探討BBL取向體育教學成效及其對教師實務知識的影響

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(1)國立臺灣師範大學體育學系博士學位論文. 探討 BBL 取向體育教學成效及其對教師實務知識的影響. 研究生：陳昭宇指導教授：林靜萍. 中華民國一百零一年六月中華民國臺北市.

(2) i.

(3) 探討 BBL 取向體育教學成效及其對教師實務知識的影響 2012 年 6 月研究生：陳昭宇指導教授：林靜萍摘要本研究旨在探討 BBL 取向體育教學成效及其對教師實務知識的影響。本研究係以量為主、質為輔的研究取向，採用「多層次取向研究設計」。研究參與教師以立意取樣選取兩個班作為研究參與對象，一個班為實驗組，實施 16 節 BBL 取向體育教學；另一個班為控制組，實施 16 節傳統體育教學。實驗組與控制組在教學前、後均實施個人概念構圖、學習動機及問題解決能力等測驗，以瞭解學生知識理解、學習動機、問題解決的表現，並透過訪談法、課室觀察、文件分析等方法蒐集質性資料，作為量化資料的解釋與驗證。在資料分析方面，量化資料主要是透過相依樣本ｔ考驗、獨立樣本ｔ考驗、單因子共變數分析處理；質性資料則是以持續比較法(constant comparison method)進行資料的分析與歸納。研究結果發現：實驗組在知識理解與學習動機均優於控制組，實驗組的知識理解、學習動機以及問題解決能力在教學後均有顯著進步，而且 BBL 取向體育教學對實驗參與教師實務知識有明顯的影響。根據前述結果提出研究結論：一、教師以團隊小組的學習型態建立同學間相互依賴的學習群體，師生間的對話與討論激發學生的批判思考，在放鬆且不具威脅的狀態下，以實際行動架構新的「學習地圖」，拓展自然知識的範疇，提升對籃球相關知識的深層理解。二、教師以遊戲的方式引導學生學習基本動作，並規劃多元的學習活動，維持挑戰與舒適，並發展的動態張力，再以多媒體教學營造新奇且歡愉的學習氣氛，感受「動態的完形」「學習共同體」來培養反省、深思熟慮以及再組織的能力。三、規劃真實且新奇的教材內容吸引學生對教學主題的專注力與鑑賞力，經由成員的相互合作營造「社會腦」的學習歷程，並營造友善且支持性的學習氣氛，藉由好奇與期待鼓勵學生思考並開展解決問題的能力，促進主動學習的意願。 iii.

(4) 四、教師在自我知識、教學知識、班級經營、教育情境等四方面均覺知到 BBL 取向體育教學的魅力與獨特性。在未來班級經營方面會多使用小組競賽方式，創造彼此學習的機會；在體育教學方面則會適時運用 BBL 取向體育教學方法，營造放鬆的警戒、和諧的沉浸、主動的參與的教學情境。根據上述研究結論，本研究針對體育教學與未來研究提出幾點具體建議：一、體育教學方面（一）營造以腦為基礎的學習情境以增進學生學習成效。（二）以「探索」取代「簡化」；以「授權」取代「限制」。（三）形塑「學習共同體」開啟「體育教學」的另一扇窗。二、未來研究方面（一）以協同教學創造更有效的教學成效。（二）進行後續的追蹤研究以釐清 BBL 教學效果的延續性。（三）以科技整合來探索 BBL 取向體育教學的證據。. 關鍵詞：以腦為基礎的學習、與腦相容的課程與教學、社會腦、運動教育模式、教師實務知識. iv.

(5) A Study of the Effects of PE Teaching on Brain-Based Learning and Its Influence on Teacher’s Practical Knowledge June, 2012 Chen, Chao-yu Advisor: Lin Ching-ping. Abstract The purpose of this study was to examine the effects of PE teaching on Brain-Based Learning and its influence on teacher’s practical knowledge. The study was based on the designs with multilevel use of approaches. The participants in the study were one PE teacher and two classes which are chosen by purposively sampling. Experimental group was give BBL PE teaching, and control group was given PE traditional teaching. Both groups were given Personal Concept Mapping, Learning Motivation test, and test of Problem Solving Ability in Basketball for pre and post-test to examine the effects of different PE teaching. This study was taken qualitative research approach such as semi-structured interview, observation, and document analysis will be adopted, and quantitative data will be conducted with Independent-sample t-test, paired-sample t-test, analysis of covariance, and descriptive analysis to collect and analyze data. The followings were the results: experimental group was achieved better in concept map, learning motivation, and problem solving ability than control group. the conclusions were as following: 1. Within the small-side group, the students were developed social skills through interactions between PE teacher and students, and games are also offered to enrich the environment, which combined with felt-meaning and deep meaning to expand the scope of nature knowledge. 2. PE Teacher creates “relaxed alertness” with games and play to maintain the dynamic tension between challenge and comfort. The students are exposed to “orchestrated immersion” to experience a sense of living wholeness and engage complex and real projects. Meanwhile, the students are in “active processing” that is both personally meaningful and conceptually coherent. That is a path to understanding, rather than simply to memory and also v.

(6) includes the process of reflection, contemplation, and creative elaboration. 3. Novel and challenge materials are given to students to attract the attention and develop the appreciation. Moreover, the human brain is social brain, the students are supported and consolidated in social relationship and a sense of community which contributes to safety, security and relaxed alertness to reduce threat and develop the problem solving abilities. 4. PE teacher have perceived the differences between PE teaching on BBL and traditional PE teaching. As the result, PE teaching on BBL has shown its benefits and uniqueness. To create friendly, safety, and enriching environment, PE teacher prefer BBL more than traditional method to create more teaching effects. Based on above conclusions, few suggestions are provided for PE teaching and other studies in the future. For PE teaching, first of all, PE teachers can try to build the atmosphere with BBL principles to increase the teaching effects. Secondly, PE teaching method should be substituted with “explore” for “simplification” and “empowerment” for “limitation”. Thirdly, build up the “Learning Community” to unfold the possibilities for PE teaching. Besides, For the studies in the future, firstly, team teaching can be engaged to create better teaching effects. Secondly, the follow-up studies can be engaged to examine the continuous effects of PE teaching on BBL. Finally, try to seek the evidences of BBL PE teaching with interdisciplinary cooperation.. Keywords: brain-based learning, brain-compatible curriculum and teaching, social brain, sport education model, teacher’s practical knowledge. vi.

