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摘 要：认知科学的研究成果对于教育、教学具有十分重要的启示作用。如何利用认知规律优化课堂教学，是一项重要的议题。从认知科学的视角，对课堂教学进行优化，探索提高课堂教学质量与效率的科学途径。
关键词：认知科学；课堂教学；优化；策略
中图分类号：G4
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）23019202
教学不仅是艺术，也是科学。课堂教学要取得良好的效果，就要遵循科学规律，只有当教学符合学生大脑的认知规律时，才能获得理想的教学效果。随着素质教育与课程改革的不断深入，应该不断将认知科学的最新研究成果运用到课堂教学改革，探索提高课堂教学质量与效率的新途径。
1 认知科学
认知科学是20世纪新兴的科学研究门类，是探究人脑或心智工作机制的前沿性尖端学科。学习是基本的认知活动，要取得良好的教学效果，首先要很好地了解大脑的记忆方式和学习方式。
1.1 大脑的记忆方式
感觉记忆如同过滤器，决定着何种信息应被输入短时记忆，何种信息应被舍弃。人们的注意力总是集中在大脑所发现的新鲜、令人兴奋、宜人或有危险性的事物上。
短时记忆也被称作工作记忆。短时记忆受到3个因素的影响。第1个因素是信息是否引起了感觉记忆的注意，当有意识地思考某事时，即进入了短时记忆。第二个因素是容量，短时记忆在短时间内只能处理有限的信息资源。第三个因素是所处理信息的背景。学习有两种方式——机械学习和背景学习。背景学习对记忆信息更为有效。
长时记忆的功能有两个：信息存储和信息提取。长时记忆中的信息就像一个超级复杂的档案系统，信息按范畴和类别被划分成组块。当新信息与已有的知识整合在一起的时候，档案系统就会被持续更新。当学习了新的东西，大脑就将它归档到合适的地方。由于存储在大脑不同部位的信息之间存在着广泛的联系，所以能够迅速的处理信息，这就是长时记忆的提取和加工信息的功能。
1.2 大脑的学习方式
大脑是通过识别和建构模式进行学习的，通过识别和建构模式的方式理解周围世界。利用这些模式形成的概念或心理地图组织和理解学习情景中的信息。一个心理地图就是一个通过突触联结在一起的神经网络。如果信息没有意义就会被舍弃，如果先前没有相应的心理地图，信息就无处安置，大脑就会设法创造一个新地图。
1.3 学习与情感的联系
情感对大脑学习有着重要的影响，无论何时，只要唤起情感，大脑都会释放出一组化学信使——神经递质，它们会标注出这些事件并认识到其对大脑的意义，使得学习者注意力集中，促进了学习。情感背景成了学习者在学习新内容时与所学内容相联的矩阵或模式的一部分，由此，神经组织者或信息附着之地——心灵的魔术贴就会产生。可见，学习与大脑的工作方式和情感的参与都有着密切的联系。
2 认知科学与教学
认知科学的研究成果对于教育教学的启示是十分重要的，只有在清楚学生的认知规律，了解大脑的工作方式的基础上，才能进行有效地教学活动。脑科学的研究成果在教育领域中的合理解释与谨慎应用将成为素质教育理论与应用研究重要的依据。
课堂教学是各个教学环节中最基本、最重要的一环，提高课堂教学效率和质量是提高整个教学质量的关键。叶澜教授在《让课堂焕发出生命活力》一文中说到：“对于学生而言，课堂教学是其学校生活的最基本构成部分，它的质量，直接影响学生当前及今后的多方面发展和成长；对于教师而言，课堂教学是其职业生活的最基本的构成部分，它的质量，直接影响教师对职业的感受、态度和专业水平的发展、生命价值的体现。”
3 课堂教学优化策略
3.1 情感策略：激发认知动因
基于情感对大脑学习的重要影响，可运用情感策略，来激发认知动因，并使课堂富有活力、富有情感。
具体做法如下：
铃响之后，教师应微笑走进课堂。微笑相见是留给学生的第一感官、第一情感体验，为整个课堂的情感定调。实施“愉快教学法”，让学生在快乐中学习。教师要努力营造轻松、愉快、民主的课堂氛围，让每一位学生都感受到老师的关注，体验到学习的快乐。在快乐情绪的背景下，长时记忆容易形成和持久。课下多与学生沟通交流，建立融洽的师生关系，使学生“亲其师，信其道”。实践证明，和谐、融洽的师生关系会对学生学习该课程起到积极的作用。
3.2 地图策略：组织认知内容
地图策略即在课堂教学伊始，激活学生的原有知识，明确学习目标，提供知识地图。
一是激活原有知识。大脑将通过原有知识与新知识相联系进行学习。
二是阐明学习目标。美国心理学家布卢姆指出：“有效的学习始于知道到达的目标是什么。”因此，课堂教学伊始，教师要告诉学生将要学习什么，要达到什么目标，使学生产生明确的心理定向，有助于提高学生的学习欲望，增强学习自信心。
