基于先驗知識策略的生理學教學實踐

伍冠一　趙鐵建　鐘靜　孫棟　馬靜

[摘 要]神經建構主義學習理論是一種新提出來的學習理論，它認為先驗知識對學習效果的影響巨大。我們運用先驗知識策略指導教育實踐，每次課堂前設置先驗知識環節，通過調查問卷發現運用先驗知識環節可以使學生的學習效果得到顯著的提高。

[關鍵詞]神經教育學；先驗知識；神經建構主義

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0059-02

隨著神經科學的不斷發展，我們越來越認識大腦的運作機制，當然也包括學習的機制。2003年，腦、心智和教育國際學會成立，標志一門新的交叉學科進入我們的視野，它就是神經教育學。[1]神經教育學主要利用神經科學的知識指導我們的教育實踐。在教育實踐中運用神經科學最新進展成為教育改革的一種新趨勢。[2]但是，神經科學的相關知識如何運用到教育實踐并沒有具體方案與路線。

一、神經建構主義學習模型的概念

神經建構主義學習模型是在生理學教學實踐中運用神經科學領域知識整合行為主義與建構主義學習觀提出的一種新的學習模型，它包括四個層次或者維度：1. 單突觸的形成與穩定；2. 多突觸網絡的認知建構；3. 結合情景的多層級多突觸網絡情景認知建構，形成局部小空間網絡結構；4. 學生的主觀態度、情感對前三個層次的調控形成多個局部空間網絡的結構，并組合成大環路認知建構。這個學習模型要求我們在生理教育實踐中要注重細節的反復講解與復習，調動學生主觀積極性，利用學生已經具備的先驗知識以及情景來學習新的知識。

多突觸網絡的認知建構，遵循皮亞杰建構主義理論[3]，強調所有知識由個體內在構建，新的知識在圖式的順應與內化中習得。圖式即是個體原有的知識體系表征，神經系統的基礎則是突觸聯系。多突觸網絡是指新知識形成的突觸與原有圖式形成的突觸之間形成聯系，特別之處在于突觸與突觸之間的網絡化聯系。這樣，新知識形成的突觸才不容易消退或者丟失。新的知識在原有圖式中不斷的順應與內化，知識的記憶得到鞏固和加強。因此，學生在學習之前，新知識的先驗知識就顯得非常的重要，沒有與新知識相關的先驗知識，就無法形成多突觸網絡，無法使原有圖式順應與內化。

二、豐富的先驗知識，有利于提高學生的學習效率

Tse（2007）研究發現記憶的編碼是一個快速的過程，但是記憶的鞏固在大腦皮層卻是一個緩慢的逐步過程，但是如果有先驗知識，記憶的鞏固速度就會顯著加快。先驗知識不僅影響記憶的鞏固，而且也會影響知識最初習得的進程。因此，給學生提供足夠豐富的先驗知識，有助于提高學生的學習效果，但是，還沒有報道利用先驗知識策略來提高生理學教學效果的相關研究。我們在課堂環節，做了一個新的設計，每次課堂前5分鐘介紹生理學相關的網站與知識去豐富學生的先驗知識，觀察基于先念知識策略的教學設計改革是否可以提高學生的學習效果。

（一）對象

2014級臨床醫學、口腔、中醫學專業共400人。西醫專業307人，中醫專業93人。

（二）方法

每次課課前5分鐘介紹與課程相關的網站或者內容，學期結束發放調查問卷，采用李克特五等尺度進行評估。除問卷調查法外，還隨機對不同專業學生進行訪問，了解這種教學設計對學習的影響。發出問卷400份，回收有效問卷349份，有效率87.25%。共訪問10人，西醫臨床專業3人，口腔專業3人，中醫學專業4人。

（三）結果

在運用基于先驗知識學習策略的教學環節之前，詢問學生之前課堂是否有這樣的教學環節，所有學生回答都沒有參加過這種課堂環節。因此，問卷調查以學生沒有參加這種課堂的學習作為參照，與參加這種課堂后進行自身前后比較。

首先，是否有必要設置這樣的教學環節？81%的學生覺得這種新的教學環節有設置的意義，37%的學生覺得非常有必要設置。但是也有1%的學生覺得沒有必要設置。中醫學專業所有學生都覺得有設置的必要性。西醫專業雖然有學生反對，但是覺得很有必要設置的學生比例達到了38%，而中醫專業稍低，約為32%。

