Tuesday, July 12, 2022

如何巧用神經可塑性的原則來促進教學與學習

當今科學界對腦部神經系統的運作機制有更多新的理解與發現,我們今天就要來看看,如何運用這些神經元可塑性的原則,來增強教學與學習的效率。


以下所看到的原則與方法是由史丹佛大學醫學院的神經科學安德魯修伯曼教授在「羅技全球教育」所做的線上演說與他網站上通訊欄的文章彙整出來的。


1 警覺性(專注)。為了神經可塑性的形成,我們必須保持警覺。要讓身體進入警覺的狀況,會牽涉到許多的生理機制的運作,但最主要是從大腦及身體分泌腎上腺素。試下列簡單的呼吸法來提高我們的警覺性:

1)深呼吸2530次,從鼻子吸氣,但從嘴巴吐氣。

2)最後一回合把肺裡的空氣吐光,然後摒氣1560秒,依各人之需求。

3)接著吸氣,這回不要馬上吐氣,屏住氣息,直到有吐氣之需求,然後回復正常之呼吸。不管你是否仰賴咖啡來提神醒腦,在學習前試試這個方式來提高警覺性以便學習。


2 專心。學習當然需要專心,特別是在剛開始學習或工作階段時,無法全神貫注是可預見的。但如何讓莘莘學子上課時能靜下心來專心學習,是為人師表的一大挑戰之一。來聽聽專家怎麼說?先有視覺的專注才會有心理的專注,為了增強學習的專注度,可在進行教學活動之前,讓學生注視牆上或螢光幕一個點或目標物3060秒,若有需要可眨眼。或者在學生開始學習前播放一些白噪音來增加他們的專注力。(白噪音又稱白雜訊,是一種隨機訊號,是在我們可以聽到的聲音頻率範圍之內,其頻率保持一致,例如電風扇聲、冷氣聲、冰箱、雨聲等等,因其一致性的頻率,所以會有蓋住突發聲音的效果,當周遭環境的噪音有所改變時,較不容易聽出,而受到干擾。)

你一定會很訝異為什麼這樣簡單的一個動作,竟然需要耗費一點力氣才有辦法做到,那是因為你所做的的努力,涉及的是來自大腦上下有意志的運作機制,顯現出在腦部釋放乙酰膽鹼(acetylcholine)的腦神經細胞迴路涉及的活動及其它機制等運作。接著進行眼前的活動任務。


第三,不斷地重複練習。在設定的學習時段裡,且安全許可下,做最多次的重複練習重複。有些型態的學習,重複真的就是反覆練習,像音階。而有些型態的學習,像閱讀或解決數學問題,藉由做重複的步驟而持續漸近的進步。不論如何,原則都一樣。進行重複的練習步驟時,要比我們的反射動作快些,這樣做自然地維持我們的警覺性,有助於專注於任務而不會分心。


第四,預期錯誤的發生並欣然接受它。假使涉及安全下,在學習過程中犯錯是非常重要的,因為會增強神經元細胞迴路的活化,此有助於警覺性的提高。這樣說有道理吧?若我們做得對,大腦幹嘛要在意呢?相反地當我們犯錯時,大腦倍感到壓力,因而增加專注力,這反倒是讓我們在下一次的嘗試,置身在較好的情境裏,執行做到這些學習的動作。電腦模式的資訊顯示,在設計一項任務時,百分之十五的犯錯率是最理想的學習難度。持續不斷地練習,而且當我們搞砸時,趁前腦處於最高點專注狀態下,好好運用一下,一次又一次的嘗試與練習。


第五,隨機穿插間隔的小休息。這不是一個很明顯的方法來增加重複練習及加速學習,然而研究顯示當我們嘗試學習些東西,若之間常常暫停個十秒鐘,且這段時間什麼都不做,大腦涉及學習與記憶的海馬體與腦皮層區域的神經元細胞所進行的活動,與當時正在進行學習活動像閱讀活動、音樂練習和技藝學習等等同樣的模式,而且以十倍速進行,也就是說,在這短暫的停止之際,我們神經元細胞以十倍的速度完成重複練習,這些「間隔效應」與發生在熟睡的狀態相似。重點就是學習時隨機採用10秒鐘的暫停,頻率呢?大概的比例原則是約學習兩分鐘,然後暫停的,記得隨機分配,並不是固定每兩分鐘。


第六,採用隨機不定的獎勵機制。控制獎勵(大腦裏化學分子的獎勵)的神經元迴路跟控制動機和追求事物的慾望的神經迴路,包含學習,拴連在一起非常接近。為了保持高度的動機,要多常久犒賞獎勵我們自己或其他人呢?這個問題是相當簡單的,確保它是隨機不定的這也是為什麼為了讓人們繼續賭博下去,賭場會採用隨機不定的獎勵機制來吸引注賭客,而這樣做的確是有效的,因為可預期的獎勵很快就讓人失去動力。


第七,限制學習的時段在九十分鐘內。據可靠的研究顯示,九十分鐘是我們能維持專注努力地學習最久的時間,稍微短一點是沒有問題的,但超過九十分鐘,記得要休息一下。記得也要把2-3小時或更多的密集學習時段分開,因為大部分的人沒有辦法一天超過270分鐘的密集學習。


第八,在學習後,做非睡眠深度休息NSDR: None-Sleep Deep Rest)。近兩年所發佈的兩份研究顯示,小睡一下或非睡眠深度休息提高學習的速度與深度。這非常容易採用實行的,在一個小時內完成一回合的學習,然後進行短暫的NSDR規則,選擇如下:

1Reveri: 免費且研究證實有效的自我催眠app

2)小睡二十分鐘。

3)聆聽NSDR的語音導引,像瑜珈Nidra(瑜珈睡眠:類似冥想的「深度放鬆技巧」,主要是透過語音的引導,使人完全進入放鬆的狀態,達到真正的休息。),有10分鐘的版本,也有三十分鍾的,網路搜尋可以找到很多。


第九,每天有充分的好睡眠。建構學習的神經元迴路真正鋪設的時間是在睡眠和NSDR期間。把一回合的學習當做是我們學習的可能性的引發或刺激,但睡眠或NSDR期間才是學習真正的發生-神經元迴路的鋪設。確保至少有八成的好睡眠。

*有關如何改善睡眠品質,請看之前「如何一夜好眠呢?


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