三是提供知识地图。这好比要去一个地方旅行，首先要买张地图一样，教师应该告诉学生他们现在所处的位置以及前进的方向。人的大脑可以从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元及分子序列四级层次的网络。人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。
3.3 感官策略：优化认知方法
多感官策略，即在课堂教学中运用色彩、图像、声音等多种手段调动学生的多种感官参与学习，优化认知方法，提高课堂效率。
一是动眼。研究表明：颜色、图表、视觉变化能提高大脑的工作效率。课堂教学中要充分运用多媒体辅助教学手段，制作色彩丰富、形象逼真的图形，动画演示等，使教学变得生动、活泼。
二是动耳。在课堂上播放音乐可以使学生注意力更集中，学习更投入。课前选择调整情绪的音乐，使学生放松入静，诱发大脑α波，进入学习状态；课上可以选择促进思考的音乐，营造良好的课堂氛围；课堂教学结束时，选择令人轻松愉快的音乐。 三是动口。脑研究成果表明，学生在为其他同学讲授知识的同时，个人对这些知识的记忆将增加400%。教师应该给学生在课堂上为同伴示范的机会，这一值得花费时间的同学互教活动一般被称之为“配合”。课堂教学中要改变教师的“一言堂”，让学生“从事”教学。
四是动手。这是一种让学生亲身体验的教学方式。课堂教学一定要留出时间，让学生亲自参与，如记笔记、做练习、做试验等。这样能综合调动学生的各种感官和思维，促进学习质量的提高。
3.4 节奏策略：适应认知规律
节奏策略即教师的课堂教学节奏要符合学生的认知过程。因为大脑的认知是需要时间的，信息传递是有其规律的。
讲课的速度要适中，不能过快，要给学生提供思考的时间；也不能过慢，否则会影响课堂教学的效率。课堂教学45分钟如何有效安排和利用，这是个节奏问题。教师在课堂教学中应遵循首因-近因原则。首因-近因原则符合了工作记忆中有意加工的特征。课堂教学中教师要充分利用教学开头20分钟和结束前10分钟这两个高效期，而在中间的低沉期对教学做适当的调整，提高教学效率。
3.5 反馈策略：评价认知效果
反馈策略即在课堂教学中，对学生的学习行为进行及时矫正和强化，促进学生的学习。这是由人脑的记忆和逻辑规律决定的。教师的反馈要注意以下几点。
一是反馈要及时。对学生的学习要即时反馈，即时评价，越及时效果越好。
二是反馈要全面。不仅有认知反馈，还应辅以情意反馈。学生得到的反馈是表扬和鼓励而不是批评，有助于学生形成自我效能感。
三是反馈要恰当。课堂中适当的评语，不仅活跃气氛，还能激发学生的学习兴趣，激发想象和创新，从而收到良好的教学效果。评价要慎重，教师一句随意的评语，往往会左右学生一节课的情绪，也可能干扰了灵活、具有创造力的思想。
3.6 迁移策略，运用认知结果
迁移策略即课堂教学要联系实际，让学生主动思考、展开联想，将所学新知识延伸到现实生活中去，促进知识的迁移。
知识来源于实践，在课堂教学中将知识与生活实践紧密地结合起来，能让学生理解知识存在的价值，唤起学习的欲望。掌握了新知识后，还应要求学生能在不同情境中应用它们去解决实际问题，促进知识的迁移，从而使创新能力得到发展。
4 结语
认知科学的研究成果为教学的优化提供养料。教师应该不断汲取认知科学的先进研究成果，运用于教学之中，设计更加符合学生认知规律，符合大脑工作方式的课堂教学模式。让教学成为一种艺术，让学习成为一种享受，让课堂焕发出生命的活力，是教育工作者们不懈追求的目标。
参考文献
[1]靳玉乐.设计与大脑相协调的教学[M].杭州：浙江教育出版社，2008：1424.
[2]高文.跨越脑科学教育的鸿沟[J].全球教育展望，2001，（2）：2225.
[3]叶澜.让课堂焕发出生命活力——论中小学教学改革的深化[J].教育研究，1997：38.
[4]张伟.课堂教学评价的心理学视角[J].教育实践与研究，2008：6263.
[5]沈德立.脑功能开发的理论与实践[M].北京：教育科学出版社，2001：49.
[6]DAVID A S.脑与学习[M].北京：中国轻工业出版社，2005：181.
[7]章鹏远.脑科学与课堂教学[J].小学教学研究，2002：2324.
[8]ROBERT E G.Glenn R E. Using Brain Research in Your Classroom[J].The Education Digest，2002，67（7）：1518.
