摘 要
兩個腦半球在功能上彼此間的差異,則早已被人揭曉。由最近很多有關(guān)人類腦部組織與功能的研究顯示,這一方面的新知識不正斷地被發(fā)掘。本文先就左右腦與傳統(tǒng)教育等相關(guān)文獻做神經(jīng)心理學(xué)為基礎(chǔ)之教育理論基礎(chǔ),再就左右腦與科學(xué)教育、右腦創(chuàng)造力思維與進階科學(xué)教育,左右腦優(yōu)勢的評量與科學(xué)教育,和非制式科學(xué)教育之右腦特質(zhì)與博物館科學(xué)教育等相關(guān)議題為非制式右腦科學(xué)教學(xué)與學(xué)習(xí)之模式理論做論證。國立科學(xué)工藝博物館之生物科技實驗室所開辦的「邁向二十一世紀國中生生命科技夏令營」為本研究之個案研究,研究方法以「右腦多元評量」針對「EMD三階段右腦科學(xué)教學(xué)模式(Environment、Media、 Doing Teaching Model)」進行前后測之準實驗研究。研究結(jié)果顯示EMD三階段右腦科學(xué)教學(xué)模式投入后,后測實驗室教室氣氛值與學(xué)生期望值相近,其中學(xué)生融洽性與課程統(tǒng)整性甚且超出學(xué)生未進入實驗室前所期望的評價;就右腦傾化情形而言,整體上有效樣本63人,有38人有右腦傾化的情況出現(xiàn),其中以A群組(左腦優(yōu)勢組)偏右傾化最明顯;就學(xué)生小組合作分組報告而言,十二組只有一組以傳統(tǒng)左腦學(xué)習(xí)之條列式報告,十組以概念圖做整合性的報告,一組甚至以戲劇整合課程做報告;就學(xué)生學(xué)習(xí)自評,前后測結(jié)果,其值有明顯的增加。本次研究是筆者結(jié)合非制式教育工作經(jīng)驗與博士班科教理論的結(jié)合,自評是一次成功的行動研究歷程之一
key words: 博物館教育、非制式科學(xué)教育、教學(xué)風(fēng)格
一、左右腦與傳統(tǒng)教育
(一)、左腦優(yōu)勢(dominance)與教育之研究
左腦已被證實在人類的思考模式里是優(yōu)勢的。主要是因為在動物界里左腦具有語言與計劃(language and planning)的功能(Bronowski,1971),豐富的證據(jù)顯示,言詞的語言表達與左腦極為相關(guān)(Brown, 1976)。Moscovitch, Scullion, and Christie (1976)發(fā)現(xiàn)若在足夠時間允許且不復(fù)雜的語言表達之下,右腦所需的時間竟是左腦所花費時間的兩倍,而對于思考策略的特征,如分析性(Brandwein & Ornstein, 1977)、連續(xù)性(Gruzelier & Hammond, 1976)和邏輯性(Papcun, 1974),研究皆已證明是屬左腦的思考模式。所以,在傳統(tǒng)教育里有必須牽涉到3’R的學(xué)習(xí)模式的課程(Sperry, 1974a),如文科類別的國語、英語、歷史、地理等學(xué)科,或需連續(xù)、順序,與計劃性的思考型態(tài)技能的課程,如傳統(tǒng)數(shù)學(xué),特別是計算的能力、代數(shù),和現(xiàn)代教育上如計算機等(Samples, 1975),左腦具優(yōu)勢的學(xué)生就會比右腦優(yōu)勢的學(xué)生成績好,因為以上課程的學(xué)習(xí)模式就是需左腦來運作。
(二)、右腦優(yōu)勢(dominance)與教育之研究
在語言的溝通上,右腦的功能是限制且須依賴左腦的,但若在一個語言表達的辨別并不是很復(fù)雜的情形和在足夠時間允許之下(如正面與負面的二元語言表達),右腦則可發(fā)揮功能(Butter & Glass, 1976)。進一步研究則指出,其實右腦在小孩五歲時就有參與語言能力的協(xié)助(Moscovitch, 1973)。研究亦指出對于盲人點字與符號語言的表達,大部分是需靠右腦來完成的(Neville, 1977)。對于復(fù)雜的視覺類型的解說或圖像表達(Taylor, 1978)是以右腦為優(yōu)勢(Schwartz, Davidson, & Pugash, 1976),所以右腦善于語調(diào)分析、口語的整合 (Gazzaniga & Hitlyard, 1971) 、運用隱喻(詩或模擬)(Ecdes, 1973)和幾何結(jié)構(gòu)或構(gòu)圖來表達。而就右腦之認知風(fēng)格而言,如創(chuàng)造力(Harnad, 1972) 、多樣性(Perrone & Pulvino, 1977)則為解決問題不可缺少的技術(shù);當(dāng)左腦要等待未完成計劃好的工作時,右腦通常會很快地下結(jié)論或結(jié)束工作。右腦通常被描述成”大約性知識”( approximate knowledge)和比左腦較具有界線模糊與擴散性的思考特性(Symmes et al., 1960) ,因此, Hebb 于1966的研究發(fā)現(xiàn),對于事物的美感思考是屬于右腦的思考模式。所以就傳統(tǒng)課程而言,如藝術(shù)、舞蹈、音樂、體育課(Samples,1975),與牽涉建筑學(xué)與雕刻所需要的視覺/ 空間之理解和推理等技能的工藝課(Kinsbourne & Smith, 1974)等,右腦優(yōu)勢的學(xué)生就比左腦優(yōu)勢的學(xué)生較有突出的表現(xiàn)。一個蠻值得教育從業(yè)人員深思的研究指出,在十三歲之前,如果沒有右腦方面的訓(xùn)練與加強,則日后將不會有任何的增進了(Leiter, 1976)。
