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學習技術

寫作對數學和科學學習的大腦益處

學生可以通過練習寫作來毫無畏懼地整合數學和科學概念。

2011年7月11日

在我們的課堂上,科學和數學越來越受到重視,寫作不應該被犧牲。事實上,在過去的20年裏,神經科學和認知科學研究提供了越來越多的證據,證明創造力與學術、社交和情商之間存在關聯。寫作可以幫助大腦發展成功學習數學和科學所需的邏輯功能。

寫作培養執行能力

在上學期間,尤其是8-18歲,大腦發育最迅速的階段發生在前額葉皮層。這是大腦發展個人執行功能的關鍵時期。這些包括判斷、批判性分析、歸納、推理、延遲對長期目標的即時滿足、對關係(象征主義、概念化)的認識、優先級、風險評估、組織、創造性地解決問題。執行功能還包括情緒方麵,包括識別個人情緒狀態的能力,進行情緒自我控製的能力,以及對情緒反應選擇的反思能力。

說到數學和科學,寫作帶來的優勢不僅僅是識字和交流。寫作的練習可以增強大腦對信息的吸收、處理、保留和檢索。通過寫作,學生可以增加他們對複雜材料、陌生概念和特定學科詞彙的理解的舒適度和成功度。當寫作貫穿整個課程時,它能促進大腦對課堂作業和家庭作業的專注,增強長期記憶,闡明模式,給大腦時間進行反思,如果得到良好的指導,它是概念發展的源泉,是大腦最高認知的刺激。

大腦如何儲存信息

有一個非自願的信息攝入過濾器,決定什麼感覺輸入被大腦接受。輸入還必須通過一個情緒過濾器——杏仁核,在那裏,信息的目的地是確定的。當壓力很大時,攝入過濾器會選擇性地接受與感知威脅相關的信息,實際上忽略了其他感官輸入。高壓力狀態還指示杏仁核開關站將信息傳遞到較低的反應性大腦,在那裏無法形成長期可檢索的記憶。此外,下腦的行為輸出僅限於戰鬥(表演)、逃跑(自娛自樂有時被誤解為多動症)或凍結(走神)。

使用代號來減少焦慮

害怕在同學麵前犯錯誤是學生焦慮的最大來源之一。這種恐懼會影響學習。在博客和維基的幫助下,老師可以建立一個環境,讓學生通過一個隻有老師知道的代號匿名發帖。這些代號提供了個人隱私,這樣學生就可以表達自己,而不用擔心課堂上的回答和問題會受到限製。

有了這些工具,我們可以引入各種各樣的寫作活動,以減少阻塞杏仁核通往反射性前額葉皮層的壓力。例如,學生可以對數學或科學問題寫出描述性的回答,以及預測、假設和問題。其他有用的寫作練習包括寫日記、報紙社論來捍衛自己的立場,以及正式的研究風格的數據分析實驗報告。

這些活動為所有學生提供了積極參與學習的機會,因為他們得到及時的反饋,反思,修改,並冒著犯錯誤的風險。通過這種方式,寫作可以建立自信,並揭示基礎知識的差距。學生們可以分享創造性的見解,並培養他們交流想法和捍衛自己觀點的能力。

通過這些共享的關於內容和概念的書麵反思,學生有機會表達創造性的假設,不同的觀點,以及對他們理解的關注。特別是在同輩匿名的情況下,有了問責製和同輩互動,而不用擔心在課堂上犯錯誤,這讓許多學生感到不知所措。當學生在寫作中思考和定義他們的觀點、結論和預測時,他們的大腦會構建有價值的概念網絡。(詳情見下文。)

當通過共享寫作來檢查學習時,學生就會接觸到多種解決問題的方法。這對於建立對其他文化的靈活性和開放的態度是非常重要的,因為科學、數學和技術世界確實是全球性的。此外,學生有機會用自己的話進行交流。他們培養的溝通技能肯定會在他們現在的合作中使用,在未來他們將進入的科學和數學社區中使用。

讓寫作與控製輟學率相關

寫作還可以減少無聊壓力導致的神經處理阻塞——這是高中輟學生離開學校最常見的原因。我們知道,當材料與個人相關,並與現實世界的問題和問題相聯係時,學生就會參與其中。當這種情況發生時,有更多的信息通過注意力和情緒過濾器流向高級處理前額葉皮層。

寫作可以增加個人的相關性和自信。當學生能夠為創造力和個人表達而寫作時,個人相關性就產生了。即使數學或科學的事實不容置疑,個人對信息的反應也是合適的寫作主題。當寫作與學習和評估相結合時,就有更多的機會通過協作、複習和個性化的元認知和創造力來產生積極、專注的學習的理想情境。

提醒學生以前的成功可以提升他們的信心,讓他們有機會認識到自己的進步。幫助他們認識到自己進步的一種方法是通過書麵評估:例如,在你評估的內容的同時,你也可以讓學生寫下他們對學習本身的反應和對他們進步的認可。這些可以保存在計算機文件或作品集中,並作為成功的證據進行審查,與學生有機會對成功策略進行元認知。

裏麵發生了什麼事?編寫“芽”概念腦網絡

概念記憶網絡的構建構建了大腦所有者所能擁有的最有價值的神經結構。這些網絡就像“網”一樣,捕捉和保存具有類似模式的新輸入,並在創造性轉移(將在一個環境中學習到的信息應用到新的環境中)被激活時“工作”。

概念網絡是大腦用於最高層次思考的有價值的工具。當大腦試圖預測一個問題的最佳反應、答案、解決方案或做出選擇時,前額葉皮層中的執行功能控製網絡將信息發送到記憶關聯區域,如每個半球的海馬體和記憶存儲皮層。這些信息激活了與新情況相關的已有知識記憶。大腦的記憶網絡收集得越廣泛,它就越能成功地激活最佳先驗知識,以預測任何新情況下的最佳反應、答案和選擇。存儲信息網絡之間的鏈接和交叉連接越多,一個人就越能訪問多個背景知識存儲中心,以應對新問題或新機會。

作為記憶水泥和概念線索的寫作

記憶束,如皮亞傑的模式,包含基於共性(如相似的聲音、視覺圖像)在電路中鏈接的類別相關信息。這些神經元束連接在一起是因為它們被反複使用過。

多種多樣的寫作可以引導大腦識別、構建和擴展其模式。寫作可以闡明學生在數學和科學中需要學習的順序程序,從分解方程到光合作用的化學過程。通過書寫和繪製思維導圖或圖形組織者,可以激活先驗知識,將其與新的輸入聯係起來,當學生寫類比或其他比較時,新的學習可以添加到可見的和心理模式中。

將公式、程序、圖表和統計分析轉化為文字的神經活動或心理操作代表了大腦對模式的識別。當這也以書麵形式完成時,事實、程序和觀察在寫作過程中被象征性地處理了——賦予記憶另一種存儲方式,並真正闡明了大腦在現有概念網絡中添加新知識時遵循的模式。

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