探析脑科学研究对教育的指导意义

程 志 徐建志

[摘要]阐述了脑科学关于脑功能发展存在关键期、脑功能发展受环境影响、脑功能具有终身可塑性及脑具有多元智能结构的研究成果，并在此基础上，分别论述了它们的教育指导意义。

[关键词]脑科学；大脑潜能：教育指导意义

[中图分类号]G40—057

[文献标识码]A

[论文编号]1009—8097(2009)13—0037—02

一前言

伴随着知识经济时代的到来，脑科学已成为21世纪国际若干重大前沿研究领域之一。自20世纪90年代美国与欧洲分别提出各自的“脑的十年”计划以来，脑科学研究的新成果、新发现层出不穷、日新月异，并推动着心理学研究的发展。将脑科学的研究成果应用于教育教学，不仅有利于提高学生的智慧，开发学生的大脑潜能，而且还能推动教育工作者的教育观、教学观、评价观的转变。近年来，我国已将脑科学研究作为国家发展的一项战略任务，并将脑科学与教育紧密结合，以促进教育理论和实践的创新。作为推动教育改革，提高教育教学质量的重要科学依据，脑科学的研究成果，比如：脑功能发展存在关键期、受环境影响及终身可塑性等，对我们反思传统教育，探索更加完善的教育方法，深化教育教学改革及全面推进素质教育，具有重要的指导意义。

二脑科学的研究成果及其教育指导意义

1脑功能发展存在关键期

脑科学的研究表明，新生儿神经突触的密度低于成人，但在出生后的几个月中，婴儿突触的生长极快，到4岁时突触的密度在脑的所有部位达到顶峰，并超过成人水平的50％。到青春期左右，剪除过程使得突触在数量上减少，这种减少过程持续到成年期，达到成熟水平。在突触的这一变化期间，大脑处于高度可塑性状态，大量的神经突触有待联结和修剪以形成高效的神经网络，因此，这段期间也正是儿童接受外界刺激及形成某种能力的关键期。另外，不同的脑功能有不同的关键期(如视觉功能的发展是在3岁前，听觉功能的发展是在幼儿期)，且在关键期内的脑功能的形成有不可逆性和不可修复性。例如，具有先天性白内障的儿童在3～5岁时将白内障去除，无法恢复视觉，而成年人患有白内障通过手术可恢复视觉。

因此，教育者要抓住儿童各种大脑功能发展的关键期，适时及适当地给予刺激，以帮助他们充分开发大脑的潜能。以语言学习为例，母语学习的关键期在0～5岁。研究表明，1岁以内婴儿会辨认口语中的单词，并对母语的韵律产生敏感；6～9个月的婴儿能对语言输入的特征进行处理：9个月的婴儿能关注音位顺序；12个月左右的婴儿可说出最初的词汇；到2岁半时，儿童已会造句，且句子中的形容词、名词及名词短语、介词及介词短语等都能以与成人相类似的结构形式出现。因此，教师如能抓住儿童语言功能发展的关键期，适时地给予语音、词汇和语法刺激，可以帮助他们形成良好的语言能力。同样，第二语言学习也具有一定的关键期，并且其语音、语法和词汇学习的关键期是不同的，因为词汇的学习基本不受年龄的限制，而语音、语法学习可能随着年龄增加而难度增大。因此，早期的第二语言学习，应将学习者语言能力的发展重点放在语音和语法方面。

2脑功能发展受环境影响

脑科学的研究表明，人脑发育并不是一个完全由遗传基因控制的预定性的过程，良好适宜的环境刺激和经验可以促进神经元突触的形成，有利于大脑功能的发育。换言之，儿童的发展是其先天生理基础与环境因素相互作用的结果。研究人员发现，在复杂和群居环境中饲养的动物，其神经元的毛细血管、神经胶质以及突触的数量要显著多于在贫瘠环境中圈养的动物。例如，与生长在空荡荡的实验室里的老鼠相比，从小跟其他幼鼠生活在一起并在摆满各类玩具的环境中生长的幼鼠，青春期后更少犯错误、更能应付复杂的实验任务，并且它们视觉皮质中每个神经元的突触拥有量比实验室老鼠高出20％～25％。总之，复杂的环境、杂居的生活使老鼠变得更聪明。另有研究显示，过强、过量的刺激会使大鼠的海马的突触功能降低，神经环路的形成发生困难。由此可见，只有良好适宜的环境刺激，才有利于大脑建立有效的神经环路。事实上，许多研究也已经表明，在“优良刺激”丰富的环境中成长的正常儿童的神经突起及突触数量将会增多，而在“不良刺激”丰富或“单调刺激”的环境中成长的儿童的神经突起及突触数量可能会被抑制。