(三)左右腦優(yōu)勢與教育相關(guān)名詞之整理
整合集中性質(zhì)的左腦與多樣性質(zhì)的右腦,研究指出其對于學(xué)習(xí)經(jīng)驗是很重要的(Rubenzer,1982),所以教育人員對于左右腦優(yōu)勢與教育上學(xué)習(xí)經(jīng)驗的相關(guān)比較是必須有的體認。茲整理上述研究如下表以供教學(xué)時參考。
學(xué)習(xí)經(jīng)驗
優(yōu)勢腦 一般性之學(xué)習(xí)認知 思考模式 學(xué)科優(yōu)勢 問題解決模式
左腦優(yōu)勢 就事實
(fact)認知知識 時間性(二度空間思考)
計劃性(plan)
語言性(verbal)、
邏輯性(logical)、
分析性(analysis)
順序性(orderly)、
具體性(temporal)、
集中性(convergent)、 國語、英語、歷史、地理、代數(shù)、計算機、實驗課 以周全計劃,按部就班尋求具體事實證明來解決問題
右腦優(yōu)勢 就感覺(feelings)認知知識 空間性(三度空間思考)(spatial)、
隨機性(random)、
聯(lián)想與擴散性(simultaneous)、
創(chuàng)造性(creative)、
多樣性(diversity)、
整合性(whole view)、模糊界線 藝術(shù)、舞蹈、音樂、體育、工藝、國語之詩詞理解、數(shù)學(xué)之幾何 以直覺不按派理出牌,感覺性地大約來整合既有概念或創(chuàng)造多樣的另類概念迅速解決問題
表一:左右腦優(yōu)勢與教育學(xué)習(xí)經(jīng)驗之相關(guān)比較(參考 Rubenzer & Rubenzer, 1981)
二、左右腦思維與科學(xué)教育
Kraft (1976)在一份報告里提出依據(jù)皮亞杰理論所發(fā)展的課程中,6-8歲的學(xué)生,如果他們懂得運用兩腦并用的學(xué)習(xí),效果會很好。在科學(xué)教育領(lǐng)域里,如就科學(xué)史的發(fā)展,最早亞里士多德時代,對于科學(xué)知識的探求是屬偏右腦的思考模式,”科學(xué)家”那時是以奔馳的空間想象思維,直覺地去整合現(xiàn)存現(xiàn)象背后的科學(xué)概念,試圖拼湊出生命和無生命的世界。到了維也納邏輯實證論開始,科學(xué)開始進入純左腦思維,一切要很具體的下操作型定義,科學(xué)的探求是有一定步驟的,思考集中化與邏輯化、程序化,沒有證據(jù)的科學(xué)想象是不被接受的隨然科學(xué)因此邁向一個穩(wěn)定發(fā)展的局面,依照制式科學(xué)的程序,確實使我們揭開自然界之謎。但僵化的歸納科學(xué)思維,卻也因此使科學(xué)的進展被限制,世界漸漸被化約,科學(xué)思考陷入管窺豹之嫌。后來漸漸右腦科學(xué)思考的聲音出現(xiàn),如波普(Papar)的否證論(雖然仍跳不出邏輯的框框,但其已經(jīng)容許有右腦思考的隨機性了)、費耶阿本德(Feyerabend)的多元論(Every things goes理論是明顯具有右腦思維的多樣性與擴散性),與孔恩(Kuhn)的科學(xué)革命(科學(xué)知識是暫時的學(xué)界社群認可,異例是革命的開始,其隱含有右腦的創(chuàng)造性),甚至,后來科學(xué)界的頑童-費曼更以科學(xué)的不確定性來說明科學(xué)活動是非常隨機與沒有規(guī)則性的。綜合以上,就科學(xué)史而言,科學(xué)的探求不僅需左腦的二維步驟性思考,也需右腦的三維跳躍式思考,缺一不可。正如Jonas Satk于1973年針對科學(xué)史上重要科學(xué)思想的突破發(fā)現(xiàn),綜合邏輯/理性之左腦與具有直覺/隱喻的右腦占有極大份量的影響。再次就科學(xué)教育的神經(jīng)認知心理學(xué)而言,短期記憶主要是落在左半球的工作領(lǐng)域內(nèi)(DeRenzi & Nichetti, 1975),而且有隨著與右腦的溝通情況受損或減少而變的記憶減退(Zaidet & Sperry, 1973),所以運用右腦的刺激學(xué)習(xí)將有助智商測驗的能力增加(Rubenzer,1982)。