第二，這種教學環節是否有助于幫助學生加深對生理學內容的理解？80%學生認為對學習生理學有幫助。中醫專業所有學生都認為這個環節幫助他們提高了對生理學課知識的理解。約39%的學生認為這個環節對他們非常有幫助。但是令人遺憾的是，有一名學生認為對她的學習毫無幫助。

第三，這種教學環節在學生的主觀上是否也有所幫助呢？調查結果顯示，78%的學生都表示這種教學環節提高了他們學習生理學的積極性，但是認為非常重要的比例較低，中醫學生認為能提高學生學習生理學積極性的僅為16%。令人感到驚奇的是，79%的學生通過課前知識的介紹環節提高了對醫學問題的探究興趣，認為非常有幫助的占39%。對學生隨訪調查發現，10位學生普遍都喜歡這樣一種新穎的教學環節，并且認為對他們學習生理學知識有很大幫助。

三、討論

（一）課前5分鐘先驗知識教學設置的必要性

從調查的結果我們可以發現，學生對課堂改革非常的支持，傳統的教學模式在一定程度上影響學生對生理學知識的掌握與理解。首先，這種基于先驗知識策略的教學環節設計非常受學生的歡迎。中醫學專業學生比西醫學生更喜歡這個教學環節，原因可能在于西醫學生可能有一定程度了解或者知道我們所介紹的相關內容，而學習中醫的同學則是完全沒有相似的教學過程，他們更加渴望這樣的教學改革。從期末的考試成績看，參與這種教學環節的中醫專業成績的提高要比西醫專業的更多。此外，我們發現5分鐘僅占課堂比例的八分之一，并不會嚴重影響教學的進度，也不會使課堂顯得支離破碎。隨訪學生認為時間太長會讓自己分不清重點，雖然也有同學意猶未盡，但是大部分同學覺得5分鐘比較合適。

（二）對學生學習生理學知識的幫助

調查結果表明五分之四的學生認可這樣的教學環節設置。由于生理知識中有非常多的陳述性知識，并且這些生理學知識與學生的認知圖式相關過少，尤其是中醫學專業的學生，大多數在高中是文科生，他們與生理學相關的認知圖式幾乎沒有，因此理解起來非常困難。在課前幫助他們建立先驗知識，尋找自己忽略的、與學習內容相關的認知圖式，對他們的幫助非常大。神經建構主義學習模型強調內在的主動性，只有內在認知圖式的順應與內化才能更好掌握學習內容。

（三）對學習主觀態度的調節

人的主觀情感與態度對學習的影響非常大，調查結果提示，我們設置的這個教學環節提高了學生學習生理學的主觀態度。先驗知識可以幫助學生擺脫對相對沉悶艱深課本內容的恐懼感，從而提高學習的主動性與興趣。皮亞杰認為人的認知會對熟悉的知識或者東西忽略不計，提不起興趣，對完全沒有交集的東西也會毫不理會，而那些了解了一點點的東西，人們最感興趣。因此，先驗知識教學環節可以幫助學生克服認知圖式的真空帶來的學習困難與障礙，調動大腦的積極性，提高學習效率。

四、結語

神經科學學科與教育實踐之間存在巨大的鴻溝，但是神經科學的不斷發展給教育實踐提供了豐富的理論基礎。神經科學理論直接轉化指導教育實踐是新的教學改革趨勢。我們的實踐證明神經科學的進展能夠幫助我們不斷改進教學，提高教學效果。當然，我們的嘗試依然存在不足，比如我們這5分鐘的內容如何滿足各個不同層次學生的需要，怎么能很好的與教學內容相結合等仍不夠完善。神經認知科學的進展往往只能是一種策略層面的指導，具體實踐模式還需要我們進行更深入的研究。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 周加仙. 教育神經科學：創建心智、腦與教育的聯結[J]. 華東師范大學學報（教育科學版），2013（2）：42-48.

[2] 韋鈺.神經教育學對探究式科學教育的促進[J]. 北京大學教育評論，2011（4）：97-117，186-187.

[3] 葉增編. 建構主義學習理論與行為主義、認知主義關鍵特征之比較[J].現代遠程教育研究，2006（3）：64-66.

[4] 吳國陽.建構主義視域下應用型本科院校管理教學模式創新研究[J].大學教育，2013（15）：140.

[責任編輯：鐘 嵐]