(7) 謝. 誌. 時間過得好快，一晃眼就是五年。打從碩士班再到博士班，總共花了七年，這段時間跟隨著我的指導教授林靜萍博士一起學習。在學術的殿堂裡，老師總是扮演著如海上明燈般的指引著正確的方向，只要時間允許，師徒倆經常就體育教學的相關議題彼此分享意見與想法，一談就是好幾個小時；在日常生活方面，老師就如同朋友一般的親切，經常噓寒問暖，也時常進行「物資」的補給，舉凡家中小女的衣服、鞋子等都是老師的關心與照顧。另外，也要非常感謝闕月清老師在我進修博士班的協助，除了課堂上的引導之外，還帶著學門的學弟妹們衝鋒陷陣，轉戰海外研討會，獲取極為寶貴的學術經驗與回憶。此外，還要感謝教育系的甄曉蘭老師，從博一修「質性研究方法論」時，就感受到老師豐富的學識以及對學術研究的堅持與嚴謹，隨後又修老師的「課程理論」以及「知識與課程」，這些過程啟發了我對教育的看法，當然更要感謝老師擔任我資格考的命題老師以及論文的口試委員。論文能夠順利完成，也還要謝謝周宏室教授以及周建智教授，兩位老師對運動教育學的耕耘，令我感佩，對於昭宇論文的評析更讓我獲益匪淺。一本論文要完成並非易事，我還要特別謝謝我的同事張淑雲老師，以及擔任研究參與教師的陳宜玲老師，因為她們的熱忱與協助，使得論文的內容更加豐富與完整。此外，也要特別感謝協助處理問卷專家效度的老師們：楊志強教授、鄭漢吾教授、劉政宏教授與鍾美玲老師，以及凱暘學長與雅燕學妹在我撰寫論文與口試的一切協助。最後，還是要謝謝我最親愛的老婆：嘉鈺。因為有她，我的生命更完整，我的生活也更加的精彩。求學過程中，從原本單純的「兩人世界」，轉變到現在的「四國鼎立」，有了俞如與炫華的加入，讓世界像萬花筒般的令人驚艷，而近幾年也因為嘉鈺的包容，讓我能夠專注於學術領域的研究。如今終於完成了一件人生中的大事，回首這些年，老婆妳辛苦了，過去的那段時間我經常缺席，但未來我一定要當一個「好學生」，陪伴孩子快樂成長，認真做好人生每個階段的功課，讓我們家的生活更絢麗多彩。. 陳昭宇 vii. 謹識. 101 年 07 月.

(8) 目. 次. 口試委員與系主任簽字之論文通過簽名表………………………………………………….i 論文授權書………………………………………………………………………………...….ii 中文摘要……………………………………………………………………………………...iii 英文摘要……………………………………………………………………………………..v 謝誌…………………………………………………………………………………………vii 目次………………………………………………………………………………………..viii 表次………………………………………………………………………………………….xi 圖次…………………………………………………………………………………………xiii. 第壹章. 緒論…………………………………………………………………...1. 第一節. 研究背景……………………………….……………………………...............2. 第二節. 研究目的與問題………………………………………………………………9. 第三節. 研究範圍與限制……………………………………………………………..10. 第四節. 名詞定義……………………………………………………………………..11. 第貳章. 文獻探討………………………………………………….................13. 第一節. 以腦為基礎的學習及其理論………………………………………………..14. 第二節. 從腦神經科學觀點探討對學習的影響……………………………………..23. 第三節. 與腦相容的課程與教學……………………………………………………..49. 第四節. 以 BBL 為基礎的體育教學………..…………………………………………67. 第五節. 教師實務知識的轉變與建構………………………………………………..83 viii.

(9) 第參章. 研究設計與實施……………………………………….....................96. 第一節. 研究方法與步驟………………………………………………………..96. 第二節. 研究工具的編製與實施……………………………………................100. 第三節. 資料蒐集與質性研究的依據及策略………………………................113. 第四節. 質性研究的效度與倫理……………………………………................126. 第五節. 資料處理與分析………………………………………………………133. 第肆章. 研究結果與討論…………………………………………………...137. 第一節. BBL 取向體育教學對學生知識理解的分析與討論………………...137. 第二節. BBL 取向體育教學對學生學習動機的分析與討論………………...162. 第三節. BBL 取向體育教學對學生問題解決能力的分析與討論…………...176. 第四節. BBL 取向體育教學對教師實務知識影響的分析與討論…………...186. 第伍章. 研究結論與建議………………………………………...................246. 第一節. 研究結論……………………………………………………................246. 第二節. 研究建議……………………………………………………................247. 參考文獻………………………………………………………………….......250 中文部分……………………………………………………………….................250 西文部分……………………………………………………………….................256. ix.

(10) 附錄……………………………………………………………………….......269 附錄一、國中體育課學生學習動機量表（專家內容效度檢核問卷）……….....269 附錄二、國中體育課學生學習動機量表（正式問卷）……………………….....274 附錄三、學生問題解決能力測驗……………………………………………….....277 附錄四、BBL 取向籃球教學計畫……………………………………………….....287 附錄五、BBL 取向體育教學規準表……………………………………………....294 附錄六、實際教學情境參照 BBL 教學規準結果一覽表…………………………295 附錄七、學生上課心得記錄…………………………………………………….....296 附錄八、教學觀察筆記舉偶……………………………………………………......297 附錄九、研究參與同意書………………………………………………………......298 附錄十、個別題項之平均數與標準差…………………………………………......299. x.

