成为读懂学生的认知建筑师

　　完成“光合作用”与“呼吸作用”的教学后，我结合实际抛出了“怎样运用光合作用原理提高农作物产量”等问题，本以为能引发热烈讨论，没想到课堂却陷入一片死寂。光合作用和呼吸作用的原理，本质上就是原料、条件和产物的对应关系，为何对学生而言如此晦涩难懂？任教多年的我被这个问题困扰多时，直至后来研读了专业著作及相关文章，我才对学习风格、学习机制有了清晰的认知。

　　神经元的春夏秋冬

　　清晨7点，早读的学生们睡眼惺忪，脑袋耷拉着，背书声绵软无力。直到读了约翰·梅迪纳的《让大脑自由》后我才知道，原来青少年大脑的前额叶皮层通常要到9点后才完全苏醒。受此启发，我提议将晨间课堂设为动态自修室，把核心课程安排在学生生物钟的黄金时段。以生物课为例，我特意将“细胞的有丝分裂”这一难点内容安排在大脑活跃度高的时段。经反馈，学生对复杂知识点的理解和记忆很深刻，学习效果也大幅提升。

　　课间操哨声响起，总有几个学生蹲在花坛边专注地观察蚂蚁搬家。以往我会觉得他们“不务正业”，但读了大卫·林登的《“醉醺醺”的脑科学》中关于运动皮层与海马体交互机制的内容后，我的想法改变了。

　　现在，我会特意设计“生物知识寻宝游戏”，把藻类、苔藓植物等特征卡片藏在校园各处对应的植物旁，让学生在课间10分钟的奔跑寻找中强化对不同植物类群特征的记忆。

　　跟着生物钟跳华尔兹

　　诺曼·道伊奇在《重塑大脑，重塑人生》中提出，学生通过图形、线条梳理知识点时，前额叶皮层会在晨光中自然苏醒，记忆效率能提升40%。了解到青少年生物钟延迟的特点后，我把晨读改成了“思维导图创作时间”，让学生从原始生命的诞生开始梳理原核生物、真核生物的分化，以及植物、动物的进化历程，系统理解生物进化知识。

　　往年一到期末复习时期，办公室里弥漫的焦虑氛围就会不知不觉间感染学生。过度分泌的皮质醇会损害学生海马体神经元，影响记忆和学习。于是，今年我引入了“减压神经训练”，带学生做生物反馈呼吸练习，在练习中感受呼吸对身体状态的调节，理解呼吸作用与能量供应的关系。看到屏幕上心率变异性（HRV）的波浪起伏，孩子们逐渐放松，先前紧皱的眉头也舒展开来，复习效率明显提高。

　　编织记忆的“魔法网”

　　在讲授“细胞的结构”时，我尝试关掉PPT，让学生闭上眼睛，想象细胞内部“进进出出”的微观世界，并给出足够的时间，让他们在黑板上勾勒出细胞膜、细胞质、细胞器等结构。这种多模态记忆法让知识在视觉、听觉、想象力的协同作用下鲜活起来，学生仿佛亲眼看到细胞内部的运作，对细胞结构有了更深刻的理解。

　　复习“遗传和变异”“生物进化的原因”这类抽象知识时，传统题海战术常常会让学生陷入迷茫。受“渐隐式解题训练”启发，我设计了动态遗传演示器，模拟孟德尔豌豆杂交实验过程中基因的分离和自由组合。学生操作演示器，清晰地看到基因的传递规律，在实践中突破学习难点，大幅提升他们的学习积极性和理解深度。

　　在科技节创意比赛中，起初学生的创作都比较拘谨。由此我引入了神经反馈训练，通过监测前额叶α波活动，引导学生进入“心流状态”，帮助他们突破思维定式。在比赛中，原本没有思路的小雨在训练的激发下，设计出了自动监测并调节植物生长环境的装置，极大地提升了他对生物学科的兴趣和应用能力。

　　成为认知建筑师

　　在学习了脑科学及神经科学的理论后，备课时我们不再只备内容，而会依据学生学习规律标注生物钟：晨间安排情景记忆训练，午后设计逻辑推演任务，傍晚进行创意头脑风暴。教学内容与记忆节律相契合，学生对知识点的掌握速度普遍提升。

　　批改作业时，我们不再只看对错，而是在作业本上附上“错误进化卡”，引导学生用不同颜色的笔迹记录思维过程，如先用黑色笔写错误答案，再用红色笔分析原因，最后用蓝色笔写正确思路和答案，将错误变成宝贵的认知资源。

　　家长会也不再只是成绩通报会，而是变成了神经教育科普讲堂。我向家长介绍神经科学知识，帮助他们了解到孩子做作业磨蹭、反应慢等问题背后的生理机制，缓解家长的焦虑。同时，我还告诉家长如何在生活中引导孩子观察生物现象，为家校搭建基于科学理解的桥梁，共同助力孩子成长。

　　如今，每当站在讲台前，我都能感觉到，脑科学与教育教学的融合性研究，正在重塑我的课堂，正在为我的学生学习与成长开拓更广阔的道路。

　　（作者系湖北省特级教师、正高级教师）

《中国教育报》2025年10月23日 第03版

作者：张家海