瞭解認識大腦 研究適於腦的教學 主講：李文洋

一、瞭解認識我們的大腦 二、大腦發展的關鍵期 三、多元智能與男女差異 四、腦與學習 五、腦科學研究給我們的啟示

1、人類與其它動物腦細胞比較 1000億以上 人類 100 猴子 90 100億以上 老鼠 80 500萬以上 果蠅 70 10萬以上 60 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 人類 猴子 老鼠 果蠅 1000億以上 100億以上 500萬以上 10萬以上 腦細胞比較

2.腦細胞的分類與功能 神經細胞 130-1000億 負責資訊處理 10% （神經元） 膠質細胞 90% 樹突 數多個小 負責資訊接收 軸突 獨個粗大 負責資訊輸出 2.腦細胞的分類與功能 神經細胞 130-1000億 負責資訊處理 10% （神經元） 膠質細胞 90% 為神經細胞提供營養與支援，像黏合劑 一樣，將神經細胞固定。

膠質細胞是腦內最常見的細胞，它與神經元的數量比例約為10：1 膠質細胞的一般類型

腦細胞 （神經元）

神經元之間的聯繫 神經元之間不是相互接觸一起，而是以一種電化學方式通過一個極細微的空隙相互聯繫。這種特殊的聯繫方式叫突觸。 一個神經元可以接受多達成千個突觸的輸入，這些輸入到達神經細胞的部位在樹突、胞體和軸突的分佈各不相同，從而產生的作用也複雜多變，這正是人類腦功能活動多樣性的基礎。

學習在突觸產生

通過“軸突—突觸—樹突”的通路，電信號轉變為化學信號，再轉變為電信號。 神經元是如何形成聯結的

3.大腦結構之一：三位一體的大腦 古腦（爬行腦）——腦幹：負責非隨意性行為 如心跳、呼吸 舊腦（哺乳腦）——邊緣系統：掌管吃喝、繁 殖、情感 新腦（新皮層）——皮質 古皮質：嗅覺性：調節內臟活動，魚類已有 新皮質：爬行類——哺乳類——人類占96%

三位一體的大腦模型

大腦結構：腦幹及邊緣系統

腦切面圖

腦幹：生命中樞、監控呼吸、體溫、血 壓、消化、腦的覺醒 邊緣系統： 丘腦：聽有感覺資訊（除嗅覺外）首先進 入丘腦，然後傳入其它部位進一步加工。 海馬：（開關像海馬得名）鞏固學習和記憶中起重要作用 進行資訊的轉化，來自工作記憶的學 習通過電信號傳導方式轉入長期儲存區，此過程需幾天或數月。

杏仁核：在情緒中具有重要作用 大腦皮質：約占腦重80%以上 表面灰白色、多皺褶，並刻有被稱為溝回的裂紋。最大的裂紋從前向後，將腦分為兩半，左右兩個半球通過1個由2.5億條神經纖維組成稱為胼胝體的厚纖維來相連。 大腦半球由一層很薄但非常緊密的皮層覆蓋。 小腦：大腦尾部的下端，協調並控制多種身體運動。

▲大腦皮層 覆蓋大腦的全部表面，神經細胞最密集 的地方。 平均厚度2 ▲大腦皮層 覆蓋大腦的全部表面，神經細胞最密集 的地方。 平均厚度2.5毫米，總重最約600克，占大腦總重的40% 上面有很多褶皺，使面積增大，鋪平可達2200平方釐米。1/3露在表面，2/3位於褶皺裡面。褶皺形成深淺不等的溝，隆起部分稱為腦回，溝回的多少與智慧高低相關密切。

▲血腦屏障 大腦對血液需求很大，腦重占體重1/50，血的供應量卻占1/5。腦活動時依賴穩定而豐富的血液供應。 其它組織細胞 內皮細胞構成的毛細血管上有張開的小孔 皮內細胞與內皮細胞連接處有縫隙 腦與脊髓細胞 毛細血管上的內皮細胞的小孔是閉合的 內皮細胞間細胞膜互相融合，沒有縫隙 吸收排放 比 較 不能吸收排放 內皮細胞外還有神經膠質細胞包圍著。使大腦對於物質有了選擇性，這種特殊結構稱為“血腦屏障”可以有效防止許多有害物質進入大腦。 但酒精、毒品等可以通過血腦屏障。

4.大腦結構之二：左右腦

胼胝體是聯結左右腦的兩束神經纖維中較大的

左腦支配的學習者可能更加經常： 更喜歡有序的事物 從部分到整體學習得最好 更喜歡語音閱讀系統 喜歡詞彙、符號與字母 寧可首先閱讀主題 要洪相關事實資訊 更喜歡詳細有順序地教學 更關注內在經驗 要結構性與可預測性