在Nolter and Parnes(1972)主要研究顯示,在Structure of Intellect (SOI)的測驗分數(shù)結(jié)果顯示,若有參與右腦思維的創(chuàng)造力訓(xùn)練(creativity training)的學(xué)生,其分數(shù)會有明顯的增加,這種訓(xùn)練可增加左右腦的溝通頻率與整合強度,這研究可提供我們教育單位注重創(chuàng)造力與整合的教學(xué)將有助于左右腦的認知能力與功能。雖然傳統(tǒng)教育重視左腦教學(xué)與學(xué)習(xí)(正確答案與智力測驗),但教育者要把教育層次提升到兩腦并用(集中性質(zhì)的左腦思考與多樣性質(zhì)的右腦思考)的高階認知學(xué)習(xí)是必要的(DeBono, 1967)。所以就左右腦思維的觀點切入來審查科學(xué)教育的訓(xùn)練,就基本科學(xué)訓(xùn)練,需有左腦的集中、邏輯、所見即所視之具體實證的訓(xùn)練來累積科學(xué)知識,使大量有用、有意義的科學(xué)知識進入短期記憶,這就像先為廚師準備好吃新鮮的材料般;等腦中科學(xué)概念已經(jīng)有基本正確的信息后,右腦的思維訓(xùn)練得隨時加進來,以創(chuàng)造力、多樣性、聯(lián)想隨機的空間整合,把科學(xué)知識消化成自己的創(chuàng)作(藝術(shù)品),這時的科學(xué)知識方可進入個人的長期記憶中,以達科學(xué)探求之全功。
三、右腦創(chuàng)造力思維與進階科學(xué)教育-實驗室教室氣氛的右腦教學(xué)論證
既然進階的科學(xué)教育訓(xùn)練需要右腦的創(chuàng)造力來輔助,那該怎樣來提升學(xué)生的創(chuàng)造力
思維呢?Green et a1于1970年提出高創(chuàng)造性的個案會具有獨特的大腦過程類型(cerebral processing patterns)。其發(fā)現(xiàn)對于高創(chuàng)造力的科學(xué)家,其大腦皮質(zhì)有明顯的EGG腦波的變換(downshift),尤其正在創(chuàng)意思考時,其有低量的EGG腦波流動,此狀態(tài)被叫做『theta 狀態(tài)』(theta-pattern)。當(dāng)個案處于此種狀態(tài)之下,會有伴隨圖像式夢境(dreamlike images)與幻想的假眠(drowsiness)情況出現(xiàn)。一個人通常只有5﹪睡與醒的時間會出現(xiàn)『theta 狀態(tài)』(Green et at., 1970),而此時想象洞察力狀態(tài)(insight-reverie states)就會出現(xiàn)(Norman, 1977)。Walkup (1965)表示,有創(chuàng)造力的人通常會把幻想(reverie)與洞察力(insight)的情境帶入意志(will)中。Green(1970)指出 “有太多有趣的例子毫無疑問地告訴我們,雖然尚不了解很完全,幻想與創(chuàng)造力是相伴隨的”,如愛迪生其絕佳的創(chuàng)意大部分就是在假眠的狀態(tài)下產(chǎn)出的(Rubenzer,1982)。雖然現(xiàn)在研究尚無法看出每天腦波的beta EEG pattern或theta or insight-reverie state(Deikman, 1971)分布情況,但有一觀點已經(jīng)被明確證明,即非常深度的肌肉放松與專心在一件愉快的思考將有助『theta 狀態(tài)』 或是『洞察力狀態(tài)』的產(chǎn)生(Budzynski et a1;Schwartz et a1., 1976)。所以有系統(tǒng)性的放松訓(xùn)練(Systematic relaxation training)的練習(xí)將有助學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)意性的思考架構(gòu)。除此之外,幻覺(visionary)的鼓勵(刺激右腦的圖像本質(zhì))亦有助于創(chuàng)造力的發(fā)揮。愛因斯坦在十四歲就曾想做上光束去看世界(Bronowski, 1973, p. 274);Kekule發(fā)現(xiàn)苯環(huán)的蛇尾相銜的幻覺接提供良好的證據(jù)(McKeltar & Simpson, 1954)。因此在科學(xué)教育上,學(xué)習(xí)環(huán)境的情境氣氛對高階的科學(xué)學(xué)習(xí)是非常重要的。根據(jù)Fraser(1998)所發(fā)展的實驗室教室氣氛理論,其針對實驗室之學(xué)生融洽性(Student Cohesiveness)、開放性(Open-Endedness)、統(tǒng)整性(Intergration)、規(guī)則明確性(Rule Clarity)、物質(zhì)環(huán)境(Material Environment)發(fā)展兩份前、后測實驗室教室氣氛問卷。