(11) 表. 次. 表 2-3-1 大腦發展特性對體育課程與教學的指引………………………………………..55 表 2-3-2 教學模式的比較…………………………………………………………………..58 表 3-1-1 依變項與資料蒐集方法對應表…………………………………………………100 表 3-2-1 內容效度檢測之專家學者一覽表………………………………………………101 表 3-2-2 「國中體育課學生學習動機量表」之雙向細目表………………………………102 表 3-2-3 國中體育課學生學習動機量表項目分析結果…………………………………104 表 3-2-4 預試樣本試題分數之平均數、標準差與因素分析之結果…………………….105 表 3-2-5 各分量表因素相關矩陣…………………………………………………………106 表 3-2-6 各構面題數分配表………………………………………………………………107 表 3-2-7 籃球問題解決能力測驗第一次預試結果………………………………………108 表 3-2-8 籃球問題解決能力測驗第二次預試結果………………………………………109 表 3-2-9 正式測驗各構面題數分配表……………………………………………………109 表 3-2-10 正式施測人數統計表…………………………………………………………….110 表 3-2-11 BBL 取向體育教學策略………………………………………………………….111 表 3-3-1 訪談大綱…………………………………………………………………………117 表 3-3-2 研究者與秀秀老師每週討論議題一覽表………………………………………119 表 3-5-1 概念構圖計分方式……………………………………………………………....133 表 3-5-2 資料編號與說明…………………………………………………………………135 表 4-1-1 實驗組與控制組概念構圖前測知識結構分析表………………………………138 表 4-1-2 實驗組與控制組概念構圖前測成績之均質性考驗……………………………138 表 4-1-3 實驗組學生前測迷思概念一覽表………………………………………………139 表 4-1-4 控制組學生前測迷思概念一覽表………………………………………………141 xi.

(12) 表 4-1-5 實驗組與控制組概念構圖後測知識結構分析表………………………………143 表 4-1-6 實驗組與控制組概念構圖後測共變數分析摘要表……………………………143 表 4-1-7 實驗組學生後測迷思概念一覽表………………………………………………144 表 4-1-8 控制組學生後測迷思概念一覽表………………………………………………146 表 4-1-9 實驗組與控制組概念構圖前後測成績ｔ考驗摘要表…………………………148 表 4-2-1 實驗組與控制組學習動機量表前測成績均質性考驗摘要……………………163 表 4-2-2 實驗組與控制組學習動機量表後測成績之ｔ考驗摘要表……………………163 表 4-2-3 實驗組與控制組學習動機量表後測各構面之分析表…………………………166 表 4-2-4 實驗組與控制組學習動機量表前後測之ｔ考驗摘要表………………………166 表 4-3-1 實驗組與控制組籃球問題解決能力前測成績均質性考驗……………………176 表 4-3-2 實驗組與控制組籃球問題解決能力後測ｔ考驗摘要表………………………177 表 4-3-3 實驗組與控制組籃球問題解決能力前後測ｔ考驗摘要表……………………178 表 4-3-4 概念構圖、學習動機、問題解決之相關係數矩陣…………………………....178 表 4-3-5 實驗組與控制組問題解決能力測驗後測各構面之分析表………………...….180 表 4-3-6 實驗組與控制組籃球問題解決能力前後測之ｔ考驗摘要表…………………181 表 4-4-1 秀秀老師教學前後「自我知識」層面之實務知識結構………………………236 表 4-4-2 秀秀老師教學前後「教學知識」層面之實務知識結構………………………238 表 4-4-3 秀秀老師教學前後「班級經營」層面之實務知識結構……………………….240 表 4-4-4 秀秀老師教學前後「教育情境」層面之實務知識結構………………………242. xii.

(13) 圖次. 圖 2-1-1 腦中再入迴路簡併性圖解………………………………………………………..20 圖 2-2-1 透過意識學習的訊息處理過程…………………………………………………..25 圖 2-2-2 激發水準與行為績效之關係圖…………………………………………………..29 圖 2-2-3 不同任務的倒 U 理論……………………………………………………………..30 圖 2-2-4 不同授課密集程度成績分配圖…………………………………………………..32 圖 2-2-5 訊息處理基本模式圖……………………………………………………………..35 圖 2-2-6 記憶路徑圖………………………………………………………………………..38 圖 2-2-7 主體與環境相互依賴圖…………………………………………………………..40 圖 2-2-8 情緒如何影響學習………………………………………………………………..45 圖 2-2-9 壓力的問題解決模式關係圖……………………………………………………..48 圖 2-3-1 以腦為基礎的教學模式圖………………………………………………………..60 圖 2-3-2 與腦相容課程架構圖……………………………………………………………..65 圖 2-4-1 以 BBL 為基礎之體育課程與教學建構圖……………………………………….71 圖 2-4-2. 1992~2011 運動教育模式研究數量發展分析圖………………………………..78. 圖 2-4-3. 1992~2011 運動教育模式研究參與者（學生）分析圖…………………………78. 圖 2-4-4. 1992~2011 運動教育模式研究參與者（教師）分析圖…………………………79. 圖 2-4-5. 1992~2011 運動教育模式研究方法分析圖……………………………………...80. 圖 2-4-6. 1992~2011 運動教育模式研究成果分析圖……………………………………..82. 圖 2-5-1 體育教師實務知識之建構模式圖……………………………………………….87 圖 3-1-1 研究架構圖………………………………………………………………………..97 圖 3-1-2 研究流程圖………………………………………………………………………..99 圖 4-4-1 秀秀老師實務知識架構圖………………………………………………………191 xiii.

(14) 1. 第壹章緒論. 長期以來，教育理論一直受到心理學、社會學、哲學的影響，學校課程與教學的詮釋大都以Skinner的行為主義(behaviorism)、Bandura的社會認知理論(social cognitive theory)、Parsons的結構功能論(structural functionalism)或Dewey的進步主義(progressivism) 等理論為主，不同的理論在教育的範疇中受到不同族群的擁護與支持，但是理論卻無法全面性地考慮所有關於課程與教學的所有具體事務，既使要整合不同理論來解釋或預測教育事務也不是易事。誠如Hart(1983)所言：「學校教育是缺乏效果的，因為教育從來不探討大腦中的突觸或神經傳導物質的化學成分，而且也不視大腦為學習的器官，或營造適合大腦運作形態的教學或學習環境。如今我們已逐漸瞭解大腦的運作是自然的、容易的……而「與腦相容」(brain-compatible)這個名稱似乎很適合作為教育規劃的基礎，以符合大腦的運作模式。」可見，學習是腦部的主要功能，也是其主要關注的焦點(Smith, 1986)。因此，教室中所謂「學習」的本質是甚麼？教室中「教」與「學」之間的關係又是如何？對學生而言，學習是何時發生的？如何產生的？與大腦之間的關聯為何？教師應以何種策略才能促進「學習」的發生？這些問題都值得我們去深究與探討。當然，每一種理論對於這些問題都有其不同的解讀與詮釋方式，值得注意的是，即便是教育界常援引的認知發展論，也大都建立在假設模擬的認知結構與經驗法則（王建雅、陳學志， 2009；吳樎椒、張與樑，2008），缺乏有效的證據來解釋學習的發生，忽視大腦發展與環境互動的重要性。不過，在洪蘭為《運動改造大腦》一書所撰寫的序言中提到「要讓孩子贏在體育課」的概念，該論述主軸強調的是：運動時大腦會產生多巴胺(sopamine)、血清素(serotonin)、和正腎上腺素(norepinephrine)，這三種神經傳導物質皆有利於學生的學習，其中多巴胺是正向的情緒物質；血清素與情緒和記憶有直接關係；正腎上腺素與注意力有直接關聯。換言之，若是讓學生在上完體育課之後再進行其他課程的學習，此時大腦裡充滿著許多有利於學習的神經傳導物質，更能有效增進學習效果。因此，二十一世紀的教育所要創造的思維應該是「四肢發達，頭腦更不簡單」，體育課不僅能增加.

