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什么是学习？ 学习不是人类特有的本领，但人类无疑是在我们目前所能知道的世界中，学习能力最强的生物。而且，学习对人类的生存和发展来说，又是最至关重要的社会行为。在记载孔子及其弟子言论的《论语》中，开卷的标题就是“学而第一”记载的孔子的第一句话就是“学而时习之。不亦说乎。” 什么是学习呢？不同领域的人们有不同的定义。但是大致上是两类：一类如教育界通常所使用的关于学习的定义，把学习定义为是后天获得知识的过程，强调的是知识的获取。而另一类是一些哲学家和科学家通常所使用的，把学习定义为学习是使主体产生行为或行为潜能的相对恒久变化的过程。在同一领域里，也有同时使用上述两种定义的。我们认为，后一种定义不仅强调获取知识，而且强调人获取知识以后所引起的行为变化；同时，也没有把学习限定为后天获得的行为，也许比较合理。
1， 什么是知识？ 2， 学习能力是人在后天习得的，还是先天具有的？或两者兼有？ 3， 学习所包含过程的实质是什么？ 4， 学习引起的行为变化主要包括那些方面？ 5， 在人的一生中，学习的能力和特点有没有变化？如果有，它的规律是什么？ 6， 怎样能有效地学习？ 在人类的整个文明史中，人类对这些问题的探索没有间断过，它们一直是许多领域，包括哲学界、教育界和不同自然科学领域里研究的核心问题。对它们的研究不仅目前仍是研究热点，今后还会继续是研究的热点，而对这些问题的观点直接影响了教育政策的制定和教育行为。显然，下面我们介绍的一些观点并不是，也不可能是，回答这些问题的最终答案，而是我们所能得知的，我们也比较认同的，目前科学研究中的一些近期结果。正如在我写的《脑与教育学习札记（1）》中所强调的，我写下来是为了和大家分享和讨论。
1， 有关我们周围世界的问题； 2， 有关我们自己和他人的心智问题； 3， 语言的问题。 我们对这些知识的获得来自三个方面： 1， DNA编程的，经过长期进化而形成的，先天就具有的（innate knowledge）； 2， 后天经过主动学习而获得的（powerful active learning ability）； 3， 通过内隐学习.从成人教导中潜移默化而形成的，有的是来自成人无意识的教导 （Unconscious tuition from adults）。 这两段的观点主要摘自美国贝克莱大学心理系Gopnik博士等著的书《1》，此书有台湾翻译的中译本《2》。2002年我曾经去贝克莱大学拜访过她，参观过她的实验室。他们的书和观点近年来在国际学术界有较大的影响。他们认为，儿童生而具有学习能力，包括对科学的学习能力；同时认为，教育会在近期发生类似于一百多年前医学领域里发生过的根本性的革命，即把教育基于脑科学的研究成果之上。
教育界对心理学领域里学习理论的发展是比较熟悉的。1879年德国心理学家Wundt在莱比锡建立了第一个实验心理学的实验室，在19世纪末到20世纪初Pavlov和Thomdike阐述了动作和经典的条件反射两种基本的生物的学习类型。Pavlov是俄国的生理和心理学家，我国学术界对他的经典的条件反射学说是熟悉的。在上一世纪的中叶，经典的条件反射理论进一步被行为主义的心理学派所发展，行为主义学派把学习的过程视为在刺激和反应之间建立联系的过程，把行为限于可观察的行为，把人的学习和对动物的训练等同看待，这种观点在上世纪中叶一度在心理学领域占统治地位，至今对某些学校的教育仍有较大的不良影响，例如在教学中把“强化”训练作为提高学习质量的手段。到了近二、三十年，发展心理学和认知心理学发展了，在心理学研究的主流方面渐渐取代了行为主义学派。认知心理学研究中，强调了学习过程的细节，但大体上仍把脑看成是一个黑箱，不涉及脑的结构和神经元的工作。我们在《脑与教育学习札记（1）》中作了一些简单介绍。有的理论如不同的建构主义、元认知等，被认为是这次我国教改的学习理论基础。