大腦學習和記憶度怎麼促進?聽這位認知神經科學家怎麼說

看點人們通過大腦進行學習，為此，專家們不斷尋找能令大腦高效學習的方法。致力於神經科學與教育領域研究的專家瑪麗亞·哈迪曼表示：以大腦為靶向的學習，需要對目前的教學環節進行改進，輔以藝術教育手段，去強化教學效果。雖然人們的大腦存在差異，但通過不斷的練習，就能改變大腦，提升對知識的理解與掌握能力。

文丨周瀅瀅 編丨Travis

為什麼背了很多遍的東西，臨考前依然記不住？對於我們的大腦來說，究竟什麼樣的學習方式，才是它所喜歡的？為什麼有的學生 「死記硬背」能力很強，有的學生則完全不行？

隨著腦科學、神經科學、認知科學的發展，這些困擾教育界的話題，也同樣成為科學家們熱衷探討的話題。

美國約翰·霍普金斯大學「神經教育倡議」（Neuro-Education Initiative）的創始人和負責人瑪麗亞·哈迪曼（Mariale Hardiman），一直致力於神經科學和教育方面的研究。

Mariale Hardiman，她曾在一所公立學校任教30年之久

哈迪曼一直堅持，大腦是有可塑性的，「老師並不需要了解大腦中的每個化學反應機制，但是應該懂得一些基礎的神經科學知識，明白學生的大腦是在不斷發育的……」

為此，她出版了《腦科學與課堂》一書，提出風靡北美的 「以大腦為目標的教學」模型，簡稱「腦靶向教學法」（Brain-Targeted Teaching），即通過改進教學中的六大環節，讓大腦真正進行學習和思考。

《腦科學與課堂》

如今，在很多美國學校，都可以看到這一研究成果在教學中的運用。

最近，哈迪曼在接受美國垂直教育媒體EdSurge採訪中表示：大腦的學習效果，可能還與「共情」和「同理心」有關。

她認為，如果在其他學科課程裡，加入藝術方面的學習，不僅能改變課堂環境的枯燥，使學習者更容易和學習內容產生情感上的連接，還能影響大腦的學習方式，幫助學生提高記憶力，延長注意力持續時間。

那麼，究竟什麼才是真正的學習？為什麼增加藝術的教學內容，能提高大腦的記憶和學習效果？結合她的最新採訪，我們一起了解一下。

腦靶向教學：引發真正的學習

90 年代是腦科學研究迅速發展的時期。過去幾十年裡，湧現出很多神經科學、認知科學方面的研究成果，這也讓教育界感到振奮。

認知神經科學家哈迪曼，在約翰·霍普金斯大學讀博期間，就開始關注神經科學和認知科學，研究兒童應該如何學習、以及教師應該如何教學。

但是，當她剛開始提出「以大腦為目標的學習」這一理念時，很多人都不以為然，連她的教授都對此不解：「這是我聽過最蠢的研究題目，你還能用什麼學習，用腳嗎！」

哈迪曼解釋說：雖然我們都知道學習在大腦中進行，但是，不是所有的教學都能引發真正的學習。我關注的是怎樣真正地，讓大腦進行思考、學習。

作為一名認知神經科學家，她基於來自腦科學、神經科學方面的研究成果，創立了「腦靶向教學法」，希望真正破解「激發學生興趣」「讓學習有效且持久」的教育難題，在情緒和認知、注意力和記憶之間，建立緊密聯繫，將「大腦是如何學習的」奧秘，轉化為課堂實踐。

目前，這種新型教學法已經在美國各地蔚然成風。

它提出從情緒、環境、設計、掌握、應用、評估這六個方面，改進教學。包括營造愉悅的學習氛圍；創建對學習有利的物理空間環境；設計學習體驗；勾勒知識大圖景，促進學生對概念的深層次理解；通過有效的教學活動，促進學生對知識的記憶和掌握；以及對學生進行多元化的形成性評價。

2017年，一檔《灰質：用大腦學習的方式來教學》（Grey Matters:Teaching the Way the Brain Learns）的紀錄片推出，它用一年時間跟蹤記錄了美國中小學各科教師們在課堂上實施「大腦靶向教學法」的故事。

