基于腦負(fù)荷理論的“減負(fù)”策略

董娜 曾文婕 楊一格 吳必園 黃甫全

[摘? ?要]在腦負(fù)荷理論視域下，應(yīng)以整體結(jié)構(gòu)觀照學(xué)生的減負(fù)需求，從體力、情感、心智和期望等多層需求，構(gòu)建多維、全面的“新減負(fù)觀”。其具體策略包括：減少傳統(tǒng)課堂上對(duì)學(xué)生身體動(dòng)作的限制，以減輕學(xué)生的體力負(fù)荷;在消解學(xué)生負(fù)面情緒的同時(shí)喚起積極情緒，以降低學(xué)生的情感負(fù)荷;創(chuàng)設(shè)個(gè)性化學(xué)習(xí)，以減輕學(xué)生的心智負(fù)荷;分散教師、家長和學(xué)生的期望，以減輕學(xué)生的期望負(fù)荷。

[關(guān)鍵詞]減負(fù);腦科學(xué);腦負(fù)荷

中小學(xué)生“減負(fù)”一直是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。2020年的“兩會(huì)”也再次聚焦了減負(fù)。腦科學(xué)研究取得的成果，為遵循學(xué)生大腦發(fā)展規(guī)律的科學(xué)減負(fù)提供了依據(jù)。在此，將基于腦負(fù)荷理論闡發(fā)相應(yīng)的減負(fù)策略。

一、確立新型理念，培育多維減負(fù)觀

“減負(fù)”通常被理解為減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)任務(wù)或認(rèn)知負(fù)荷。腦科學(xué)研究提示人們要關(guān)注腦負(fù)荷，從體力、情感、心智和期望等多方面考量學(xué)生的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而確立新的減負(fù)理念。

1.學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)荷的四種構(gòu)成

腦負(fù)荷是與體力負(fù)荷相對(duì)的一個(gè)術(shù)語，也被稱為心理負(fù)荷、腦力負(fù)荷和腦力負(fù)擔(dān)等。對(duì)腦負(fù)荷的定義，常見的描述包括人在工作時(shí)的“信息處理速度”“信息處理能力”或“心理壓力”等[1]。早期，認(rèn)知被認(rèn)為是人腦的核心功能，認(rèn)知過程中的信息加工負(fù)荷被稱為認(rèn)知負(fù)荷。學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷是指在學(xué)習(xí)任務(wù)中其認(rèn)知系統(tǒng)上的負(fù)荷[2]。隨著腦科學(xué)研究的深入，記憶、情感和獎(jiǎng)勵(lì)等的腦神經(jīng)機(jī)制逐步被揭示[3]，人們對(duì)認(rèn)知負(fù)荷的認(rèn)識(shí)開始從心理層面走向生理層面，逐步形成了腦負(fù)荷理論。

基于腦負(fù)荷理論，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中承受的負(fù)荷從抽象、籠統(tǒng)的“認(rèn)知系統(tǒng)上的負(fù)荷”，走向與具體的學(xué)業(yè)期望、學(xué)生的能力和努力程度等相關(guān)的多維度的負(fù)荷[4]。這樣，學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)荷就包括了心智負(fù)荷、情感負(fù)荷、期望負(fù)荷和體力負(fù)荷，具體涉及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的心智需求、努力程度、時(shí)間需求、受挫程度、績效水平和體力需求等（見圖1）。心理層面的認(rèn)知負(fù)荷理論也曾嘗試對(duì)“認(rèn)知系統(tǒng)上的負(fù)荷”做出內(nèi)部、外部和關(guān)聯(lián)負(fù)荷的區(qū)分，但是卻難以實(shí)施測(cè)量或評(píng)估。而生理層面的負(fù)荷，卻可以直接通過對(duì)人的呼吸頻率、瞳孔直徑、內(nèi)分泌和皮膚電反應(yīng)等生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量而獲得，這便為科學(xué)減負(fù)提供了依據(jù)。

2.走向多維的“新減負(fù)觀”

