生物學視野下的教學論研究

姜正川

生物學是自然科學的六大基礎學科之一。生物學是研究生物（包括植物、動物和微生物）的結構、功能、發生和發展規律的科學。教師的教學，學生的學習，是人的一種生命運動。是人大腦外部的知識信息，通過教學和學習的作用，在人大腦相關區域所發生的生化反應。人類的知識，是人類生命運動的一種記錄，從仿生學的角度看，知識本身，同樣具有生命性和生長性。綜上兩點，我們認識到，教學論和生物學是有著內在的密切聯系的。這種認識的重要意義在于：在生物學的視野下開展教學論研究，對于我們探索學生學習知識的內部機制，進而開展教育教學的改革創新，提供了新的研究途徑和思想方法。

學生在學習過程中，大腦活動的內部機制

學生的學習活動，認知，思維，心理的活動，其生理機制，都是腦的活動。從腦科學的角度看，學生的學習，有其腦科學方面的內部機制和活動規律。筆者長期學習和研究腦科學理論，長期以現實的學生學習活動的實踐作為檢驗，研究學生學習過程中腦的活動機制。現將部分探索研究的結果介紹如下。

知識的學習，是人的大腦一種神經聯系的建立。而人大腦中，一種鞏固的神經聯系的建立，往往需要多次反復才能完成

人在學習活動中，大腦神經細胞的信息化和神經聯系的建立，往往需要多次反復才能完成。人們學習一個知識，有時需要反復閱讀，有時需要多次練習，有時需要多次復習。需要經過認識、實踐、再認識、再實踐的過程才能完成。人們對知識的掌握，常常需要經過一定的時間和必要的過程，才能逐步清晰，才能逐步內化，才能達到深刻的理解和牢固的記憶，才能在后續的學習活動需要用到這個知識時，能夠順利地運用。

人在學習活動中，腦的活動效率由兩個要素組成。一是所學知識和人認知思維的匹配度，二是參與學習活動的大腦相關區域神經元的數量多少和興奮程度

學生的學習活動，歸根到底是大腦的相關區域神經細胞群的活動，歸根到底是大腦皮層相應區域興奮優勢的形成和神經聯系的建立。人們在學習活動中，腦的神經細胞的活動不是一個細胞在活動，而是腦的相關區域的一群神經細胞在活動，這群神經細胞的活動由二個要素構成。第一是知識信息與人的認知思維的匹配度。第二是參加學習活動的大腦神經細胞的數量多少和興奮程度。學習活動中關于腦的神經細胞活動效率的這種理論，對教學研究有十分重要的啟示，例如，反復閱讀，可以直接而有效地提高教學的質量，這是因為，通過反復閱讀，可以有效地提高腦的神經細胞之間信息傳遞的質量，可以有效地提高腦的神經細胞活動的水平，可以有效地喚醒更多的腦的神經細胞參與到學習活動中來。

人在學習過程中，腦的神經聯系的建立，在本質上，是新舊知識之間的內在聯系的建立。人學習新知識，總是以已有知識經驗和生活經驗為基礎的。人在學習與已有的知識經驗和生活經驗密切相關且力所能及時的知識時，高效的學習活動可以自然地發生

以已有的知識經驗和生活經驗學習新的知識，是人類學習活動的重要本質。人們已有的知識經驗，已有的生活經驗，已有的知識背景和已有的學習經歷，是學習新知識的重要基礎。人們已有的知識經驗，歸根到底是大腦相關區域神經元已有的功能。如果新知識的學習以大腦神經元的已有功能為基礎，并且新知識的學習對學習者來說是力所能及的，在這種情況下，新知識的學習過程往往可以主動而自然地發生，這種主動而自然的學習活動可以極大地提高人的學習效率。在這種情況下，人們的大腦皮層相關區域的神經細胞群的直覺、猜想、估計、推測、嘗試、好奇心、好勝心、求知欲、信心和興趣等功能所具有的能量往往可以積極而自然地啟動。