有关这方面的情况在美国科学院组织编写的《人是如何学习的》一书中有较详细的阐述，华东师范大学已将它译成了中文，并出版了《3》。 在神经生物学领域里，1791年Galvanic用刺激青蛙腿神经和肌肉的方法，揭示了神经元激活的电学性质。1906年Cajal总结出有关神经系统的重要原则—神经系统是由不连续的神经元组成的。1949年Hebb提出了突触学习的模型，这个模型被称为“Hebb定律”。1973年Bliss和Lomo第一次阐述了在哺乳动物的脑中存在的长时程增强机制（LTP：Long－Term Potentiation）。这些发现十分重要，它们奠定了在神经生物学分子层次上研究学习的基础。在神经生物学中，学习定义为人或动物通过神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程，学习在脑中分子层次发生的过程是神经元突触处连接的变化。我很有兴趣和大家就这方面的问题继续讨论下去，包括对两个目前在我国教育界流传很广的虚构的“科学”传言：1，你孩子的脑只开发了10 ％，所以你要吃….,或接受….加强刺激；2，学音乐就能开发右脑，开发了右脑就有创造能力等等。前一条这两天正在中央电视台X频道广告上播放。 对脑科学，教育界的朋友们可能并不太熟悉，但是我认为我们必须补上这一课。我同意这样的观点，学习理论将会发生本质的变化，但不是因为建构主义理论的提出和运用。而是基于教育和脑科学研究的联系。Bransford等在2000年编写的《人是如何学习的》有一个扩展的版本，这本书附在封面上的标题还有一部分，它似应译成脑、心智、经验和教育（Brain，Mind， Experience and School），它已经强调了脑、心智和教育的关系。在这本书出版以后，美国科学院又组织了一系列的会议和委员会，并出版了许多书籍，大家可以从网站 http://www. 下载这些书籍的原文。
（待续） 参考文献 1． A.Gopnik, A.N. Meltzoff, P. K. Kuhl, The Scientist in the Crib, 1999, ISBN 0-688-17788-3 (pbk.) 2． A.Gopnik 等著，黄馨慧 译， 摇篮里的科学家，心智、大脑与幼儿学习历程的新发现，2001， ISBN 957－642－653－7 （平装） 3． J.D.Bransford 等编著，程可拉 等译， 人是如何学习的－大脑、心理、经验及学校，2002，ISBN7－5617－3089－6/G－1569 发布于2005年10月10日 16:43 | 评论数(17) 阅读数(11957) 脑与教育 关于脑的功能分区（2）大多数人了解一些脑科学知识，当然不是为了研究的需要，而是为了教育孩子的需要，至少有助于对信息的鉴别和选择。 对于脑的功能分区，我们应该了解： 1. 脑的功能定位，和所有的有关脑的研究一样，近年来取得很大的进展，但是，还有很多很多问题需要研究。例如说对脑区的某些功能定位还有争论，对人脑中神经递质的作用，对人脑各个功能分区之间的协同运作等等还研究得很不够。 2. 这种功能定位并不是绝对的，个体之间会存在差异。 3. 在人的一生中，这种功能的分区也是会变化的，特别对幼小的婴儿来说，他的脑的分区和成人会不相同，脑的功能分区是在儿童发育过程中逐步形成的。 4. 功能分区之间也是可以代偿的。越年幼，脑代偿的功能就越强;越是脑的高级功能受到损坏，代偿的可能性也越大。感官部分受到损害，例如像视觉、听觉有缺失，直接的代偿就不可能，但是其他功能会相应地增强。 现在，在新闻上常常可以看到有关左、右脑分工的文章，把左、右脑在功能上的不同侧重绝对化了。例如最近在报道一位学者提倡人文教育的文章中，有这样一段话，“美国斯佩里研究发现：左脑功能主要同科技活动有关，同系统的逻辑思维有关；右脑功能主要同文艺活动有关，同开放的形象思维、直觉、灵感、顿悟有关，其记忆量是左脑的一百万倍，右脑是原创性的源泉。因此应开发右脑，而文艺主要开发右脑，但两脑相互联系，用其一废其二，不仅其二废，其一也不会好。” 