前測值是學(xué)生所期望與最喜歡能愉快學(xué)習(xí)的實驗室環(huán)境氣氛;而后測值則是教師投入教學(xué)后,學(xué)生所評價的實驗室氣氛。本理論就本質(zhì)而言,評量標準之開放性和統(tǒng)整性與右腦學(xué)習(xí)的多樣性與整合性相似,而其目標(學(xué)生學(xué)的愉快)亦有助右腦學(xué)習(xí)創(chuàng)造力的發(fā)揮,而就學(xué)生評價的觀點而言,卻正好與右腦學(xué)習(xí)的情感性的主觀建構(gòu)情境一樣。所以,本實驗室教室氣氛理論卻可拿來測試當(dāng)施予一個以右腦為主的情境教學(xué)時,教師所當(dāng)準備的努力目標。
四、左右腦優(yōu)勢的評量與科學(xué)教育
學(xué)生的左右腦優(yōu)勢側(cè)化將可決定一個學(xué)生進入教室前學(xué)習(xí)風(fēng)格,而學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格
將影響學(xué)生對于科學(xué)知識的基礎(chǔ)與更高階之學(xué)習(xí)。若教師于學(xué)期前知道學(xué)生以神經(jīng)心理學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)風(fēng)格,將有助教師因材施教,提升教學(xué)質(zhì)量(Nash,1984)。若學(xué)生為左腦優(yōu)勢側(cè)化,則鼓勵其右腦之思維模式(如圖像概念化、放松思考,或以概念圖整合科學(xué)知識);若學(xué)生為右腦優(yōu)勢側(cè)化,則強化其左腦之思維模式(步驟性思考、邏輯推理,或語言化)。至于左右腦優(yōu)勢的側(cè)化評量,其一較間接的方法是以偏好學(xué)科來評量,如問學(xué)生他們的最喜歡的愛好或者興趣是什么(在沒有同學(xué)或者雙親的期望之下)。如果一個學(xué)生的課外興趣圍繞在閱讀, 書寫(日記, 故事) 猜字游戲/ 比賽, 笑話 , 或者計算機程序設(shè)計,那么他是屬「左腦學(xué)習(xí)風(fēng)格」;如果學(xué)生喜歡藝術(shù)的課外活動, 攝影術(shù) , 構(gòu)筑模型和難題解決, 運動, 和玩樂器,么他毫無疑問是屬「右腦學(xué)習(xí)風(fēng)格」類型。其二是直接以學(xué)習(xí)風(fēng)格的調(diào)查單來確定學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格,如Torrance, Reynolds, Rieget, and Bait 在 1977年所發(fā)展出來的Form C Your Style of Learning and Thinking,或如Meeker(1981)所發(fā)展之Structure of Intellect (SOI) Learning Abilities Test與James Johnson于伊利諾科技中心臨床心理系所發(fā)展之Brain Work 等腦側(cè)化測定計算機軟件,亦可測定學(xué)生的司符號或過程思考的右腦與左腦思考風(fēng)格。。
五、非制式科學(xué)教育之右腦特質(zhì)與博物館科學(xué)教育
有一腦成長的研究透露,與腦半球之間的溝通能力至關(guān)重要的皮質(zhì)結(jié)構(gòu),要到8歲才會成熟(Denckia, 1974)。兩個半球要在國小三等級時其合作關(guān)系才會發(fā)生,在此之前,信息的學(xué)習(xí)都是獨立的;而注意力,也唯有兩個半球發(fā)生合作對話(cooperative dialogues)以后才能發(fā)生。過度的左腦刺激,將會使兩腦的敵對關(guān)系增加,而此情況,尤其在學(xué)童進入學(xué)校以后,由于左腦過度發(fā)展而使敵對關(guān)系日益嚴重,這是因為制式學(xué)校系統(tǒng)對創(chuàng)造力壓制的結(jié)果(Torrance, 1968)。為此,若欲使學(xué)生有發(fā)展完好的全腦教育,非制式教育體系的「右腦輔助教學(xué)」就扮演了舉足輕重的角色了。所謂非制式教育(non-formaleducation)是指在制式教育以外有系統(tǒng)教育活動 ﹐透過特定的學(xué)習(xí)目標 ﹐ 服務(wù)有特學(xué)習(xí)需要的人士(Maarschalk,1986;Takala,1989)。