语言学习是不是越早越有利?
机器学习能否代替人际交流?
学习是建构还是接受的过程?
如何用脑科学指导教育实践?
华东师大教育学部主任袁振国在演讲中一一解答了这些问题。在他看来,人的发展是脑不断构建的过程,教育就是在塑造学生的脑,所以脑的发展发育规律,也就是教育最大的和最根本的规律。
教育学领域通过长期实践总结出来的因材施教、循序渐进等规律,都可以从脑发育上找到证据。但是脑科学与教育的结合研究还是一个相对比较新的领域,还需要更多的研究和论证,而如何用脑科学原理来指导教育更需要大量和长期的实践。
以下为演讲稿:
我是一个教育学工作者,对于“脑科学”是不懂的。凭着我的学习态度,积累了一些认识。但是我主要的目的,并不是今天来讲“脑科学”,而是想要说明“脑科学”的发展,正在和教育的创新发生着越来越密切的联系,而且一定将会对学习、对教育产生越来越重要、越来越深刻的影响。
作为一个教育工作者,作为关心和从事教育的人,最关心的就是尊重教育规律,按照人才成长成才的规律来从事教育。怎么能够使我们的教育工作事倍功半?我们强调要尊重教育规律办事。
最近中共中央办公厅颁布了一个很重要的文件《关于深化教育体制改革意见》,这个意见有四个地方提到了“要尊重教育规律”,有八个地方强调“要科学办教育”。强调这么多的规律,一方面说明,尊重教育规律很重要;另一方面说明,我们对于教育规律的认识还很不够。我们现在还有很多的从政策上、从制度上,以及到我们家庭每一个父母对待孩子的态度上,都没有能够尊重教育规律。
什么是教育规律呢?对于教育规律的理解,可能从不同的角度去看有很多的看法。但是我想强调的是:人的发展,是脑不断建构的过程,教育就是在塑造学习者的脑。脑的发展发育规律,就是教育最大的、最根本的规律。我们哪一天把“脑”认识清楚了,我们的教育工作也就真正的能够按教育规律办事了。
千百年来,其实在脑科学没有发展到今天这样程度的时候,人们也在探索“人脑的活动规律”,也在探讨“教育的规律”。在这个事情上,人类有很多的智慧,有很多的经验积累。用现代的观点、现代的科学来看,人类智慧的精华,是不是能够反映教育的规律?我们现在的脑科学,是否能够为历史上教育的认识奠定基础。是否能够从脑神经机制里面找到科学的根据呢?或者我们是否能够从脑科学的发现当中,能够澄清我们一些模糊的认识呢?我觉得要讲中国人对教育、对学习规律的认识,有这么几条。
如果要讲中国的教育智慧,讲中国古人对教育的贡献。我想首推就是因材施教。因材施教从现在的脑科学的角度来说,首先是人有个体的差异。这种个体的差异表现在人的发育过程上,表现在人的发育不同的方面。美国一个心理学家通过常年的研究发现,人有不同的智力元素。这些智力元素之间是相互独立的,你数学好语言不一定好,你语言好音乐不一定好,你音乐好运动才能不一定好。
所以我们要想每个人的成绩都好,这个实在是勉为其难。因此我们怎么能够了解自己的智力结构,了解自己的所长和所短,能够实事求是的为每个人的发展创造良好的条件,提供可选择的教育。
从人的智力发展分布来看,今天上午冯国平教授也讲了:“人的智力分布是正态分布,相当一部分人是集中在中间的,很少人在两边。”我们大部分人,就是这样的一个状态。在这样的状态下,怎么找到你的合适的学习范围和学习的对象?这对于我们来说,是一个非常重要的基础。
你违背这个规律,一定要去拔苗助长,一定要去勉为其难,你这个效果是出不来的,而且重要的是你会非常痛苦。学习者很痛苦,教育者也很痛苦。如果我们的教育制度能够涉及到这样的一个程度,让我们的教育和人的发展规律相匹配。那么,很多的事情就不会现在感觉到学习负担这么重。
人从低级思维、低级感知到高级思维的发展,是一个缓步渐进的过程。到了这样的年龄,才最终能够完成他的发育。在他大脑功能还没有发育完整的时候,你一定要去做这件事情。现在我们很多的社会教育,把孩子们根本不可能懂的事情,一定要去让他提前学习,这对于孩子当然没有什么好处,对于我们很多家庭来说也带来了很大的负担。
在心理学上有个非常著名的实验,格塞尔做了一个双胞胎爬楼梯的实验。他让哥哥在48周开始练习爬楼梯,弟弟在52周爬楼梯,到第54周测量,这两个孩子的爬楼梯是一样的。也就是说,哥哥前四个星期吃的苦完全是白费。
人类神经元的发展,刚刚生下来的时候是非常零星、非常浅薄的。到了六岁的时候会非常的丰满,就像春天的树苗全部长开了。但是再大一点的时候,他又会更加的收缩,进行去枝去蔓的工作。对他有用、更加重要的神经系统比较的更好,把枝蔓的东西进行削减。