右腦支配的學習者可能更加經常： 更喜歡隨機事物 從整體到部分學習得最好 更喜歡整體語言閱讀系統 喜歡圖畫、圖像和圖表 寧可首先看見或經歷主題 要彙集有關事物之間關係的資訊 更喜歡自然的、隨波逐流的學習環境 更關注外部經驗 要開放性取向、新導和意外

總結對大腦三十多年的研究，左右半腦功能主要區別在： 1、左腦控制右半側身體，右腦控制左半側身體。 2、左半腦按先後順序進行活動，右半腦同步同時進行活動。 3、左腦精於讀字面語意，右腦精於讀懂話外音。 4、左腦分析細節，右腦考慮全域。 5、對自我的感知主要在右半腦，對他人的感知主要在左半腦。

5.大腦結構之三：四個腦葉 大腦分左右兩個半球，每個半球又分為四個主要的腦葉

腦的主要功能區

四大腦葉成熟的順序 枕葉——頂葉——顳葉——額葉 瞭解大腦的功能分區，就有了開發大腦的科學依據 腦的三大基本功能區 第一功能區 位於大腦中心的部分 掌管人的覺醒狀態，負責人的注意活動 第二功能區 包括頂葉、顳葉、枕葉 接受視、聽、觸覺資訊，形成感覺、知覺、完成認知，如對言語資訊的理解（嬰幼兒、小學）。 第三功能區 額葉 負責人的反應活動，並對腦的各部分活動進行 統合（小、中學）。

二、大腦發展的關鍵期（敏感期） ▲大腦的潛力有多大 大腦具有龐大的記憶容量，資訊容量比國家圖書館大得多。科學家對大腦潛能的估計 20世紀初 詹姆斯 大腦已用的占10% 未開發90% 20世紀中 米 德 大腦已用的占6% 未開發94% 20世紀末 奧 托 大腦已用的占4% 未開發96% 為什麼？答案：腦的可塑性。 神經細胞不能再生，但可以建立聯結，形成神經網路。

▲人的智力發展的關鍵期 關鍵期是大腦發育的重要階段 最早提出關鍵期理念的是義大利早期教育專家蒙台梭利。她認為，嬰兒生命的最初 三年，是一生智力發展的關鍵階段。 嬰兒生命的最初三年，是神經細胞形成樹突的關鍵期。 美國著名 心理學家布魯姆對近千名兒童從出生到成年跟蹤研究，結果表明：5歲前為智力發展最為迅速的時期。 如果17歲——100% 1歲——20% 4歲——50% 8歲——80% 13歲——92%

神經網路的形成 鋪路原理：先少後多→先多後少

大腦重量出生時1磅左右，一歲時增至2磅。重量與體積的增加是由於神經元體積加大，樹突成分增長，軸突的髓鞘以及膠質細胞增加。幼兒2歲時，突觸數量已達成人水準。3歲時約有1000萬億個突觸，這種密集狀態是成人的2倍。 有用的得以強化，無用的得以修剪。 蒙台梭利：在人的一生當中，幼兒期智力發展最快。這一時間也被稱做智力發展的“敏感期”。在“敏感期”內開發智力，其效果是事半功倍；而錯過“敏感期”則是事倍功半，甚至會造成永遠無法彌補的過錯。

▲蒙台梭利提出的兒童敏感期 感官敏感期 0——5歲 語言敏感期 0——6歲 秩序敏感期 0——4歲 動作敏感期 0——6歲 細節敏感期 1 ▲蒙台梭利提出的兒童敏感期 感官敏感期 0——5歲 語言敏感期 0——6歲 秩序敏感期 0——4歲 動作敏感期 0——6歲 細節敏感期 1.5——4歲 書寫敏感期 3.5——4.5歲 閱讀敏感期 4.5——5.5歲 社會規範敏感期 2.5——6歲 文化敏感期 6——9歲 《蒙台俊利教育法》2009.5 第一版中國商業出版社

張雲曉一書中的提法： 《0——6歲，敏感期開啟孩子一生》 0——2歲半 視覺 聽覺 口和手 渴望愛 行走 語言 2——3歲左右 空間 關注細小事物 秩序 模仿 自尊 3——4歲左右 審美 自我意識 執拗 4——5歲左右 情感表達 人際關係 繪畫 音樂 5——6歲左右 閱讀 書寫 數學 喜歡動植物 社會規則與活動