有以下之特點:志愿性、從經(jīng)驗中學(xué)習(xí)、循序漸進式活動、朋輩之相互影響、青少年與成年人之互為關(guān)系、培養(yǎng)領(lǐng)導(dǎo)才能,和建立價值觀(二十一世紀宣言,1998),而在非制式科學(xué)教育(non-formal science education),Meredith等(1997)綜合諸多研究指出,非制式科學(xué)教育的影響因素有自我動機(motives)、情感( emotion)、觀念的刺激(perception of the stimulus)、創(chuàng)造性的刺激(stimulation of creativity)評價(appraisal)、吸引(attracting)、自我介入(self involvement)、好奇(curiosity)、探索(exploration)、復(fù)雜(complexity),和興趣(interest)。所以綜合上述觀點,正如美國明蘇里大學(xué)4-H青年發(fā)展中心Stephan Carlson博士在一篇Science Guidelines for Nonformal Education(1997)所言,非制式科學(xué)教育不管是教學(xué)或?qū)W習(xí),皆是服膺建構(gòu)論(Constructivism)的,而其透過非制式科學(xué)教育進行發(fā)明(invention)、表達(reflection)、解釋(interpretation)、社會過程(social processing),和感覺判斷(sense making)五大過程來建構(gòu)科學(xué)(Clements and Battista,1990)。綜合來說,非制式科學(xué)教育的學(xué)習(xí)是先從自我觀感與情感,志愿性的出發(fā),伸開感官的觸角對自然世界進行多樣、探索,與經(jīng)驗,再對這些自己建立與解釋過的諸多概念(科學(xué)知識)進行三維空間整合與創(chuàng)造(自己、社會,與世界),最后在對這三維空間下感覺性的判斷(價值觀建立)。很明顯看出,此自我建構(gòu)式的感情性、多樣性、空間性、整合性,與創(chuàng)造性本質(zhì)皆是右腦學(xué)習(xí)的特征。
科學(xué)博物館教育有別于一般傳統(tǒng)的教育。舊金山探索館前館長歐本海默(Frank Oppenheimer)認為博物館是提供 「教育觀光(Educational Sightseeing)的重要場所;他說:「就這種功能而言,學(xué)校是比不上博物館的;由于學(xué)校的課程必須前后連貫,循序而進,學(xué)生的學(xué)習(xí)如果也要比喻成觀光的話,這種觀光就好像是坐火車旅行一樣,每學(xué)完一種課程,就好像火車到了一站,馬上又再開車朝下一站 (下一種課程)馳去!共┪镳^教育的性質(zhì)是自由的,非強迫性質(zhì)的,也因此它較能避開一般制式教育的缺點,和教室比較起來,博物館教育是一種較靈活而富于變化之三度空間的實物教學(xué)(張譽騰,1987)。
國立科學(xué)工藝博物館科教中心主任于瑞珍博士(1997)「現(xiàn)代科學(xué)博物館的學(xué)習(xí)特征」一文里指出,現(xiàn)代科學(xué)博物館的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,不同于學(xué)校之處,在于四項特征:手作/交互式的學(xué)習(xí)方式、運用多重感覺器官的學(xué)習(xí)、從游戲中學(xué)習(xí),和提供人際互動的學(xué)習(xí)環(huán)境;而以上四種學(xué)習(xí)特征,是非制式科學(xué)博物館教育所特有「靈活而富于變化之三度空間的實物教學(xué)」所營造出的學(xué)習(xí)效果,其與屬創(chuàng)造力、多樣思考,和感官性很強勢的右腦學(xué)習(xí)類型正不模而合。
六、右腦為主左腦為輔助課程設(shè)計
學(xué)校教育由于環(huán)境之局限,亦于傾向左腦教學(xué)與學(xué)習(xí)導(dǎo)向的教育方式,即使現(xiàn)在九年一貫強調(diào)整合與結(jié)合生活實際的活潑教學(xué),但一日升學(xué)制度存在,分數(shù)評比的左腦教學(xué)與學(xué)習(xí)壓力就一定存在。這就是即使多元入學(xué),為何補習(xí)情況越嚴重的原因。在此種情況之下,如何達到完整的全腦教學(xué)與學(xué)習(xí),就得靠非制式教育來彌補制式教育之缺憾。本文以筆者所負責(zé)之生物科技實驗室為例,以文獻探討為理論論證,設(shè)計一個以右腦為主,左腦為輔之教學(xué)模式,期能補足制式教學(xué)之不足,發(fā)揮非制式教育之功能。雖然全腦教學(xué)才是教育的終結(jié)目標,但本教學(xué)模式設(shè)計是站在輔助制式教育的立場,所以才特別強調(diào)右腦教學(xué),當(dāng)然,其中不可能完全舍棄左腦教學(xué),但在本教學(xué)模式里,左腦教學(xué)將退居輔佐之地位,將特別突顯右腦的教學(xué)策略。
(一)、EMD三階段右腦科學(xué)教學(xué)模式(Environment、Media、 Doing Teaching Model)