这段话里强调左、右脑的协同运作是正确的，两个半脑之间有许多神经元的轴突相互联系，这些大量的轴突群构成了我们称之为胼胝体的脑结构部分，在许多脑的解剖图上都很明显的可以看到它。 但是，上面关于斯佩里研究结果的描述和对教育的延伸部分却不准确。 我们知道，人脑由左、右两个半球组成，两个半球的功能是不对称的，各有侧重，既有分工又是相互协调和合作的。关于左、右脑功能分区的研究实际上涉及脑的全部研究，包括脑的发育、脑的神经元形态和分布，星形细胞和髓鞘化、脑的组织结构以及神经递质分布等等，在脑科学的发展中始终是关注的焦点。 斯佩里（Roger.W.Sperry）是美国试验心理学家，他因为在大脑半球功能特异化方面的杰出贡献，与另两位科学家一起分享了1981年诺贝尔生理学医学奖。在斯佩里以前的一个多世纪里，虽然有些科学家对左、右脑的分工有些研究，知道它们具有不同的功能分工，认为左半脑是语言中枢，而且它被描述为占主导地位的半脑，主导着右半脑，关于其它脑高级功能的分工却知之甚少。直到二十世纪六十年代，斯佩里在为一些癫痫病人治疗时，切断了他们连接左、右两半脑的胼胝体，以防止癫痫在两侧脑半球之间扩散，这使他有机会利用裂脑病人进行精心设计的心理生理学实验。通过大量的裂脑人的实验，斯佩里证实左右脑能够独立完成复杂感觉运动整合的任务，但在某些功能上却有明显的不对称性。左半球与抽象思维、符号关系和细节的逻辑分析有关，尤其是与说、写和逻辑数学运算有关，而右侧半球在形象思维、空间知觉、情感的理解方面优于左脑，在对音乐的感受方面右脑也占优势。 但是，脑科学研究不断深入，对脑中各分区的功能定位和左右脑的分工有了更全面的认识。现在我们知道，大脑左右半球的分工不是绝对的，它既受基因的支配，也受环境的影响，在发育的过程中，会随时间而变化。在人早期发育过程中，如果某一半脑的部分，甚至全部受到损害，由于脑具有一定的可塑性，部分属于原来被损害半脑的有些功能，可以由另一半脑来代偿完成。脑功能一侧化的分工也不是绝对的，例如，虽然习惯上把人的右脑视为“音乐的半脑”，但是，从脑损伤和功能脑成像研究中都证明，我们对音乐的感知来自右脑和左脑两者神经通道的相互作用，有的脑区是专门针对音乐的，有的则不是。右脑的听觉皮层对于感知音高和曲调、和弦、音色、和节律的某些方面是关键的，但我们聆听音乐的脑区和我们感受音乐的脑区有的部分是不同的，它和对有关曲调与和弦流畅方面审美观点有关，和脑的认知模式，以及听觉激活的模式有关。在大脑中并不存在“音乐中心”，没有可以明显区分的脑结构在音乐认知中孤立的工作着，参与音乐处理的所有脑的结构也对其它形式的认知作贡献。 通过音乐激活大脑能否改善数学、阅读和空间认知能力？某些研究认为这是可能的，但是不能把被动倾听而产生的短期存在的影响，和通过培训和练习而导致的较强的影响混同一谈。但必须强调指出，音乐只有在你感到有乐趣时才有意义和产生正面的作用。目前已取得的证据不应驱使大家去跟随美国乔治亚州的领导，用莫扎特音乐给新生儿作礼物。但是，我们也不应忽视以下的事实，音乐能对情感实验的表现、血压、心态、痛感—甚至氧的饱和度、心跳率和在急救箱中婴儿重量增加等方面产生的正面的影响。作曲家如何用音乐去操纵情绪是一个不仅对音乐家和音乐理论家，也对心理学家、电影制片商，当然也对政治家感兴趣的问题。 总之，如果我们希望探知音乐的神经生物学基础，我们必须跨越科学和艺术之间的传统分隔来设计实验。对音乐这一种人类表达的普适形式的了解，将有助于深入了解感知、行为、情感、学习、发育和可塑性，也会给美学、天才、和创造性一点启示。 BBC最近有关评论的总结：
