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大脑是如何学习的:教育神经科学中的高效学习法
0.00     定价 ¥ 69.00
浙江工贸职业技术学院
  • ISBN:
    9787111756637
  • 作      者:
    [日]乾信之
  • 出 版 社 :
    机械工业出版社
  • 出版日期:
    2024-06-01
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编辑推荐
为什么我们上课的时候总是精神恍惚、容易分心;常常把功课拖到最后一秒钟才完成;为了考试总是熬夜冲刺、临时抱佛脚;明明知道学习很重要,但是学习效果总是不明显?
为此,本书追溯了大脑通过经验和学习发生变化的典型发现,提出了终身教育和特殊教育的潜力;解释了学习在大脑中的发生机制;介绍了经典的学习观点;探讨了学习的最佳时机(敏感期),并将其整合为“学习的五大支柱”;讨论了年龄对学习的影响,阐述了大脑发育与行为变化的对应关系;主张幼儿期的身体互动(依恋)有助于促进独立和学习;等等。本书以期通过系统地认识大脑的认知功能来促进我们科学的学习,提高我们学习的效率,掌握学习的策略和技巧。
同时,本书还揭示了“主动”或“积极”学习对人类发展的意义,以及从脑功能的角度阐明了科学的“教育原则”。了解大脑的哪个区域在何时起作用将有助于我们知道何时开始进行哪种学习。本书的目标在于呈现最新的神经科学研究结论,以及从教育学科和教育原则的视角对人类大脑如何学习进行重新解读。
本书共分三个部分,第1部分聚焦于从大脑功能的角度重新审视“学习”,第2部分聚焦于从大脑功能的角度重新审视“学习效率”,第3部分聚焦于年龄对学习的影响。本书基于大脑功能对人类的发展和教育进行了相当大的跨越性讨论,借助丰富的神经科学知识对人类教育进行了重要的探讨。
本书以“学习”为主题,并从神经科学的角度为师范院校、教育专业和心理学系的本科生和研究生、大学教师、中小学教师以及养育孩子的人提供了一些启示。希望这些来自“教育神经科学”的启示能够在21世纪的教育学中发挥作用,并对家庭中的育儿工作有所帮助。
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作者简介
乾信之
日本鸣门教育大学名誉教授,期刊《知觉与运动技能》的副主编。1953年生于日本德岛县鸣门市。先后毕业于横滨国立大学教育学部,广岛大学教育学研究科(教育学硕士),岐阜大学医学研究科(医学博士)。之后任岐阜大学助手,爱知县立大学助教授,鸣门教育大学教授,澳大利亚神经科学研究所客座资深研究员。
专业领域:知觉-运动控制理论,教育神经科学。
主要著作:《时序的科学:大脑如何控制动作》《人际协调:一种社会神经科学的方法》,以及《假肢形成后身体形象的系统性变化》等。
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内容介绍
本书的目标在于呈现最新的神经科学证据趋势,以及从教育学科和教育原则的视角对如何提升学习效率进行了重新解读;基于大脑功能对人类的发展和教育进行了相当大的跨越性讨论,借助丰富的神经科学知识对人类教育进行探讨。从神经科学的角度为师范院校、教育专业和心理学系的本科生和研究生、大学教师、中小学教师以及养育孩子的人提供了一些启示。本书共分为3个部分:第1部分聚焦于从大脑功能的角度重新审视“学习”,第2部分聚焦于从大脑功能的角度重新审视“学习效率”,第3部分聚焦于年龄对学习的影响。
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精彩书摘
婴儿是语言天才。他们只需听到和看到语言和动作, 就能掌握母语的语法。同样, 患有听觉障碍的婴儿通过观察手语来掌握手语的语法, 并发展出以手语为基础的思维能力。本章将追踪健康婴幼儿和聋儿的语言发展, 并探讨语言教育的应有之形。
什么是语言学习的敏感期?