傳統(tǒng)減負(fù)觀主要聚焦于心智負(fù)荷。在這一觀念視域下的減負(fù)策略通常是減少教學(xué)任務(wù)，以期降低學(xué)生完成學(xué)業(yè)任務(wù)的心智需求和努力程度。而立足于腦負(fù)荷理論，學(xué)生所承受的負(fù)荷是多維的，因此減負(fù)亦不再只是單一地減少學(xué)業(yè)任務(wù)，而是要從完成學(xué)業(yè)任務(wù)的體力需要、時(shí)間需要、受挫程度、努力程度、心智需要和績效水平等多方面加以考慮。

基于腦負(fù)荷理論的減負(fù)策略，將實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的教學(xué)、測(cè)評(píng)和減負(fù)。具體而言，那些難以通過書面考試檢測(cè)出來的學(xué)生的心智活動(dòng)、情緒狀態(tài)以及體力狀況等，可借助新興腦成像技術(shù)被精確地檢測(cè)，使教師可據(jù)以調(diào)整教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容和模式等。這些反饋還可用以幫助人們將認(rèn)知理論中的內(nèi)部、外部和關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷進(jìn)行區(qū)分，實(shí)現(xiàn)針對(duì)體力負(fù)荷、情感負(fù)荷、心智負(fù)荷和期望負(fù)荷的精準(zhǔn)減負(fù)。

二、改變學(xué)習(xí)方式，減輕體力負(fù)荷

體力負(fù)荷是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要承受的體力方面的負(fù)擔(dān)。包括站立、轉(zhuǎn)身和保持靜坐等動(dòng)作控制或限制帶來的負(fù)荷。受某些哲學(xué)中“身心二分”及“抑身揚(yáng)心”等觀點(diǎn)的影響，學(xué)習(xí)常被視為離身的（Disembodied），因此學(xué)生所承擔(dān)的體力負(fù)荷常常被忽視。隨著腦科學(xué)研究對(duì)認(rèn)知功能與身體結(jié)構(gòu)之間聯(lián)結(jié)的揭示，“身心對(duì)立”“身心二分”的理論不攻自破，又進(jìn)而生發(fā)出“身心一體”和“身心耦合”的具身認(rèn)知（Embodied Cognition）理論。這使人們開始注意生理體驗(yàn)與心理狀態(tài)之間的聯(lián)系，對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)開始由“離身”走向“具身”。減輕體力負(fù)荷的策略如下。

1.建立動(dòng)態(tài)課堂，減少對(duì)身體的限制

傳統(tǒng)學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生常被要求主動(dòng)抑制身體運(yùn)動(dòng)，以符合課堂紀(jì)律的要求。而腦科學(xué)的研究表明，長時(shí)間“保持靜止”會(huì)增加腦皮質(zhì)的負(fù)荷，降低大腦的計(jì)算性能。與適當(dāng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相比，靜坐狀態(tài)下的學(xué)習(xí)者認(rèn)知能力明顯下降[5]。因此，為了減少腦負(fù)荷，可以改變對(duì)學(xué)生靜坐的要求，減少對(duì)學(xué)生身體的限制，建立更動(dòng)態(tài)的課堂。具體措施如配備可調(diào)整高度的書桌，使學(xué)生既可以站著，也可以坐在椅子上[6]。

2.靈活擺放課桌，降低對(duì)行為的限制

具身認(rèn)知理論指出，認(rèn)知不是與感知覺無關(guān)的靜態(tài)表征，而是與感知覺和運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)態(tài)聯(lián)結(jié)的過程，學(xué)習(xí)中的認(rèn)知加工需根植于身體與環(huán)境的交互，是“嵌入”身體和環(huán)境的活動(dòng)[7]。為此，可以借鑒德國小學(xué)課堂的經(jīng)驗(yàn)，即不再只按照縱橫方向整齊排列的方式擺放課桌，而是以小組聚集的方式擺放，學(xué)生不必固定在自己的座位上，可以根據(jù)教學(xué)需要和自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)調(diào)整活動(dòng)空間，如可以自行結(jié)成小組到課室的任意位置或者走廊進(jìn)行學(xué)習(xí)和討論[8]。

