國家教育研究院電子報

【腦力全開】神經科學如何顛覆我們對情緒、學習與創造力的認知

國際課綱辦公室2025年8月專題演講

課程及教學研究中心 | 劉韋君

　　本院於2025年8月1日在三峽院區仰喬樓舉辦【腦力全開】神經科學如何顛覆我們對情緒、學習與創造力的認知演講，邀請美國密西根州奧克蘭大學 (Oakland University) 傑出教授Barbara Ann Oakley，分享神經科學的實務經驗。  

　　首先請林從一院長引言，接著由課程及教學研究中心蔡曉楓副研究員介紹Oakley 教授與本次演講。Oakley 教授為美國知名的工程學教授與教育創新者，在學術研究與教育實踐領域皆有卓越貢獻，特別在線上學習以及 STEM（科學、技術、工程與數學）教育方面影響深遠，被譽為全球最具代表性的教育創新學者之一，她曾榮獲多項國際與國家級榮譽，包括 2023 年 Harold W. McGraw, Jr. Prize in Education，表彰其在教育創新與教學實踐上的卓越成就；同時亦獲美國工程教育協會頒發 Chester F. Carlson Award 與 Theo L. Pilkington Award。她廣為人知的成就是與他人共同創建並授課於 Coursera 平臺的「學習如何學習」 (Learning How to Learn) 。該課程被譽為全球最受歡迎的開放線上課程 (MOOC) ，吸引超過五百萬名來自世界各地的學習者參與。

　　Oakley教授從認知科學與教育心理學的觀點，深入探討人類學習歷程之核心機制，並強調主動學習在知識建構過程中的關鍵地位。在有效學習策略方面，提取練習 (retrieval practice) 被廣泛認為是最具成效的方法之一，與重複閱讀、劃重點或製作概念圖相比，提取練習透過積極回想資訊，有助於強化神經連結並加深理解。研究顯示，主動從記憶中提取知識，不僅能提升長期記憶的穩固性，亦能增進學習者的應用能力；相較之下，被動的重複接觸資訊雖能增加熟悉感，卻不足以促進真正的理解與靈活運用。Oakley 教授在演講中巧妙結合腦科學與認知心理學的洞見，協助學習者掌握應對艱深學科的有效學習策略，對教育實踐產生了深遠影響。

　　人腦透過神經元之間的連結形成記憶，並隨著重複練習而逐步強化，包含聲明性記憶 (declarative memory) 與程序性記憶 (procedural memory) ，前者涉及可陳述、可意識到的知識，由海馬迴主導，雖學習速度快但提取較慢，後者則與技能習得相關，由基底核掌控，雖學習歷程較長，卻能快速且自動化地運用；此外，壓力與情境因素對學習歷程亦具顯著影響，研究指出，壓力荷爾蒙在最佳範圍內能促進記憶表現，而過高或過低的壓力則可能削弱學習效果，學習者在壓力情境下應區分負面經驗與新學習歷程，避免透過提取練習強化負向記憶，而應將焦點放在積極的新知識建構上，同時，透過主動學習策略 (active learning) ，如討論、練習與互動，而非僅依賴被動講授，能有效提升學習動機與心理韌性，並促進深度學習。

　　在具體學習方法上，番茄工作法 (Pomodoro Technique) 提供了一種結合專注模式與發散模式的實踐路徑，透過短時間的專注工作與間歇休息的交替，大腦得以在專注與放鬆之間轉換，避免注意力枯竭，並讓資訊在休息期間獲得內化與重組；此外，後設認知策略 (metacognition) 與隱喻運用亦被證明能有效促進理解，隱喻將抽象概念轉化為具象意象，幫助學習者將新知識嵌入既有的認知結構之中，從而形成更穩固的基模 (schema) ，好奇心則是另一項學習動力的核心要素。當學習者對新事物產生好奇時，大腦中的多巴胺系統被激活，進而增強專注力與學習投入，因此設計能培養學習興趣與激發好奇心的教材，有助於提升學習效果。

　　然而，學習歷程中也面臨拖延 (procrastination) 與多工 (multitasking) 的挑戰，研究顯示，拖延與大腦的腦島 (insula) 活動相關，學習者常因任務引發不適感而傾向迴避，透過將任務分解、結合獎勵機制或採用番茄工作法，能有效降低拖延傾向。心智模型 (mental models) 或基模在學習中的作用不容忽視，基模作為長期記憶中的知識結構，能為新知識的吸收與整合提供框架，當新知識能嵌入既有基模時，學習者更容易理解並應用；反之，若缺乏相關基模，學習將變得困難且零散，因此，教育者應致力於協助學習者建構並強化心智模型，並透過持續的提取與應用來鞏固長期記憶。

　　學習並非僅是資訊的累積，而是一種交織神經連結、認知模式、情境脈絡與情感動機的動態過程，從認知科學與教育實踐的視角來看，提取練習、模式交替、後設認知、好奇心驅動與基模建構，皆為提升學習效能的關鍵途徑，這些寶貴的洞見不僅深化我們對學習本質的理解，更為教學設計與教育政策提供了啟示，進而促使學習理論與教育實踐持續對話、相互滋養，朝向更深層次的融合與創新。