语言的发展过程已经得到广泛的研究, 但人们对与语言发展相对应的大脑发育的了解仍然非常零碎。
在2 ~ 6 岁和6 ~ 10 岁这两个时期, 儿童表现出来的行为差异相当大, 而其中最显著的是语言。幼儿从两岁左右开始掌握构成语言的音素、词汇和语法。在这个阶段, 孩子们拥有强大的学习能力, 可以仅仅在听到语言的情况下就开始学习。到了两岁, 大多数孩子已经开始说话了。而到6 岁时, 他们对于母语的音系、语法和词汇的知识几乎是完整的。从语言学角度来看,6 岁孩子的对话就像16 岁少年的对话一样成熟。因此, 基于这样的语言发展规律, 许多国家通常会在6 岁左右开始学校教育。
任何语言都只能通过听和说来学习, 但所有语言都有共同的规则。此外, 人类喜欢人类说话的声音而非其他声音, 婴儿会自然而然地朝着说话声的方向转头。大多数婴儿在语言环境中成长, 轻松地学会说话。也许, 语音的学习在子宫内就已经开始了。在胎儿发育的早期阶段, 听觉神经从内耳耳蜗的毛细胞中产生, 并在脑桥和延髓的交界处髓鞘化后, 向脑部延伸, 这使胎儿在子宫内就能够听到外界的声音。新生儿可以区分父母的母语对话和其他语言的对话, 这可能是根据出生前母亲的话语进行区分的。即使仅在出生几天后, 听到“a” 的声音的婴儿会张开嘴发出这个声音, 听到“e” 则会张开相应的嘴形。这表明, 即使在还不知道自己的嘴巴是什么样的情况下, 婴儿似乎已经编程了模仿听到的声音的嘴形。
当将正在睡觉的3 个月大的婴儿暴露于语言环境中并扫描其大脑时, 研究人员发现这些婴儿在听到母语时, 左半球的感觉性(听觉性) 语言区域会活跃, 就像成人一样。这表明从3 个月开始, 语言处理已经启动。人类从极小的时候就开始学习和理解语言。
学习母语时, 人类需要将组成该语言的音分成不同的类别, 这些形成语言的音被称为音素。新生儿可以区分各种发音。他们对每个单词稍有不同的音比成人更敏感。这类似于婴儿对非 
人类面孔的敏感性。就像婴儿对周围面孔的敏感度受到环境的影响一样, 音的辨别能力在出生后的一年内也受到所听到的声音的影响。到了1 岁, 婴儿就会失去区分以前未曾听到的声音的能力。因此, 这种声音区分能力的敏感期大约持续到1 岁左右。虽然日本人常被认为不能区分R 音和L 音, 但是日本婴儿出生后约10 个月是可以区分这两种音的。由于日语中并没有严格区分R 音和L 音, 所以在日语环境中成长的婴儿很少接触到这两种音, 到了1 岁时就失去了区分这两种音的能力。相反, 在美国长大的婴儿接触到这两种音的机会更多, 因此能够更好地听出它们的区别。
研究人员在对加拿大的婴儿、儿童和成人进行区分da 和ba 的实验时, 发现所有的被试都能够区分出da 和ba 的差异。然而, 当要求被试区分类似于印地语中的da 和ba 的两种音时, 婴儿能够区分, 但儿童和成人却无法区分。进一步的研究发现, 在出生后8 个月和10 个月之间存在着听辨音差异的分界线。
然而, 当测量已经度过敏感期的成年说话者在听到母语之外的语音时大脑的电活动时, 研究人员发现, 即使本人没有意识到音的差异, 大脑也能够感知到音的物理差异。这表明, 大脑可以在意识之外察觉到微小的差异, 但根据这些差异的使用频率来决定是否将其提升到意识水平。
聋儿也能通过手语表达
在清晰听到单词之前, 婴儿会开始发出无意义的声音( 喃喃自语)。大约7 个月大的时候, 他们会发出像“ 巴巴巴” 或“达达达” 之类的声音、舌头打击的声音, 以及喉咙发出的咕噜声。尽管这些声音并不都会成为后来的母语的一部分, 但它们有时候会包含婴儿周围听到的语音。因此, 人们认为这些声音对学习语言的发音方式是有效的。
