——读威利斯《点燃学生的学习热情》一书有感

在过去漫长的岁月里，教育始终是基于经验的活动，虽然人们一直强调教育的科学性，教师的专业性，但其实与之很有很大的距离。随着脑科学研究的日趋深入，人们对大脑的运作机理有了更多的认识，这给教育也带来了改变的新契机，教育成为一门科学、教师走向专业也有了更加厚实的基础。

朱迪·威利斯是一位脑科学专家，也是一位中小学教师，她长期致力于以脑科学为基础的教学策略的研究，是一位将科学理论和教学实践相结合的一线教师。她的《点燃学生的学习热情——基于脑科学的教学策略》一书，是一本很值得今天的教师认真研读的研究作品，书中提出的很多观点都值得我们深思。

一、大脑的可塑性

大脑的发育大体上什么时候完成？

在过去，很多人都以为人的大脑的发育，在出生之前就基本上完成了。现在看来情况并非如此。大脑确实是人体中发育较早的部分，在胚胎发育的第四周，每分钟可以生长出100万个神经元，在随后的几周，这些细胞逐步形成脑体，长出轴突和树突的分支。连接神经元、树突和轴突的突触连接，其生长速度达到最大值，即每秒钟产生200万个连接。胎儿出生前最后几周，多余的神经会被修剪。不与相邻细胞结合的神经元会因为孤立而死亡，留在连接网络里的神经元会形成不同回路，各自发挥作用。

尽管大部分神经元在婴儿出生时就基本发育完成，但在婴儿出生后，脑细胞数量仍然在不断增长，脑灰质会随着孩子年龄的增长再次突增，数量和连接在11岁左右达到高峰。大脑会随着输入通道的增减重塑或者重组树突之间的连接网络，并通过相互连接，在神经元之间建立联系。随后进入新一轮的修剪期，将回路中那些平时不常用的或者基本不用的部分修剪掉，让大脑回路能够流畅地开展工作。

大脑的前额皮质是最晚成熟的部分，这部分脑区负责控制情绪稳定、道德推理、综合判断，还负责执行加工的职能，比如注意力的集中、规划和优先排序等。对于青少年阶段的孩子而言，由于大脑的这一部分发育尚未完成，会导致他们在平时的生活中出现情绪不稳定、不可预测的状况，甚至会做出一些影响其一生的非理性行为。近些年频繁出现的各种校园暴力、网络暴力等事件，与此是有一定的关系的。这也提示我们孩子来到学校，绝不仅仅是向他们传授学科知识那样简单，给学生创造安全无忧的栖息之地、营造良好的情感环境、在同伴互助、学习榜样行为的过程中帮助学生建立身份认同，是学校和教师、家长应特别关注的。

新细胞的连接即树突的生长会伴随人的一生。与学习有关的活动，比如让学生掌握学习技能、帮助学生获得学习的经验，引导学生善于获取并判断信息的价值等等，都能增加树突的规模和数量。促进储存记忆的神经元在20岁以后确实不再生长、更新，但从神经元延伸出来的树突会不断延伸，和其他树突连接并形成新的通路，这个过程会延续一生。

树突的这一特点提醒我们，大脑具有强大的可塑性，会随着人从各种感官获取的信息，以及因此而唤醒的神经回路的工作状况而进行重塑。如果神经不再使用，就会被修剪。频繁使用的大脑回路会畅通无阻，很少短路，不用的部分则被修剪或彻底清除。

二、学习的有效性

人们通过各种感官来获取信息。这些信息先被特定的感觉接收器编码，随着身体或者皮肤的神经流动到脊髓，通过网状激活系统到达大脑的特定区域。通常情况下，这些被编码的信息会先被带到大脑的边缘，杏仁核是颞叶边缘系统的一部分。信息只有通过杏仁核才能进入海马体，然后通过海马体进入前额叶存储区域、联合区域以及加工区域，同时将之前存储在这里的潜在记忆激活。被激活的潜在记忆只要传回到海马体区和颞叶的邻近区域，就能与新信息形成关联记忆。

这样的一个过程，形成了一个信息流动的回路，并在不同的神经元之间建立了联系。从脑科学的角度看，学习就是增强神经元与神经元之间联系的过程。我们在练习某项技能（比如说学开车）的过程中，经常会就一个动作、一个行为反复练习，而每一次练习，就是一次唤醒神经元回路的过程。如果某个记忆被多次唤醒，它的神经元回路会由于反复激活而异常发达。唤醒信息的次数越多，连接新旧记忆的树突数量就越多，大脑检索记忆和再现行为的能力就越强。新手在开车的时候总是抖抖霍霍，老司机则能同时做几件事情，这与老司机反复训练的次数多了，神经网络连接更加有效，执行同一个活动所需要的大脑代谢的需求量减少有关，可以让他留出多余的脑能量和空间用于其他的活动。

