脑科学视角下的学校体育课程规划

(整期优先)网络出版时间:2021-09-03
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脑科学视角下的学校体育课程规划

崔效锋

广州市天河区龙洞小学


【摘 要】脑科学视角下的体育课程规划,应当始于脑、归于脑。基于此,在整体规划设计学校体育课程时,必须了解脑科学发展现状,掌握与运用好脑科学最新研究成果,遵循好体育运动对脑塑造的作用规律和影响方式,并结合学校体育教育实际,统筹必修课程、选修课程、辅助课程之间的关系,使之体系化全覆盖,以达到发展脑、塑造脑的根本目的。


【关键词】 脑科学 体育运动 体育课程 课程规划 脑塑造


课程是学校教育最为核心的要素之一,是课堂教学、课外学习以及自学活动的内容纲要和目标体系,是教学和学生各种学习活动的总体规划及其过程。体育课程是学校课程体系的重要组成部分,指体育运动推动的促进学生身心发展的教育全过程,即学校体育教育的全部载体。近年来,体育教育领域的脑科学研究取得了一些新发现和新进展,逐渐揭示了体育运动与脑的关系。基于此,本文结合体育运动脑科学研究成果,以脑科学的视角,探讨学校体育课程的整体规划与设计。

一、脑科学视角下运动与学习的关系

脑科学家认为,学习本质上是通过外部刺激使大脑神经元在原有基础上发生的新的连接。不同的学习内容和学习方法会形成不一样的脑神经回路,而脑神经回路又影响着人类长时间深度学习的效率。同样,研究证明,体育运动可以诱发细胞和分子水平的变化,进而影响大脑的认知能力,对大脑结构和功能产生持久效益1】。也就是说,在脑科学视角下,体育运动本身既是一种学习,同时也对深度学习产生了促进作用。

1.运动就是学习。

首先,从人类进化史来看,运动的过程,是发展大脑的过程,也是学习的过程。人类诞生于非洲,伴随气候与生存环境的日益恶化,为了生存,人类祖先不得不迁徙到平原。为了得到足够的事物,人类从四条腿走路,慢慢开启了直立行走之路。两足行走,给从猿到人带来身体运动形式上的改变,这一变化对人类进化同样意义非凡。人类不仅解放出了双手,更节约了身体运动所需要的能量。节约出的能量,部分用于改善大脑结构与功能。人的大脑在质量上是身体比重的2%,但消耗人体能量占比达到20%。对人类祖先而言,每天需要平均运动12英里,才能维持基本的生存。运动保全着人的生命存在,而这种貌似被动实则主动的运动,就是进化,促进人类基因的改善,更从根本上优化了人脑结构。在经年累月的运动过程中,负责基本生命系统的脑干、负责情绪记忆的爬行脑、负责高级神经加工的大脑皮层等逐步形成,从而使人类完全区别于其他的生命体。运动除了改变脑区的结构外,还可以影响涉及高级认知功能相关脑区的激活模式及其功能连接。基于全脑和体素的形态测量学研究证明,身体活动或运动与大脑额叶、顶叶、颞叶和扣带回灰质密度大量增加相关2】