传统观念认为, 喃喃自语是特定于语音产生的, 并且由于它是语音控制的基础, 因此受到声道解剖结构和大脑发育的影响。然而, 研究发现, 聋儿也会用手做出喃喃自语状。研究人员通过录制10 个月到14 个月大的聋儿和健康儿在日常环境中的视频, 发现聋儿正在模仿他们的父母用手做的手语动作, 并用手做出喃喃自语状。因此, 喃喃自语是一种语言学习中固有的现象, 它被认为是婴幼儿试图表达他们观察或听到的语言结构的一种迹象。
当婴儿长到1 岁左右时, 他们开始从单纯的发出声音转变为说出单词。这时的幼儿会根据他人使用的单词开始将单词与物体相对应。在一岁半到两岁左右的阶段, 大多数幼儿会掌握20 ~ 50 个基本单词, 但从这时开始学习新单词的速度会急剧加快。到5 岁左右, 大多数幼儿会掌握2000 个以上的词汇量。这种学习新单词的速度会持续到上学时期。此外, 一些研究者指出, 学习新单词的能力会持续发挥作用, 并且其速度在以后的生活中不会有太大变化。
敏感期存在于语法学习阶段,而不在词汇学习阶段
随着儿童词汇量的增加, 他们开始理解词语排列的语法基础。即使没有受过教导, 他们也开始掌握复数形式和时态等基
本语法规则。例如, 英语圈的两岁幼儿可能会说出“mice” 或“went”, 但偶尔也可能说出“mouses” 或“goed” 这样的词。换句话说, 儿童有时是在模仿从成人的对话中听到的单词的发音, 有时则是在无意识中应用他们自己提取的语言规则。
乔姆斯基(Chomsky) 提出, 人类婴儿天生就具有语言学习装置。平克(Pinker)对乔姆斯基有关语言的主要观点做了总结。首先, 人类说出的句子几乎都是按照全新顺序排列的单词。因此, 我们大脑中应该存在着一个从有限单词列表中生成无限句子的程序, 它与传统的生成句子的“ 语法” 区分开来, 我们称之为“心理语法”。其次, 即使没有接受指导, 儿童也能在短时间内掌握这种复杂的语法, 并以一致的方式理解首次遇到的新句子的结构。因此, 他们天生就具备“ 通用语法” 的蓝图, 并且似乎知道如何从父母的话语中提取句法结构模式。
根据这一理念, 平克研究了儿童如何从规则性复数形式和不规则复数形式的单词中构建合成词。当询问3 ~5 岁的幼儿如何表达“吃老鼠的怪兽” (monster that eats mice) 时, 有90% 的幼儿回答成了“mice-eater” 而不是“mouse-eater”。然而, 当同样的这群幼儿被问及如何表达“ 吃老鼠的怪兽” ( monster that eats rats ) 时, 他们当中只有约2% 的回答为“rats-eater”, 大多数幼儿回答为“rat-eater”。这说明孩子们不需要接受教导, 仅通过听父母说的复数形式的规则变化和不规则变化, 就能推断出语法规则, 这是令人惊讶的。平克解释说, 这种惊人的能力证明了幼儿天生的语法系统在接触语言后就开始发展。
这种学习语法的能力因人而异, 有些幼儿天生缺乏解读或创造正确句子所需的能力。这种特殊的语言障碍并不影响其他认知功能, 但他们在理解对话或文章方面学习较慢, 即使成年后也可能仍有些许问题。
另外, 父母在潜意识中也在支持孩子的语言习得。例如, 使用婴儿容易学习的词汇有助于促进语言发展。“ 妈妈语” (motherese) 和“ 父母语” (parentese) 指的是大人与婴儿交流时使用的声调更高、语速更慢、语调更明显、母音拉长的方式。“妈妈语” 一词是由1966 年美国人类学家弗格森(Ferguson)首次提出的。这种方式在世界各地都很常见, 父母通过使用简短的句子和拉长的母音, 使幼儿更容易学习语言的结构和语音。与对宠物说话时相比, 女性与婴儿交流时的方式有所不同。在这两种情况下, 她们都会使用较高的音调, 带有情感地交流。然而, 当与婴儿交流时, 她们会特意拉长母音的发音, 以便引起婴儿对发音特征的注意, 并为之提供良好的榜样。