－演奏Mozart的音乐只有在你感到有乐趣时才有意义。 －别感到为增加你孩子的智力而有压力，而是帮助他们喜爱不同种类的音乐。 －如果你希望改善儿童的有关空间和时间的智力，你最好不要用音乐。 以上关于音乐的结论编译自 Science 5 Jan 2001 发布于2005年09月04日 00:00 | 评论数(4) 阅读数(5639) 脑与教育 关于脑的功能分区（2）大多数人了解一些脑科学知识，当然不是为了研究的需要，而是为了教育孩子的需要，至少有助于对信息的鉴别和选择。 对于脑的功能分区，我们应该了解： 1. 脑的功能定位，和所有的有关脑的研究一样，近年来取得很大的进展，但是，还有很多很多问题需要研究。例如说对脑区的某些功能定位还有争论，对人脑中神经递质的作用，对人脑各个功能分区之间的协同运作等等还研究得很不够。 2. 这种功能定位并不是绝对的，个体之间会存在差异。 3. 在人的一生中，这种功能的分区也是会变化的，特别对幼小的婴儿来说，他的脑的分区和成人会不相同，脑的功能分区是在儿童发育过程中逐步形成的。 4. 功能分区之间也是可以代偿的。越年幼，脑代偿的功能就越强;越是脑的高级功能受到损坏，代偿的可能性也越大。感官部分受到损害，例如像视觉、听觉有缺失，直接的代偿就不可能，但是其他功能会相应地增强。 现在，在新闻上常常可以看到有关左、右脑分工的文章，把左、右脑在功能上的不同侧重绝对化了。例如最近在报道一位学者提倡人文教育的文章中，有这样一段话，“美国斯佩里研究发现：左脑功能主要同科技活动有关，同系统的逻辑思维有关；右脑功能主要同文艺活动有关，同开放的形象思维、直觉、灵感、顿悟有关，其记忆量是左脑的一百万倍，右脑是原创性的源泉。因此应开发右脑，而文艺主要开发右脑，但两脑相互联系，用其一废其二，不仅其二废，其一也不会好。” 这段话里强调左、右脑的协同运作是正确的，两个半脑之间有许多神经元的轴突相互联系，这些大量的轴突群构成了我们称之为胼胝体的脑结构部分，在许多脑的解剖图上都很明显的可以看到它。 但是，上面关于斯佩里研究结果的描述和对教育的延伸部分却不准确。 我们知道，人脑由左、右两个半球组成，两个半球的功能是不对称的，各有侧重，既有分工又是相互协调和合作的。关于左、右脑功能分区的研究实际上涉及脑的全部研究，包括脑的发育、脑的神经元形态和分布，星形细胞和髓鞘化、脑的组织结构以及神经递质分布等等，在脑科学的发展中始终是关注的焦点。 斯佩里（Roger.W.Sperry）是美国试验心理学家，他因为在大脑半球功能特异化方面的杰出贡献，与另两位科学家一起分享了1981年诺贝尔生理学医学奖。在斯佩里以前的一个多世纪里，虽然有些科学家对左、右脑的分工有些研究，知道它们具有不同的功能分工，认为左半脑是语言中枢，而且它被描述为占主导地位的半脑，主导着右半脑，关于其它脑高级功能的分工却知之甚少。直到二十世纪六十年代，斯佩里在为一些癫痫病人治疗时，切断了他们连接左、右两半脑的胼胝体，以防止癫痫在两侧脑半球之间扩散，这使他有机会利用裂脑病人进行精心设计的心理生理学实验。通过大量的裂脑人的实验，斯佩里证实左右脑能够独立完成复杂感觉运动整合的任务，但在某些功能上却有明显的不对称性。左半球与抽象思维、符号关系和细节的逻辑分析有关，尤其是与说、写和逻辑数学运算有关，而右侧半球在形象思维、空间知觉、情感的理解方面优于左脑，在对音乐的感受方面右脑也占优势。 但是，脑科学研究不断深入，对脑中各分区的功能定位和左右脑的分工有了更全面的认识。现在我们知道，大脑左右半球的分工不是绝对的，它既受基因的支配，也受环境的影响，在发育的过程中，会随时间而变化。在人早期发育过程中，如果某一半脑的部分，甚至全部受到损害，由于脑具有一定的可塑性，部分属于原来被损害半脑的有些功能，可以由另一半脑来代偿完成。脑功能一侧化的分工也不是绝对的，例如，虽然习惯上把人的右脑视为“音乐的半脑”，但是，从脑损伤和功能脑成像研究中都证明，我们对音乐的感知来自右脑和左脑两者神经通道的相互作用，有的脑区是专门针对音乐的，有的则不是。右脑的听觉皮层对于感知音高和曲调、和弦、音色、和节律的某些方面是关键的，但我们聆听音乐的脑区和我们感受音乐的脑区有的部分是不同的，它和对有关曲调与和弦流畅方面审美观点有关，和脑的认知模式，以及听觉激活的模式有关。在大脑中并不存在“音乐中心”，没有可以明显区分的脑结构在音乐认知中孤立的工作着，参与音乐处理的所有脑的结构也对其它形式的认知作贡献。 