(15) 2. 腦細胞的數量，更促進了腦神經之間的連結，發展學生的社會技巧。所以，未來的教育實踐，或許可嘗試以「大腦為基礎的學習」 (brain-based learning, BBL)，將課程與教學建立在腦科學的證據上，提供更多的研究結果來支持理論的觀點，進一步轉化為實際可行的教育原則。. 第一節研究背景「我教了啊！但是學生就是學不會，我哪有甚麼辦法！」這句話對許多教師而言其實不陌生，可能自己說過，也可能經常聽到同事這麼說著。在教學現場教師經常碰到的現象就是：教師很努力的備課，也很用心的在進行教材內容的講解，期待學生在教師「教」的過程中學會教師簡化或挑選後認為重要的概念。不幸的是，教師與學生之間的認知是有所差距的，教師認為重要的，學生並不這麼認為，因為大多數的教學都與生活無關，所以抽象的符號與圖像只對有興趣或能力好的學生產生作用，對於那些看不懂、聽不懂、做不來的學生而言，不同的課程內容也只是形狀不盡相同的「無字天書」或「超凡動作」而已。所謂「不同課程能夠培養學生不同的知識與技能」的課程目標，宛若將學校當成是工廠，學生是原料，教師是工廠設備，只要將原料送進工廠，「必定」可製造出品質相當的成品，對實務現場的教師而言，這個目標充其量只是一個理想狀態或自欺欺人的假象。2008 年天下雜誌刊載一篇標題為：「哈佛的難題：聰明、會考試，卻不會問問題」的文章，內文大概是這麼說著：「哈佛大學一項學生學習成效調查結果，在哈佛教授間投下了一顆震撼彈。哈佛大學伯克教學中心(Derek Bok Center for Teaching and Learning)針對二十門課的教授、四百位學生，分別調查老師與學生是否掌握課堂「核心概念」(Big Idea)？結果竟然跌破教授眼鏡，只有不到三成的學生，抓到教授在那門課想傳達的核心概念。我們假設前述的課程目標是成立的，哈佛就是一間全美設備最為精良的工廠（諾貝爾獎的教授），而該工廠也擁有全美品質最佳的產品原料（來自全美 6000 名頂尖的高中生），如此的完美組合，所製造出的產品應該是最好的，但是結果並非如.

(16) 3. 此，因為在教學現場不乏「教師假裝在教，學生假裝在學」、「學生考了高分，卻不會問問題」的窘境。到底「教」與「學」之間出現了甚麼問題？在教育現場經常可以見到教師負責任地將課程進度講解完畢，而學生則假裝煞有其事地拿著筆、打開課本、認真做筆記（此時學生可能心不在焉，想著待會放學要去哪裡玩樂，還有回家之後可以看得電視節目或玩得線上遊戲…），學生只要不吵鬧、不說話、不影響老師的上課，大概就能安全地「脫離險境」，不致於招惹老師而被處罰或記過，而老師就像按表操課一樣完成教學的工作。類似如此「相敬如冰」的教學，其實也被認為是「好」的教學典範，主要的理由是：教師能認真地依據考試進度完成既定的教學內容，而學生也能專心地聽從老師的講解與說明，成績表現符合家長與學校的期待。然而，這種樣的方法其實也產生了不少的問題，如：師生衝突、學習動機低落、學生缺乏較高層次的認知能力等。學校教育習慣於直接傳遞明確的知識，並從紙筆測驗中瞭解學生對知識的記憶程度，而這也是教師協助學生擁有（建構）知識的主要方法。但是，學生即使得高分也並不意味著深刻的理解，因為測驗僅能評量到較低層次的認知，至於較高層次的認知能力（如應用、分析、評鑑、創造等）就不是紙筆測驗能夠評量得到的。針對此，教學的關鍵不是「教甚麼」的問題，而是「如何教」。學生習慣於被動接受答案，當然也就會缺乏探索知識、解決問題或創造思考的能力，同時也扼殺了大腦主動追求意義的能力，學習效果相當有限。所以，「如何教」的概念應突破傳統壓迫式的教學架構，以學生為主體，透過對話討論與實際情境來增進正面的學習情緒，鼓勵學生從分組實作當中形成知識與技能，進而發展多元智慧的能力，促成經驗不斷生成的動態歷程。體育課呢？體育課是否也如上述一樣，教師的講解與動作示範只是完成應該要完成的教學步驟，學生的分組競賽只滿足了高技能學生展現優異運動能力的場域，低技能學生在當下該如何自處？如果兩兩相約至樹下聊天休息，則可能會被老師責罵；假使不情願地參與分組競賽，有可能產生「虛偽的參與」(fake engagement)的現象、成為比賽中「有能力的旁觀者」(competent by-stander)(Hastie & Siedentop, 2006)、或者「無活動」狀態（謝維玲，2009）。那麼，體育課對部分學生（通常是低技能的學生）不就是另一場學習的噩夢了嗎？教師面對這個教學現象又應提出甚麼樣的教學策略，來提升學生參.