因此，教育者应重视为儿童创设一个充满生机、丰富多彩的学习环境，让他们能够在“优良刺激”丰富的环境中成长，以促使他们的大脑潜能得到充分的发展。因此，在儿童的早期教育中，应尽可能地让他们感受各种颜色、气味和声音刺激，多让他们参加一些户外的活动，使他们在潜移默化、润物细无声的情况下，语言、视觉、听觉、运动及社会适应等各种能力都得到全面的发展。需要强调的是，为了防止给儿童过早、过量、过速或失衡的刺激所带来不良后果，教育者应注意合适的刺激时间、适度的刺激量、适宜的刺激速度以及各种刺激之间的平衡等。

3脑功能具有终身可塑性

脑功能的可塑性是指在外界的刺激下，脑神经系统中某些神经的结构与功能会发生改变的可能性。脑科学的研究表明，大脑学习功能的重组是终身性的，一般不具备不可逆的和精确的时间表。换言之，脑的可塑性并不仅仅局限于幼年、童年和青年期，而是持续终身的过程。例如，有研究证实，曾有一位老人因脑溢血左脑损伤严重，完全丧失了语言能力，半年后其语言能力逐渐得到恢复，用光导测定仪测定他的语言中枢转移到了右半球；一年后再次测定，发现左半球被破坏了的语言中枢又得以恢复，此外，Maguire等人的研究发现，伦敦出租车司机的海马区后部比对照组(非出租车司机)大，而对照组的海马区前部比实验组大，海马的体积与开车的年限具有相关性。这些研究都表明，成人脑的结构与组织也会因为学习经验而改变，具有可塑性。

长期以来，脑科学研究者一直认为，成年人的脑细胞不断凋亡，记忆和学习能力下降，脑的结构与功能缺乏可塑性。所以，一般而言，人进入成年后学习效率就会衰减，进入老年后就不大可能进行真正的学习。而大脑功能的终身可塑性意味着新知识的学习是不受年龄限制的，在成人中开展智力训练也同样能使他们获得问题解决的能力。脑功能的终身可塑性，不仅要求我们要“活到老，学到老”，同时也为构建终身学习体系提供理论基础。

另外，已有的研究也表明，特定的学习与经验影响大脑特定的区域。例如，空间学习主要改变海马区的结构，而运动技能的习得主要影响小脑的结构。因此，教育者可通过设计有针对性的教与学活动，对大脑特定的区域进行训练，从而改善大脑特定区域的功能。这种有针对性的训练，不仅有助于提高正常学习者的学习水平，而且对恢复学习障碍儿童的认知功能也具有积极的作用。

4脑具有多元智能结构

脑科学的研究发现，心智的结构是多元的，既不存在先天预成的智力，也不存在单一性的智力。而且，每一种智力或能力在大脑中都有相应的位置，如果大脑的某个部位严重损伤，就会有失去特定智力或能力的危险。美国心理学教授加德纳，经过长期研究大脑及大脑对教育的影响，提出了多元智能理论。加德纳认为，人的大脑至少由八种智力构成，这八种智能是：言语一语言智能、逻辑一数理智能、视觉一空间智能、身体运动智能、音乐一节奏智能、人际交往智能、自我反省智能及自然观察智能。一般而言，每一个体或多或少都拥有这八种智能，只是其组合和发挥程度不同而已，且都有自己相对优势及弱势的智能领域，如有的人显露出过人的音乐天才，有的则表现出超常的数学天才。

因此，教育者要克服传统教育实践中只重视学生语言智能和数理逻辑智能的培养，而忽视其他智能培养的局限性，要从心智多元结构的角度来思考教育教学问题，促进学生多元智能的全面、和谐发展。在教学上，由于每个学生的智力特征是有差异的，因此，教育者应能考虑到学生的多方面智能，采取多样化的教学形式及教学方法，尊重学生的个性，因材施教，并通过举办丰富多彩的教育实践活动，使学生能够充分展示自己的特长，最大地激发个人潜在的智力水平。在评价上，要树立多元评价标准，克服以偏概全的现象，不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展中的需求，帮助学生认识自我，建立自信。需要强调的是，多元智能理论的实质并不在于将人的智能分成若干种，而是提示人们要重视以往被忽略的隐藏在每个人身上的巨大潜力，充分挖掘人的智力，从整体上提高人的智力素质。

三结语

毋庸置疑，教育教学过程本身就是开发学习者大脑潜能的过程。脑科学研究的许多成果，对开发学生大脑潜能具有重大的指导意义，因此，在教育教学过程中，通过借助于脑科学的研究成果，可帮助我们认识学生发展的特点，了解学生发展的需要，从而更好地开发他们的大脑潜能。本文也正是试图在这方面做些有意义的探讨。