其次,从儿童成长发育的角度来看,运动的过程,就是塑造大脑的过程。运动是儿童感知、认识 、体验和完善生命活动的基本形式,是其身心全面发展的重要内容,是“儿童世界”的重要组成部分,更是大脑发育和优化的重要推手3】。运动是在脑的多个区域的协同活动下,以一定的认知评估和情绪体验为背景,对个体所处特定环境中有意义信息的适应性反应。运动是脑指挥下的适应性活动,运动本身也会强化与提升脑的这种功能4】。儿童对外部世界的感知,最早就从运动开始。五个月的胎儿听到低频率或节奏缓慢的乐曲就会产生胎动现象,两三岁的孩子,听到节奏明显的音乐也会摇头晃脑、手舞足蹈,随之律动。皮亚杰将人的认知发展划分为四个阶段,居于首位的,就是感知运动阶段。这绝非偶然,因为感知运动智力恰恰是个体智力的最初表现形式,心理运算和它所支持的智力成就均始于内化的动作,儿童运动的发展与其智力或者大脑可塑性的发展,是相辅相成的。三抬四翻六坐七滚八爬九扶立周会走,婴幼儿从身体的翻转到头颅身体的直立,从蹒跚学步到自由跑动,再到各种游戏和几乎永不停歇的活动,生命在身体运动中不断发育成长5】。六岁之前,恰恰也是脑发育的黄金时期,大脑不仅发育速度快,而且具有很强的可塑性。童年是运动的阶段,没有哪个生命阶段,运动会如在童年阶段这样承担如此重要的作用。反之,对儿童活动的过度保护,对儿童运动的隐忧与限制,无疑是在扼杀着孩子大脑的发育与智慧的增长。

2.运动提升学习能力。

运动同样提升着孩子的学习能力。越来越多的脑科学研究证明,参与体育运动能有效提高大脑功能效益。小学阶段是认知能力发展的关键时期,认知能力的发展直接影响学业成绩。体育运动非但不是一种浪费时间的可有可无的活动,反而可有效促进大脑认知功能,发展儿童青少年认知能力。Best在一项实验中,分别测查了身体活动和认知参与在干预儿童执行功能中的作用,发现认知参与程度对认知功能测试成绩无影响,而身体活动则提高了儿童解决视觉空间刺激冲突干扰的认知速度6】。从另外一个角度看,神经系统进行生命活动的必要前提是营养的获得和能量的利用,而运动则加速了血液循环,改善了细胞血流环境,为大脑提供了充足营养和能量,级提高了大脑的可塑性,又增强了大脑的记忆力、注意力、协调力、思维力、反应力等基础性学习能力。毋庸置疑,运动对提升大脑效益和认知功能有重要作用,同时,不同运动项目在提升多种认知功能上也表现出差异性倾向。因此,学校体育运动课程设计,还可引入丰富多元的选修项目,让孩子在提高运动技能的同时,提高特定认知加工能力。总之,运动改善大脑,运动提升孩子的学习能力,已得是不争之事实。

3.运动促进学科学习。

一方面,运动可以提升孩子的学习能力,自然也可以间接促进学科的学习效率和水平;另一方面,运动同时改善了学习的脑生理机制以及学习情绪,也可以间接提升学科学习效率。脑科学研究证明,运动时会产生多巴胺、血清素和正肾上腺素,而这三种神经传导物质都和学习有关。芝加哥一所中学实施的零时体育计划,对研究提供了事实上的支持。该计划要求学生早七点到校,在未正式上课之前,跑步、做运动,要运动到学生心跳达到最高值或最大摄氧量的70%,才开始上课。结果孩子并没有出现家长预想中的打瞌睡、注意力不集中等现象,反而更清醒、上课气氛更好了。事实上,在课堂教与学中,遵循脑科学研究的规律,也可以让学科学习事半功倍。学生坐下20分钟后,血液大部分淤积在臀部以下。这个时候,只需要花费一分钟时间,稍微走动一下,或者做一些简单的身体运动,就可以让超过15%的血液回流到脑部,不仅轻松了学习的氛围,改善了学习的情绪,更保障了大脑能量的消耗,让学习更专注,更深入。

二、脑科学视角下的体育课程

在脑科学视角下,以发展提升脑为核心,必须整体优化学校的体育活动,使之更全面更体系,从而避免体育活动的碎片化、随意性与单一性。这个过程,就是体育运动课程化的过程。结合实践经验,笔者认为,体育课程规划,要秉持以下三个原则。