由于右腦刺激學(xué)習(xí)需三大因素方能達成,1、學(xué)習(xí)氣氛需是放松與愉快的(Relaxing)。2、偏好圖形、圖表、結(jié)構(gòu)空間之教學(xué)與學(xué)習(xí)。3、強調(diào)隨時非秩序的整合、想象與創(chuàng)作。基于以上三點,筆者提出適合科學(xué)博物館科技教育中心實驗室,以右腦優(yōu)勢教學(xué)的科學(xué)教育三階段教學(xué)的模式。
1、 環(huán)境教學(xué)(Environmental Teaching)
本階段教學(xué)是從學(xué)生一踏入實驗室起到踏出實驗室,皆是本階段教學(xué)的時間。其理論背景與『教室氣氛』有關(guān),相信一個好的學(xué)習(xí)環(huán)境定能造就好的學(xué)習(xí)成果。所以每間實驗室得先測出該實驗是最適合的教學(xué)環(huán)境。這教學(xué)環(huán)境的造就是呈現(xiàn)一動態(tài)狀態(tài),隨著不同的學(xué)生,不同的教學(xué)內(nèi)容,就有不同的環(huán)境布置,教室本身當(dāng)就是一個小型的博物館,如生物科技實驗室就得布置成一個類式生物科技專業(yè)的研究室一般,里面各種實驗儀器、器材、藥品,甚或耗材皆得讓學(xué)生看得到、摸得到,感覺得到;學(xué)生在里面做活動就得給他們像一個專業(yè)研究者的配備,如實驗衣、實驗手套、紫外線護目鏡、口罩等,一點都不得馬虎。而且小組間學(xué)生互動(以游戲或分組競賽進行活動)、師生教學(xué)互動(隨時拋出問題并與予獎品鼓勵)、實驗室規(guī)則(活動前當(dāng)有開幕式報告實驗室相關(guān)規(guī)定)與讓學(xué)生有時間以「概念圖」重整單元課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容亦是從課程開始到結(jié)束所當(dāng)注意的。本階段就腦神經(jīng)生理認知學(xué)的觀點而言,就是提供一個身歷其境與多重感覺的學(xué)習(xí)環(huán)境,使右腦能得到多樣的空間刺激,這有點像為右腦提供一個發(fā)揮與整合的想象空間(想象自己就是科學(xué)家在進行觀察與實驗)。另外一個輕松的環(huán)境也是右腦刺激所必須的,所以音樂的隨時加入與教學(xué)者幽默輕松的帶領(lǐng)亦是本階段所強調(diào)的。其改進與評量策略是以筆者參考自Dr. Fraser(1992)所發(fā)展「科學(xué)實驗室氣氛量表」里之融洽性(學(xué)生之間)、開放性(教學(xué))、統(tǒng)整性(教學(xué)上)、規(guī)則明確性(實驗室)、物質(zhì)環(huán)境(實驗室)等影響科學(xué)實驗室氣氛五大因素來進行前后測。改良之「生物科技實驗室氣氛量表」已于1999年獲得Dr. Fraser本人之專家信度支持。
2、 媒體教學(xué)(Media Teaching)
此階段之教學(xué)所強調(diào)的媒體教學(xué),是指能使教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為圖形化或立體化的媒體。像計算機動畫軟件、連結(jié)三眼顯微鏡之單槍投影、標本與模型等皆能使教學(xué)內(nèi)容不再局限于平面教學(xué)或文字敘述,實物教學(xué)與擬態(tài)教學(xué)將是本階段之重點。本階段就腦神經(jīng)生理認知學(xué)的觀點而言,就是運用媒體,使教學(xué)內(nèi)容圖像化,這有點像為右腦提供知識陶土,使欲傳達的知識內(nèi)容刺激學(xué)生右腦,讓學(xué)生運用自己的右腦建構(gòu)知識,進入自己的長期記憶里。時時鼓勵學(xué)生應(yīng)用「概念圖」,把教學(xué)上的圖像概念做空間上的整合是本階段必要的右腦模式教與學(xué)互動策略。
3、 動手做教學(xué)(Doing Teaching)
唯有手到,才能心到;唯有有意義的學(xué)習(xí),才是自己的學(xué)問。所以在本階段的教學(xué)強調(diào)作品的完成。有作品完成的動機,方能誘使學(xué)生作有意義的學(xué)習(xí);唯有有意義的學(xué)習(xí),才能使欲傳達的主題知識融入作品,使手到轉(zhuǎn)化成心到?茖W(xué)博物館的教學(xué),不像學(xué)校教學(xué)能對個案學(xué)生做長期的系統(tǒng)教學(xué),所以在課程設(shè)計上傾向單元教學(xué)。半天(三個小時)博物館教學(xué)的基本單元生命。在這三小時內(nèi),教師不僅需傳達至少一個科學(xué)概念,且需設(shè)計動手做活動讓學(xué)生『學(xué)以致用』。本階段就腦神經(jīng)生理認知學(xué)的觀點而言,是提供一個整合知識與想象創(chuàng)造的機會,讓右腦「解決問題」的功能發(fā)揮到極點,使學(xué)生有意義學(xué)習(xí),以自己獨特的創(chuàng)造力建立學(xué)習(xí)信心。