余美華

思維型教學包含了五大原理，即動機激發(fā)、認知沖突、自主建構、自我監(jiān)控和應用遷移（林崇德、胡衛(wèi)平，2010）。隨著20世紀70年代神經(jīng)成像技術的出現(xiàn)，研究人員幾十年來一直在研究大腦如何處理不同類型的信息，對學習和記憶的研究產(chǎn)生了極大的興趣。研究表明人類大腦中空間位置不同的皮質(zhì)區(qū)域可通過結構或功能聯(lián)系整合起來，以形成不同的網(wǎng)絡模式，與學習相關的一些腦網(wǎng)絡包括了突顯網(wǎng)絡、默認網(wǎng)絡和執(zhí)行控制網(wǎng)絡。突顯網(wǎng)絡對周遭信息進行評估，找到最相關、切題的刺激進行反應。默認模式網(wǎng)絡是指人腦在無任務的靜息狀態(tài)下，仍持續(xù)進行著某些功能活動的腦區(qū)所構成的網(wǎng)絡。默認網(wǎng)絡涉及內(nèi)部聚焦、自我參照認知和思維游移。執(zhí)行控制網(wǎng)絡是工作記憶和執(zhí)行功能的重要基礎，參與了多個高級認知任務。因此，我們可以借助學習的神經(jīng)科學研究來理解為什么思維型教學可以提高學生的學習潛力。

一、思維型教學激活大腦網(wǎng)絡及其動態(tài)轉換

認知心理學的研究證據(jù)表明了激發(fā)動機可以增強學生的注意力和反應速度，并且增強他們的學習活力（Lim et al.， 2016）。神經(jīng)科學領域的研究進一步揭示了動機激發(fā)時個體內(nèi)的大腦活動。當動機被激發(fā)時，多個腦網(wǎng)絡被激活，并且腦網(wǎng)絡之間出現(xiàn)動態(tài)轉換。例如，內(nèi)在動機在抑制默認網(wǎng)絡的同時，又激活了突顯網(wǎng)絡和中央執(zhí)行網(wǎng)絡（Hidi，2016）。

思維型教學涉及了認知沖突的構建，認知沖突指學生學習過程中原有認知結構與現(xiàn)實情境不相符時在心理上所產(chǎn)生的矛盾或沖突，它是促進學生積極思維和主動學習的“引發(fā)器”。認知心理學領域中的特征整合理論認為，在面對沖突時，整個大腦是一個自組織系統(tǒng)，主要通過當前信息之間或者與過去知識的聯(lián)系進行連接學習來解決認知沖突，前扣帶回負責學習效果的評價?？傊?，思維型教學中的動機激發(fā)與認知沖突原理可以激發(fā)大腦網(wǎng)絡的活動，增強大腦網(wǎng)絡之間的動態(tài)轉換。

二、思維型教學誘發(fā)廣泛的大腦區(qū)域活動

思維型教學下，教師如何激發(fā)學生的動機？研究發(fā)現(xiàn)，當學生需要猜測兩個事物之間的聯(lián)系時，學習效果會更好，學生的學習和記憶新信息的能力更強（Gruber etal.， 2014）。根據(jù)Kang等人（2009）的研究，好奇心會激活大腦的尾狀核區(qū)域，這是大腦中與預期獎賞、多巴胺釋放相關的區(qū)域。在思維型教學過程中，教師常使用一些學習策略來幫助學生增加好奇心。

神經(jīng)科學研究表明，當沖突出現(xiàn)，刺激的信號會發(fā)送至背外側前額葉，并由背外側前額葉負責控制其他的腦區(qū)，加強大腦活動，以更好的解決沖突任務（Botvinick et al.， 2001 ）。一項腦電神經(jīng)研究結果表明，當刺激呈現(xiàn)時，個體的腦電波的一個成分——N200會出現(xiàn)，在沖突任務中，沖突條件與非沖突條件相比，誘發(fā)顯著更負的N200成分，說明了認知沖突刺激大腦皮層會出現(xiàn)更強的腦電波活動。