(17) 4. 與身體活動的時間量以及學習動機呢？而身體活動除了能表現出生理學所談論的各種有利數據與現象之外，對於大腦的發展是否也有同樣的效果呢？假設運動有利於大腦的發展，要進行多少活動量的運動達到顯著的效果呢？如果說教室是教師從事教學活動的空間，倒不如說教室是「教」與「學」彼此產生交互作用；是學生激發創造思考產生學習的地方；也是師生在自然情境下的互動與對話，其內涵並非單向的研究典範可以預測或控制。由此可見，「如何教」 1(how to teach)比「教甚麼」(what to teach)更重要、更複雜，教師必須要在教學的不同階段進行反思，並透過不同的教學策略讓學生能主動參與學習。誠如Hart(1981, 1983)所說的，「大多數人類的行為都是學來的，而且大腦是學習發生的地方」。所以，在探討「如何教」之前，我們應該先對大腦的運作模式與學習傾向有所認識，再來談論「與腦相容的課程與教學」 (brain-compatible curriculum and teaching)的應用，方能創造更有效能的學習。截至目前為止，國內外已有多位學者提出「與腦相容」的課程與教學觀(王建雅、陳學志，2009；吳樎椒、張與樑，2008；陳沛嵐、曾玉村，2009；梁雲霞，2003；鄭谷苑、郭俊賢，2004；Caine & Caine, 1990, 1994, 1995; Caulfield, Kidd, & Kocher, 2000; Green, 1999; Hart, 1981, 1983; Jensen, 2000a, 2005, 2008; Kotchabhakdi, 2005; Madrazo & Motz, 2005; Nunnelley, Whaley, Mull, & Hott, 2003; Pool, 1997; Roberts, 2002; Sousa, 2001, 2003; Sylwester, 1995; Tileston, 2000, 2005; Vanderbilt, 2005; Westwater & Wolfe, 2000; Willis, 2007; ÖZEL, BAYINDIR, ÖZEL, & ÇİFTÇİOĞLU, 2008)，還有數篇以腦為基礎學習(brain- based learning, BBL)的實徵研究(謝維玲，2009；Duman, 2010; GÜLPINAR, 2005; Nuangchalerm & Charnsirirattana, 2010; Respress & Lutfi, 2006; Tüfekçi & Demirel, 2009)，遂形成所謂「與腦相容的學習理. 1. 「如何教」大致可藉由 O’Sullivan(2003)援引 Cochran-Smith 與 Lytle 在 1999 年所陳述教師學習如何教學 (learn how to teach)的三個基本概念來加以描述：實踐前的知識(knowledge for practice)、實踐中的知識 (knowledge in practice)、實踐後的知識(knowledge of practice)。也就是說，教師在教學不同階段經由教學的實踐而獲得實踐知識。比方說，「實踐前的知識」代表著教師課前對學科內容、教學方法以及教育理論等理論知識基礎熟知的程度；「實踐中的知識」指的是教師實務知識，是教師實踐行動認識論的基礎。說明教師如何在一套暗默理論的運作下，與外在環境行互動，採取慎思熟慮的行為，建構教師個人的「真實」（陳美玉，1996）；「實踐後的知識」的基本假設是教師需要對教學、學習者、學科內容、課程設計以及學校教育進行系統化的探究，所得的結果才能形成所謂的實踐後的知識。因此，教師可以是「知識的共同建構者」(co-constructors of knowledge)或者「課程的創造者」(creators of curriculum)，其角色是教育改革的重要媒介，也是學校的領導者。.

(18) 5. 論」(brain-compatible learning theory)，開拓了課程規劃與教學實踐的新視野。事實上，早在 1970 年代，「腦」2(brain)這個字就已經出現在當時很流行的自助手冊之中，取代了「心智」(mind)這個字，另有兩本相當受到關注的書本，其中之一為Tony Buzan在 1974 年所撰寫的《Use Both Sides of Your Brain》；另一本是Betty Edwards在 1979 年所書寫的《Drawing on the Right Side of the Brain》。到了 1980 年代，建構在過去有關腦以及與教育相關的研究基礎上，以大腦為基礎的教育(brain-based education)逐漸成為一個新的領域，其中由Leslie Hart在 1983 年所撰寫的《Human Brain and Human Learning》建立了大腦功能與傳統教學實踐的關係而成為一個新典範(new paradigm)。同年，基於大腦為基礎的教育理論，Gardner(1983)撰寫《Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligence》，提出多元智慧理論，強調不同的認知形式(ways of knowing)，改變了教師對傳統課程與教學或智商的看法；又如Caine與Caine(1991)所著《Making Connection: Teaching and the Human Brain》，將重點聚焦在大腦與教學的關係。到了 1989 年七月，美國總統布希宣告二十世紀的最後 10 年是「大腦的十年」(Decade of Brain)、世界經濟合作與發展組織(OECD)教育研究與革新中心也進行跨國性「學習科學與大腦研究計畫」、日本社會技術研究開發中心所推動的「大腦科學與社會」研究方案等（陳沛嵐、曾玉村，2009），其他區域或國家（如歐洲、新加坡、中國大陸）也都陸續提出與腦科學相關的研究計畫。隨著這股世界潮流，學術界也燃起了與大腦相關研究的燭光與熱情，尤其是醫學方面的研究更受到大家的注目，同時也發展出許多與大腦相關的學術領域，例如：免疫學(immunology)、基因(genes)、情緒(emotions)、藥理學(pharmacology) 等，而且來自於認知科學家、神經科學家、心理學家、教育研究者等不同領域的學術社群，皆相繼投入大腦理論與學習關係的相關研究。其中，從神經科學與認知科學針對人類學習的機制提出三點主要發現：其一、學習能改變大腦的結構；其二、結構的改變修 2. Sousa(2001)指出，「brain」與「mind」並非等同的，而且是不同的實體。他認為 brain 是由分子與原子所組成的身體器官，是學習、也是執行命令的器官；而 mind 則超越頭部與其一切貫穿身體的操作機制。當然，brain 與 mind 是彼此聯結與糾纏在一起的，每過幾年，幾乎腦中的原子就會重新配置，即使如此，但是每個人的希望、記憶與夢想是不會隨著原子的改變而改變。因此，mind 具備意識自己的能力，即意識(consciousmess)，它可以瞭解個體所處的環境，並且會使用語言來進行簡要式的表達與陳述，同時也會根據已有的經驗就生活中一切事物賦予意義與目的。進一步說，mind 是沒有邊界的，它滲透於身體的每個細胞。所以，當談論大腦功能的時候，mind 可能超越我們所能夠想像或解釋的。.

