Jensen(2008)指出，在學習的過程中，中樞神經網路(neural network)的發展是經過無 數次的嘗試與錯誤，包含了許多的實驗與回饋，方能促使中樞神經網路具有更佳的品質 與效能。可知，教師教學的目標並非是讓學生一次就學會，而是需要給予多次的試煉，
將錯誤的聯結或答案在大腦中刪除。換言之，大腦對習得內容所建構出的認知地圖 (cognitive map)，乃基於學生既有的先備知識(prior knowledge)，讓學生在友善且具支持 性的學習情境中進行學習，過程中教師引發學習動機與提高學習專注力，並且在反覆的 思考與試驗之後，將知識與技能轉化為有意義的內容。誠如Caine與Caine(1997)指出，
人類大腦最佳的運作方式就是：「以腦無限的能力來創造聯結，並且瞭解在怎麼樣的狀 態下能最佳化此聯結的過程」。所以，學習並非僅是學得課程內容或考試成績，或者是 精熟表面知識16(surface knowledge)，而應該超越教師所賦予的深刻理解，將有意義的學
16 Whitehead(1979)稱表面知識為「無生命的知識」(inert knowledge)(引自 Caine & Caine, 1994)，其內涵大 致屬於各學科的事實、程序、原理或定義，來自於分類系統(taxon systems)，與如何精緻化知識無關，而 且通常是透過機械式學習的結果。以教師為主的傳統教學中，學生大都被動地接受知識，藉由反覆的背 誦與抄寫來強化對知識的記憶，在教學結束前則實施紙筆測驗來判斷學生對記憶性問題知道的多寡，而
習架構在動機的聯結之上，讓學生自行組織並感覺到深刻理解的狀態，融合情緒與認 知，配合組型的建構歷程(patterning)，拓展自然知識17(natural knowledge)的數量與品質，
厚實覺知與思考的自然分類(natural categories)基礎。至於，如何拓展自然知識的範疇，
研究者認為可從腦科學的角度探討大腦與學習之間的關係，釐清大腦功能如何促進學習 的成效，再進一步建構以腦科學為基礎的學習架構。
一、意識與無意識對學習的影響
教室中學生所習得的一切，一定都是有所意識的嗎？事實上，學習（如教室中所有 的師生對話與活動）皆包含意識18與無意識的心智活動(Caine & Caine, 1994; Jensen, 2008)，而且根據研究結果，有 99%的學習是在無意識的狀態下進行的(Jensen, 2008)。在 談論意識與無意識對學習的影響之前，我們大都認為教學是在學生「有意識」的狀態下 進行，大多數的教師是以講述法為主，教師的主要功能在於闡述並分析教學重要概念，
在課前有目的、有系統地統合並簡化教材，在課中依據事先規劃好的教學內容逐步地呈 現給學生，教學單元結束之後則反覆透過紙筆測驗再現教學重點，其目的不外乎讓學生 能精熟並記憶抽象的符號與概念。但是，在以教師為主的教學情境中，學生能夠接收多 少的資訊量？能夠保留多久？有多少的資訊量是被刪除的？Tileston(2005)指出，傳統的 講述教學方法，學生主要是透過視覺與聽覺來接收訊息，不過證據顯示，有 98%的資訊 進入大腦（剩餘的 2%則作為新舊經驗的聯結之用），可是經過處理之後，有大約 99%的 訊息是被刪除的，僅有 1%能夠儲存起來（參見圖 2-2-1）。也就是說，如果教師的教學 僅透過講述的方法來呈現教學內容，最終只有不到 1%的資訊是被學生儲存起來的，這 樣的結果似乎令人出乎意料，難道教師精簡後的教材帶給學生的實質成效竟是如此的少 嗎？答案可能是肯定的。因為從Diamond, Scheibel, Murphy, 與Harvey(1985)的實驗結果 中得知，單純的給予豐富的學習情境是不會促進學生的學習成效或大腦樹狀突的增生，
非較高層次的思考或認知。
17 Caine 與 Caine(1994)明確地指出，自然知識就是一種有意義的知識(meaningful knowledge)。進一步 說，就是當學生在學習過程中感受到覺知(felt meaning)與深層意義(deep meaning)的相互結合，同時與個 人興趣結合，致使學習內容與個人產生高度關聯。
18 洪蘭（2003）認為，覺識、知覺、自我意識、注意力與反思都是構成意識的不同「零件」。
所以Diamond主張，教師的教學必須要滿足兩個條件：豐富的學習情境與學生主動的參 與(引自Ｔileston, 2005)。再者，Sousa(2001)也曾說，「有意義的資訊與學習成效間的轉 換，有賴於教師有效地實施教學」。由此可知，如何「教」對學生的學習甚為重要。豐 富的學習情境（或教材的組織）固然重要，但更重要的是教師如何展現「教」的藝術，
唯有有效的教學，才能促進學生主動的參與及學習，讓新的訊息與舊的經驗產生聯結，
學生的動機、注意力、情緒等內在心理因素才可能被激發，形成有意義的學習。
圖 2-2-1 透過意識學習的訊息處理過程
資料來源：Ten best teaching practicesp (p. 17), by D. W. Tileston, 2005, Thousand Oaks, CA: Corwin Press.