思維型教學的一個重要環(huán)節(jié)是學生的自我監(jiān)控，影響學生創(chuàng)造力的發(fā)展。心理學領域提及了元認知的概念，元認知即所謂的思考過程，是指個體的思維意識和自我調(diào)節(jié)行為（Keith & Frese，2005）。神經(jīng)科學大量證據(jù)表明，自我監(jiān)控或元認知過程，涉及了認知和注意力的調(diào)節(jié)，它們與廣泛的大腦區(qū)域有關，譬如海馬體、杏仁核等 （Bresciani Ludvik et al.， 2016）。思維型教學中的動機激發(fā)、認知沖突、自我監(jiān)控均能誘發(fā)廣泛的腦區(qū)活動，特別是高級認知活動，體現(xiàn)著創(chuàng)造力思維以及邏輯性思維。

三、思維型教學促進神經(jīng)通路的構建與加強

思維型教學注重學生的自主建構，而傳統(tǒng)的教學方式通常是學生被動地學習課堂材料。神經(jīng)科學的研究也提供了有力的證據(jù)，表明自主建構對于大腦的激活作用。在自主建構的情境下，學生參與自發(fā)探索性學習過程，與傳統(tǒng)的教學相比，大腦的運動控制區(qū)以及感覺通路的活性更高。在大腦邊緣區(qū)，包括海馬結構、杏仁核，也發(fā)現(xiàn)了更強的腦區(qū)活動。此外，認知心理學的圖式構念提示了自主建構的重要性。圖式指大腦中儲存一般信息的記憶結構（Rumelhart，1980），是經(jīng)驗和知識積累的結果。每個人的圖式都是獨特的，因為個體都有不同的經(jīng)歷。學習者的圖式不同，人們學習和解釋信息的方式也不同。因此，為學生創(chuàng)造自主建構的課堂，有利于學生運用各自獨特的圖式，運用特定的大腦經(jīng)驗和知識積累，去理解、解釋新的信息刺激，形成獨特的、牢固的知識鏈接。

在思維型教學中，教師注重學生的應用與遷移，這有助于建立長期記憶（Merriamet al.，2007），并建立和加強快速有效地存儲和檢索信息的神經(jīng)通路。Collins（2016）認為構建新的神經(jīng)網(wǎng)絡就像與人建立新的關系。起初，兩個神經(jīng)元從來沒有見過面，他們相遇幾次就更加了解對方。神經(jīng)元通過突觸之間的連接，神經(jīng)遞質(zhì)被交換來發(fā)送和接收電信號。信號最初是微弱而緩慢的，隨著神經(jīng)元反復交換信號，髓鞘就像網(wǎng)絡的電纜一樣變得更厚，連接變得更快更有效。類似地，神經(jīng)科學學者認為，神經(jīng)具有可塑性，個體能發(fā)展出新的神經(jīng)連接。這種新連接的發(fā)展是由于各種外部刺激造成的，包括環(huán)境、人際關系等。這也說明了大腦是可以被改變的，即使成年以后，大腦依然可以被塑造。學生在應用過程中，觸覺、視覺等參與了處理的過程（Mueller & Oppenheimer，2014），這增加了參與大腦執(zhí)行功能的前額葉區(qū)域的激活。因此，應用遷移有利于綜合學生的多個感官，激活大腦的認知功能，幫助學生構建新的神經(jīng)連接，形成知識的神經(jīng)網(wǎng)絡，塑造發(fā)展個體的大腦。

四、結論

綜上所述，我們可以借助學習的神經(jīng)科學研究來理解為什么思維型教學可以提高學生的學習潛力。思維型教學能夠協(xié)同地激活大腦網(wǎng)絡及其動態(tài)轉換，誘發(fā)廣泛的大腦區(qū)域活動，促進和加強神經(jīng)通路（連接）的構建，這樣的教學過程所誘發(fā)的神經(jīng)活動反映了創(chuàng)造性和邏輯性思維的出現(xiàn)。簡單地說，我們越能以不同的方式激活學生的大腦，他們就學得越多。