探析腦科學研究對教育的指導意義

程 志 徐建志

[摘要]闡述了腦科學關于腦功能發展存在關鍵期、腦功能發展受環境影響、腦功能具有終身可塑性及腦具有多元智能結構的研究成果，并在此基礎上，分別論述了它們的教育指導意義。

[關鍵詞]腦科學；大腦潛能：教育指導意義

[中圖分類號]G40—057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009—8097(2009)13—0037—02

一前言

伴隨著知識經濟時代的到來，腦科學已成為21世紀國際若干重大前沿研究領域之一。自20世紀90年代美國與歐洲分別提出各自的“腦的十年”計劃以來，腦科學研究的新成果、新發現層出不窮、日新月異，并推動著心理學研究的發展。將腦科學的研究成果應用于教育教學，不僅有利于提高學生的智慧，開發學生的大腦潛能，而且還能推動教育工作者的教育觀、教學觀、評價觀的轉變。近年來，我國已將腦科學研究作為國家發展的一項戰略任務，并將腦科學與教育緊密結合，以促進教育理論和實踐的創新。作為推動教育改革，提高教育教學質量的重要科學依據，腦科學的研究成果，比如：腦功能發展存在關鍵期、受環境影響及終身可塑性等，對我們反思傳統教育，探索更加完善的教育方法，深化教育教學改革及全面推進素質教育，具有重要的指導意義。

二腦科學的研究成果及其教育指導意義

1腦功能發展存在關鍵期

腦科學的研究表明，新生兒神經突觸的密度低于成人，但在出生后的幾個月中，嬰兒突觸的生長極快，到4歲時突觸的密度在腦的所有部位達到頂峰，并超過成人水平的50％。到青春期左右，剪除過程使得突觸在數量上減少，這種減少過程持續到成年期，達到成熟水平。在突觸的這一變化期間，大腦處于高度可塑性狀態，大量的神經突觸有待聯結和修剪以形成高效的神經網絡，因此，這段期間也正是兒童接受外界刺激及形成某種能力的關鍵期。另外，不同的腦功能有不同的關鍵期(如視覺功能的發展是在3歲前，聽覺功能的發展是在幼兒期)，且在關鍵期內的腦功能的形成有不可逆性和不可修復性。例如，具有先天性白內障的兒童在3～5歲時將白內障去除，無法恢復視覺，而成年人患有白內障通過手術可恢復視覺。

因此，教育者要抓住兒童各種大腦功能發展的關鍵期，適時及適當地給予刺激，以幫助他們充分開發大腦的潛能。以語言學習為例，母語學習的關鍵期在0～5歲。研究表明，1歲以內嬰兒會辨認口語中的單詞，并對母語的韻律產生敏感；6～9個月的嬰兒能對語言輸入的特征進行處理：9個月的嬰兒能關注音位順序；12個月左右的嬰兒可說出最初的詞匯；到2歲半時，兒童已會造句，且句子中的形容詞、名詞及名詞短語、介詞及介詞短語等都能以與成人相類似的結構形式出現。因此，教師如能抓住兒童語言功能發展的關鍵期，適時地給予語音、詞匯和語法刺激，可以幫助他們形成良好的語言能力。同樣，第二語言學習也具有一定的關鍵期，并且其語音、語法和詞匯學習的關鍵期是不同的，因為詞匯的學習基本不受年齡的限制，而語音、語法學習可能隨著年齡增加而難度增大。因此，早期的第二語言學習，應將學習者語言能力的發展重點放在語音和語法方面。

2腦功能發展受環境影響

腦科學的研究表明，人腦發育并不是一個完全由遺傳基因控制的預定性的過程，良好適宜的環境刺激和經驗可以促進神經元突觸的形成，有利于大腦功能的發育。換言之，兒童的發展是其先天生理基礎與環境因素相互作用的結果。研究人員發現，在復雜和群居環境中飼養的動物，其神經元的毛細血管、神經膠質以及突觸的數量要顯著多于在貧瘠環境中圈養的動物。例如，與生長在空蕩蕩的實驗室里的老鼠相比，從小跟其他幼鼠生活在一起并在擺滿各類玩具的環境中生長的幼鼠，青春期后更少犯錯誤、更能應付復雜的實驗任務，并且它們視覺皮質中每個神經元的突觸擁有量比實驗室老鼠高出20％～25％。總之，復雜的環境、雜居的生活使老鼠變得更聰明。另有研究顯示，過強、過量的刺激會使大鼠的海馬的突觸功能降低，神經環路的形成發生困難。由此可見，只有良好適宜的環境刺激，才有利于大腦建立有效的神經環路。事實上，許多研究也已經表明，在“優良刺激”豐富的環境中成長的正常兒童的神經突起及突觸數量將會增多，而在“不良刺激”豐富或“單調刺激”的環境中成長的兒童的神經突起及突觸數量可能會被抑制。

