脑科学研究的教育意涵(2001)

　全球教育展望2001年第5期

吴刚/华东师范大学课程与教学研究所　副教授　(上海　200062)

脑科学研究的教育意涵

吴　刚

【摘要】自20世纪90年代

“脑的十年”计划以来,脑科学研究取得了长足的进步,本文试图:(1)说明脑的总体工作原理;(2)依据认知神经科学的最新研究分析所谓“右脑开发”之不可能性;(3)结

合多元智能理论,提出一些激发脑神经生长的建议;(4)总结脑科学或认知神经科学的十项成果,包括早期经验建构的重要性、大脑与年龄的关系、内隐记忆、语言获取、多种工作记忆的存在、演绎推理的心理模型的存在、意识、思维模式、人脑加工的独特性、智力等,分析其对教育活动产生的意义。

从脑科学角度研究素质教育现在已列入议事日程,不过这仍是个应该谨慎对待的问题。这不仅在于将人的发展还原为脑的生理问题是否合适,还在于研究对象和研究层次的不同导致的话语系统的差异,从而也就有对话的可能性和限度的问题。

(一)

自20世纪70年代以来,脑科学研究出现了爆炸性发展,特别是90年代所谓“脑的十年”计划的开始。脑的十年(The Decade of the Brain )的口号最初是由美国科学家倡议的,其初衷是以此取得社会各方面精神和物质上的有力支持,推进基础和临床神经科学的发展。美国神经科学学会于1990年4月在华盛顿召开了第一次“脑的十年”的科学讨论会,包括诺贝尔奖获得者休贝乐(D.Hubel )在内的3位著名科学家,就感知觉、药物成瘾和若干神经性疾病的基础作了讲演,揭开了“脑的十年”研究的序幕。国际脑研究组织(IBRO )随即表示对“脑的十年”活动的

支持,希望其各成员机构都能以各种方式对

脑科学研究给予支持,使“脑的十年”成为全球性的行动。欧共体在1991年成立了“欧洲脑的十年”委员会,1994年成立欧洲神经科学学会,并采取许多措施改善欧洲各国间脑科学研究的交流,提高神经科学的显示度和增加对脑研究的支持。1996年2月,国际脑研究联盟(Dana Alliance for Brain Initiatives )成立。值得注意的是,日本在经过长时间的酝酿后,于1996年推出了“脑科学时代”(The Age of Brain Science )的庞大计划纲要,拟在20年内,以每年1000亿日元(约8亿美元)的力度推进脑科学研究。今天,对脑和思想的了解,比心理学和神经科学以前全部历史所了解的东西还多。

如今,脑的总体工作原理至少在以下几点是比较确切的:

11脑的基本运作主要是在分立的脑区进行,如视觉信息与听觉信息的处理就分属于不同的脑区。

21神经信息的处理兼有串行和平行方

4

1

式。

31在神经网络中,不同信号单元通过交互方式相联系,并进行相互作用。这可以发生在一个局部的神经网络中,也可以发生在不同的、远隔的神经网络中,它使得不同脑区之间、神经系统的不同部分之中或之间形成和谐的相关。

41脑的高级认知功能是由广泛分布的神经元网络来实现的。例如视觉性想象,除了激活视皮层外,还有顶叶、左半球后部外侧区等其他脑区参与。而语言信息的处理主要通过3群相互作用的神经结构进行。第一群包括左、右半球众多的脑区,对机体和环境的非语言性相互作用形成表象,在这一过程中有感觉系统和运动系统的参与。脑对这些表象进行归类,在分类基础上形成另一水平的表象,直至形成概念。第二群主要在左半球,形成音素、音素组合和词的句法规则的表象。这些系统把词集合起来,并形成句子,或对听到、看到的语言信号作初始处理。第三是中介性的,也主要位于左半球,它能由概念来激发词型的产生,或由词来产生相应的概念。

(二)

以往的论述中(包括关于素质教育的分析),不乏有将脑科学成果引申到教育问题上的先例,但可能教训多于经验,最典型的就是右大脑与创造力开发的议题。

人的左右大脑功能差异的研究源于美国脑科学家斯佩里(Sperry,R.W)和加札尼加(G azzaniga,M.S)等人从60年代初开始的裂脑研究,他们发现,接受两半球联合部切开术的病人在其左边言语半球不能对刺激进行报告时,他的右边半球通过控制左手的肌肉动作,可以很容易地对简单的视觉刺激进行反应。随后,对1972年一篇有关割裂脑人的右半球倾向加工整体性刺激,而左半球倾向分析性工作的有趣报告发表后,该领域的研究被蒙上传奇色彩。尽管这种观点在学术界没有流行很久,因为4年后加札尼加等人就根据新的研究提出,脑是由在神经系统的各个水平上进行活动的子系统以模块的形式组织在一起的,而每个子系统在意识的范围之外加工信息。这些模块系统足以产生行为、情绪变化和认知活动,而这些活动依次被位于左半球的一个所谓解释器(Interpreter)的特定系统所监控和整合。但这种观点却长久地留在了大众的记忆里,并扩散到心理学和教育理论的研究中。心理学家看到右脑半球与整体刺激加工的关系,推测人的创造性主要来自右脑,可惜这是误认“天上的浮云为地平线上的树林”,所以,虽经十多年的研究仍不能判定创造性与右脑的高相关性。教育理论则以这种心理学假设为依据,提出了开发右脑的设想,进而主张通过加强左手的活动来激发右脑的思维。例如,不久前还有“幼儿专家”提出开发孩子的右脑,最近仍有一些“开发右脑”的论文面世,这些主张的实践后果岂非“缘木求鱼”?

其实,关于大脑两半球的研究几乎每隔十年就有一系列新的发现,1995年,加札尼加指出:左半球,由于其复杂的认知机制,可以区分悲伤、同情和感激等不同状态,而右半球则因不具备区分这类状态的认知机制,而导致意识状态的下降。右脑半球不能进行推理,这就使得其在可经验的内容上受到很大的限制,右脑似乎主要以一种不加修饰的方式加工初级的经验。另一方面,左脑可以反映符号化的经验,可以根据一个理由进行推理,可以进行许多其他的认知加工。最近的研究发现,左脑在执行视觉搜索任务时是以一种聪明的方式进行的,而右脑却找不到合适的作业方式;左脑半球忙碌地辨认着世界,而右脑半球则简单地监视着外界〔1〕。1998年,加札尼加在《科学美国人》(7月号)上发表“对分裂大脑的重要研究”一文,总结了裂脑研究近十几年来的一些成果,提出:左半球对如象解决问题这样的主要认识活动具有完全的支配作用,似乎左半球在进行高级活动时并不需要大脑另一半球的巨大计算能力。同时,右半球严重缺乏解决困难问题的能力。而Funnell的研究发现,左半球拥有根据前后关系或周围的事件确定记忆来源的能力,左半球自动地将它的经验放在一个较大的范

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