[9]龙启锦，邓萍萍.基于脑科学谈优化数学教学设计原则[J].贺州学院学报，2008，24（3）：96
关键词：认知科学；课堂教学；优化；策略
中图分类号：G4
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）23019202
教学不仅是艺术，也是科学。课堂教学要取得良好的效果，就要遵循科学规律，只有当教学符合学生大脑的认知规律时，才能获得理想的教学效果。随着素质教育与课程改革的不断深入，应该不断将认知科学的最新研究成果运用到课堂教学改革，探索提高课堂教学质量与效率的新途径。
1 认知科学
认知科学是20世纪新兴的科学研究门类，是探究人脑或心智工作机制的前沿性尖端学科。学习是基本的认知活动，要取得良好的教学效果，首先要很好地了解大脑的记忆方式和学习方式。
1.1 大脑的记忆方式
感觉记忆如同过滤器，决定着何种信息应被输入短时记忆，何种信息应被舍弃。人们的注意力总是集中在大脑所发现的新鲜、令人兴奋、宜人或有危险性的事物上。
短时记忆也被称作工作记忆。短时记忆受到3个因素的影响。第1个因素是信息是否引起了感觉记忆的注意，当有意识地思考某事时，即进入了短时记忆。第二个因素是容量，短时记忆在短时间内只能处理有限的信息资源。第三个因素是所处理信息的背景。学习有两种方式——机械学习和背景学习。背景学习对记忆信息更为有效。
长时记忆的功能有两个：信息存储和信息提取。长时记忆中的信息就像一个超级复杂的档案系统，信息按范畴和类别被划分成组块。当新信息与已有的知识整合在一起的时候，档案系统就会被持续更新。当学习了新的东西，大脑就将它归档到合适的地方。由于存储在大脑不同部位的信息之间存在着广泛的联系，所以能够迅速的处理信息，这就是长时记忆的提取和加工信息的功能。
1.2 大脑的学习方式
大脑是通过识别和建构模式进行学习的，通过识别和建构模式的方式理解周围世界。利用这些模式形成的概念或心理地图组织和理解学习情景中的信息。一个心理地图就是一个通过突触联结在一起的神经网络。如果信息没有意义就会被舍弃，如果先前没有相应的心理地图，信息就无处安置，大脑就会设法创造一个新地图。
1.3 学习与情感的联系
情感对大脑学习有着重要的影响，无论何时，只要唤起情感，大脑都会释放出一组化学信使——神经递质，它们会标注出这些事件并认识到其对大脑的意义，使得学习者注意力集中，促进了学习。情感背景成了学习者在学习新内容时与所学内容相联的矩阵或模式的一部分，由此，神经组织者或信息附着之地——心灵的魔术贴就会产生。可见，学习与大脑的工作方式和情感的参与都有着密切的联系。
2 认知科学与教学
认知科学的研究成果对于教育教学的启示是十分重要的，只有在清楚学生的认知规律，了解大脑的工作方式的基础上，才能进行有效地教学活动。脑科学的研究成果在教育领域中的合理解释与谨慎应用将成为素质教育理论与应用研究重要的依据。
课堂教学是各个教学环节中最基本、最重要的一环，提高课堂教学效率和质量是提高整个教学质量的关键。叶澜教授在《让课堂焕发出生命活力》一文中说到：“对于学生而言，课堂教学是其学校生活的最基本构成部分，它的质量，直接影响学生当前及今后的多方面发展和成长；对于教师而言，课堂教学是其职业生活的最基本的构成部分，它的质量，直接影响教师对职业的感受、态度和专业水平的发展、生命价值的体现。”
3 课堂教学优化策略
3.1 情感策略：激发认知动因
基于情感对大脑学习的重要影响，可运用情感策略，来激发认知动因，并使课堂富有活力、富有情感。
具体做法如下：
铃响之后，教师应微笑走进课堂。微笑相见是留给学生的第一感官、第一情感体验，为整个课堂的情感定调。实施“愉快教学法”，让学生在快乐中学习。教师要努力营造轻松、愉快、民主的课堂氛围，让每一位学生都感受到老师的关注，体验到学习的快乐。在快乐情绪的背景下，长时记忆容易形成和持久。课下多与学生沟通交流，建立融洽的师生关系，使学生“亲其师，信其道”。实践证明，和谐、融洽的师生关系会对学生学习该课程起到积极的作用。
3.2 地图策略：组织认知内容
地图策略即在课堂教学伊始，激活学生的原有知识，明确学习目标，提供知识地图。
一是激活原有知识。大脑将通过原有知识与新知识相联系进行学习。
二是阐明学习目标。美国心理学家布卢姆指出：“有效的学习始于知道到达的目标是什么。”因此，课堂教学伊始，教师要告诉学生将要学习什么，要达到什么目标，使学生产生明确的心理定向，有助于提高学生的学习欲望，增强学习自信心。