馬裡蘭州巴爾的摩市羅蘭公園學校（Roland Park Elementary and Middle School）和約翰·霍普金斯大學毗鄰，同時也是哈迪曼曾經擔任校長的學校，自然成了她推行「腦靶向教學法」的首選之地。

多年來，「腦靶向教學法」的精髓，已經滲透到了教學的方方面面，比如，該校的課程設計總體原則是：以新融舊，將每個習得知識點都無縫整合到學生既有的知識網絡中。藉此，去提高學生理解、掌握和運用的水平，尊重大腦神經元「互相連接，一起激活」的規律。

在教學策略上，也力求做到多元化。將音樂、戲劇、表演等藝術內容，融入現有的學科學習；增加課堂辯論、頭腦風暴、分組討論等教學方法，讓學生在不知不覺中對大腦進行信息反覆「輸入」和「提取」的訓練和刺激，真正改變大腦結構，形成永久性的連接。

更值一提的是，羅蘭公園學校連走廊的壁畫，都經過一番「精心設計」，儘量選用廣受學生歡迎的藝術家和流派的作品，營造輕鬆愉悅的學習氛圍。

從腦科學角度解釋，這是為了突破攔在前額皮質（主宰認知）前面的邊緣系統（主宰情緒）的阻礙。因為大腦更鍾情於有趣的信息，會自動攔截、過濾或忽略不那麼新、不那麼重要，或不那麼讓人興奮的信息。

藝術，促進大腦記憶和認知

紀錄片《灰質：用大腦學習的方式來教學》的拍攝者拉蒙那·佩爾邵德，還分享了自己採用「腦靶向教學法」在家教女兒學習的home schooling經歷。

剛開始，她並沒有意識到這個任務的艱巨性。直到有一天，她發現自己成天都在不停地責問女兒「你怎麼就是記不住？怎麼就是理解不了？」有時候甚至為了女兒的學習，母女倆對峙一整天。

一個偶然的機會，她聽聞哈迪曼關於大腦處理、存儲和提取信息的演講。她意識到：自己和女兒之間缺少積極的情感連接，使得整個學習輔導過程變得阻礙重重。

「女兒根本談不上享受學習的過程，更何談讓知識過關斬將，到達大腦的前額皮質層，得到積極的處理和儲存？」她決定嘗試這種立足於腦科學的教學法。

實踐下來，佩爾邵德有了自己的體會，「說到底，就是讓學生在好玩的環境裡，開心地學習。因為我們的大腦傾向於記住好玩的事情。」

這就要求我們營造一種輕鬆有趣的學習氛圍，保證孩子的情緒是愉悅的、對學習感到興奮的；如果處在壓力、負面情緒的包圍下，大腦的學習和記憶能力會明顯減退。

當然，在哈迪曼提出來的「腦靶向教學法」中，「好玩」只是首要目標。還有一個很重要的教學環節是：藉助音樂、戲劇、表演、文學等藝術教育的手段，促進學生對知識的理解和掌握。

不管學習什麼，都需要與學生的遺忘做鬥爭。怎樣鞏固學習內容，防止記憶衰退？在傳統教學中，老師會通過重複訓練，一遍遍地用同一種方式，教同樣的內容，讓學生增強記憶。

但是，這樣的教學方式，會讓學生覺得十分無聊，效果也不一定好。為了避免課堂浮躁和效率低下，如果能在課堂上增加藝術的形式，提供不同的教學活動，則會大大增強學習效果。

「一般來說，大腦更喜歡有創造性的、新穎的學習方式。」她建議把藝術科目嵌入每一個學習單元中，利用藝術科目來強化教學內容、推進教學效果。

這就需要我們從整體上設計教學方案，思考通過什麼樣的教學活動來實現。而具體到某一位老師，他又該如何把藝術內容納入課程？

這對老師，提出了一定的挑戰。在哈迪曼的研究中，她發現，老師往往會有很多顧慮和緊張，比如，有的老師說「我真的不喜歡唱歌，我不想在自己的學生們面前唱歌。」

哈迪曼表示，其實，並不需要老師自己唱歌，他只要放 CD 或者播放音樂。而且課堂上的藝術活動很簡單，完全不需要學科老師取藝術方面的學位。」

當然，具體每一門科目，如何加入藝術的形式，比如，在文學、歷史等課堂上，融入觀看電影、博物館參觀等藝術活動，設定什麼樣的主題？如何更大程度激發學生的思考？則需要每位老師自己摸索了。

