中有意识地给学生留有一定的大脑加工时间，使之能比较从容地“咀嚼”“回味”刚学过的知识，大脑经历了这样的“学习蕴育期”，就会进入十分理想的学习状态。也就是说，当大脑停止接受外部刺激，将所学知识与其他知识及程序联系在一起时，注意力将更专注，学习效率会更高。
反观现在的教学，一种并不少见的现象是，教师为了完成教学计划，课堂上的讲解和提问可谓“马不停蹄”，学生根本没有时间进行思考与消化，大脑始终处于紧张忙乱的状态，影响了注意力的集中和思维的深化。看似是抓紧了时间，实则是违反了大脑注意的规律，增加了教学的无效成分。显然，大脑关于注意的规律提示我们，在教学过程中应该让学生在学习新知识后，留有一些时间来进行自我消化，或记下要点和想法，或与他人进行讨论，或提出质疑，这都有助于学生深度理解新知识，进入深层次的学习。教师如果多了解一些大脑有关注意的规律，就能有效地提高教学效率。
二教学要给予学生快乐的体验
情感反应如何作用于学习？这是学习科学正在努力回答的问题。而在教学中如何让学生体验快乐则是实践层面要回答的问题。追求快乐是学生的天性，快乐又是学生成长的催化剂，如果快乐的情绪一直伴随于学生的学习过程中，学生就会在愉快的精神状态下自觉地学习，在强烈的求知欲望驱使下不断奋进，使自己的潜能得到充分开发。因此，教学要顺应学生这一身心发展的规律，要多给予学生尊重与鼓励，在教学中为学生创造探究和体验的机会，让他们在宽松、自由的氛围中放飞心灵。这样，有效的学习就自然发生了。与之相关的脑研究证明：兴趣是滋养脑的营养物，因为兴趣而感到快乐，因为快乐而使大脑多分泌一种直接影响情绪情感并且有利于学习的神经递质——多巴胺，它能够在产生愉快情绪的同时，增强学习动机、记忆力和注意力。当学生在课堂上产生这种愉快的情绪时，他们就能够激发内在动机，进而坚持战胜挑战，并努力达到更高层次的学习水平。
反之，教师若只是着眼于书本知识的传授，纠结于学生的考试成绩，就会产生急功近利的思想，做出违反教育规律的事情，使学生失去童真和快乐。如果学生长期处于焦虑和压力之中，肾上腺就会分泌出一种压力激素——皮质醇，皮质醇长期停留在体内，会降低人的免疫功能，并且影响到记忆和思维的能力，对身体和学习都会带来负面的影响。现实中，我们经常为有些学生做出的过激行为而担忧，这正是他们在高度焦虑下由不成熟的心智产生的必然后果。面对这种情况，教师往往将此归之于学生厌学、自我中心、有情绪障碍、行为不端等思想或性格方面的原因，这就很难找到有效的对策。如果能够从大脑神经对环境刺激的反映上找原因，也就容易找到对症下药的良方，从而在教学方法和评价上作出改进。
三让学生的记忆更加持久
脑科学关于记忆方面的研究有很多实验成果。记忆在学习中发挥的作用无可替代。如何学会持久的记忆，这是教师在教学中要指导学生掌握的一项基本能力。神经科学家向我们揭示了人脑关于记忆的神经机制：当外部信息刺激到脑神经细胞（神经元）时，神经元突触会在邻近的神经元中产生“放电”现象，使更多的神经元被“唤醒”，于是记忆就产生了。如果“放电”转瞬即逝，记忆便很快衰减以致消失，这就是短时记忆。如果“放电”反应持续不断，就会导致更多的神经元被激发，神经元树突和突触会变长变粗，对刺激会更敏感，并形成神经网络，使记忆更加巩固，信息提取更加便捷。
怎样才能拥有一个记忆力强的大脑？“多通道信息输入能提高认知加工效率”，这是被多项研究成果证实的理论，它要求教师注意调动学生多个感觉通道参与认知活动，并指导学生在学习中主动创造动眼、动脑、动口、动手的机会。此外，大脑是以知识的合理性和意义作为主要标准来决定将什么信息编码到长时记忆中去，即获取的知识要有足够的意义或与生活相关联，所以，教师创设学习中的现实情境十分重要。教师在教学中还可以有意识地介绍一些大脑有效记忆的方法，如联想、归纳、复述、讨论、首因-近因、多通道等，让学生在参与中体验；通过相互间的讨论，给学生留下深刻印象；通过提供动手操作的机会，让学生的才能得到充分发挥；鼓励学生勇敢接受具有挑战性的任务，学会在平淡重复的学习中通过质疑、探究，生成新的刺激和挑战，以促使大脑神经元突触产生更多联结，记忆更加深刻。
