近年來，以腦為基礎的學習已引導出新理論的發展，並藉以探索新的資訊。在此潮 流之中，教師如何在此新理論的發展之下創造新的對話與探究空間？站在以腦為基礎的 角度重新檢視體育教學，其所發展的課程與教學之成效為何？真的有利於大腦的發展 嗎？體育課程與教學如何設計以符合腦為基礎的學習特徵？如何加以評量？等問題都 需要進一步透過相關研究的探討與分析，方能更清楚地釐清大腦運作形態和課程與教學 之間的關係。對教師而言，無論課程如何編排、教學如何實施，都需要關心學生是否學 會了如九年一貫所追求的「帶得走的能力」，或更具深層意義的知識理解，抑或發展五 種心智能力（修練心智、綜合心智、創造心智、尊重心智、倫理心智 ）以面對未來社會 的挑戰（陳正芬，2007）。因此，基於學習與大腦之間的關聯性，研究者認為有必要針 對「腦為基礎的學習」進行探討，並以大腦學習的特徵建構體育課程與教學，希望從研 究中對教師與學生皆能獲得新的啟示，拓展體育教學的多元面貌。
本章節將分成五個部分：第一節，以腦為基礎的學習及其理論；第二節，從腦神經 科學觀點探討對學習的影響；第三節，與腦相容的課程與教學；第四節，以BBL為基礎 的體育課程與教學；第五節，教師實務知識的轉變與建構。首先分析並探討大腦的基本 運作及其理論基礎，釐清BBL的核心觀念，再從腦神經科學的觀點來檢視並解釋對學習 的影響，再來就是整合不同學者對與腦相容課程與教學的看法，以及針對運動教育模式 的相關研究進行內容分析，以作為建構體育課程與教學的重要基礎，最後則進一步探討 在不同面向的課程實踐過程中，體育教師實務知識應如何建構，並藉由Placek(1983)的 論述，剖析體育教師實務知識與教室生態間的關聯性，進而瞭解教師實務知識的本質與 內涵。
第一節 以腦為基礎的學習及其理論
Hart(1983)曾經提到，學校教育是缺乏效能的，因為沒有人知道當學習發生的時候，
大腦中的突觸(synapses)或神經傳導物質(neurotransmitters)的化學作用到底發生了甚麼 事，而且對於教室中的教學或環境的塑造如何配合大腦的學習特性是毫無所知的。事實 上，成功的教育是奠基在個人認知的心理結構與有效的運用，也就是說，腦的運作對於 學習這件事來說是相當重要的。而且以腦為基礎的教育不僅協助教師從客觀的角度探討 課程與教學的問題，也鼓勵教師以大腦發展特性為基礎，發展符合大腦學習的教學策略 (Gruhn & Rauscher, 2007)。據此，世界各國無不積極發展對腦神經科學的探究，希冀以 腦研究為基礎探究學校教育，尋求教育的新視野，同時在 Caine 與 Caine(1990, 1994, 1995)、Jensen(2000b, 2005, 2008)、Hart(1981, 1983)、Sousa(2003)等人就「以腦為基礎的 學習」為主體的探討與研究之下，更直指學校的課程與教學有必要從另一新的觀點與角 度重新出發，進一步檢視並省思有關「教與學」的過程及成效。
一、神經細胞的基本運作
人類的智慧及潛能，來自於大腦的運作，人類的性格與情緒亦由大腦所決定。精確 地說，個體因外在環境的刺激所表現出的行為，皆受到大腦組織的運作所影響。不過，
大腦是如何將外在刺激進行組織並轉換成具體行為？大腦的結構會隨著情境的變化而 改變嗎？學習對大腦又會產生甚麼樣的影響？等問題一直被視為心智的黑箱。然而，隨 著科技的日新月異，神經科學以非侵入性的造影技術，如：正子放射斷層掃描(position emission tomography, PET)或功能性核磁共振造影(functional magnetic resonance imaging, fMRI)，釐清某些學習的部分機制，透視學習與大腦活動的關係，觀察人類學習的歷程
（鄭谷苑、郭俊賢，2004），進而針對以腦為基礎的教育(brain-based education)從客觀的 角度提出證據，解釋長期以來以經驗為基礎的課程與教學，在科學證據的論證之下，呈 現出以大腦學習特徵為基礎的教育實踐(Gruhn & Rauscher, 2007)。
腦神經組織是由神經膠細胞(neuroglia)和神經細胞(neurons)組合而成：神經膠細胞佔
大腦細胞的 90%，用以保護與支撐神經元的重要系統，而負責訊息傳遞與資訊回應的神 經元約占 10%，包含三個典型的結構：細胞體(soma)、樹狀突(dendrites)與軸突(axon)，
