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皮亚杰的这一结论,被脑科学最新研究彻底推翻!

 明心而乐 2023-06-28 发布于湖南

世界上最著名的认知心理学家之一 皮亚杰通过细致的心理学研究,发现了如下规律:

  • 婴儿只有长到一岁时才能理解“物体恒常性”,即物体即使看不到了也依然存在。

依托于一系列实验,他最终提出了“儿童发展理论”,其核心原理表述如下:

  • 儿童在生命的前几年无法掌握数量的抽象概念,他们从更具体的大小、长度和密度的测量中逐渐掌握数量的抽象概念。

如今,这一结论,被脑科学最新研究完全推翻了!

法国科学院院士、当代最卓越的认知神经科学家之一迪昂最新出版的一本新著《精准学习》中,运用脑科学的最新研究成果,充分揭示:

  • 理解物体和数量的抽象概念,是生来就有的。
文章图片1

——这给我们该如何理解孩子的学习、进而如何开展有效的教育,提供了底层依据!

事实上,人到底有没有某种“天赋”,在哲学认识论上争议一直很大。

最早是认为人是有“天赋观念”

——大约就相当于“人之初,性本善”这样

后来,英国哲学家洛克《人类理智论》

猛烈地批判了这一观点,他提出

  • 心灵原是一块白板,上面没有记号。只是通过经验的途径,心灵中才有了观念。因此,经验是观念的唯一来源

对洛克的观点,又引发了莱布尼兹的反批判!他在《人类理智新论》一书中这样写道:

  • 经验是观念的来源,但并非唯一(尤其是逻辑推理能力)
  • 心灵中必有天赋的东西,构成先天的特性和原则。心灵与其说是白板,不如说是有纹理的大理石。石头的纹理潜在地与某一形象相合,决定了大理石适合于雕刻的图形;而经验所起的作用,则好比是使纹路显出来的工作。

毫无疑问,站在最新的认知神经科学(或者“脑科学”)这一“上帝视角”,莱布尼兹获得了胜利!

迪昂在《精准学习》一书中,将婴儿称为“刚出道的科学家”。书中给出了一个明确的结论:

  • 在精确的核磁共振成像技术出现后,我们发现:几乎所有成人的脑回路都已经存在于新生婴儿的脑中
  • 他们具备了与科学家极为相似的思考方式,他们在识别物体、数字、概率、面孔、语言方面已经具备相当强大的能力。

王珏老师将《精准学习》一书中的相关内容简要摘录如下,便于大家了解内容梗概。

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【一个重要的研究背景说明】

婴儿没有语言,甚至连基本的指示能力都没有,那么,对婴儿的认知研究是如何开展的呢?

答案是:通过婴儿的眼神注视方向与时间,以及对某些场景/事件所表现出的表情。注视时间越长、表情越惊讶、惊讶的表情持续时间越长,表明越出乎婴儿的意料。

——“出乎意料”的意思,是婴儿得先有一个“意料”、“预测”或“理解”!

因此,运用这种方式,通过精心设计的实验,实验人员就可以知道婴儿的理解可能是什么了(下文有一些实验方法描述,可以参考)!

P065 物体概念

早在几个月大时,婴儿就已经知道世界是由移动的连续物体组成的,物体占据着空间,不会无缘无故地消失,也不会同时出现在两个不同的地方。某种意义上,婴儿的脑已经知道了这个物理定律:物体的移动轨迹在空间上和时间上都是连续的,不会突然跳跃或消失。

人类会一直保持着这种实验探究的态度到成年。我们都对那些看上去违反物理法则的小玩意儿(如不倒翁)感到着迷,也喜欢看魔术表演(大变活人)。这些场景会给我们带来乐趣,因为它们违反了人脑自出生就开始建立的,并在生命早期不断完善的直觉。

MIT人工智能与认知科学实验室教授乔希 特南鲍姆提出这样一个假说:

  • 婴儿通过在脑海中模拟,并将之与现实比较,婴儿很早就知道哪些动作在物理学上是可能的,哪些是不可能的。

P067数感:

通过婴儿对“认知惊奇事件”所表现出表情,研究人员发现:

  • 早在几个月大时,婴儿就理解了1+1应该等于2。

如果误差足够大,九个月大的婴儿在看到错误结果时会表现出惊讶。他们能分辨5+5不可能等于5,10-5也不可能等于10。

尽管婴儿确实需要时间去提高他们感知数量的准确性,但数据同样清晰显示,婴儿的起点绝不是一张白纸。

猴子、鸽子、小鸡、鱼、甚至蜥蜴也同样具备这项技能。在对小鸡的实验中,实验者控制了它们所有的感觉输入,确保小鸡破壳后看不到任何物体,但小鸡仍然识别出了数量。

这些实验显示,计算是进化赋予人类以及其他许多物种的天生技能之一。

研究者已经在猴子、乌鸦、以及人脑中发现了“数量神经元”,它们对物体的特定数量敏感。一些神经元更喜欢1个物体,另一些则喜欢2个、3个、4个、甚至30个物体。

重点是,这些神经元在没有受到过任何特殊训练的动物身上就存在。我的实验室曾通过神经影像技术发现,在大脑的相同位置,也有对一个具体的集合数敏感的神经回路。

最近,研究人员已经在人脑的“海马体”中发现了这类神经元。

这些发现推翻了皮亚杰提出的儿童发展理论的核心原理。——事实恰恰相反,理解物体和数量的抽象概念是人类思想的根本,是我们生而就有的。

P069 概率直觉

研究者们研究几个月大的婴儿是否可以预测彩票的抽奖结果。在实验中,研究者先是向婴儿展示了一个透明的箱子,里面装着四颗球,三红一绿。箱子底部有一个出口。箱子会被遮住,然后一个绿色或红色的球就会从底部滚出来。

值得注意的是:婴儿的惊讶程度与他所看到的东西的“不可能性”直接相关:如果是红球,就是最可能事件,婴儿只会简短地看一眼红球。但如果是绿球,就是比较不可能的事件,婴儿就会注视绿球更久。实验证实,婴儿的小脑袋中会对事件和相关概率进行详细思维模拟。

最近的一系列研究进一步表明,婴儿的脑生来具备进行复杂概率计算的所有机制。贝叶斯定理可帮助我们追溯观察结果的可能原因,而几个月大的婴儿似乎就已经可以根据贝叶斯定理进行推理了。他们不仅知道如何从装满彩球的箱子推算出可能的概率(正向推理),还能从观察到的结果倒推出鬼谷子里的球都是什么颜色(反向推理)。

在另一个实验中,我们首先给婴儿展示了一个不透明的箱子,里面装的东西是未知的。然后,我们带一个蒙着眼的人进来,这个人从箱子里随机依次拿出一连串的球,其中大多数是红色的。婴儿会推断出箱子里一定装着大量的红球吗?是的!当我们最终打开箱子,发现大多数绿球的时候,他们非常惊讶,注意时间比看到箱子里装了大量红球时更久。他们的逻辑简单严谨:当盒子里装的大多数是绿球时,为什么会随机抽出如此多的红球呢?

这种行为暗示了一种非凡的内隐、无意识的双向推理能力:给定一个样本,婴儿可以从样本中猜测出该集合的特征;反之亦然,给定一个集合,他们可以设法猜测出随机样本应该是什么样子。

因此,生命伊始,我们的脑就被赋予了逻辑直觉。现在这项实验有了这么多变式,这些变式都证实了婴儿在很大程度上可谓是刚出道的科学家!

这是因为,逻辑和概率是紧密联系的。正如福尔摩斯指出的:“当你排队了所有不可能发生的事情,剩下的,不管它多么不可能发生,一定是真相。”换句话说,人们能够通过推理来排队一些可能发生的情况,从而将可能性变成确定性。

P071关于动物和人的知识

婴儿对无生命物体和生命体的反应是不同的。婴儿知道:所有的生命体都不必依物理定律而动,它们的运动受自己的意图和信念支配。因此,当婴儿看到动物自己移动时,他们不会感到惊讶。实际上,对于他们来说,任何物体自行移动,甚至是三角形或正方形,都会被标记为“动物”。