“成熟”是进行教育的一个大脑生理基础,不了解成熟的规律,硬要去做这件事情是做不好的。所以我们随着脑科学研究的进展,对于人在从感觉、知觉到记忆,到思维的每一个发展阶段。到了什么时候具备什么特征、具备什么功能,跟我们学习的能力相挂钩,这个就是非常了不起的一件事情。
我大概在七八年前,当时在参与国家中长期教育改革发展规划纲要起草的时候,曾经碰到过一件很棘手的事。这是一个什么事情呢?很多的院士,大概有19名院士联名给中央写信,说:现在的孩子负担太重了,要减轻课业负担。但是他下面说了一句什么话?关键是教材太难,要降低教材难度。前一句话大家都认同的,第二句话:要降低教材难度。这个道理有没有根据?这个在写规划纲要的时候,最后没有写这句话。为什么?因为没有实证根据。
后来我们通过研究比较了全世界很多国家的教材难度情况,我们得出了一个结论,中国的教材本身是不难。中国教材难在课堂上无限的加码和课后无限制的练习。但是这并不是一个严格的科学研究,严格的科学研究,是人在什么时候时候大脑成熟到一定的时候,能够学习这个复杂的变化,能够达到这样的水平。对于这个问题,现在还是没有解答。
学习和思考结合。“学而不思则罔,思而不学则殆”这句话有没有科学的根据呢?大脑联接告诉我们,是有根据的。策略性的学习与机械记忆的学习,脑机制是不同的。机械记忆在语言有关的左侧前额叶和角回区有更多的激活,而策略学习在右侧额叶、双侧的扣带回和楔叶激活较多。
把行为和观点结合起来学习。最近上海纽约大学的同志们做了一个非常有趣的实验,这个实验非常好的回答了这个问题。外国人学中文很难,外国人学语言、学中文的时候都有一个普遍的感觉,就是中国人说话像唱歌。因为中文有四声,外国人学中文的时候,要他们掌握这个声调是一件非常困难的事情。上海纽约大学的实验,就是借助于手势教他们学习。教他们声调的时候用手势匹配,这样他们的学习效率非常明显的得到了提高,他们很快的就掌握了中国的声调。在外国人学汉语的问题上,手脑并用得到了非常好的体现。
我们在什么时候学习什么东西是成效最好的?我们在什么时候过了,再学,再也学不好,这个就是学习的关键期。这个关键期,已经被人们所正视。 我们在受孕一开始以后,就有了感知的回路。但是随着人的年龄增长,这根曲线,感知的回路慢慢到了几个月以后到了高峰,然后慢慢就下降了。语言高峰到了这个时候,还有高级认知随着年龄是这样的变化趋势。
按照今天上午董奇校长的报告,他说:第二语言的学习越早越好。这个不一定,但是早期开发肯定是有利的。我们要学习的东西很多,有音乐、绘画、舞蹈、数学、物理、语文、政治。到底什么知识,什么能力、什么技术在什么时候学习最好呢?什么时候学习是最能够负担最轻的,什么时候学习的时候,已经错过机会了?在语言这个问题上,我们基本上是有判断的,语言越早越好。
十二岁是语言学习的一个很重要的节点,超过十二岁再学习语言,就会遇到越来越大的困难。其它很多的学习内容,关键是什么时候呢?有人说:三岁是学习音乐的关键期。还有其它很多的外界的信息,什么时候掌握是最有效的呢?现在不仅知道了这样一个关键期的现象,而且发现了一个重大的突破可能,就是德国人在研究移民学习新语言的时候和孩子学习新语言的时候。他们发现在大脑神经机制上是完全不同的。
小孩子学习语言,一下子进入长时记忆的区域,而成人学习是经过短时记忆的区域。成人学习语言是靠一遍一遍的重复,重复到最后能够被长期记住,而且他很容易忘记。小孩子一旦学习以后,就像硬盘一样刻进去了,所以既轻松又牢固。因此关键期的掌握,对于教育工作者来说,从事学习来说,这是极其重要的概念,在这个领域可以开发和拓展的领域是无限的。
早在上世纪三十年代的时候,苏联的一个心理学家、哲学家维果茨基就提出一个概念。他说:“学生的发展有两种水平,一种是学生的现有水平;另一种是可能的发展水平,也就是通过教学所获得的潜力。这两者之间的差异,就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区,为学生提供带有难度的内容,发挥其潜能。”
我们在大量的教育实践当中,我们在对于特级教师、对于优秀教师的调研当中,这个概念被普遍的接受。中国人有一个非常通俗的说法,叫“跳一跳,摘桃子。”如果这个桃子离我的距离很远,我就不努力。如果这个桃子唾手可得,不用努力,我的心智潜力也不会得到发挥。
最能够调动人的潜力,最能够激发人的学习动机,最能够使人能力得到发展的区域在哪里?在“最近发展区”,在跳一跳能够摘到的这个位置。所以这个跟人的差异性结合起来,为每个人去发现他的最近发展区,去开发他的最近发展区,为他可能的最近发展提供选择、提供帮助,这是最有意义的教育。