同時，這也需要學校在課程設計和教學內容方面，賦予老師一定的發揮空間。

大腦需要更個性化的學習

哈迪曼所在的研究中心，在2014年實施了一項實驗，研究「和傳統教學相比，藝術整合教學能否產生更好的學習效果？」

在這項實驗中，隨機分配兩組兒童，學習相同的學科單元，一組為對照組；另一組兒童，在共同的學科內容基礎上，整合添加了藝術元素。學習結束十周以後，相當於間隔了一個暑期，再來測試他們對所學內容的記憶水平。

雖然已有詳實的資料說明，藝術科目會帶來許多益處，比如調動學生的參與度、提升創造性思維、擁有更多問題解決方式等。但這項實驗，還是有了新發現。

哈迪曼發現，在學習了含有藝術元素的科目後，那些原本成績薄弱的學生，其記憶水平有很大的提升；而原先成績較好的學生，則沒有太大的變化。

哈迪曼推測，當一個學生在傳統教學中，已經能取得很好的成績，可能就不太需要藉助為他多樣性活動來變得更好；但是對於那些學習吃力，成績起伏不定的學生，如果在課程學習中增加藝術內容，則能讓他們有更好的學習表現。

「沒人知道怎樣縮小學生成績之間的隔閡，我認為藝術科目也許能提供一種最有可能的學校改革，真正縮小學生學業水平的差距。」哈曼迪表示，會繼續研究這一課題，看能否通過整合藝術內容的創新教學，讓所有學生對學習本身感興趣。

與此同時，這也說明：大腦在學習和認知方面，是因人而異的，沒有什麼「一刀切」的學習方法，適合所有學生。

哥倫比亞大學的大腦研究員Lara Boyd博士，在一次題為《顛覆你對大腦的認知，我們是如何學習的》Ted演講中分享：「鑑於我們每個人大腦的獨特結構和功能，神經可塑性的模式，在人與人之間有很大的差異。」

這也是為什麼，有的孩子可以在傳統的教育環境中茁壯成長，而別的孩子卻不能；為什麼有的人能輕鬆地學習語言，而另一些人卻能學會任何運動並表現出色。

這一發現，也給老師和家長帶來啟示：每個孩子都有著各自擅長的學習領域；而且由於大腦接收知識的方式各不相同，因此，即使是同一課程，有些孩子學起來就是要比其他人更吃力。

在傳統教學環境中，那些無法適應「死記硬背」和「你講我聽」的學生，很容易在學業上變得薄弱，成為所謂的「問題學生」。

這一切，都根源於大腦的差異性。

所以，最好的學習策略，一定是因人而異的。

Lara提醒：只有用大腦喜歡的學習方式，重複那些對大腦有益的行為習慣，才能達到最好的學習效果。當然不管怎樣，只有通過不斷練習，才能重塑大腦的神經，讓大腦產生改變。

「在幫助你學習方面，沒有什麼比練習更有效了。練習難度的增加，以及付出努力的增加，會給你帶來更強的學習能力，促成大腦結構的變化。」Lara說道。

正如「1000萬小時訓練」這個很流行的概念，我們想要學習和掌握任何一項技能，需要進行一萬個小時的刻意訓練。

不過，Lara博士認為，時間長短並不能一概而論。「對於一些人來說，可能需要更長時間，而有些人只需要很少的時間。」

圖片來源：The Neuroscienceof Art；

參考文獻：Sydney, J.;『This Neuroscientist Wants to know your Brain On Art—and How It Improves Learning』.

方兆玉;《「腦靶向教學法」風行美國》