兒童腦成熟的關鍵期 圖中顯示了某些學習的敏感期

青少年的腦：發育中 青少年的腦是一幅藍圖而不是已經建成的摩天大樓。 美國精神健康研究所的Jay博士已經通過核磁共振的腦掃描證實，從兒童時期的腦到成人的腦不是一朝一夕形成的，必須經過在青少年時期不斷修剪舊的神經元聯結，同時形成新的神經元聯結的過程。 著名教育心理學家皮亞傑（認知理論和資訊加工理論創始者）認為，學生在青少年時期，其短時記憶能力會有一個質的提高。但他沒有從根本上解釋這是為什麼，直到美國加州大學一位元博士通過核磁共振掃描才證明，青少年時期腦的新的灰質、白質、樹突和突觸的形成使得學生能夠記得更多、更牢。

青少年時期腦的顯著變化圖

青少年時期，海馬會生長出大量的樹突和突觸，使得短時記憶功能在這個時期迅速提高。一般短時記憶容量為5-7個單位，而青少年可以記住7-9個單位，所以他們可以很快地背下十四行詩，記住數學公式和定理。 大多數智力活動需要腦的兩個半球共同完成。青少年時期，胼胝體不斷生長出更多的樹突和突觸，體積越來越大。 20世紀90年代，美國Jay博士對145名健康孩子（4-21歲）進行核磁共振掃描，並每隔兩年一次跟蹤，證實青少年時期灰質仍有過度生長的情形出現。 “用進廢退”同樣適用於青春期的青少年。青少年時期形成的神經聯結可以受用一生，而不用的聯結就會永遠被淘汰。 這是一個可以提高腦功能的重要機會，也是一個可以浪費腦潛能的機會。

在青少年腦的發育過程中，不斷進行著建構。頂葉（負責加工視、聽、嗅覺資訊）、顳葉（負責加工語言、情緒資訊）、小腦（負責協調和思維技巧）以及海馬（負責短時記憶）都隨著神經元的過度生長和修剪得以完善、發展。頂葉的灰質直到人12歲才完成發育過程，然後才開始修剪，而顳葉到16歲才完成生長。 大腦神經元不是同時開始髓鞘化的，最後完成髓鞘化的是腦的前額葉，這個腦區負責抽象思維、語言和決策。隨著前額葉在青少年時期的髓鞘化，青少年逐步具備了假設、洞察未來，演繹、分析和邏輯推理的能力。

前額葉控制我們衝動的一面，教化我們的天性。它和杏仁核（負責控制激烈的情緒反應）之間的關係非常有意思。高興、害怕、生氣等情緒都發生於杏仁核。當遇到外界刺激時，青少年和成人的腦反應模式完全不同。成人會更多通過前額葉而較少通過杏仁核來反應，因此會理智；而青少年主要依靠杏仁核來反應，因此非常情緒化。 小學階段的關鍵期 1、培養良好行為習慣（尤其是與學習有關的） 2、想像能力、具體抽象思維 3、人際交往（渴望交往） 4、個性發展 5、言語和短時記憶能力

腦的發展趨勢圖

三、多元智能和男女差異 （一）三種主要的智力理論 1、多元智力理論 1983年，美國心理學家霍華德·加德納提出多元智力理論 語言文字智力 音樂旋律智力 邏輯數學智力 自我認知智力 視覺空間智力 人際交往智力 身體運動智力 自然探索智力（1995年提出）

2、情感智力理論 同年，丹尼爾·戈多曼在《情感智力》一書中提出傳統的情感智力因素、自我情緒認識、妥善管理情緒、自我激勵、移情、人際交往藝術。 1995年，美耶魯大學心理家彼得·沙拉維首先提出這個概念。 同年，丹尼爾·戈多曼在《情感智力》一書中提出傳統的情感智力因素、自我情緒認識、妥善管理情緒、自我激勵、移情、人際交往藝術。

3、三元智力理論 1985年，美國心理學家斯騰伯格提出著名的三元智力理論。十餘年後，又提出成功智力理論。 分析性智力 創造性智力 實踐性智力

（二）瞭解多元智力理論 言語——語言智力 主要指聽、說、讀、寫的能力 音樂——節奏智力 主要指感受、辨別、記憶改變和表達音樂 的能力，表現為對音樂（節奏、音調、音色、旋律）的敏感及通過作曲、演奏、歌唱等表達音樂的能力。 邏輯——數理智力 主要指運算和推理的能力，表現為對事物間類比、因果、邏輯等關係的敏感及通過數理運算和邏輯推理等思維能力。 視覺——空間智力 主要指感受、辨別、記憶、改變物體的空間關係並借此表達思想和情感的能力，表現為對線條、形狀、結構、色彩和空間關係的敏感及通過平面圖形和主體造型將它們表現出來的能力。