另外, 语法和词汇的意义是由大脑中不同的神经系统来处理的。这一点可以通过比较阅读名词(如dog、cycle、cake)时所涉及的脑区域, 以及阅读介词(如into、of、from)时所涉及的脑区域得出。研究人员通过观察脑电波发现, 处理意义时大脑的两个半球都在活动, 但处理语法时只有左半球在活动。此外, 这项观察表明语法学习存在敏感期, 但词汇学习却没有。不管在何时学习词汇, 用于学习词汇的大脑系统都是不变的, 它位于两个半球的后部。相反, 大脑处理语法的区域取决于初次接触语言的年龄。在1 ~ 3 岁学习英语作为母语或第二语言的人, 在处理英语语法时左半球会活动; 而后来学习英语作为第 
二语言的人, 不仅左半球, 右半球的相同区域也会活动。初次接触英语的时间越晚, 两个半球的活动就越强烈。
因此, 越早学习语法, 就越容易迅速掌握。同时, 对于处理语言时两个半球都活动的人, 语法相关的成绩往往不太理想, 这意味着学习者采取了更加复杂的学习方式。同样的情况也适用于需要学习手语的聋儿。有些人因为担心学习手语会增加口语学习的困难而不让孩子学习手语。然而, 由于手语也有独特的语法规则, 因此如果不及早学习手语, 就会错失学习手语的机会。
阅读文字时,左脑会活动
在进入本节主题之前, 让我们先概括一下教科书中大脑皮质语言中枢的知识。语言中枢由运动性语言区( 布罗卡语言区)、感觉性语言区(韦尼克区)、角回和缘上回组成, 其中两个语言区由弓形神经束连接。
1861 年, 法国的布罗卡(Broca) 首次报告了左半球前额叶皮质的梗死引起语言障碍的情况。他在对死后24小时的患者进行的尸检中发现, 这些患者的左侧额下回有脑梗死, 这一区域的破坏导致了患者能够理解听到的话语, 但存在语言障碍。这个区域被称为运动性语言区或布罗卡语言区。另外, 1874 年, 被送到德国精神科医生韦尼克(Wernicke) 那里的患者被认为处于混乱状态, 但有些语言仍然合理, 因此被诊断为并非真正的混乱。同时, 他们发现这个患者无法理解听到的话语。这个患者的损伤部位位于脑左侧颞上回, 因此人们认为这个区域的损伤导致了他无法理解听到的话语。这个区域被称为感觉性语言区或韦尼克区。
此外, 脑左侧顶叶的角回和缘上回也是独立的语言中枢, 具有两个重要的功能。一个功能是连接运动性语言区和感觉性语言区, 另一个功能是接收视觉信息(如文字信息等)。角回从后方的视觉区接收信息并发送到前方的感觉性语言区。弓形神经状束连接了这两个语言区, 当这条连接受损时, 语言流畅度和理解能力良好的患者可能无法进行复述。此外, 此类患者的语言内容可能会失去准确性, 并出现音韵错字、错读、错写等症状。
目前还没有对儿童学习单词阅读方式时大脑内部变化进行长期追踪的研究。然而, 研究人员通过使用功能磁共振成像技术进行了一项横向研究, 调查了6 ~22 岁的参与者在阅读任务中的大脑变化, 这些参与者的阅读能力不同。研究结果显示, 即使是6 岁的孩子, 当他们在阅读文字时, 左半球的语言中枢也会活跃起来。而且随着年龄增长, 这个中枢的活动会变得更强烈; 各年龄组中阅读能力较高的人, 其语言中枢的活动强度也更高。相反, 随着左半球活动的增强, 右半球的活动会减弱。因此, 长时间学习阅读会导致脑活动中心从右半球逐渐转移到左半球。随着能够阅读文字, 右半球参与处理文字的视觉特征的角色逐渐减弱, 而专门用于阅读的左半球的语言中枢则变得更加活跃。对于刚开始学习阅读的儿童来说, 学习将声音与文字对应的过程至关重要, 而可能左颞叶的角回和单词形态处理区域的相互作用承担了这一角色
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目录
前 言
第1部分 什么是学习——从脑部功能重新审视学习
第1章 经验与学习改变大脑
伦敦出租车司机大脑中海马体的改变
乐器与运动练习对大脑的影响
脑的代偿效应——盲人阅读盲文时,视觉区被激活
脑图谱再塑——幻肢的本质是什么?