有一个非常有名的实验,这个实验是关于亲密感情的一个关于猴子的实验。这里有两个选择的物体:一个是在钢丝架上放个奶瓶,一个是没有奶瓶,但是是一个柔软包。小猴子饿了就去喝奶,奶一喝完马上就过来抱着这个柔软的物体。它长时间的基本需要是温暖、是温柔,去钢筋骨架的地方,只是为了生存的需要。这个实验揭示了一个非常重要的道理,动物的基本需要,需要爱的关护。
前不久罗马尼亚的一次大型政治国家事件以后,出现了很多的孤儿,有一个著名的孤儿院里面一千多名儿童。这一千多名的儿童虽然食品能够得到保证,但是他们在这个环境当中得不到基本的关爱,小孩子和小孩子都处在非常不友好、敌视的状态,也没有人去护理他们,更没有人去关照他们。所以这个孤儿院的孩子出来以后,普遍的有严重的心理毛病。而且发现两岁以前从孤儿院转出来的,转到充满关爱的家庭里面去,他们的心理水平可以发展到基本的正常水平。但是两岁以后再离开的话,他的智商也低,他的脑部扫描展示了更大的不同。两岁后留在孤儿院的孩子,大脑活跃程度远远落后。
对于人的环境来说,不仅仅是温饱,最重要的是关爱,而这个关爱尤其是在两岁之前是最为重要的。以前我们在搞教育研究的时候,我们调查过很多孩子们对于教师的需要。什么样的教师是好教师?关于这个调查问卷、调查研究成千上万,在座很多人是做过这样的研究,或者是看过这样的报告。往往排在第一位的对于教师的需要,一个是爱,一个是公平。有的时候公平排在第一,有的时候爱排在第一,这是两种教师,在所有我看到的研究报告当中,都会触及到。
我们现在讲的学习,在相当大的意义上,都是单向传授。都是好像我们是在一个环境里面,我们在一个班集体里面。但是这个班集体,其实并不是合作学习,是个体和个体之间的单通道,它没有产生人类特有的一种社会性的合作学习现象。
但是“合作学习”却是高级动物非常重要的本能,最早的时候是意大利的老科学家在一次猴子的实验当中,让猴子听到撕纸的声音和铁棒掉到地上的声音,结果发现猴子大脑中负责撕纸和扔东西的神经立刻活跃起来。于是他们猜测,大脑中存在一种迄今为曾认识的神经细胞。这种应激反应就像大脑中的一面镜子,不断家乡复现他人的动作,“镜像神经元”由此得名。
科学家猜测,人类大脑里可能与猴子一样也存在这种“镜像神经元”。若果真如此,人的感性、悟性这类无形的难以把握的性质,就可以通过“镜像神经”这一线索在大脑里找到关联机理。比如,一个人之所以会与他人的思想产生共鸣,可能就是由于“镜像神经元”的存在,使其可身临其境般感受对方的悲喜。这种悲喜情感的共有正是维系人类社会生活必不可少的条件。因此,人的社会性很可能也同样受制于“镜像神经元”。
我们讲“传道授业解惑”,这个是讲了一种传统的教育思想。以前我们讲:“教授是一斗水,学生一杯水”,我就是要把水注满给你,是单向传输的过程。但是现在建构主义告诉我们,人学习知识的过程不是单向授受,而是学习过程当中、交流过程当中,每个人凭着自己的主观认识,凭着自己的主观成长过程,凭着自己的知识积累,共同来认识这个问题。每个人对于这个问题的认识,完全有可能不同。
这个不同,是因为他的知识背景、他的成长经历、他的价值取向不同。这样一种对于知识的认识过程,其实是一个建构的过程,每个人都有自己的独特建构。这种知识建构的过程,有没有科学的根据呢?最近包括北京师范大学的一些学者写了联合报告,这个报告非常有启发。他们研究了四种类型的大学生,大学生分成来自于富裕家庭和比较贫困的家庭。
但是贫困家庭和富裕家庭的学生都有两种类型,一种是比较自尊的,一种是比较自卑的。来自于贫困家庭的高自尊的学生,扫描他们的大脑结构发现来自于贫困家庭大学生的海马体积平均值显著小雨富裕家庭的大学生。这是营养、社会刺激、环境,是有关系的。但是贫困家庭高自尊的大学生和富裕家庭大学生的海马平均值,没有显著差别。也就是说,人的主观能动性,人的主观建构的特征、人的性格,可以改变、可以塑造大脑本身,这是非常令人受启发的。
我们说:要有自信,要做有尊严的人。这不是一个纯粹是一种思想上的鼓励,而是可以对大脑的发育、成长起促进作用。所以我们在教育的过程当中,我们讲:教书育人,确实不仅仅是传授知识。
我们现在网络化发展很快,人工智能也来了。现在的学习,已经是越来越多的借助于网络,利用网络;MOOC也好,手机、iPad,各种各样的移动终端给我们的学习带来很大的便利。但是这个机器能不能够代替人的学习,对于人的学习效果会怎么样呢?