由此可见，要让学习有效，需要关注如下几个问题：

一是不要让杏仁核受到过度刺激。杏仁核决定了一个信息是否能够被推送到大脑的相关部位，因此对杏仁核的保护就显得非常重要。在适度的刺激下，杏仁核能够较好地发挥出其应有的状态，促进信息的传递。但如果杏仁核受到过度刺激，产生压力，神经代谢活动就会出现异常，新信息就不能通过杏仁核进入记忆存储和推理中枢。学生如果长时间处于一种焦躁的状态、心理负担很大、对学习有一种厌倦感，他大脑中的杏仁核就会出现异常反应，阻止相关信息的推送。

二是要注意劳逸结合。当你觉察到孩子在学习之中出现疲劳等症状的时候，要创造条件帮助他们放松身心。5-羟色胺、色氨酸、多巴胺等神经递质负责在突触间传递信息，持续的学习活动必然伴随着这些神经递质的损耗，如果能在学生的神经系统崩溃之前让他们的大脑获得休息，损耗的神经递质可以在几分钟内恢复。不光要关注学习期间的劳逸结合，也要关注每天的劳逸结合。研究表明，如果一个成年人每天能够实现6-8小时的深度睡眠，会让记忆水平的信息的敏感度提高25%。另一项关于成绩差的学生的研究表明，他们睡眠的时间比优等生平均少25分钟，上床睡觉的时间平均推迟40分钟，睡眠少于7小时的青少年即便增加白天睡眠时间，也会伴随情绪低落以及其他行为问题。

三是不要进行机械记忆。如果没有情境，练习与练习之间没有关联，所学内容与学生生活没有关系，你们学生记忆内容只能保留在其大脑的边缘区域，不能进入前额叶的存储区域。而通到边缘区域的神经通道很少，这些孤立的记忆碎片很难被找到。特别是在信息时代，这些需要花费苦力来记忆的信息，已经完全可以由便携的智能设备来储存，根本没有必要花费这些精力。

四是要提倡多元参与。教师促进学生大脑发育的头等大事是帮助建立更多的树突和突触之间的连接。这就需要帮助学生运用多种感官、多种方式来参与学习，通过各种关联来讲解关键性的知识。多种感官、多种方式的学习，可以促进学习过程中多个神经回路的生成，在更多的神经元之间建立连接。将学习和生活、与学生的个人经历、与以前学过的知识等关联起来，也容易唤醒学生头脑中的潜在记忆，让建立起来的神经回路更加通畅。在建立起这样多元的回路之后，如果在辅之以针对性的反复训练，则学习的效益将大大提升。反过来说，有效的学习能够激活学生的多个感官通道，促使新知识在大脑中的回路通联，帮助新知识记忆存储区域。

三、压力的破坏性

在前面的讨论中，已经涉及到不少有关压力的话题，这里再做一些讨论。

我们都知道，在学习的过程中，低压力、有兴趣、知识与以往知识相关联，这样的学习才有效。但现实的状况并非如此，孩子们总是生活在压力很大的学习环境之中。

学习的压力主要由如下几个方面的因素所导致：一是内容过于抽象。教科书中的不少学习内容，编写者在编撰的时候，较多关心的学科自身的结构以及知识体系，较少从学生的视角来考虑；二是学习远离学生的生活。学习基本上完全脱离了儿童的兴趣和生活经验，大量冰冷的数据充斥着孩子们整个的求学生涯；三是很多学习内容已经掌握，但还是要跟着全班同学再学一遍；四是有很多难以理解的学习内容，虽然教师作了讲解，但依然莫衷一是，不知道该如何去做；五是学习方式枯燥、乏味，不能调动学习的兴趣，激发学习的热情；六是学习环境本身就给人一种不安全感，学生不敢自由地发表对学习的看法，教师威逼式的学习任务，常给学生带来巨大的焦虑和烦躁……

换句话说，课堂的环境和氛围、学生与书本之间的关系、学生与学生之间的关系、学生与教师之间的关系，都有可能在无形之中给学生带来压力。如果课堂上的愉悦和舒适被同质性取代，自发性被一致性取代，大脑就无法有效执行信息加工功能。而影响舒适水平的因素不外乎以下三点：一是学生的自信，二是学生对教师的信任和喜欢，三是支持性的课堂环境和班级群体。

在压力状态下，信息无法通过杏仁核进入高阶思维，无法进入记忆存储中心。如果焦虑和压力持续时间比较长，就会破坏海马体神经元树突和突触的连接。来自课堂或其他地方的压力如果与焦虑、害怕有关，大脑将释放一种名为三甲基锡的化学物质，破坏脑细胞发育。

当我们向学生传递压力的时候，我们要想明白，我们期望得到的究竟是什么？

    《点燃学生的学习热情——基于脑科学的教学策略》 [美]朱迪·威利斯/著  吕红日 汤雪平/译  中国轻工业出版社  2016.03