三是提供知识地图。这好比要去一个地方旅行，首先要买张地图一样，教师应该告诉学生他们现在所处的位置以及前进的方向。人的大脑可以从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元及分子序列四级层次的网络。人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。
3.3 感官策略：优化认知方法
多感官策略，即在课堂教学中运用色彩、图像、声音等多种手段调动学生的多种感官参与学习，优化认知方法，提高课堂效率。
一是动眼。研究表明：颜色、图表、视觉变化能提高大脑的工作效率。课堂教学中要充分运用多媒体辅助教学手段，制作色彩丰富、形象逼真的图形，动画演示等，使教学变得生动、活泼。
二是动耳。在课堂上播放音乐可以使学生注意力更集中，学习更投入。课前选择调整情绪的音乐，使学生放松入静，诱发大脑α波，进入学习状态；课上可以选择促进思考的音乐，营造良好的课堂氛围；课堂教学结束时，选择令人轻松愉快的音乐。 三是动口。脑研究成果表明，学生在为其他同学讲授知识的同时，个人对这些知识的记忆将增加400%。教师应该给学生在课堂上为同伴示范的机会，这一值得花费时间的同学互教活动一般被称之为“配合”。课堂教学中要改变教师的“一言堂”，让学生“从事”教学。
四是动手。这是一种让学生亲身体验的教学方式。课堂教学一定要留出时间，让学生亲自参与，如记笔记、做练习、做试验等。这样能综合调动学生的各种感官和思维，促进学习质量的提高。
3.4 节奏策略：适应认知规律
节奏策略即教师的课堂教学节奏要符合学生的认知过程。因为大脑的认知是需要时间的，信息传递是有其规律的。
讲课的速度要适中，不能过快，要给学生提供思考的时间；也不能过慢，否则会影响课堂教学的效率。课堂教学45分钟如何有效安排和利用，这是个节奏问题。教师在课堂教学中应遵循首因-近因原则。首因-近因原则符合了工作记忆中有意加工的特征。课堂教学中教师要充分利用教学开头20分钟和结束前10分钟这两个高效期，而在中间的低沉期对教学做适当的调整，提高教学效率。
3.5 反馈策略：评价认知效果
反馈策略即在课堂教学中，对学生的学习行为进行及时矫正和强化，促进学生的学习。这是由人脑的记忆和逻辑规律决定的。教师的反馈要注意以下几点。
一是反馈要及时。对学生的学习要即时反馈，即时评价，越及时效果越好。
二是反馈要全面。不仅有认知反馈，还应辅以情意反馈。学生得到的反馈是表扬和鼓励而不是批评，有助于学生形成自我效能感。
三是反馈要恰当。课堂中适当的评语，不仅活跃气氛，还能激发学生的学习兴趣，激发想象和创新，从而收到良好的教学效果。评价要慎重，教师一句随意的评语，往往会左右学生一节课的情绪，也可能干扰了灵活、具有创造力的思想。
3.6 迁移策略，运用认知结果
迁移策略即课堂教学要联系实际，让学生主动思考、展开联想，将所学新知识延伸到现实生活中去，促进知识的迁移。
知识来源于实践，在课堂教学中将知识与生活实践紧密地结合起来，能让学生理解知识存在的价值，唤起学习的欲望。掌握了新知识后，还应要求学生能在不同情境中应用它们去解决实际问题，促进知识的迁移，从而使创新能力得到发展。
4 结语
认知科学的研究成果为教学的优化提供养料。教师应该不断汲取认知科学的先进研究成果，运用于教学之中，设计更加符合学生认知规律，符合大脑工作方式的课堂教学模式。让教学成为一种艺术，让学习成为一种享受，让课堂焕发出生命的活力，是教育工作者们不懈追求的目标。
参考文献
[1]靳玉乐.设计与大脑相协调的教学[M].杭州：浙江教育出版社，2008：1424.
[2]高文.跨越脑科学教育的鸿沟[J].全球教育展望，2001，（2）：2225.
[3]叶澜.让课堂焕发出生命活力——论中小学教学改革的深化[J].教育研究，1997：38.
[4]张伟.课堂教学评价的心理学视角[J].教育实践与研究，2008：6263.
[5]沈德立.脑功能开发的理论与实践[M].北京：教育科学出版社，2001：49.
[6]DAVID A S.脑与学习[M].北京：中国轻工业出版社，2005：181.
[7]章鹏远.脑科学与课堂教学[J].小学教学研究，2002：2324.
[8]ROBERT E G.Glenn R E. Using Brain Research in Your Classroom[J].The Education Digest，2002，67（7）：1518.
[9]龙启锦，邓萍萍.基于脑科学谈优化数学教学设计原则[J].贺州学院学报，2008，24（3）：96