第8章 优化学习环境、营造情感氛围的脑科学依据

长期以来，我们的教育改革实践总是重视学校正规课程的压缩、精简或充实、提高，推崇以“理性思维”为中心的学习观，却相对忽视了教学过程中其他因素，如校园环境、情感氛围等潜在因素的教学设计。这一做法暗含着一个假设前提：将教学过程仅仅视作一种大脑有意识的、能够外显化的信息加工过程，而将其他一些无意识的因素，如环境濡染、潜移默化等因素被漠然淡化了。

然而人类知识系统构成的实践却表明，人类不少习得的知识是在大脑无意识运作的情况下实现的，这也就意味着教学过程除了是一种大脑对外界信息的有意识的加工过程以外，还包括大量对外界信息的无意识处理。近年来脑科学界对于这种无意识认知的研究，尤其是对内隐学习、内隐记忆或无意注意的研究已渐成热点，虽然到目前为止脑科学尚未完全揭示出这些内隐认知的大脑内部生理机制和变化，但其作用和功效正日益为人们所了解，并对传统的只重正规课程的“外显”或“明示”教育产生了深刻的启示。

在现代脑科学中，补笔测验①———这个有趣而典型的实验反映的正是无意识的大脑活动机制问题：被试者在聊天过程中无意中注意到墙上的字画，自己却并未意识到，以至于在补笔测验中“不期然而然”地将“看”到的字在任务解决的过程中“释放”了出来。脑科学界将这类过去经验对后来行为与操作的无意识影响称为内隐记忆（Implicit M emory），与之相对立的是传统所指的需经有意识回忆的外显记忆（Explicit M emory）②。

虽然迄今为止脑科学对内隐认知的生理机制的研究尚未有足够的科学论证，但其潜在的功效却日益为人们所了解，并对教育产生了一定的启示作用。对于教育界而言，内隐认知以及启动效应研究至少说明了一点：人类对知识和经验的学习不单单是通过有意注意而习得的，在很多情况下，知识（隐性知识和显性知识）会通过学习者这种无意识的内隐认知而习得。对于过去的经验，不管你是否意识到，它都会对你今后的学习和生活产生重要的影响，因此在它看来，无论你是否专心注意到外界的刺激，这些刺激都会对你的认知产生一定的作用。显然，源于这一有趣实验而引发的认识似乎与教育界一直所提倡的“专心致志地学习才能有所收获！”的说法唱了“对台戏”，因为在它看来，大脑只要接触了某种刺激，即使没有对其进行任何专心致志的注意，对特定目标作出特定的心理反应，它也会对被试者的认知系统作出反应，只是被试者并未意识到而已。

这提示教育者在教学过程中，除了重视特定目标层面的有意注意的学习以外也不能忽视非特定目标的非特定心理的反应倾向，即应巧妙运用一些无意中可能会对学生产生作用的教育机会，如环境濡染、情绪影响等因素，发挥出其潜在无意识的学习功效，唯此才能充分达到教学优化的效果。有学者认为：内隐认知与外显认知的最大区别在于其是否动用了注意以及短时记忆机制。① 虽然这一说法尚未在脑科学界达成共识，但以注意机制和短时记忆机制为突破口，将是对内隐认知开展脑科学研究的一条主要途径。从注意的角度来分析大脑的活动规律，不难发现大脑对丰富的外界刺激除了有意接收外，还进行着无意接收。也就是说大脑所吸收的信息，除了直接领悟和直接注意以外，还包括吸收一些超出即刻注意焦点以外的信息和信号，即附带性或边缘性的注意，所以可以产生这种自动的、无需意识回忆的启动效应。心理学家们在过去15年采用精细的实验设计研究了无意识的内隐心理过程，取得了突破性进展。美国心理学家罗伯通过实验首先提出并界定了内隐学习的概念，他将内隐学习界定为无意识地获得关于刺激环境的复杂知识的过程。并认为以往心理学的全部研究仅仅是意识过程的变化规律，而这只是人类心理活动的一小部分，犹如海上浮着的冰山，露在水面以上的只是小小的山尖，更大的是水平面以下的无意识的心理活动，而这些无意识的心理活动由于不为人所知，充满神秘，所以常为人所忽视。对于以“人的发展”为宗旨的教育界而言，这一问题同样存在，以往的教学研究大多关注外显认知或行为的研究，而相对忽视了学生内隐认知或行为的研究。事实上，外显的认知和学习仅仅是人类学习活动的一小部分。