1.以发展脑为核心目标。

体育课程规划建设,站在不同的角度,可以设定不同的目标。教育的根本任务是“立德树人”,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,站在这个视角,体育课程的目标,就是充分发挥体育在立德树人中的价值;“健康第一”,体育课程的目标,还必须承载健康体魄的作用,让孩子爱运动,能运动,善运动,等等。然而,站在脑科学的立场,体育课程规划的核心目标就是发展脑、提升脑、塑造脑。如此,才可避免课程定位不明,操作摇摆不定的情况发生,避免陷入为运动而运动,为课程而运动的境地。

2.以提升素养为基本方向。

体育课程的核心素养,为我们指明了体育运动课程化的方向。核心素养,就是关键能力和必备品格在课程中的具指,是培养完整的人、全面发展的人的过程中课程的使命和担当。体育课程,聚焦运动能力和体育品德两大核心素养,运动能力分为基本运动能力和专项运动能力,体育品德则包括体育精神、体育道德和体育品格等三个维度。体育课程的核心目标是塑造脑,但规划与设计的依据,却必须指向核心素养,这样才更加具体,更具操作性。虽然并不需要做到所有课程与核心素养一一对应,但素养维度,导引着体育课程在具体实施过程中的目标设定与内容安排,起着不可替代的桥梁作用。

3.以内容及实施的体系化为载体。

体育课程的规划设计,必须以内容及实施的体系化为载体。体育课程的组成,整体上可划分为国家课程与校本课程两大类。国家课程,以培养体育核心素养为指向,以课堂为载体,以落实“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”三维目标为要求,不仅要开足开齐,更要开好。开足开齐开好,最重要地是配足配齐配强专业教师,要有学校教育哲学指导下的与国家“立德树人”根本任务融合贯通的课堂教学模式。校本课程,则是基于学校教育特色与教育资源基础上的、对体育核心素养培养的延展与深化,包括校本必修课程,如体能锻炼课、体育节日活动、体育家庭作业等;包括校本选修课程,如体育社团、特色队伍、专项活动等;也包括辅助体育课程,如课间活动、课内活动等。立体式网络化的体育课程,让体育运动成为学生校内校外生活学习的最基础最经常的组成部分,让大脑塑造伴随着无处不在无时不有的体育运动,破除时空限制,发展为常态化。

三、脑科学视角下的体育课程规划

研究表明,成人脑中约有1千亿神经元,每个神经元可伸出多达1万条的树突,这意味着人脑中神经元之间突触联系点有可能达到千的五次幂之数。然而,儿童脑中神经元之间的连接要远远超过这个惊人的数字。一旦儿童要适应所处环境,外界信息是通过适时开启与闭合的“窗户”进入人脑的,环境因素越丰富复杂,神经元之间连接的次数则越频繁7】。如此,儿童才能更快捷地进行学习,更深度地参与学习。学校体育课程的规划设计的整体性与系统性,就是让连接更快速,连接更有效,在推动学习的过程中反向优化大脑、塑造大脑。

1.必修体育课程。

2021年,教育部发布的《小学入学适应教育指导要点》再次强调,要求学校建立体育锻炼制度,确保儿童每天坚持锻炼时间不少于1小时,这其中,必修体育课程担负着主体任务。就体育核心素养培养而言,在专业体育教师指导下的必修课程,也是提升孩子运动方法与技能、运动能力和习惯的重要途径。除了每周3-4节的国家课程之外,学校还必须开展好常规体能锻炼课程,也就是诸多学校开展的大课间活动。大课间要有时间、机制和内容上的保障。时间是前提,没有足够的时间,达不到体能锻炼的效果,更难以将“每天体育锻炼1小时”落到实处;没有极其特殊的情况,不轻易占用大课间活动,真正从发展脑的高度认识到体育运动的重要性;内容则尽可能因地制宜、丰富多样、别具特色,比如健美操、体能操、广播操、放松操等多操并举,比如跑步、跳绳、足球、篮球等多项目融合,内容服务于目标,同时,内容也要遵循孩子的身心发展规律与兴趣爱好特长。当然,节日性、活动性、特色化必修课程,也是体育课程的重要补充,比如体育活动节等。体育节里,既有共同参与的体育运动,又有专项的比如足球、篮球、游泳、田径等比赛,让孩子在集中连贯的节日氛围中积极参与到体育运动之中,锻炼身体、凝聚团队,进而提升体育品格与体育品德等。在这里,体育作业作为必修课程,比较特殊。体育作业是体育运动向家庭和社区的延伸,是推动体育运动连续性全覆盖的最佳抓手,比如跳绳作业、户内体能锻炼作业等,简单易行。相比于学科作业,更能引发学生兴趣,也更易得到家长的支持与配合。