通过音乐激活大脑能否改善数学、阅读和空间认知能力？某些研究认为这是可能的，但是不能把被动倾听而产生的短期存在的影响，和通过培训和练习而导致的较强的影响混同一谈。但必须强调指出，音乐只有在你感到有乐趣时才有意义和产生正面的作用。目前已取得的证据不应驱使大家去跟随美国乔治亚州的领导，用莫扎特音乐给新生儿作礼物。但是，我们也不应忽视以下的事实，音乐能对情感实验的表现、血压、心态、痛感—甚至氧的饱和度、心跳率和在急救箱中婴儿重量增加等方面产生的正面的影响。作曲家如何用音乐去操纵情绪是一个不仅对音乐家和音乐理论家，也对心理学家、电影制片商，当然也对政治家感兴趣的问题。 总之，如果我们希望探知音乐的神经生物学基础，我们必须跨越科学和艺术之间的传统分隔来设计实验。对音乐这一种人类表达的普适形式的了解，将有助于深入了解感知、行为、情感、学习、发育和可塑性，也会给美学、天才、和创造性一点启示。 BBC最近有关评论的总结：
－演奏Mozart的音乐只有在你感到有乐趣时才有意义。 －别感到为增加你孩子的智力而有压力，而是帮助他们喜爱不同种类的音乐。 －如果你希望改善儿童的有关空间和时间的智力，你最好不要用音乐。 以上关于音乐的结论编译自 Science 5 Jan 2001 待续
发布于2005年09月04日 00:00 | 评论数(5) 阅读数(6888) 脑与教育 脑与教育学习札记（3） ——关于脑的功能分区（1） 在我写这篇札记时，已经得到了汕头大学出版社寄到南京，又从南京转寄来的“为孩子写的脑科学知识”一书的正确版本。这本书是由东南大学毛彩风老师翻译的，经Neuroscience for Kids网站原著者所在大学 － 美国华盛顿大学校校核，认为翻译达到专业水平，允许出版。此书插图很多，我们要求也比较高，所以汕头大学出版社几次反复，历时两年多，虽然时间稍微长了一点，但他们的敬业精神和耐心很令我们敬佩。由于李嘉诚基金会的支持，此书的定价也可以较低，并有一部分书分赠农村学校。对所有为这本书出版出力的朋友们，我都愿在此表示我深深的敬意和感激。有兴趣的朋友可以购一套看看，或从汉博网上浏览。如要购买，请认清版本，因为过年时，我去书店看到未经完全勘误的版本已在那里出售。 有了这本书《以下简称“知识”》，我想可以就一些问题和大家讨论的交流。 大脑和脑是一回事吗？ 从专业术语上讲，他们不是一回事，但在日常生活用语中常常把它们混用，在许多教育界朋友写的文章中也常常不加以区分。在《知识》一书的第二册8－9页上给出，脑包含有前脑、中脑和后脑；前脑又包含有端脑和间脑。大脑皮层和杏仁体、海马、基底神经节等属于端脑，端脑部分是我们从事教育工作最关注的部分。 脑是如何分区的？ 为了研究方便，科学家对脑进行分区，它可以有不同的分法。 我们的脑是在长期进化中形成的。粗略地分可以分成底层的“爬虫类的脑”，第二层“哺乳类的脑”和最后进化而成的“人类的脑”，许多脑的高级功能集中在第三层中。日本的小泉英明先生把它画成了图，进一步对应简化成脑干、边缘系统和新皮层。人的发育过程也是从底层逐步向高层发展的。脑干部分主管我们维持生存所需要的运转；边缘系统是认知、情绪、和动作初始信息存储和无意识控制的部分；新皮层是人类许多高级思维能力如逻辑推理、控制功能产生的部位。当然，上述分法是粗略的区分。 在脑科学中常常把把脑皮层粗分成：额叶、颞叶、顶叶和枕叶（“知识”二册第10页）。19世纪神经科学家布罗德曼(Brodmann)根据脑的解剖形态，把脑分成了52个区，就像门牌号码一样作为脑分区的定位标志，一直沿用至今。图中给出根据布罗卡绘制的脑的功能分区示意图。Broca区是和我们说话有关的语言区，而Wernicke区是和我们理解语言有关的脑区。 有关脑的功能分区的认识还在快速发展之中，有的还有争论，我们将在以后继续讨论。
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