身體——動覺智力 主要指運用四肢和軀幹的能力，表現為能較好地控制自己的身體，對事件做出恰當的身體反應，善於利用身體語言表達自己思想和情感的能力。 自知——自省智力 主要指認識、洞察和反省自身的能力，表現為能正確意識和評價自己的情緒、動機、欲望、個性、意志，形成自尊、自製、自律的能力。 人際交往智力。指與人相處和交流的能力，表現為覺察、體驗他人情緒、情感和意圖並作出妥當反應的能力。 自然觀察智力。指人類分辨動植物及對自然現象的敏感能力，表現為喜歡探索大自然，關於觀察、分類、辨別、喜歡飼養、種植等。

（三）多元智力的主要意義 1、每一個個體的智力各具特點。每個人相對擁有八種智力，又以不同方式、程度組合成自己的特點。 2、智力是一種生物潛能，可以學習提升。教育就是激發個人潛能的過程。 3、智力強調個體解決實際問題的能力和創造能力。

（四）大腦的性別差異——男孩女孩不一樣 1、男女大腦結構上有差別 胼胝體形狀不一樣：女性胼胝後部比男性大且呈球狀，男性較小呈管狀。胼胝體負責左右腦資訊交流、後部主掌視察資訊。所以女性可以不太費力觀察到很多男人注意不到的細節。 連接左右半腦的前連合有別，前連合主要與我們本能行為和情緒活動關係密切。女性的前連合比男性大，所以，女性在情感反應方面更為敏感，情緒活動多也較為複雜。 顳葉中顳平面有不同。女性左側大腦的這個部位明顯大於男性。而這個區域是和言語感知機能聯繫密切。

2、男女在認知機能上的差別 言語機能 女＞男 空間操作機能 男＞女 思維傾向 女性比較感性 男性比較理性 言語機能 女＞男 空間操作機能 男＞女 思維傾向 女性比較感性 男性比較理性 男性腦中白質比例更大，女性腦中灰質比例更大，由於白質更多，男性更容易將資訊體輸到不同腦區，提高了空間能力，使他們在辯別方向、追蹤目標、解決數學問題上有明顯優勢；女性多灰質，使他們語言技能有優勢，能同時參與多項活動，如邊聊天邊織毛衣。

四、腦與學習 （一）大腦如何加工資訊 1.資訊加工模式（記憶的階段） 表述人腦如何處理外界環境資訊的資訊加工模型

暫態記憶 在意識或潛意識中加工，一般保持時間為30秒，如查一個電話號碼 工作記憶 第二個暫時記憶，屬於有意識過程，而不是潛意識的。大多數工作記憶發生在額葉。 工作記憶的容量：隨年齡變化 年齡段 工作記憶容量可容納的組塊數量 最小 最大 平均 小於5歲 1 3 2 5至14歲 7 5 14歲以上 9

測試 凝視下列數位7秒，然後默寫下來 9217053 4915082637 工作記憶的時間限制 青春期前約5——10分鐘 青春期和成人10——20分鐘 超過會出現疲勞或厭煩，注意力下降。 長時存儲 理解意義——長時儲存 輸出、消失 工作記憶的專案 ★感覺偏好與學習風格 ★通過增強動機增加加工時間 如：激發興趣、提供回饋、建立義務和責任 ★人為創造意義 如：諧音記憶、形象記憶 ★利用總結來理解和意義獲得

2.記憶的類型 非陳述性記憶（內隱記憶） 程式性的 反射性的 條件反射 情緒性 情景記憶 語義記憶 陳述性記憶（外顯記憶）

記憶通路

（二）影響學習和保障的因素 1.複述 由工作記憶轉入長時存儲的有效作法。 實級複述 二級複述 複述的時間 機械複述 精細複述 複述的類型

2.首因——近因效應 對先出現的那些刺激記憶效果最好，其次是最後出現的，中間出現的效果差。 學習情境中保持程度的變化 新資訊和總結最好在高效期間呈現 練習適合安排於低深時期

3.保持隨教學方法的變化而變化 下圖呈現的學習金字塔是20世紀60年代緬因州的貝瑟爾（Bethel）國培訓實驗室（現在是弗吉尼州的亞歷山大國家培訓研究所）的研究發現的，該研究主要探討了不同教學方法下學生的學習保持情況。金字塔主要顯示了學生在顯示的不同教學方法指導下學習24小時之後，對新學習內容可回憶的百分數。 注意：24小時後加快的資訊是假定存儲的長時記憶中的。