(19) 6. 改了大腦的功能性組織，也就是學習能夠組織並再組織大腦；其三、大腦不同區域隨時都準備好要進行學習(Kotchabhakdi, 2005)。可見，大腦具有神經可塑性 3(neuroplasticity)、複雜且彼此相互聯繫(complex and interconnected)以及獨特的(unique)特徵(Caine & Caine, 1994; Jensen, 2008; Roberts, 2002)。時至今日，美國哈佛醫學院精神科臨床助理教授John J. Ratey在其所撰寫的《運動改造大腦》(Spark: The Revolutionary New Science of Exercise and the Brain)一書中將運動與學習之間的關係做了非常詳盡的描述，他認為「運動可以為大腦提供獨一無二的刺激，它能創造一個讓大腦有準備、有意願並有能力去學習的環境」（謝維玲，2009）。另外，在 2012 年 4 月份天下雜誌中亦刊載一篇以「愛運動的孩子更聰明」為標題的文章，文中除了論述運動除了健身之外，也能「益腦」，而且有越來越多的研究證明：愛運動的孩子在記憶力、整合力和應變能力也越好，運動也培養孩子團隊合作、忍受挫折、耐心與領導等特質，更是人生不可或缺的技能。所以，要培養孩子未來競爭力就應該從「體育課」開始。事實上，早在美國便由一群長期進行教育實驗且思想獨特的體育教師推動名為「零時 4體育計畫」(Zero Hour PE)的體育課程，該計畫的實施目的在於確認體育課程對於學生閱讀和其他學科能力是否有幫助，實施方式是讓內帕維市(Naperville)的一萬九千名學生在上第一節課之前進行一連串的體適能課程，運動的強度必須持續達到最大心跳率的八到九成，也就是讓學生在達到最高覺醒的狀態後再進入教室進行其他課程的學習，在經過一段時間的訓練之後，學生的閱讀理解能力比前測高出 17%，比其他只上體育課的學生在英文成績進步了 10.7%。從這樣的結果發現到有利於學生課業學習的良方不是增加讀書時間或課業補習而是：「體育課」。因為，體育課不僅把內帕維市的學生改造成幾乎是全國最健康的一群學生，在一個班級裡只有 3%的人過胖；而且在一項名. 3 「可塑性」係指，個體重複啟動大腦迴路，或者進行練習時，可以讓突觸自行膨大並建立起更強的聯結。而神經元就像一顆長了突觸葉片的樹，終究會冒出新的分支，提供更多的突觸來鞏固神經元之間的聯結（謝維玲，2009；Caine & Caine, 1994），是個體在不同環境互動的結果，並製造出不同且多元的經驗。但值得注意的是，突觸的可塑性具有「使用它或失去它」(either you use it or you lose it)的原則 (Kotchabhakdi, 2005)，所以個體需要不斷地進行學習，同時與先前的環境進行對照，並掌握挑戰、新其、回饋、連貫性、時間的原則，才能創造出豐富的環境，促進神將元的增生、樹突的長度以及皮質的生成(Jensen, 2008)。 4 「零時」指的是第一節尚未開始前的時段。.

(20) 7. 為「國際數學與科學教育成就趨勢調查」(TIMSS)的國際性標準化測驗中，學生拿下科學排名世界第一、數學排名第六的優異表現。除此之外，在運動與大腦的相關研究中也發現，運動可以促進神經滋養因子的含量、誘發神經細胞的增生、改變思考與感受的舒壓機制、中斷通往腦的焦慮回饋迴路以降低焦慮敏感度，達到改善情緒、增加幸福感與提振注意力、對心理健康和認知能力產生深遠的影響、激發動機並強化神經可塑性、同時也是治療多數精神疾病的最佳處方。換言之，二十一世紀應該是讓孩子站在「體育課」的基石上俯瞰世界，重新定義「運動」與「學習」的關係，視體育課為促進學習、釋放壓力、避免焦慮與憂鬱的最佳處方。不同於其他學科，體育課是以身體活動為內容，兼顧教育學領域與運動科學領域，透過動作、遊戲和運動來詮釋並激發人類可能的潛能與創意，達成全人教育的目標。可見，體育不僅是教育的一環，其目的除了使學生能夠獲得完整的發展，充實生活經驗，促進適應能力，進而發揮遷移價值與延續價值的內涵，而且體育在內容上將「遊戲」或「運動」詮釋為一種生命現象與生命表達的方式，具有自然的愛好與傾向，所以體育也是生活的一環（江良規，1968）。尤其，「遊戲」作為一種重要的文化現象，不僅能促進兒童及健康發展的價值，它更是兒童天生的活動與學習工具（方永泉，2003）。基於此，體育專家學者順應國際體育教學的潮流，推廣樂趣化體育教學，企圖改變舊有傳統體育教學的窠臼，但大部分的教育實踐者仍無法忘懷傳統教學的信念與習慣（劉一民， 2005），使得體育教學的型態仍以「教師」為主，學生只是被思考的、被馴化的、被要求去重複或完成教師所要求的任務，缺乏主動探索、對話、鑑賞以及與其他訊息建立某種關係的過程，降低了學習情境的複雜度。雖然，傳統的直接教學法有其理論基礎與許多實徵研究證實其教學成效，不過誠如Vallance(1985)所建議的，課程的規劃與設計應考量不同認知形式，並有效轉化為具體、可行的教學實踐。所以，學校課程的設計可以有不同的表徵形式(forms of representation)來呈現經驗、組織經驗，協助學生進行學習（甄曉蘭，2004），而且對大腦而言，外界的訊息也並非以線性、序列的方式或「工廠模式 5」. 5. 在兩千年前便有人提出大腦的運作模式，如希臘羅馬時代將大腦類比成水流系統；文藝復興時期是液體系統；工業革命早期是奧妙的織布機；二十世紀初則將大腦視為城市的配電系統；二十世紀中則將之.