教学中要避免出现违反记忆规律的现象。如学生处在压抑甚至有威胁的环境中，烦恼、沮丧、恐惧的情绪会堵塞通往记忆的通道，因为情绪对记忆系统有优先选择权。此外，教师不恰当的教学方式，如满足于死记硬背的要求、枯燥乏味的记忆内容、单一的信息输入通道等，也不能使记忆达到良好效果。还有，不了解记忆的首因-近因效应，致使一堂课记忆效果最好的前十分钟和最后十分钟在枝末碎叶和放任自流中滑过；学生能否保持比较充足的睡眠，是否按照生物节律找到最佳记忆时间等，这些都是结合学习科学研究，教师要思考和探究的问题。
四将自主能力的培养贯穿教学始终
学习科学研究的重要主题之一是如何支持学生进行有效的教育反思，而反思能力是学生自主学习能力的核心。人本主义代表人物马斯洛的学习理论倡导内在学习，即“依靠学生内在驱动力，充分开发潜能，达到自我实现的学习”。另一代表人物罗杰斯认为，教育要培养“能从事自发的活动，并对这些活动负责的人；能理智地选择和自定方向的人；更重要的，能灵活地和理智地适应新问题情境的人……”陶行知先生的生活教育理论中蕴涵着极为丰富的主体教育思想。叶澜教授的“新基础教育”最关注的是生命的整体性和人的发展的能动性。袁振国教授认为衡量新课程改革的成败标准，就是看教学方式有没有发生变革，学生有没有成为学习的主人。林崇德教授和他的研究团队提出的中国学生发展核心素养中，自主发展被列为三大方面之一。
人的问题已越来越成为教育的核心问题，人的主体性发展比以往任何时候都更加引人关注。教育最主要的价值追求，就是唤醒人的自觉，因为“人在自觉意识产生以后，就获得了主动发展的永不枯竭的动力和热情”。据此，培养学生的主体精神，让学生学会自主学习，应该是贯穿于教学始终的一根主线。让学生自主学习，就是要提高学生自我审思（反思）和自我调控的能力。一个人在自我审思和自我调控中的所思所想，如分析、判断、选择、监测、评价、调节等，基本上都是新信息的处理，因而更能刺激大脑神经元持续放电并生出新的树突，使大脑活动更为灵敏与高效。
将自主能力的培养贯穿教学始终，可通过以下三个步骤进行操作：在认识自我中制订计划——在自我监测中进行反思——在问题解决中实施调控。1.制订计划时，教师可与学生一起分析他们的学习特点，比如记忆力的强弱、理解力的快慢、解题时仔细或者粗心、动作迅速或拖拉等；再引导他们找出自己学习中的优势或薄弱环节，然后提出努力目标和具体措施。2.学生对自身学习活动的监测，为其进行反思提供了依据。如对计划执行情况进行自我监测，每次作业之后的自查和反思，这都是自主学习必不可少的一种能力。学生掌握了自我监测的方法，养成了自觉反思的习惯，使用熟练后就能成为相应的学习模式。3. 自我监测与反思为自我调控提供了依据，但如何调控仍需要教师指导。教师比较习惯于对学生知识学习的指导，而较少进行元认知方面的指导，其实只要认真总结，教师自身关于如何自我评价、自我调控的经验还是很丰富的，如介绍自己解题中的思维过程，解剖思维中走过的弯路等，或让学生相互介绍。这些都是培养学生自主能力的重要资源。
当然，学习科学因为包括了众多学科，体现在不同学习方式、学习技术的应用上，因而研究涉及的范围也非常广泛，这里无法一一列举。
由此可见，学习科学研究和中小学教学之间的关系还是很密切的。专家学者构筑的是学习科学大厦的整体框架，而中小学教师则承担着为大厦内部添置设备和装饰整理的任务。没有中小学教师的参与，这座大厦就无法建造完整。因为教学改革不光需要学习科学理论的指引，同时一线教师改革的实践经验也在丰富和充实着这座理论宝库。所以说，框架构筑已经先行了，但在框架大体成型后，我们也应该登场了。教育改革和创新的战略目标在召唤着我们走进学习科学。
参考文献：
[1]董奇.理解脑——新的学习科学的诞生[M].北京:教育科学出版社,2010.
[2]徐崇文等.创造适合脑的教与学[M].上海:上海三联书店,2012.
[3]魏耀发等.适于脑的学习模式构建与应用研究[M].上海:上海三联书店,2017.
（作者系上海市学习科学研究所所长 魏耀发）
（本文刊载于《现代教学》2018年11A刊）
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