婴儿不仅可以推断周围人的目标和效果图,还可以推断他们的能力和偏好。例如,一个10个月有大的婴儿,如果看到一个人将孩子扔到地上,他们就会推论这个人是不怀好意的,便会远离他。显然,他们更喜欢帮助孩子站起来的人。早在能说出“坏人”、“好人”以前,婴儿就能在自己的思维语言中建立这些概念。

而即使9个月大的婴儿也能分辨出故意伤害他人的人、不小心伤害他人的人、有意拒绝帮助他人的人、以及没有机会帮助他人的人。这种社交技能在他们的学习中起着根本的作用。而一岁的孩子就能判断出某个人是否正在努力教自己某件事。

匈牙利心理学家 捷尔吉 盖尔盖伊(Gyorgy Gergely)认为,一岁的孩子就已经具备了与生俱来的教学感知

P074 语言本能

史蒂芬平克在其畅销书《语言本能》中指出:人类对语言具有明显的天赋,他们无法抑制自己学习和使用语言的能力,这种本能甚至超越了触碰到滚烫的物体表面时缩回手的本能。

婴儿虽然不是生来就熟练掌握了词汇和语法,但他们拥有以最快的速度获得它们的能力。婴儿生而具有的并非语言本身,而是获得语言的能力。

在出生时,婴儿就能够区分出世界上所有语言的大部分元音和辅音。他们已经能够将它们感知为不同类别。尽管有些声音,如ba、da、ga发出的声音是连续变化的,婴儿仍然将它们视作不同类别的声音并划分了清晰边界,就像成人一样。

生命第一年的语言环境影响了婴儿的这些早期天赋。婴儿迅速地注意到某些声音没有在他们的语言中使用,例如说英语的人从来不会发出法语中的元音u和eu,日语母语者无法分辨R和L的区别。在短短几个月的时间里(对于元音来说是6个月,辅音则是12个月),婴儿的脑通过其原始假设对音素进行分类,并保留与他们生活环境中的语言相关的音素。

当他们吹来第一支生日蜡烛时,他们已经从如下几个层次奠定了主要母语原则的基础:音素、韵律、词汇和语法规则。

而其他灵长类动物并不具备这种(语言)能力。有一个特殊实验已经被尝试了很多次:几位科学家试图收养黑猩猩,像对待家人一样对待它们,用英语、手语、视觉符号等与他们交流。几年后发现,这些动物没有掌握任何一种名副其实的语言,它们最多只知道几百个单词。

因此,语言学家乔姆斯基也许是对的,他推测,人类天生就具有一种“语言习得装置”,称为“普遍语法”。我们的天赋是学习任何一种语言,这是一种不可能抑制的本能。

即使是被剥夺了说话能力的人,也会在几代人之后自发发展出其他形式的语言。比如,在聋人群体中,高度结构化的、具有普遍语言特征的手语从第二代就开始出现了。

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王珏老师的观点是:“学”是“教”的底层!理解“学”才能更好地“教”!

“脑”又是“学”的底层。因此,理解“脑”,才能深刻理解“学”!

因此,建议老师们应该高度关注脑科学的研究成果,为教学打下最为坚实的地基!

在王珏老师所看过的学习科学类图书中,从“脑科学研究的视角理解“脑的学习规律”,本书应该是最佳的一本

该书不仅提供了很多最前沿的脑科学研究成果(本文只是王珏老师推介系列文章的第一篇),而且有相当多的篇幅直接指向了“脑的学习机制”。

而且最重要的是:本书的语言简洁、平实、细节交待清楚、图还多——根据王珏老师的经验:对于脑科学类的书,没有图就完全无法理解……

因此,虽然这是一本是“脑科学”领域的著作——本应非常艰深,但在作者的笔下,却像是文科类、或教育类的书,可读性很强。感兴趣的老师可购买本书、仔细学习!

最后,王珏老师还是想说明一下,这本书的书名很怪,英文名叫《How we learn》——这个是非常“正宗”的学习科学领域的书名。但其中文译名居然为《精准学习》,真是有点莫名其妙——尤其是:可千万不要理解成“(基于数据的)精准教学”哈!

对此,我的心里一直腹诽。直到前几天,我偶然间看到另外一本书,叫《How We Learn》(被翻译为《如何学习》,才理解译者的苦衷:也许是为了避免重名吧?!

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