圖中顯示在每種指導方法下，學習24小時後的材料平均保持率

4．保持隨不斷練習而增加 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 艾 賓 浩 斯 遺 忘 曲 線 音 節 保 持 的 百 分 比

不斷學習 （分散式練習） 增加了學習回憶的程度

五、腦科學研究給我們教育的啟示 （一）人的大腦潛能巨大，幼童與青少年的學習潛能巨大，教育的任務是創造條件啟發潛能。 著名學者呂達說：“自然界有許許多多的礦藏，而人的大腦是最豐富的礦藏。” 生本教育的首創者郭思樂教授認為：“教育之道，在啟發潛能。人的潛能無限，這是我們的先祖數十萬年來發展的累積，問題在於我們是否去保護和開發它。教育者不能代替學習者對他們自身的潛能進行開發。” “兒童是天生的學習者。”“學習是人類自身的需要，是人類50萬年的進化發展中產生和發展的特性，是大自然用基因和DNA保留在我們細胞中的資訊，因而它是一種生物學特徵。

生本教育實驗成果充分證明了兒童自主學習的興趣和能力很強。他們的特點：先做後學、先會後學、先學後教、以學定教、少教多學、不教而教。

（二）重視嬰幼兒、少年兒童智力發展的關鍵期，不要以我們的成人的“想當然”去強迫孩子學什麼。 學前期階段：需要特別注重感、知覺能力和運動機能的開發，最好的辦法就是儘量給孩子提供豐富的文化環境，讓他不斷地接觸人，與人說話，要有視覺的、聽覺的、觸覺的以及各種各樣的物理環境在周圍，要讓他有機會嘗試各種人類創造的文化產品。

小學階段：要進行大量的形象具體的思維訓練，書面語的學習和掌握是特別重要的方面。從小學起就努力增加孩子的閱讀量、鼓勵他多讀課外書。閱讀量增加，不僅可以啟發孩子的思維，擴大知識面，更為高年級的學習、寫作打下良好基礎。 中學階段：需要對孩子的自主學習能力進行重點培養，特別要注重孩子的計畫、組織機能、獨立地提出問題、分析問題和解決問題的能力。 大學階段：這一時期正是大腦額葉對其他部位進行有效調控的時機。一個主要教育內容就是訓練理智對感情的控制機能，是情商培養的重要時期。

（三）重視情感、態度、動機的作用。“態度決定一切”。 大腦的三位一體 腦幹＜邊緣系統＜皮層 生存腦→情感腦→思維腦 是否可以說成：生存才有情感，情感決定思維。 （四）重視大腦左右腦的協同開發 糾正教育中偏于左腦的方面，注意開發右腦，又要防止過分地強化右腦訓練，矯枉過正。

（五）注意發現尊重孩子的個別差異 尊重男女生大腦差異，依據其腦結構和機能上的不同，揚長補短，對男孩：在語言上多下點功夫，特別要提高他們的表達能力，否則對他們將來的發展有妨礙。對女孩：鼓勵多參加球類方面的體育競技活動，在運動的同時提高空間操作能力，為日後學習更複雜的數學打好基礎。玩魔方，各種拼搭玩具、七巧板、小連環等都是很好的進行空間能力訓練的玩具。 尊重孩子的學習風格，諸如視覺、聽覺、觸覺學習優勢不同，獨立型與社交型的不同，採取多元化的教學與學習方式。 尊重孩子的多元智慧差異。發揮各學科的互補功能。學生興趣、特長的發現與培養。

諸如 音樂對腦的作用 促進聽覺皮層的發育；有利於兩半球的溝通，促進胼胝體的發育；提高人的內部空間感和能力；提高人的數學能力。 畫畫可以開發多項認知和操作機能，包括： 眼——腦——手的配合；視——空間機能、想像力、形象思維能力、記憶力等，可開發右腦，也開發左腦。 運動可以改善腦的血液迴圈，促進大腦皮層發育，提高人的視——空間機能及反應能力等。

（六）注重大腦學習的功能特性和規律，將教學活動盡可能走向科學 採用多元的適於腦的教學策略 在課堂上使用首因——近因效應 使用複述提高保持 利用組塊促進保持 利用記憶術幫助保持 利用總結來加強理解和意思獲得 讓學生自己做、學會教別人 按照記憶遺忘規律定時複習 頭腦風暴活動 圖形組織者（概念圖、魚骨圖、程式圖……）

（七）注重兒童的營養與睡眠，保證大腦的健康與功能正常 營養缺乏導致腦結構和功能出現異常 早期嚴重營養不良所致腦結構和功能上的變化有可能是永久性的 嚴重營養不良會出現智能障礙 科學合理的飲食可以促進大腦機能的發展