這有點像為右腦提供一個屬于自己的創(chuàng)作工作坊,使前階段所提供的科學(xué)知識陶土轉(zhuǎn)變成具有他自己風(fēng)格的藝術(shù)品,離開博物館后,學(xué)生可以隨時從作品中反芻自己這段有意義的學(xué)習(xí)。所以本階段強調(diào)教師退居次位,一切以學(xué)生為中心的教學(xué),教師或?qū)嶒炇抑皇撬麆?chuàng)作的咨詢者與提供者,盡量不以教師的意念影響學(xué)生創(chuàng)作,鼓勵自由創(chuàng)作與競爭,并對自己的作品負責(zé),而創(chuàng)作評量標準以是否對學(xué)生產(chǎn)生意義為最高準則。
(二)、個案研究:國中生生命科技夏令營EMD三階段右腦教學(xué)模式研究
1、個案描述:
本案將于九十年七月十六日到七月二十七日舉行長達十一日(中間休息一天)的國中生有關(guān)生命科技的夏令營。學(xué)員有七十二位,對象為國小畢業(yè)生到國中畢業(yè)生。課程分兩階段,第一階段六天,是基礎(chǔ)班,內(nèi)容是相關(guān)生命科學(xué)的課程,從DNA、基因、染色體、微生物、植物、昆蟲、動物生理解剖,到人體生理認識;第二階段五天,是進階班,內(nèi)容是相關(guān)生物科技的內(nèi)容,從生物科技基本概念、生物科技儀器設(shè)備介紹、DNA簡易抽取、微生物無菌培養(yǎng)、微生物食品應(yīng)用(披薩制作)、植物組織培養(yǎng)認識與實驗(瓶中植物),到最后一天的墾丁國家公園南仁山生態(tài)保護區(qū)之旅。
2、名詞解釋:
(1)、右腦教學(xué):指教學(xué)模式不以二維程序性的邏輯教學(xué),重點在鼓勵學(xué)員透過感
官去探索問題與經(jīng)驗生活,并透過hand-on動手作之課程設(shè)計,把自己所學(xué)
融入作品中,建立價值觀;旧弦越(gòu)主義(Constructivism)為教學(xué)理
念。
(2)、學(xué)習(xí)右傾化:指經(jīng)過教學(xué)上的刺激或訓(xùn)練,使個人學(xué)習(xí)模式傾向右腦優(yōu)勢的
思考模式。
(3)、生物科技實驗室氣氛量表:指依照「生物科技實驗室五大分量描述」(如表二)所發(fā)展之三十五題,五個感受程度量之科學(xué)實驗室氣氛量表。
(4)、 右腦多元評量:指針對右腦教學(xué),符合右腦思維本質(zhì)的多元評量模式。
表二:生物科技實驗室五大分量描述( 參考Fraser,1992)
3、研究目標:
以神經(jīng)生理認知心理學(xué)為基礎(chǔ)理論背景,融入教室氣氛研究、有意義學(xué)習(xí)、建構(gòu)式教學(xué)、動手做科學(xué)、小組合作學(xué)習(xí)、概念圖等科學(xué)教育理論,建立適合科學(xué)博物館科技教育中心實驗室之教室氣氛、小組分組合作與教學(xué)模式:EMD三階段右腦教學(xué)模式。
4、研究方法與步驟:
(1)、以文獻探討建立非制式右腦科學(xué)教育理論
(2)、以「左右腦學(xué)習(xí)右傾化研究」、「科學(xué)實驗室氣氛研究」、「小組合作概念重整報告」、「學(xué)生自評」等準實驗研究方法(前后測)進行「EMD三階段右腦教學(xué)模式」之「右腦多元評量」,以評量其成效與可行性。
(3)個案研究-以基礎(chǔ)班-生命科學(xué)篇之參加學(xué)員為研究樣本。
◎活動前(右腦多元評量之前測):
A、學(xué)習(xí)風(fēng)格異質(zhì)分組:
首先以一份由伊利諾科技中心臨床心理系主任Dr. James Johnson所發(fā)展之測試個人左右腦思考傾向之計算機軟件”Brain Work” ,中文化后為參加學(xué)員測定左右腦之學(xué)習(xí)風(fēng)格。測試完為學(xué)員做左右腦學(xué)習(xí)風(fēng)格異質(zhì)分組,六位為一小組,共十二組,分三類合作學(xué)習(xí)組。A群組為傾向左腦學(xué)習(xí)風(fēng)格之學(xué)員,B群組為具左右腦學(xué)習(xí)風(fēng)格中立之學(xué)員,C群組為傾向右腦學(xué)習(xí)風(fēng)格之學(xué)員。
B、「生物科技實驗室氣氛量表」前測問卷測試。
C、教導(dǎo)如何制作「概念圖」,以便課程中隨時重整單元活動之概念
D、學(xué)員學(xué)習(xí)自評問卷前測
◎活動中:施予EMD三階段右腦科學(xué)教學(xué)模式。
◎活動后(右腦多元評量之后測):
A、左右腦思考傾向”Brain Work”再進行測試。
B、「生物科技實驗室氣氛量表」后測問卷測試。
C、小組合作學(xué)習(xí)報告。
D、學(xué)員學(xué)習(xí)自評問卷后測。
七、結(jié)果與討論
(一)、左右腦學(xué)習(xí)右傾化研究