(21) 8. (factory model)進入大腦(Caine & Caine, 1994; Hart, 1983)，而是經由感覺器官或身體大量的湧進（可能是有意識，也可能是無意識），大腦則以平行的(parallel)方式將分散在大腦不同區域的訊息加以處理並整合，比對不同的組型(pattern)（蔡承志，2009；Caine & Caine, 1994; Jensen, 2008）。因此，以大腦為基礎的學習較適合以「完形」的形式(Gastalt format) 而非以線性或序列的方式呈現，教師應轉變過去習慣於將教材直接傳遞給學生的教學方式，試著融入探索、問問題、後設認知、小組合作等多元的策略，鼓勵學生主動地建構意義，以利多元的認知方式來組織學習。有鑑於大腦與學習的關係是如此的密切，Wolfe 與Brandt(1998)綜合大腦相關研究結果，對學校教育提出四點關鍵的概念：第一、學習經驗將會改變大腦的生理結構；第二、IQ並非固定不變的而是具有多元面向，教育實踐應提供學生更多途徑與環境互動，並勇於接觸新奇且具挑戰性的事物；第三、學習改變大腦結構，大腦能藉由新刺激、新經驗與新行為進行自我重組，教師應協助學生透過後設認知進行探索；第四、情緒影響著學習成效，學校或教師有責任建構一個豐富的學習環境(enriched environment)，讓學生能在「學習機會」與「社會情境」下進行學習。因此，與腦相容的課程與教學係本研究亟欲探索的課題，希冀透過「以腦為基礎的學習」之探討，豐富體育課程與教學的內涵，建構以BBL取向的體育教學，並進一步瞭解以大腦學習特性的教育實踐，其成效為何？是否能如Sousa(2003)所強調的，培養學生適當的技巧並應用於問題解決，以發展出一個具創造力的組織，同時賦予學生做決定的權力，透過創造性、溝通與合作，促進美感經驗中的驚奇與想像以及完整經驗，藉以提升人的生存意義與價值。. 比喻成電腦；到了 70 年代，心理學家 Paul MacLean 提出「三腦理論5」(triune brain theory)（梁雲霞， 2003）。而所謂的「工廠模式」其實是將學校教育的運作模式比喻成工廠製作產品的標準化流程。不同科目分別在不同時間授課，課程的設定也並非依據學生意願，評量方式是以制式化標準、技能與事實為基礎，所以對學生而言學習經常被視為「工作」。.

(22) 9. 第二節研究目的與問題大腦原本就具有整合資訊的功能與傾向(Tüfekçi & Demirel, 2009)，而且能夠主動追求意義或理解生活經驗(梁雲霞，2003；吳樎椒、張與樑，2008；Caine & Caine, 1994; Jensen, 2008)。再者，相關性、情緒與情境關乎於意義的感受（梁雲霞，2003；Jensen, 2008），所以教學上需要學生以自己的方式進行資訊的分類與組織，再與先前習得的概念與生活經驗結合；而且正面的學習氣氛有利於神經傳導物質的釋放，讓學生創造更佳的知覺圖像(perceptual maps)；在大腦進行資料的處理初期，大腦需要透過皮質進行組型的比對 (pattern matching)而非偵測其外在特徵，來增加學習者的知覺圖像。因此，以腦為基礎的學習方式不同於傳統強調記憶與背誦的學習方式，是以大腦組織的結構與功能為基礎，強調的是有意義的學習來取代符號或事實的記憶，而且教學策略上亦有許多的相異之處（BBL 是以學生為主，傳統講述是以教師為主）。基於此，本研究主要是探討 BBL 取向體育教學的實施成效，同時分析研究參與教師對 BBL 取向體育教學的覺知情形，釐清其對研究參與教師實務知識的影響。綜合上述，本研究之研究目的與問題詳述如下：. 一、研究目的（一）探討 BBL 取向體育教學對學生知識理解的影響。（二）探討 BBL 取向體育教學對學生學習動機的影響。（三）探討 BBL 取向體育教學對學生問題解決能力的影響。（四）探討 BBL 取向體育教學對教師實務知識的影響。. 二、研究問題（一）BBL 取向體育教學對學生知識理解的成效為何？（二）BBL 取向體育教學對學生學習動機的成效為何？（三）BBL 取向體育教學對學生問題解決能力的成效為何？（四）BBL 取向體育教學對教師實務知識的影響為何？.

(23) 10. 第三節研究範圍與限制一、研究範圍 BBL 著重的是以學生為主的教學策略，其主張教師的教學創造豐富的學習情境，提供複雜、新奇且具挑戰性的內容，以團隊小組來進行各項學習活動，讓學生能夠在友善且放鬆的情境中感受正面的情緒與期待，透過成員間的交流與互動整合各種不同的訊息，主動建構對學習內容深層理解，發展個人的潛能與技巧。基於 BBL 所強調的教學原則，本研究主要是將該原則應用至體育教學的範疇，探討 BBL 取向體育教學成效及其對教師實務知識的影響，其中教學成效包含學生學習動機、知識理解程度與問題解決能力；對教師實務知識的影響指的是研究參與教師對 BBL 取向體育教學的覺知以及未來實務知識的轉變情形。. 二、研究限制（一）教師的教學無法透過教案或教學計畫來檢視是否符合大腦的學習情境以腦為基礎的學習強調適度的警覺狀態、支持且友善的學習氣氛、以及豐富且具挑戰性的教學設計。本研究中每堂課是否均能達到理論所陳述的「放鬆且警覺狀態」或「支持且友善的學習氣氛」，則較難以教案或教學計畫來呈現，再者「BBL 為基礎的教學情境」，其焦點著重教師對於學習氣氛的掌握。所以為了檢核教師的授課是否營造以 BBL 為基礎的教學情境，研究者設計「BBL 取向體育教學規準表」，讓學生從三個層面來檢核教師的教學是否營造以腦為基礎的教學情境，分別是：放鬆的警覺、和諧的沉浸、主動的參與。（二）無法透過科學儀器瞭解學習對大腦結構的改變在本研究中有關學生學習行為的表現係透過國中學生體育課學習動機量表、籃球問題解決能力測驗等工具，並綜合研究參與教師和研究者的觀察與分析，來瞭解學生是否主動參與體育學習活動？以及學生對知識完整面貌與問題解決的理解程度？至於大腦內部的組織與結構是否有所變化，礙於研究者對於科學儀器不甚瞭解，而且專業的科學.

