脑科学构建小学科学高效课堂

琚 颖

（江苏省苏州市工业园区星澜学校 江苏苏州 215000）

一、脑科学概述

脑科学也被称为神经科学，是一门以研究脑认知、意识以及智能本质与规律的科学，也是现阶段非常具有研究价值与挑战性的热点领域，更是受到社会以及国家层面的重点关注，尤其是在教育领域更是对教育教学产生直接的影响。著名科学家钱学森曾经说过：“教育工作的最终机理在于人脑的思想过程。”而脑科学与教育的相融合，不仅是现阶段教育研究的重点趋势，同时利用脑科学中的脑活动规律与相关的脑科学知识实现教育教学的创新，对于当前的教育教学有着非常重要的促进作用。[1]

就目前而言，我国的教育依旧处于前科学阶段，而其理论依据也主要围绕心理学、哲学以及社会学等为基础，这也是为什么在每次教育改革后取得效果不显著的重要因素。脑科学的研究成果一般都会运用于医学等领域，而在教育领域中的运用却少之又少，而21世纪，社会的发展与科技的创新，对人的脑力也提出更高的要求，在一定程度上也进一步促使了脑科学与教育的相融合。教育的主要目的便是提高学生的整体素质与能力，但最重要的一点便是对大脑的塑造，而脑科学在教育领域中的应用，不仅为教育教学提供了有力的科学手段与支撑，而脑科学中的对脑发育、脑机制、发育障碍机制干预等的研究，更是能够使当前的教学方式更加趋于完善，对我国的教育有着非常深远的影响。

二、脑科学与小学科学课堂教学的关系

脑科学中的相关理论与研究成果对于现阶段的小学科学课堂教学有着重要的促进作用，而两者之间也是一种相互促进与推动的关系。在现阶段的小学科学课堂教学中普遍存在学生学习注意力不集中、所学知识链断裂、机械记忆现象严重、厌学等问题，而这些与脑科学相违背的一系列现象也进一步对小学科学课堂教学效率产生直接的影响。小学科学高效课堂构建的主要体现便是实现教学效率的最大化、最优化，而课堂教学的过程便是激发学生脑部智力的过程，小学阶段的学生正处于智力开发的重要时期，通过利用脑科学中的理论开展小学科学课堂教学，并以此为基础组织多样化的教学活动，更加与学生的身心发展相一致，进一步有利于学生脑部智力的激发。如，大脑具有可塑特性，尤其是当处于较为丰富的环境中时，大脑中的脑皮层也会随之加厚，其神经网络也会更加错综复杂，再加上脑对于新鲜的事物往往会产生较大的兴趣，所以，结合脑科学中的这一教育特性，教师便可以通过多样化的教学方式或者是通过布置一些具有挑战性的学习任务来刺激学生大脑的兴奋，进而吸引学生的注意，使学生能够主动地参与到小学科学课堂教学中，实现对自身脑力的开发。

轻松愉快的教学环境是小学科学高效课堂构建的基础，而据脑科学研究得知，杏仁核是脑部中的一个组织，其附着在海马体的末端，主要功能便是负责编码情绪信息，被称之为脑的心理哨兵，在情绪控制方面发挥着重要的作用，为此，教师便可以通过脑科学的这一特性，利用幽默风趣的语言来为学生创建轻松愉快的教学环境，促使杏仁核发挥其作用，使学生在愉快的教学环境中完成对知识的学习。[2]

三、脑科学构建小学科学高效课堂策略

（一）组织学生开展趣味性的教学活动

趣味性的教学设计不仅能够调动学生的情感，同时还可以激发学生的学习热情，而在脑科学研究中也表明，脑组织中的吗啡神经肽能够使人产生愉悦的情绪，而同时愉悦情绪的产生会再次激发更多的吗啡神经肽，所以，在小学科学课堂教学中教师一定要避免学生出现负面情绪，而是应该通过组织开展趣味性的教学活动来刺激学生大脑中吗啡神经肽，以便产生更多的吗啡，以此来确保学生学习效率的提升，进而为小学科学高效课堂的构建奠定基础。

例如，“观察鱼”教学活动，教师便可以围绕教学目标开展关于“看一看，说一说，画一画”的趣味活动，让学生在一边观察一边画的活动中来激发学生的学习积极性，进而产生学习的愉悦情绪，使大脑中的吗啡得到刺激，进而提高学生的学习效率。首先，教师以猜谜语的方式导入教学内容，如“没有胳膊没有腿，从来不离水。走路不用脚，摇头又摆尾”，进而调动学生的好奇心，使学生产生积极的学习情绪。之后教师让学生想一想在生活中的哪些地方可以见到鱼，并将想象中的鱼画出来；其次，教师将学生分为若干个小组，让每一组派一名学生领取鱼缸与鲫鱼一套，让学生以小组为单位通过观察与相互交流的方式对鱼的外形与特点进行研究，之后让每组派一名学生说一说在观察鱼的过程中需要注意什么？如何对鱼进行观察等问题，以此来加深学生对鱼的认识；最后，引导学生对所观察的鱼画一画，并在教师的点拨中对所画的鱼进行不断完善，并将鱼的部位标示在相应的位置，以便让学生对鱼身体的特征进行了解与掌握，并通过开展趣味性活动的方式来促使学生善于表达自己的发现，进而提高学生的学习效率。