3.積極組織大課間，提高學(xué)生活動(dòng)興趣

課間休息時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生到室外活動(dòng)。學(xué)校還可以將武術(shù)、足球、搏擊等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目引入課間操，這樣更能提高學(xué)生的活動(dòng)興趣[9]。這些舉措可以避免學(xué)生久坐，幫助他們?cè)黾舆\(yùn)動(dòng)量，有效防止超重或肥胖，也能減少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體力負(fù)荷，提高認(rèn)知效率。

三、喚醒積極情緒，降低情感負(fù)荷

情感負(fù)荷主要是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感受到的情感方面的負(fù)擔(dān)，主要包括學(xué)習(xí)任務(wù)的時(shí)間需求和受挫程度。時(shí)間需求是指或快或慢的學(xué)習(xí)節(jié)奏對(duì)學(xué)生情緒的影響，如時(shí)間充裕時(shí)的從容不迫，時(shí)間緊迫時(shí)的慌亂、焦慮等。受挫是指由于學(xué)習(xí)任務(wù)過難而帶來的沮喪和煩惱等消極情緒體驗(yàn)。情感通常被視為學(xué)習(xí)的干擾因素。例如，教師經(jīng)常會(huì)期望學(xué)生“清空雜念”，認(rèn)為只有這樣才能專心投入學(xué)習(xí)。但腦負(fù)荷理論的相關(guān)研究表明，情感對(duì)記憶力、注意力和其他高階思維有重要影響，包括積極的和消極的。信息在到達(dá)與高階思維相關(guān)的腦區(qū)之前，會(huì)經(jīng)過與情感相關(guān)的區(qū)域。故而認(rèn)知和信息的處理方式會(huì)受情感系統(tǒng)影響[10]。因此，情感減負(fù)至少可以從消極情緒消解和積極情緒喚起兩方面著手。

1.提高反饋效用，緩解消極情緒

消極情緒會(huì)降低獲取和回憶信息的能力[11]，因此緩解消解情緒可降低情感負(fù)荷。反饋是牽動(dòng)學(xué)生情緒的關(guān)鍵，消極反饋（如批評(píng)、否定和責(zé)罵等）會(huì)讓學(xué)生陷入沮喪、自責(zé)和無助等負(fù)面情緒;而積極反饋既能減少學(xué)生負(fù)面情緒，還能啟發(fā)學(xué)生改進(jìn)方法和策略，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，獲得積極情緒體驗(yàn)。為此，可借助評(píng)估工具，提供積極反饋，提高反饋效用。例如，借助經(jīng)顱多普勒超聲技術(shù)，學(xué)習(xí)者的空間能力、對(duì)靜態(tài)圖像做出的反應(yīng)以及右腦中動(dòng)脈的腦血流速度變化等將得以精準(zhǔn)檢測(cè)[12]?；谶@些檢測(cè)結(jié)果，在學(xué)生進(jìn)行圖形幾何類知識(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，針對(duì)低空間能力的學(xué)習(xí)者，可加入替代性信息與線索減輕其腦負(fù)荷;而在學(xué)習(xí)其他類型的知識(shí)時(shí)，針對(duì)高空間能力的學(xué)習(xí)者，可加入靜態(tài)圖像輔助其減輕腦負(fù)荷。如此，既可避免低效反饋帶來的評(píng)估偏差，還能減少消極反饋帶來的“威脅”感和“逼迫”感等情感負(fù)荷。