細胞體負責提供能源，樹狀突則接收來自神經元的訊息，再由軸突將訊息傳給另一個神 經元，而訊息從一個神經元傳送到另一個神經元的這個聯結路徑叫做突觸（王健雅、陳 學志，2009；梁雲霞，2003；Jensen, 2008; Sousa, 2003）。突觸的聯結是以兩種基本方式 被加到大腦中，首先是突觸會先在生命的早期（孩童在 6 個月時所擁有的突觸數目遠比 成人多）過量生產並喪失，大腦從經驗進行訊息整合的基本機制，突觸喪失的速度則依 據大腦不同區域而有所不同；其次是增加新的突觸，此現象在人的生命歷程中不斷地發 生，且由經驗或記憶主導（鄭谷苑、郭俊賢，2004）。就經驗而言，在完成修改既存的 神經突觸之後，神經系統的活動和學習經驗將透過某種方式，促使神經細胞產生新的突 觸，其增生與修改是一個終身且由經驗主導的歷程(Jensen, 2008)；就記憶而言，不同的 學習刺激將會產生長短不同的增強現象，短期記憶儲存在突觸的形變上，強烈而長時間 的刺激則會固化突觸聯結及提升傳遞效率，最終形成長期記憶(Kandel, 2001, 引自王健 雅、陳學志，2009)。換言之，當個體進行學習時（新刺激），細胞體將會釋出電流到軸 突，並刺激軸突將原先所儲存的化學物質釋放到突觸區，經由化學作用會在另一樹狀突 感受體產生新的電流，再由電流轉化為化學物質，化學物質再產生電流，不斷地重覆產 生的電能刺激將促進細胞的生長，而樹狀突也因此而不斷向外成長，使神經元之間的聯 結更加緊密，同時也改變了大腦的結構，即所謂的大腦神經「可塑性」。
腦主要可分為幾個部位：額葉(frontal lobe)、頂葉(parietal lobe)、顳葉(temporal lobe)、
枕葉(occipital lobe)、小腦(cerebellum)和腦幹(brainstem)，每個部位均有其不同的功能。
其中以額葉、頂葉、顳葉、枕葉這四區的功能與心智運作有相當密切的關聯性，同時也 確認了學習歷程中大腦運作與功能間的聯繫，有助教育者在腦科學的基礎上發展出高效 率的教學方法（香港中文大學，2006，引自王健雅、陳學志，2009）。事實上，額葉是 最大的皮質，從出生開始就成長非常快速，其表面積在兩年內增加為出生時的三倍，後 來便逐漸趨緩，為出生時的四倍左右，掌管執行、注意力、控制、語言的功能，使個體 能自我控制、解決問題並產生行動；頂葉在出生後，便開始急速成長，兩歲時增加為三
倍，六歲時增大為五倍；其後幾乎不會再成長，處理各類感覺中樞，與數學思考、空間 表徵、體感信息的整合 及高層次知覺有關；顳葉的表面積從出生後開始持續成長，兩歲 時增加為兩倍，六歲時增加為三倍，負責聽覺訊息、語言理解和部分的視覺能力；枕葉 位於大腦基底後方，其表面積在出生後會隨著年齡的增加而緩緩成長，到六歲時增加三 到四倍，其後便不再成長，與視覺處理有關。至於各區之間是否具有相互聯繫的功能存 在？從Blakemore(1977)以及Friedman與Cocking(1986)的研究發現，聽力正常者的神經系 統中，聽覺系統的神經通路與大腦負責處理口語特徵的區域緊密相連結，但是一個耳聾 的個體學會使用手語溝通時，不同神經系統的處理歷程就取代了正常人處理語言的歷程
（引自鄭谷苑、郭俊賢，2004）。顯見，大腦各區雖然各司其職，但彼此卻又具有相互 協調合作的特性。
二、以腦為基礎的學習（brain-based learning, BBL）
從發展心理學、認知心理學和神經科學皆已貢獻許多的研究資料，詳細地說明學習 與發展是如何產生的。其中，從神經科學的觀點得知，教學與學習是兒童大腦發展和心 理發展歷程中非常重要的一個部分，當中兒童與外在環境的互動更是有利於大腦的發展
（鄭谷苑、郭俊賢，2004；ÖZEL, BAYINDIR, ÖZEL, & ÇİFTÇİOĞLU, 2008）。因此，
我們不禁要問：到底學習與大腦發展之間的關係為何？是學習促進大腦的發展？抑或隨 著大腦的發展有利於不同教材內容的學習？大腦的結構有可能因為學習而改變嗎？大 腦是否也有階段性的發展？針對此，Caine與Caine(1994)曾提出腦為基礎的學習具有幾 項特徵：(1)具有偵測組型並創造相近的功能；(2)對於各種組型的記憶有覺知的能力；(3) 具備自我修正的能力，並經由外部資料的分析與自我反思等途徑進行學習；(4)擁有一種 用之不竭的創造力。換言之，大腦本身與生俱來就擁有尋找事物關聯性與意義性的特 徵，以及從經驗中探尋意義的傾向，同時也主動建構一些共同的組型與脈絡關係，藉以 形成更加龐大的知識體系。因此，學習在某些層面上被認為與大腦活動有關，以腦為基 礎的學習，包含以腦運作規則為主的有意義學習，教師依據這些規則組織教學活動，鼓 勵學生主動覺知與組織組型，進而創造意義、整合感官經驗並聯結相關訊息。所以，與
腦相容的學習理論期待我們將焦點擺在學習過程，提供教師一些重要的教學指引，鼓勵 學生以主動積極的學習方式來獲得成功經驗。換言之，在學習的歷程中學生的感受是相 當重要的，如果學生是主動積極的，而且不覺得有壓力存在的話，學習將會產生；反之，
學習情境不具有支持性，則學習可能僅是過去行為的反覆操作，缺乏深層的思考與概念 的聯結。因此，當科學家在尋求大腦學習的運作方式時，發現了大腦的學習與學習情境
學習情境不具有支持性，則學習可能僅是過去行為的反覆操作，缺乏深層的思考與概念 的聯結。因此，當科學家在尋求大腦學習的運作方式時，發現了大腦的學習與學習情境