（二）创设轻松和谐愉快课堂教学环境

脑科学研究指出，杏仁核能够调动人的情绪，使大脑处于兴奋状态，有利于学生对知识的掌握，所以，教师一定要结合学科本身的特点，通过多学科角度看问题，让学生处于轻松、愉快、和谐的教学环境中，以便让学生能够积极动脑，打破传统的固有教学模式。俗话说：“学起于思，思源于疑。”只有学生主动思考，才可以为学习进步提供助力，在轻松愉快的教学环境中，教师提问，学生才敢于积极回答，并通过思考来获得答案，而这一过程也正是学生获得知识，不断进步的过程。[3]

例如，“各种各样的天气”教学中，教师可以在课堂开始阶段，让学生根据自己的认知模仿天气预报报道，为学生创设轻松和谐的教学环境，以便学生集中注意力，提高学生的积极性，使学生能够主动地加入到课堂教学中。“各种各样的天气”中涉及数学方面的知识，因此，教师还可以引导学生从数学角度思考问题，在学生模仿完成之后，开展“听一听，说一说”活动，让学生围绕“你听到了哪些天气”为主题开展谈论，促进学生主动开动脑筋进行思考，之后教师引入课堂教学内容，在完成课堂教学之后，让学生把当天的天气情况进行分析，并说出该天气的特征，然后教师向学生展示晴天、阴天、下雨天、暴雪天等多种天气图片，让学生进行辨别，进而开阔学生思维，在思考的过程中获得知识与答案。在课后，教师还可以让学生把自己喜欢的天气以绘画、剪纸等方式进行绘制与制作，进而提高学生的动手实践能力与创新能力。

（三）利用多媒体刺激学生听觉与视觉

脑科学理论指出，视觉在大脑中有着惊人的记忆能力与识别能力，所以，教师可以利用多媒体通过视频与图片展示的方式来实现学生思维的可视化，使学生的视觉在图片的刺激下发挥视觉记忆的优势。而声音则可以实现学生听觉系统的调动，视觉与听觉的相结合，更加有利于学生对所学知识的掌握。

例如，“观测风”教学中，风的特征主要表现在风速与风向两个方面，但是，风却是一种难以观测的事物，再加上不同风速，其风的大小也是不一样的，为此，教师便可以通过多媒体为学生播放不同风速视频或音频的方式，进一步刺激学生的视觉能力与听觉能力。首先，利用多媒体向学生列举风吹动塑料袋、树枝、风旗等相关的图片，并让学生说一说这些风的特点；其次，教师将风力不同的音频或者视频播放给学生听，让学生辨识不同风的声音所代表的风力大小；最后，将学生划分为若干个小组，利用多媒体将小风旗的制作方法与步骤进行展示，并引导学生制作小风旗。在各小组完成对小风旗的制作之后，教师可以组织学生到室外进行风向与风速的观测，使学生能够在观测中切身体会到风的声音，以此来调动学生视觉与听觉的相互结合，进而促使学生加深对风向与风速的理解。

（四）结合目标布置挑战性的学习任务

美国教育家杜威曾经说过：“不断改进教学方法的唯一、直接途径，便是将学生置于必须思考、促进思考以及考验思考的情境之中。”脑科学研究表明，人大脑对于新鲜的事物往往会产生较大的兴趣，进而激发大脑的兴奋度。对于小学科学教学，教师可以以教学目标为基础，来布置具有挑战性的学习任务，以此来激发学生思维，刺激学生思考，让学生以学习任务为目标主动地参与到课堂学习活动中。[4]

例如，“阳光下物体的影子”教学，影子在学生的生活中是较为常见的一种现象，因此，教师可以在开展教学之前，先让学生通过影子游戏的方式来吸引学生的注意力，之后，教师为学生讲解关于影子在阳光下的变化规律，使学生能够初步建立对影子变化规律的认识，同时向学生介绍简易日晷的制作步骤，并以此为基础布置学习任务，让学生通过比赛的方式来进行简易日晷的制作，进而激发学生大脑的兴奋度，使学生可以主动地参与到任务中。由于简易日晷的制作需要在室外进行，所以，教师可以让学生利用周末时间来完成，而学习任务的布置则可以增强学生的参与积极性，实现小学科学高效课堂的构建。

四、结束语

总而言之，高效的小学科学课堂教学，不仅是素质教育理念下提出的重点内容，同时也是教育教学的主要目的，为此，对于小学科学高效课堂的构建不能仅停留在一些旧的理论知识上，而是要面向未来。脑科学与小学科学课堂教育的交叉融合，便为其高效课堂的构建与发展提供了全新的发展方向与新视域，尤其是对于小学科学未来教育的形态变革发挥着重要的促进意义。台湾脑研究所所长洪兰曾经说过：“如果你不懂大脑，就不懂教育。不懂规律，就不懂学习。”而学习是一种复杂的智力活动，通过运用脑科学的相关理论与研究成果开展小学科学教学，不仅能够让学生体验到多样化的学习经历，脑科学中关于脑的好奇性、社交性、选择性、可塑性以及对环境的要求等特质，还能够为小学科学教师提供更加针对性的教学手段，让教师结合学生大脑中不同组织的功能来开展相对应的科学教学活动，以此来激发脑组织，进而使学生产生想要学习的兴趣，以此来促进小学科学高效课堂的构建。