從圖 2-2-1 可知，在意識的狀態之下，教師的「教」與學生的「學」，對大腦而言就 是一組新資訊的出現（教師的”教”）與訊息處理的過程（學生的”學”），而且學生對於資 訊的儲存也是有限的。不同於意識的學習，Jensen(2008)認為，當學習者置身於教學情 境中，其實大腦一直暴露在許多方面的刺激，而且也沒有人可以均衡地意識到所有刺 激，也就是說，無意識的心智活動是發生在意識的心智活動之前，學習者在特定時刻下 僅能對單一刺激產生反應，即使如此，大腦仍有機制允許資訊透過無意識的途徑進入大 腦，所學的內容多過於曾經意識到的。同樣地，Campell(1990)也曾說過，「我們所發現 的僅限於已覺知的表層之下，有更多的內容其實是在無意識的狀態之下持續進行中」(引 自 Caine & Caine, 1994)。因此，周遭有許多的訊息並非在學習者的意識下進入大腦，而 是在無意識的層次中持續互動並建立聯結。
Jensen(2008)認為所有的學習都與學習者個人的歷史有關。這樣的觀點與較早 Dewey 在其所撰《經驗與教育》（Experience and Education）中論及經驗在教育中的觀點不謀而 合，Dewey指出， 教育經驗的規準有二：其一為連續性(continuity)；其二為互動性
98%的資訊進
入大腦 訊息處理過程
99%的資訊 被刪除
進行記憶的儲存
(interaction)，這兩項原則不能分離開來。其中連續性主要強調經驗間的連接與統整，每 一種經驗都由過去的經驗中吸納某些部分，同時以某種方式來改變未來經驗的性質，所 以要判斷經驗的價值就看它導向或產生什麼樣的結果（林秀珍，2007）。若從課程的觀 點審視經驗在學習中的本質，Huebner(1967)曾指出，學習被視為人類存有面向中的改變 與連續、改變與永恆不變、連續和持續的意義，學習不能僅聚焦於行為的改變，而強調 教育應關注於人暫存性的存有，必須要將學習視為個體連續與改變的旅程。準此觀之，
不管是從哲學、課程或腦神經科學的角度分析學習與個人經驗的關係，可知個人的學習 經驗構成了學習的整體性，而學習的整體性又是來自於個體於不同階段與環境互動所接 續而成。因此，學習者在進入教室之前，便綜合過去對每一學科的偏見(bias) （即興趣、
經驗、信念、價值、態度）與主觀意識來參與學習活動，而偏見又深刻地影響著學生的 意識與無意識，而意識與無意識又影響著學習者的學習行為，而學習者的學習行為又牽 動 著 教 師 的 教 學 判 斷 ， 因 此 要 釐 清 的 是 ： 到 底 偏 見 能 否 改 變 ？ 如 何 改 變 ？ 根 據 Jensen(2008)的說法，教師的確可以影響學生的偏見。也就是說，教師可以透過教學行 為：建議、問問題與講解(suggest, ask and tell, SAT)，改變學生的價值觀或其偏見，以提 升學生對各學科的學習動機、專注力、記憶力，發揮教學策略的綜效。所以，教師的教 學策略必須周詳地思考學習環境的合適性與教學設計的周全性，以協助學生在意識與無 意識的過程中獲得最大利益(Caine & Caine, 1994)。
二、動機與注意力對學習的影響
張春興（2002）曾指出，當個體對目前環境變化完全無法控制，或對未來將要發生 的事情完全無法預測時，個體的認知功能勢必無法解決困難而解體，長期下去，個體將 無法克服焦慮、恐懼、痛苦的壓力，進而陷入絕望的心理困境，稱之為習得無助感(learned helplessness)。習得無助感係由Seligman與Maier於 1967 年所提出，實驗中給予老鼠電擊 壓力，一旦讓老鼠習得無助，即使有機會逃脫，仍然接受固定時間的電擊而放棄逃脫。
類似的研究如Seligman(1975)曾以狗為對象，分為實驗組與控制組，以電擊為負增強物，
實驗組分兩段進行實驗：第一段將狗置於完全無法逃脫的的情境，並施予電擊以引起狗
的痛苦；第二段則將狗置於中間立有隔板的房間中，隔板的一邊有電擊設備，另一邊則 無。控制組則給予第二段的訓練，省略第一段的訓練。研究發現，控制組的狗會因為要 躲避電擊的來臨而產生跳脫學習，擺脫電擊所帶來的痛苦；實驗組則在受到電擊之初的 半分鐘內驚恐一陣之外，就一直躺臥在地上接受電擊的痛苦，縱使有逃脫的機會，也不 肯去嘗試（引自張春興，2002）。國內的相關研究方面，鄭之雅（2003）曾探討腦內神 經滋養因子19(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)與早期警示基因20(c-Fos)在習得無 助老鼠的腦部表現，該實驗將 12 週大的老鼠進行逃脫實驗，其步驟為第一天先給予足 部電擊訓練，接著連續三天給予無法逃脫的電擊壓力，第五天再給予足部電擊逃脫訓 練，逃脫失敗率大於 70%列為習得無助組。依據逃脫實驗分為：控制組(N=6)、非無助 組(N=7)、無助組(N=5)。研究結果發現，習得無助組的BDNF蛋白的染色大於其他兩組，
其所增加的BDNF是來自於椎體細胞層的抑制細胞，且習得無助組外側中隔核(lateral septal nucleus, LSN)與海馬結構齒狀回(dentate gyrus of hippocampus)c-Fos的數量顯著低 於其他兩組。習得無助組與外側中隔核神經細胞的活性降低及椎體細胞受到抑制有關。
整體而言，習得無助感在大腦所造成的改變已經獲得相當完整的證據，比方說：在大腦 中會出現正腎上腺素21(norepinephrine)的減少，γ-氨基丁酸 22(gamma-aminobutyric acid, GABA)的降低、血清素23(serotonin)與多巴胺24(dopamine)的減少，促進杏仁核25(amygdala)
19 腦內神經滋養因子(BDNF)係一種神經滋養的物質(neurotrophins)，可影響神經的分化、生長及維持大
19 腦內神經滋養因子(BDNF)係一種神經滋養的物質(neurotrophins)，可影響神經的分化、生長及維持大