本夏令營基礎(chǔ)班與進階班皆有七十三學(xué)員參加,兩梯次全程參加共有六十三人,為左右腦學(xué)習(xí)右傾化研究之有效樣本。Brain Work前測結(jié)果,同質(zhì)分組,左腦群組有八組,共48人,中腦群組一組7人,右腦群組三組共18人。投入EMD教學(xué)后再做后測,結(jié)果如表二。左腦群組有明顯學(xué)習(xí)右傾化特征,中腦群組B和右腦群組C則并不明顯。顯示本教學(xué)對左腦學(xué)習(xí)模式的學(xué)員有助其學(xué)習(xí)風(fēng)格右傾化,往更高階的科學(xué)思考與學(xué)習(xí)。
(二)、生物科技實驗室氣氛量表
本實驗室科學(xué)氣氛前后測問卷結(jié)果如表二。結(jié)果顯示本EMD教學(xué)在第一階段非常成功,五個教室氣氛因子后測值皆非常接近學(xué)生心中的期望,其中學(xué)生融洽性與課程統(tǒng)整性甚至超乎學(xué)生原本的期望。與前面右傾化結(jié)果對應(yīng),顯示教學(xué)上若對此一階段(Environment)的重視,對學(xué)習(xí)右傾化將有正面的提升效果。
(三)、概念圖
十二個小組于第六天的研習(xí)課被安排小組報告,被納入競賽分數(shù)之一(每一天,每一小組皆有針對游戲或動手作成果給予該組合作競賽的成績)。其中除了一組按照傳統(tǒng)左腦學(xué)習(xí)之程序條列報告外,其它十組皆甚用概念圖來重整他們所學(xué)的相關(guān)「生命科學(xué)」的概念,而一組甚至運用演戲之三維空間表達手法來整合課程。由于每天單元課程之教學(xué)與復(fù)習(xí),筆者皆加強多媒體的應(yīng)用與「概念圖」的整合觀念,就像教學(xué)時放出很多圖像化的概念魚,結(jié)束時再幫助學(xué)員自己嘗試撒出「概念圖」網(wǎng),不僅使學(xué)員有”深痕的”課程整體圖像,他們也漸漸熟悉于”如何抓魚”的技巧了(如圖一至圖四)。
(四)、實驗室學(xué)習(xí)自評
除了以計算機軟件Brain Work、實驗室科學(xué)氣氛與學(xué)員概念圖來評量EMD教學(xué)模式對于學(xué)員的學(xué)習(xí)右傾化外,學(xué)員的自評亦是很重要的「右腦多元評量」方式之一。針對生命科學(xué)課程所自制開放式問答問卷,內(nèi)容包括問1、對本活動之期許(參加前)與感想(參加后)?2、生命是甚么? 3、科學(xué)是甚么? 4、生物與無生物之區(qū)別?5、對「科學(xué)家」、「藝術(shù)家」以及「哲學(xué)家」的想法?6、如果比喻自己是電池,本夏令營就像一個大型的充電器,充電指標由0到10,請問目前對以上所問的問題,自己認為目前的”了解電力”是多少?。前后測皆以同樣問卷紙筆問答,目的在于讓學(xué)員了解自己的學(xué)習(xí)歷程。學(xué)員自己懷著不同的基模來充電,充電多少,但憑自己建構(gòu)感受。符合右腦學(xué)習(xí)之自我評量可由第六題看出,其它五題只具輔助功能。前測自評平均值為4.31,后測自評平均值增至7.21,個別自評學(xué)習(xí)成長圖如圖五。
八、結(jié)論
從夏令營課程之整體性規(guī)劃、活動內(nèi)容教材之精選、右腦教學(xué)模式之設(shè)計與教學(xué)、右腦多元評量設(shè)計與進行,甚至學(xué)員六天內(nèi)實驗室學(xué)習(xí)氣氛的盡心經(jīng)營,在在皆是筆者六年之非制式教育的實際經(jīng)驗(前三年在墾丁國家公園擔(dān)任自然解說員)與兩年在高師大科教所博士班所學(xué)科教理論的結(jié)合。自接任生物科技實驗室之教育推廣起,這套課程已經(jīng)針對國小四至六年級試行過三次,包括兩年的夏令營與學(xué)期中的系列研習(xí),其中一直因為學(xué)員的反應(yīng)而改良修正,這次提升至國中生,特別請兩位現(xiàn)在已經(jīng)是國一生,并參加過本實驗室夏令營的舊學(xué)員,及二位未曾參加本實驗室夏令營的國一和國三的學(xué)生,針對本套課程教案與他們現(xiàn)在所學(xué)做難易度的評量問卷,回升問卷后再重新設(shè)計增減適合國中生的課程。夏令營結(jié)束后,若要對自己的非制式的右腦教學(xué)自我評量,右腦教學(xué)傾化程度值可由4到8。非制式教育是入社會以來貢獻自己的工作職責(zé);對生命與自然界的探索熱誠也是個人成長一直不變的心志;透過這次夏令營的教學(xué)模式研究經(jīng)歷,是個人行動研究的一段歷程,使筆者更加明確與了解適合自己的教學(xué)風(fēng)格。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/younao/12836.html
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