腦科學視角下的學習

　　學習的神經(jīng)機制有賴于突觸的形成。由于突觸的修剪遵循“用進廢退”原則，因此一次或者幾次刺激所建立的神經(jīng)連接很快就會消失。只有刺激或信息在腦內重復的次數(shù)足夠多，神經(jīng)元之間的活動足夠多，連接它們的突觸才能足夠穩(wěn)健。在經(jīng)過大量重復刺激后，神經(jīng)元對這些刺激會產(chǎn)生高效優(yōu)化的反應，這樣不同腦區(qū)之間的腦回路逐漸形成，也就完成了“學習”過程。所學的知識在腦內“嵌”得越深，我們就越容易回憶和使用它們，這是學習發(fā)生的主要生理機制。就如同我們來到一個陌生的地方，需要反復通過查看地圖、向當?shù)厝藛柭芬约皩嵉靥讲榈确绞絹硎煜し轿?，通過了解去某地的路線及其周圍的環(huán)境，來學習并記住與這個地方相關的人和事。

　　我們知道，一個嬰兒從出生開始，幾乎就像一張白紙。那么，他是從什么時候開始學習的？又是以什么方式進行學習的？這里我們要介紹人腦學習的兩種方式：模仿學習和統(tǒng)計學習。

　　模仿學習。兒童的學習過程究竟是如何開始的？也許從出生之后就已經(jīng)以模仿的方式開始了。當父母對著出生僅40分鐘的嬰兒伸舌頭的時候，雖然嬰兒還不知道什么是舌頭，之前也沒看過伸舌頭這個動作，卻可以本能地以吐舌頭的動作作出回應。而在隨后的幾個月里，嬰兒很快可以模仿父母和家人的其他行為，比如微笑、拍手等。

　　盡管我們能夠預料到這些行為的發(fā)生一定取決于腦，但其中的腦機制一直是不解之謎，直到科學家發(fā)現(xiàn)了鏡像神經(jīng)元。

　　鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)，需要追溯到20世紀90年代，可以說是意大利神經(jīng)科學家在研究猴子運動皮層活動時的意外發(fā)現(xiàn)?？茖W家希望通過教會猴子剝花生，來觀察它們的大腦是如何調控手部動作的。按照預想，猴子要完成剝花生的動作，就需要激活大腦額葉的預動區(qū)，啟動之前某些時候已經(jīng)學會的動作順序，從而激活大腦中與這些動作有關的運動皮層，并發(fā)送指令激活完成這些動作所需要的特定肌肉。但是，讓科學家意想不到的是，他們發(fā)現(xiàn)當一些猴子只是看其他猴子做這些動作時，它們大腦的預動系統(tǒng)也被激活了?？茖W家推斷：在我們觀察他人時，大腦特定的肌肉和腦區(qū)也會得到相應的激活，而這些肌肉和腦區(qū)與被觀察者激活的區(qū)域是重合的。在后期研究中，這些起預動作用的神經(jīng)元系統(tǒng)，就被稱為鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)。

　　鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的存在，幫助我們解釋了嬰幼兒是如何學會說話的。在聽到別人的話語時，嬰幼兒的腦中便會激活發(fā)音吐字順序相同的區(qū)域。因此有研究者提醒初為父母者，在教嬰兒說話的時候，不要只是丟給他們一個錄音機或者講故事機，而是要抱起嬰兒，和他面對面保持眼神接觸，同時以緩慢的語速、悅耳的聲調、夸張的口型，時而加重語氣，時而重復詞句，娓娓道來地和嬰兒溝通。這樣的言談方式能吸引嬰兒的注意力，更有助于他們啟動鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，促進語言的學習。

　　從模仿他人的行動中學習是人類文化的一種根本機制。兒童在觀察別人的言行、看別人訓練時，也在激活和塑造自己大腦中相應的腦區(qū)。比如家長和教師應該都曾經(jīng)注意到，小孩子總是會聚精會神地關注大孩子的動作，并嘗試模仿；再比如有的兒童專注地看同伴動手組裝玩具，此時雖然他沒有親自去動手操作，但是他腦中和動手組裝玩具有關的腦區(qū)都會活躍起來。也就是說，兒童在觀察別人組裝玩具的過程中，通過觀察別人的言行，學到了新知識。

　　從這個角度出發(fā)，家長和教師日常生活中的行為和言談，其實也都是給兒童青少年作出的示范。想象他們一年365天都在目睹著我們的舉動，我們會對他們產(chǎn)生什么樣的影響？他們又將會受到什么樣的熏陶？這就提醒家長和教師，那些我們引以為傲的行為，那些我們期待兒童青少年能做好的事情，我們自己首先要做好，給兒童青少年榜樣的力量。反之，那些我們自己都不認同的事情，不希望兒童青少年去模仿學習的行為，就要少做，哪怕只是一些無關痛癢的事情。古人云：勿以惡小而為之，勿以善小而不為。對于模仿學習中的兒童青少年來說，家長、教師以及身邊重要成年人的以身作則，尤為重要。

　　統(tǒng)計學習。1996年《科學》（Science）雜志上發(fā)表了一篇文章，研究者給8個月大的嬰兒聽一些無意義的人造語言，bi-da-ku-pa-do-ti-go-la-bu-bi-da-ku……這些人造語言之間并沒有刻意地停頓，只是同一個單詞內幾個音一起出現(xiàn)的概率，大于那些在單詞邊界上不屬于同一個單詞的兩個音出現(xiàn)的概率。研究者讓家長抱著8個月大的嬰兒，用一個藍色企鵝吸引他的注意力，同時播放希望讓嬰兒學習的人造語言聲音。當嬰兒聽到多次重復出現(xiàn)、已經(jīng)學會的聲音（比如bi-da-ku）時，就會看向沒有藍色企鵝的另一邊，而另一邊有一個大熊貓敲鼓的玩具，這時就會開始發(fā)光并敲鼓，意思是鼓勵嬰兒“學會了”。通過這個實驗，研究者發(fā)現(xiàn)嬰幼兒學習語言是利用統(tǒng)計規(guī)律的。

　　如果以嬰兒學習中文為例，可以理解為嬰兒能夠把媽媽說的一連串的聲波理解成一個個獨立的詞，并且統(tǒng)計出來。比如“寶”和“貝”經(jīng)常是一起出現(xiàn)的，所以“寶貝”是一個獨立的詞語，盡管他們也經(jīng)常聽到“可愛的寶貝”或者“親愛的寶貝”，但顯然“的”和“寶”在一起，并不是一個獨立的詞語。我們也可以理解為，這就是語感形成的過程，通過統(tǒng)計出現(xiàn)的概率，總結出某種語言的規(guī)律。

　　這也就提醒我們，在教授兒童時，應該選擇符合兒童腦學習規(guī)律的方法。考慮到兒童是靠統(tǒng)計概率的直覺來學習的，我們在教授新知識時，就應該給他們足夠的時間和空間，去反復接觸新的信息和刺激，讓他們的大腦有機會通過統(tǒng)計學習的方法，總結出自己所理解的規(guī)律，而不是不顧他們認知發(fā)展的特點，直接教授復雜的知識，特別是難以理解的原理和公式。

　?。ㄕ浴赌X力覺醒：人腦天生愛學習》 宋美霞 著 華東師范大學出版社）

《中國教育報》2024年11月20日 第09版