人在學習獲得中，大腦會根據學習活動的順利與否，分泌出性質不同的神經遞質

人在學習過程中，大腦會分泌出不同的神經遞質。在學習順利的時候，會分泌出產生愉悅快樂，產生學習的信心和興趣，產生驚喜和求知的心理需要等等神經遞質，直接成為學習的可持續發展的動力。在學習不順利的時候，會分泌出產生失望、畏懼、焦慮不安、煩惱、抑郁、厭學等不良的低落情緒等神經遞質。大腦神經遞質的分泌理論，對人的學習活動有重要意義。正向的神經遞質的分泌，提高人的情感活動水平。而情可生智，在愉悅快樂和信心、興趣的作用下，人會產生好奇心、好勝心、求知欲，產生直覺、靈感、猜想、頓悟、研究探索的心理沖動。情可生德，人在心情好的時候，表現出來的常常是人性中比較美好的一面，如態度和藹、樂于助人、積極進取、細心認真、勤奮好學、聽得進不同意見、虛心接受批評等等。

趨優發展是人的大腦最為基本的活動規律

人們總是喜歡做自己能夠獲得成功的事情，人們總是喜歡做自己有信心、有興趣、有優勢的事情，當人們做著有信心、有興趣、有優勢的事情時，往往不會感覺到辛苦和勞累，時間會在快樂中不知不覺中過去。人總是想朝著自己有成功優勢的方向發展，這就是人的趨優發展的常理。在學習過程中，大腦神經細胞的活動，遵循著趨優發展的常理，某一方面有優勢，某一方面有過成功的心理體驗，就容易朝著某一方面努力，表現為有好奇心和好勝心，表現為有躍躍欲試的主動行為，表現在思維方面容易產生直覺、猜想、估計和研究探索的沖動。

知識如樹，知識信息具有樹一樣的生命性和生長性

無論什么文科和理科的知識，對于人的大腦來說，都是一種信息，我們稱之為知識信息。

站在人類發展歷史的角度看，所有的知識信息，都是人類進化過程中生命運動的產物，都是人類進化和生命運動的記錄。知識信息的發生發展也是一種生命運動，知識如樹，知識信息具有樹一樣的生命性和生長性。知識信息有其自身的生命運動特點。

知識信息的發展動力及常理性和自然性

知識信息的發展有內外兩種動力。一是社會實踐的需要所產生的外在推動力。二是知識自身的內在完善力。知識信息是人創造的，知識信息有規律可循，這種規律符合人的常理和自然。教學類知識信息，其突出的特點是符合人認知的常理，學習者通過思維活動，感覺到所學的知識一定是理所當然的，這也是人的學習活動的基本特點。

知識信息的發生發展具有生命性和生長性

知識是人類生命運動的產物，也是人類生命運動的記錄。我們也可把知識看作一種生命運動，知識的發生發展具有生命性和生長性。知識如樹，有種子，樹根，樹桿，枝桿，樹葉，花果。知識樹有其自身的生命運動規律，最為典型的如語文知識和數學知識，語文的字詞句章，數學整數，小數，分數，有理數，方程，函數等等，每一個知識內容，都循序漸進，具有樹一樣的生命性和生長性。

知識信息具有相似性和事件聯系性

知識信息不是孤立存在的，不同知識信息之間，常常存在著許多內在的相似聯系。知識信息和某些事件，有著對應關系。一個知識信息，常常對應著某些事件。

社會實踐，社會需要，人們的生活和生產，科學技術的發展和積累，是知識信息的生命起源，是知識信息生長的土地。知識是人類生命運動的產物，也是人類生命運動的記錄。所以，知識信息的發生發展，符合人的常理而具有自然性，這是知識信息的核心特征。知識信息具有生命性和生長性，知識信息具有相似性和事件聯系性。

簡要的討論

把腦的學習活動的特點和知識信息的特點，兩者聯系起來，結合我們常用的教學方法，結合教學者教學的實際情況，在我們的前面，出現了一種生物學視野下的教育教學方法創新。這種教育教學方法的創新研究，有可能使我們的教育教學質量獲得更大的提高。限于文章篇幅，就此暫停。盼有興趣的同行共同研究。