2.建立良性互動(dòng)，喚起積極情緒

積極的情感可以增強(qiáng)廣泛的認(rèn)知過程，在創(chuàng)造性思維的測(cè)量方面取得更好的績效[13]。積極情緒能促進(jìn)學(xué)習(xí)友好型神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)——多巴胺的形成[14]，進(jìn)而提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維水平。喚起學(xué)生積極情緒的策略包括：努力與學(xué)生建立良性互動(dòng)、和諧融洽的師生關(guān)系，通過教師積極、愉悅的情感去感染學(xué)生;重視對(duì)學(xué)生積極情感的喚醒和調(diào)控，要在尊重、理解和欣賞學(xué)生的基礎(chǔ)上，給予其肯定或表揚(yáng)，使學(xué)生能夠安全地表達(dá)情感;允許學(xué)生自主選擇展示學(xué)習(xí)成果的方法，使學(xué)生能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)果的感知和控制，并不斷提高學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和績效。

四、開展個(gè)性化學(xué)習(xí)，減少心智負(fù)荷

心智負(fù)荷指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要付出的心智活動(dòng)和努力帶來的負(fù)荷，諸如思考、計(jì)算、記憶、做決定等，在傳統(tǒng)教育中通常被看作認(rèn)知負(fù)荷。腦科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，物理環(huán)境影響著完成學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)的注意力和參與度[15]。創(chuàng)設(shè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)條件可以減少心智負(fù)荷，提高學(xué)習(xí)效率。

1.提供個(gè)性化反饋，減少心智負(fù)荷

反饋是課堂教學(xué)的關(guān)鍵?；谀X科學(xué)的精準(zhǔn)評(píng)估模式，不僅能夠?yàn)閷W(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)進(jìn)行深度診斷，還能通過精準(zhǔn)反饋系統(tǒng)，排除干擾信息對(duì)學(xué)生的心智消耗。例如，學(xué)習(xí)分析作為關(guān)于學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)環(huán)境的數(shù)據(jù)測(cè)量、收集、分析和匯總呈現(xiàn)，目的是理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)情境[16]?；趯W(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的分析與反饋工具，可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程及結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、監(jiān)測(cè)、評(píng)估、反饋，以可視化數(shù)據(jù)的形態(tài)提高學(xué)生的反思效率，有效縮短學(xué)生的時(shí)間需求。教師可根據(jù)反饋數(shù)據(jù)為學(xué)生提供更適當(dāng)?shù)闹Ъ?，減少其心智負(fù)荷，使個(gè)性化輔導(dǎo)更有針對(duì)性。

2.開發(fā)個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境，提升學(xué)習(xí)效率

環(huán)境的新穎性有助于引發(fā)大腦的警覺與定向系統(tǒng)，成為提高注意力的有力工具[17]。例如，簡(jiǎn)單變換學(xué)生課室環(huán)境，可以顯著提高學(xué)生的記憶力[18]。理想的光線（如自然光）對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與學(xué)習(xí)注意力能夠產(chǎn)生積極影響[19];學(xué)習(xí)環(huán)境的采光量也與學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知速度明顯相關(guān)[20]。另外，噪音會(huì)降低學(xué)生對(duì)信息的記憶能力;材料的呈現(xiàn)方式會(huì)影響學(xué)生的認(rèn)知加工速度和質(zhì)量[21]。因此，個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)包括以下三個(gè)方面。一是通過定期換座位和裝飾教室來創(chuàng)造新奇感;授課不必局限于固定教室，可以利用實(shí)驗(yàn)室和校外空間，如劇院、博物館、藝術(shù)中心等。二是用更直觀的表格或圖片呈現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，并將其融入學(xué)習(xí)環(huán)境。但切勿加入過多與教學(xué)無關(guān)的內(nèi)容，以免占用學(xué)生的注意資源，干擾知識(shí)建構(gòu)的過程。三是用于呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的幻燈片或板書要突出重點(diǎn)，如增加內(nèi)容與背景之間的顏色反差，每張幻燈片上的信息最好只包含一個(gè)學(xué)習(xí)點(diǎn)[22]。

五、建立多元評(píng)估體系，分散期望負(fù)荷

期望負(fù)荷指學(xué)生結(jié)束學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生本人、教師和家長等對(duì)其取得的學(xué)習(xí)結(jié)果的滿意程度給學(xué)生帶來的負(fù)擔(dān)。在學(xué)校教育中，期望負(fù)荷主要來自教師對(duì)學(xué)生評(píng)估的反饋。這種反饋是教師幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況，激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的重要途徑。要建立多元評(píng)估體系，提供多角度的反饋，以分散學(xué)生的期望負(fù)荷。