工具的使用——身体形象的拓展
第2章 学习发生在突触中——信号传递方式的变化
突触通畅法则——赫布定律
突触传递的关键角色
学习会导致突触发生什么变化?
调节神经元活动的物质
信息的“联结”机制——发散和收敛
记忆与遗忘的本质
头脑记忆与身体记忆
第3章 “学”与“教”的法则
学习阶段——可语言表达和不可语言表达的过程
他人的支持会改变学习能力
从学习的终点来看记忆的分类
避免“过度学习”和“过度教导”
“技能”的学习和“技艺”的训练
第2部分 学习的五大支柱——追求学习效率
第4章 注意——信息的选择与切换
注意的两种类型
注意的背景——觉醒
测量注意和觉醒对信息处理速度的影响
注意与记忆的整合
计算机游戏对注意力的影响
注意缺陷多动症是一种新的认知方式吗?
好奇心如何被增强?
主题1 打网球时应注重球的飞行方向
第5章 主动性——动作与认知的结合
动起来才能理解——俳句、照片、速写
直接经验——认知的“返祖”
“主动”与“被动”的神经回路差异
连接认知与动作的小脑通路
基于读、写、算的基本动作
主题2 镜像神经元连接经验与语言
第6章 反馈——错误的积极价值
反馈概念的诞生
运动学习阶段
运动学习中的反馈
嵌入了反馈的行动规划——TOTE
作为反馈的测试
教育心理学的发现——分散学习比集中学习更有助于记忆
主题3 学习计划的顺序至关重要
第7章 睡眠——记忆的巩固
睡眠——大脑的主动生理活动
睡眠的深度通过脑电波进行测量
关于睡眠的三项经典研究
什么是睡眠负债和生物钟?
促进学习和记忆的睡眠——快速眼动(REM)睡眠
快速眼动睡眠与学业成绩相关
过多的儿童和青少年睡眠不足
主题4 延迟上学时间有助于提高成绩
第8章 敏感期——学习的最佳时期
胎儿的大脑充满了变化
从视觉系统的关键期看“出生与成长”
“出生和成长”在绘画中的体现
回归幼儿绘画的立体派风格
获得性状是否会遗传——除DNA 的碱基序列以外的遗传信息
生育环境对人际关系发展有何影响?
主题5 何时开始知觉- 运动技能的学习最适宜?
第3部分 发育与学习——年龄对学习的影响
第9章 脑的发育如何改变行为
3 岁之前母语和绝对音感的确定——神经元的修剪
9~10 岁:规划能力初现——斯卡蒙发育曲线
神经纤维的髓鞘化
成年人的神经元也可再生
身体活动促进神经元新生
狩猎促进了海马体的导航记忆
第10章 不稳定的初高中生大脑——未成熟的前额叶皮质
前额叶皮质与“心”的本质
前额叶皮质的成熟需要到30岁
前额叶皮质成熟滞后——未来道路选择的挑战
如何在课堂教学和财政分配方面应对学生心理问题?
过重劳动导致教师的精神疾病增加
主题6 贫困和社会阶层对大脑有何影响?
第11章 促进儿童自立和学习的依恋关系
亲子的触摸促进自立和学习
皮肤接触的本质——细小的触觉神经纤维与岛叶皮质
成为父母后,大脑会发生什么变化?
虐待对儿童大脑产生什么影响?
遭受虐待的儿童提前进入青春期
养育者替代婴幼儿的前额叶皮质
情绪引导理智、感情和意志
前额叶皮质对情绪的条件反射
主题7 如果没有情绪参与, 父母也只是“与父母相似的人”
第12章 儿童的语言发展与教育
什么是语言学习的敏感期?
聋儿也能通过手语表达
敏感期存在于语法学习阶段,而不在词汇学习阶段
阅读文字时,左脑会活动
双语如何引起大脑变化?
改善阅读障碍
聋儿的母语——手语
儿童的第二语言学习
文学教材促进对他人的理解
结 语
参考文献
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