现在已经开始有了这样的一些研究。最近我看到一份报告,12-18个月的孩子开始学习语言,学习4个星期。学习语言学四个星期,分成四组。一组是和父母一起看视频,父母和孩子有互动。一组是和父母一起看视频,跟父母没有互动。第三种,不看视频,是父母教孩子学词汇。第四种,是对照组,不看视频、父母也不教,就是在自然生长过程当中发展。
结果发现,没有看视频、父母和孩子学语言的效果最好。第二个,当然就是看视频跟父母有交流的。然后是光看视频或者没有去干什么事的差不多。孩子光看视频和不看视频,效果没有什么差别。这个故事就告诉我们,人和人的交流还是最重要的。从语言学习的角度来说,也是最有效的。
现在我们到了一个网络化、虚拟化的时代,在这个网络化、虚拟化的时代,我们更多的是依赖于屏幕。你去看一看,小孩子到了两岁,拿什么东西都会戳。拿到报纸也要戳,他觉得戳到里面就有变化。我们有两个大学生相互不认识,在网上聊天,聊的很开心。然后说,我们一起见见面。说:好。到了两个人坐在椅子上以后,不知道说什么。过了一会儿,说:算了,咱们还是上网去聊吧。
我们今天已经接受了一天的影响了,就是遗传很重要。遗传对于人超过所有的努力,再好的教育、再好的用功都不能够替代遗传的功能。遗传都是先天的,当产生了生命之后,遗传就已经决定了一切。但是现在发现,不完全是这样。后天受的教育,后天的环境影响,后天的刺激,不仅影响本人,而且可以遗传给下一代。虽然它没有到基因里面去,但是在基因的蛋白表质这个层面上,能够遗传给下一代。所以给每个人以良好的教育,真正是阻断贫困代继传递的重要法宝。
我们通过经济的调节,可以促进每个家庭的个人公平。而通过教育给每个人提供良好的公平教育,对于阻抵贫困传递,对于下一代,都是功德无量。
最新的脑科学发现,学习能促进人的新的神经元的诞生。以前我们学习的脑科学,都是人的细胞是只能死不能生的。我以前学到的结果,就是到了25岁以后,人的脑细胞就开始慢慢的死亡、减少,所以人的智力水平越来越低,人的活动能力越来越差,人的情绪越来越消极,人的精神状态越来越不好,所以就进入衰退期。
但是现在最新的科学研究发现,在人脑最重要的区域,学习了以后可能会生长出新的细胞,这是一个非常了不起的发现。这个发现从现代其它的学习技术和其它的科学技术的共用、共同发展来讲的话,可以给人的生命、给人的大脑带来新的动力,让人焕发出新的生命,这个完全是有可能的。所以你会发现,学习者不仅是越来越聪明,不仅对社会的贡献越来越大,不仅自己的生活质量越来越高,而且爱学习的人越来越长寿。所以为了长寿,也要好好学习。
当然,现在脑科学的发展和教育之间的联系,还是比较粗浅的阶段。这个地方是有着无限广阔的空间,可是由于近年来成像技术、信息技术等其它科学技术的整体发展,迅速推动脑科学的进步。这样的进步对于改进和创新学习教育,一定会起到越来越大的作用。所以我说现在的这样一个发现、这样一个发展好像是刚刚开始“小荷才露尖尖角”,但是“早有蜻蜓立上头”,它的未来是无限的。
谢谢大家!