1.運(yùn)用分布式評(píng)估，分級(jí)確定評(píng)估目標(biāo)

傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)估主要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果或成績來衡量學(xué)生表現(xiàn)，包括測(cè)驗(yàn)中的正確率、錯(cuò)題數(shù)量、完成任務(wù)的時(shí)間等。這種評(píng)估導(dǎo)向使教師、家長及學(xué)生的期望過于單一且集中。基于頻率的分布式評(píng)估（Distributional Assessment）對(duì)評(píng)估目標(biāo)從不同級(jí)別上確定相應(yīng)比例，評(píng)估結(jié)果將由傳統(tǒng)評(píng)估（Traditional Assessment）轉(zhuǎn)向分布式評(píng)估，即從一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)學(xué)生的總結(jié)評(píng)級(jí)轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生績效在各時(shí)間段表現(xiàn)的分布式評(píng)價(jià)。基于頻率的分布式評(píng)估關(guān)注到了學(xué)生學(xué)習(xí)績效通常會(huì)隨時(shí)間變化的特征，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)評(píng)估忽略學(xué)生能力績效存在潛在可變性的不足，從橫向和縱向兩個(gè)維度分散了評(píng)估帶來的期望負(fù)荷[23]。

2.開發(fā)多元評(píng)估指標(biāo)，分點(diǎn)實(shí)現(xiàn)評(píng)估目標(biāo)

可以通過開發(fā)多元評(píng)估指標(biāo)和多維度的評(píng)估工具，使教師期望具象化。例如，在寫作任務(wù)中開發(fā)和使用量規(guī)（Rubric）這一評(píng)估工具，將“寫出一篇優(yōu)秀作文”這一籠統(tǒng)抽象的期望轉(zhuǎn)化為“契合主題”“例證豐富”和“語言優(yōu)美”等具體要求，將籠統(tǒng)的評(píng)估目標(biāo)切分為具體多元的評(píng)估指標(biāo)，讓學(xué)生能夠基于量規(guī)而逐步實(shí)現(xiàn)評(píng)估目標(biāo)的要求，發(fā)揮評(píng)估促進(jìn)學(xué)習(xí)的功能[24]。研究表明，在多元化的評(píng)估體系下，與元認(rèn)知相關(guān)的腦區(qū)活動(dòng)明顯增多，包含額極、布魯?shù)侣?0區(qū)、前額葉喙部、內(nèi)側(cè)前額葉、背外側(cè)前額葉等[25]。元認(rèn)知有助于學(xué)生對(duì)自我期望的調(diào)控，從而減少期望負(fù)荷。

腦負(fù)荷的相關(guān)研究成果為學(xué)校教育的減負(fù)創(chuàng)新提供了理論支持，但相關(guān)研究的應(yīng)用還有待進(jìn)一步深入。一方面，此類成果還需要教育研究者和實(shí)踐者充分挖掘其應(yīng)用價(jià)值，并進(jìn)一步運(yùn)用于實(shí)踐，促進(jìn)教育教學(xué)的創(chuàng)新，從生理和心理層面出發(fā)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)減負(fù)，在提高教育質(zhì)量的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生身心健康地發(fā)展。另一方面，目前對(duì)大腦學(xué)習(xí)負(fù)荷的研究還不能全面解釋教育和教學(xué)交往活動(dòng)中大腦負(fù)荷的科學(xué)事實(shí)和具體規(guī)律。因此，教育研究和實(shí)踐者還要基于已有成果進(jìn)一步深化腦負(fù)荷研究，探索教育和教學(xué)交往活動(dòng)中大腦負(fù)荷的規(guī)律，并基于這些規(guī)律進(jìn)行課程與教學(xué)的創(chuàng)新。

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