2.选修体育课程。

选修体育课程,主要是学校尽可能挖掘校内资源,搭建多元化平台,为孩子个性化体育运动兴趣与特长发展提供平台支撑。这又可以从两个方面着眼规划设计。其一,引入校外专业机构和人员,共享学校体育运动资源,适度收费,兴趣导向,让学生享受到高水平针对性的体育运动指导,比如游泳、足球、羽毛球、篮球、轮滑、街舞、跳绳等兴趣社团的组建。其二,发挥好学校专业教师队伍的优势,大力发展学校特色的相对高水平的体育社团,比如各种项目的校队组建等。选修体育课程,一方面提升了孩子专项运动能力,陶冶了孩子的体育品格与体育道德,同时,也为孩子大脑塑造的个性化发展提供了机遇与选择。

3.辅助体育课程。

相对而言,辅助体育课程,更能反映出对孩子脑塑造与发展的关照,是对体育运动能有效促进学科学习这一脑科学研究成果的回应。辅助体育课程,主要着眼于两个实施点。一是课间十分钟的运动化,二是课堂行进过程中体育运动的引入。出于安全考量,课间十分钟的运动色彩逐渐被人为的压制或淡化,静态的阅读、聊天、下棋等等被管理者欢迎与推崇。然而,站在脑科学的角度,这是违背儿童身心发展规律和大脑定律的,说得严重一点,就是对儿童的摧残。课间活动,必须提倡以“动态”为主,尽量为孩子提供简易的、可操作性的、能够达到一定运动效果的活动,比如跳格子,比如小组式的互动性游戏等,如果条件允许,让孩子尽可能到空旷的地方开展更有“运动”意味的活动,善莫大焉。课内活动,开展的主角是科任教师,提供统一的培训、选择相对多样简洁明了的运动方式,则是学校体育课程规划的重点内容之一。如前所述,课堂学习进行到一半,无论学习的专注度,抑或学习的情绪,都会出现不同程度的下降,这种下降与大脑运行机制有关。改变的方法,也要从大脑开始,通过运动,再次激活大脑,为大脑学习提供持续能量。狭小空间以及短时间内的有效运动方式研究,相信会成为教育工作者关注的一个新热点。


总之,体育运动本身就是学习,也同时在优化学习、促进学习。体育课程规划设计,要注重回应国家对教育的诉求,结合学校实际,改革创新,勇于实践。唯有如此,才能打破时空限制,将体育运动对大脑发展的积极作用最大化、实践化。


【参考文献】

【1】【2】.周成林 金鑫虹.从脑科学诠释体育运动提升学习效益的理论与实践.《上海体育学院学报》  2021年第1期20-28;

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【5】刘一民, 刘翔. 体育活动:人们认识和掌握世界的基本方式[J]. 天津体育学院学报, 2017, 032(003):185-189;

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【7】.苏泽. 教育与脑神经科学[M]. 华东师范大学出版社, 2014。

(作者简介:崔效锋,1975.06,男,广州市天河区龙洞小学,校长。

课题:广东省教育科研规划课题:机与脑科学的核心能力培养,2018YQJK019


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