因此，教育者應重視為兒童創設一個充滿生機、豐富多彩的學習環境，讓他們能夠在“優良刺激”豐富的環境中成長，以促使他們的大腦潛能得到充分的發展。因此，在兒童的早期教育中，應盡可能地讓他們感受各種顏色、氣味和聲音刺激，多讓他們參加一些戶外的活動，使他們在潛移默化、潤物細無聲的情況下，語言、視覺、聽覺、運動及社會適應等各種能力都得到全面的發展。需要強調的是，為了防止給兒童過早、過量、過速或失衡的刺激所帶來不良后果，教育者應注意合適的刺激時間、適度的刺激量、適宜的刺激速度以及各種刺激之間的平衡等。

3腦功能具有終身可塑性

腦功能的可塑性是指在外界的刺激下，腦神經系統中某些神經的結構與功能會發生改變的可能性。腦科學的研究表明，大腦學習功能的重組是終身性的，一般不具備不可逆的和精確的時間表。換言之，腦的可塑性并不僅僅局限于幼年、童年和青年期，而是持續終身的過程。例如，有研究證實，曾有一位老人因腦溢血左腦損傷嚴重，完全喪失了語言能力，半年后其語言能力逐漸得到恢復，用光導測定儀測定他的語言中樞轉移到了右半球；一年后再次測定，發現左半球被破壞了的語言中樞又得以恢復，此外，Maguire等人的研究發現，倫敦出租車司機的海馬區后部比對照組(非出租車司機)大，而對照組的海馬區前部比實驗組大，海馬的體積與開車的年限具有相關性。這些研究都表明，成人腦的結構與組織也會因為學習經驗而改變，具有可塑性。

長期以來，腦科學研究者一直認為，成年人的腦細胞不斷凋亡，記憶和學習能力下降，腦的結構與功能缺乏可塑性。所以，一般而言，人進入成年后學習效率就會衰減，進入老年后就不大可能進行真正的學習。而大腦功能的終身可塑性意味著新知識的學習是不受年齡限制的，在成人中開展智力訓練也同樣能使他們獲得問題解決的能力。腦功能的終身可塑性，不僅要求我們要“活到老，學到老”，同時也為構建終身學習體系提供理論基礎。

另外，已有的研究也表明，特定的學習與經驗影響大腦特定的區域。例如，空間學習主要改變海馬區的結構，而運動技能的習得主要影響小腦的結構。因此，教育者可通過設計有針對性的教與學活動，對大腦特定的區域進行訓練，從而改善大腦特定區域的功能。這種有針對性的訓練，不僅有助于提高正常學習者的學習水平，而且對恢復學習障礙兒童的認知功能也具有積極的作用。

4腦具有多元智能結構

腦科學的研究發現，心智的結構是多元的，既不存在先天預成的智力，也不存在單一性的智力。而且，每一種智力或能力在大腦中都有相應的位置，如果大腦的某個部位嚴重損傷，就會有失去特定智力或能力的危險。美國心理學教授加德納，經過長期研究大腦及大腦對教育的影響，提出了多元智能理論。加德納認為，人的大腦至少由八種智力構成，這八種智能是：言語一語言智能、邏輯一數理智能、視覺一空間智能、身體運動智能、音樂一節奏智能、人際交往智能、自我反省智能及自然觀察智能。一般而言，每一個體或多或少都擁有這八種智能，只是其組合和發揮程度不同而已，且都有自己相對優勢及弱勢的智能領域，如有的人顯露出過人的音樂天才，有的則表現出超常的數學天才。

因此，教育者要克服傳統教育實踐中只重視學生語言智能和數理邏輯智能的培養，而忽視其他智能培養的局限性，要從心智多元結構的角度來思考教育教學問題，促進學生多元智能的全面、和諧發展。在教學上，由于每個學生的智力特征是有差異的，因此，教育者應能考慮到學生的多方面智能，采取多樣化的教學形式及教學方法，尊重學生的個性，因材施教，并通過舉辦豐富多彩的教育實踐活動，使學生能夠充分展示自己的特長，最大地激發個人潛在的智力水平。在評價上，要樹立多元評價標準，克服以偏概全的現象，不僅要關注學生的學業成績，而且要發現和發展學生多方面的潛能，了解學生發展中的需求，幫助學生認識自我，建立自信。需要強調的是，多元智能理論的實質并不在于將人的智能分成若干種，而是提示人們要重視以往被忽略的隱藏在每個人身上的巨大潛力，充分挖掘人的智力，從整體上提高人的智力素質。

三結語

毋庸置疑，教育教學過程本身就是開發學習者大腦潛能的過程。腦科學研究的許多成果，對開發學生大腦潛能具有重大的指導意義，因此，在教育教學過程中，通過借助于腦科學的研究成果，可幫助我們認識學生發展的特點，了解學生發展的需要，從而更好地開發他們的大腦潛能。本文也正是試圖在這方面做些有意義的探討。