(24) 11. 儀器也不適合置放於教學現場。因此，本研究並未透過正子放射斷層掃描(PET)或功能性核磁共振造影(fMRI)等專業儀器，來證實實驗組學生的大腦結構是否產生改變。. 第四節名詞定義一、以腦為基礎的學習（brain-based learning, BBL） Caine 與 Caine(1994)認為，「以腦為基礎的學習通常所經驗到的感覺是喜悅的，雖然內容可能是嚴苛的、挑戰性的，但是學生卻能夠感受到高程度的自我動機 (self-motivation)，在具挑戰性以及教與學的情境中(teaching-learning situation)進行學習，持續地發展理解力、創造力、情緒以及生理機能……以大腦為基礎的學習是在整體 (wholes)中探索部分(parts)，以建構出更完整的圖像，對學習者來說是有意義，而且能理解所學習到的內容」。誠如 Hart(1983)所說的，「未來的教學與學習需要仰賴對腦的研究」。換言之，以腦為基礎的學習是基於對大腦運作的瞭解，也就是以對大腦的瞭解所形成的原則，並藉此來設計課程與教學的策略，符合三個基本條件：接觸、策略、原則 (engagement, strategies, and principles, ESP)(Jensen, 2008)。因此，以腦為基礎的學習係以學生為中心的教學方法，強調教師應營造豐富的學習環境，營造放鬆且警覺狀態(relaxed alertness)的學習氣氛，提供複雜、新奇且具挑戰性的內容，鼓勵學生在小組學習的過程中創造個人深層意義、整合各種不同的訊息，主動建構對學習內容整體性的感受(a sense of wholeness)，發展個人的潛能與技巧。. 二、教學成效本研究中的教學成效係指，研究者以 BBL 取向體育教學策略進行長時間的籃球教學，深入探討學生在知識理解、學習動機、問題解決能力等三方面的表現，同時進一步瞭解研究參與教師對 BBL 取向體育教學的覺知及其實務知識的轉變。.

(25) 12. 三、運動教育模式（sport education model）由 Siedentop（1994）提出，蘊含六項特徵（運動季、團隊小組、正式競賽、決賽時期、成績留存、慶祝活動），其主要概念是源自於遊戲理論，透過遊戲化的運動，增進動作技能，達到全民運動的地步，並鼓勵學生成為一位富有技能，理解運動規則與規範的人，使自己成為一位良好的運動參與者。運動教育模式中教師的角色與責任是在創造適合的發展環境，增強學生的技術層次，培養學生成為愛好運動的參與者。簡言之，運動教育模式的本質係建立在全民運動哲學理念之上，培養學生成為有效的運動參與者，強調體育教師不僅是教導學生動作技能的教練而已，更是一位運動文化的傳遞者。. 四、教師實務知識（teacher’s practical knowledge）教師是創造知識、建構實踐理論的人，以「反省實踐的認識論」為基礎所建構的教師專業實踐知識，本質上是「行動中的知識」(knowledge in action)（陳美玉，1996），更是結合反思與行動、理論與實務的實際行動(Jewett, Bain, & Ennis, 1995)。所以，教師實務知識的本質是「個殊的」與「實踐的」（陳美玉，1996），是建立在實踐認識論(the epistemology of practice)的基礎上(Schön, 1983)，經由實施的規則(rules of practice)、實踐的原則(practiceal principles)、意象(images)來進行實務知識的組織與建構(Elbaz, 1983)。. 五、傳統體育教學傳統體育教學就一種「直接教學法」，其教學步驟為：第一，將技巧分成幾個小部份，可讓學生完成，而達成成功取向；第二，清楚地描述與示範要求學生去做的動作；第三，為學生的練習設計系統化的課題；第四，經由積極得教學與特別回饋，讓學生為自己的練習課題負責；第五，根據學生所學的來評量學生與自己的教學成效（許義雄、黃月嬋，2001）。因此，教師的角色需要完全掌控學生學習的內容與方法，設定清楚的教學目標與教材內容，以系統化的學習活動進行練習，並積極監督學生朝向事先規劃的教學目標前進。.

(26) 13. 第貳章文獻探討近年來，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。.

(27) 14. 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.

(28) 15. 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.

(29) 16. 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.

(30) 17. 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間的關係，間接地告訴教育者：教學情境的營造與大腦的學習存在著密切的關係。畢竟，具支持性教學情境的營造並非一個新的教學觀念，其實如創造思考教學的策略中也同樣指出，一個具創造思考教學的教學氣氛應具有：自由、安全、和諧、無拘無束等特徵。到底現在的學習過程與過去的有何不同？Sousa(2003)認為，學生對於學習的期待與過去 15 年不同，而且學校教育需要提供更多的服務，學生甚至已學會如何在生活上以「學習如何學習」的方式獲得成功，而非單純的知識累積。因此，此刻有必要進一步針對大腦的發展與運作進行研究，以發揮更佳的學習成效。進一步說，以腦為基礎的教學過程應該是有意義的，教師營造放鬆且保有警覺的學習氣氛，讓學生在多元的、真實的、複雜的、社會的情境中進行評量與表現，就如同Crowell所說的「動態的整體」 (dynamic unity)，將經驗與知識作一完整聯結與分析 (Caine & Caine, 1994)，課程設計與教學策略應盡量避免挫折與過多的壓力，以利學生自行建構自我的知識系統。綜合Caine 與Caine(1994)以及Hart(1983)的說法，以腦為基礎的學習樣貌應不同於傳統教育方式。尋找意義是大腦與生俱來的功能，而且大腦會主動組織組型，學習的歷程就是從困惑中提取組型，而不是來自於清楚或簡要的學習過程，正面且積極的學習氣氛將會增進大腦處理資訊以及創造固定的心智程式(permanent mental program)的能力(Sylwester, 1995)。教師的課程與教學需建立一個遠離恫嚇與脅迫的學習氣氛，並創造適度的挑戰性以及自然的複雜學習環境，讓學生從暫時性的困惑中喚醒主動積極的參與動機，引導其探索或整合各種解決問題的方式，取代工整或合理簡化的學習策略。.