脑科学研究的一系列实验都进一步证实了人类内隐学习的存在。如典型的人工语法的研究中，被试者看起来似乎已掌握生成有结构的字母串中的语法规则；尽管他们说不出这些规则，但在问题解决的研究中被试者似乎学会了支配转换系统的内在原则。这说明内隐学习在语言学习过程中大量存在，而且具有明显的无意识特征。现已查明，具有无意识的心智过程包括内隐认知、长时记忆、自动过程、程序记忆、语义记忆、记忆中的想象、习惯推理、熟悉感等。② 这些大脑的无意识内存总是找机会发挥作用。由补笔测验可知，无意识心理过程在一定条件下自动投射到意识心理中来，这是心理活动的一个重要规律。

大量脑科学实证研究还发现：内隐认知与外显认知相比，神经细胞机制及活动有着显著的差异，表现出以下不同点：③

1畅 内隐知识能自动地产生，无需有意识地去发现任务操作内的规则，具有耗能小的特点。

2畅 内隐认知具有稳定性强、灵活性小的特点。内隐认知学习系统具有较强的耐久力和抗干扰性，它不受精神病或神经受损的影响，外显认知学习系统发生混乱时，内隐学习系统的功能依然完好无损。

充分了解内隐认知的机制及特点，对于准确地把握学生主体的内隐认知的教育价值，发挥其潜在的功效具有深远的意义。它至少向教育者提出了一个过去很少思考或被淡忘的问题———如何在教学的组织过程中充分发挥学生大脑的无意识作用及内隐学习这一宝贵资源，使其在必要时投射到意识中来，从而以“最小能耗”扩大学生的认知范围，达到真正的“教学过程最优化”目的。

由于“学习是有意识的经过意志努力的过程”的观念早已深入人心，根深蒂固，因此传统教育的主流一直强调外显的有意识的学习，而内隐的无意识的学习却被长期忽视。但与此同时，不乏远见的教育家对内隐学习早已予以关注，并在教育实践中加以运用。如我国教育家孔子，便是最早成功利用内隐学习的成功典范，他通过音乐教育，使弟子的精神境界得以不知不觉地提升；美国教育家杜威在其进步主义教育思想体系中将这种内隐的学习机制称为“同时学习”，而后其学生克伯屈在设计教学法中提出了“附伴学习”，都是指学生在“正式”的知识学习的同时，还学习到诸如理想、情感、态度之类的“情意学习”。而后者的学习通常是无意识的、不知不觉“累积”而成的，比正式的学习更为重要，而这些无意识的“累积”常常促成学习者性格的形成和发展。可以说，脑科学关于内隐学习与认知的理论和实验证据，极大地冲击了教育的固有观念，为教育改革提供了诸多启示和全新的视野。

积极创设并优化学习环境，充分发挥“环境濡染”作用。此处的“环境”并不单单指向传统的“自然环境”，而是指向一些更广泛意义的、对学生产生直接或间接影响的各种因素的总和，如社会因素、文化因素等，简单地说包括“硬”环境和“软”环境。教育学将这种教学计划外，并非与一定科目相联系且非教师直接教给的其他方面的习得界定为“隐性”课程。对于隐性课程，学生的习得通常是无意的，这种习得常常是学生感受的结果，何时获得这种感受一般不是事先安排的。这种感受发生、发展的过程也是自己未预期的，此时的“教师”是看不见的，此时的“科目”是无名称的。除了认知领域外，还有大量情感、态度、气质、价值观念等方面的习得，因此隐性课程对于学生而言，其习得的机制更多的是内隐无意识的成分。

对教师而言，在教学过程中教师向学生发出两类信息线索，一类是知识技能方面的明示教学线索，它是由概念、命题、原理、技能、策略等组成的评议和技术方面的信息，这类信息通常由外显的课程来承担；另一类则是暗示教学信息，是教师巧妙地运用自己的动作、表情、语言风格、气质风格、价值倾向、理想信念及课堂气氛，并把这些原本为不自觉的、非逻辑的信息，无意识地传递给学生，感染并积淀成学生的情感、态度、意志和信念，以其富有形象感的、使人愉快的非理性信息调控着教学活动，实现教学过程中师生间知识同步、思维同振、情感共鸣，达到教学优化的效果。显然，对于教师而言，在这一传授的过程中既包括了外显学习的有意义成分，也包含了内隐学习的无意识成分。

而在接受环境濡染的过程中，学生进入角色的过程是自己不期而然实现的。他们不会听到平时课堂中常听到的“你应当做什么”、“你应当怎么做”，面对感人的情境、优美的艺术、和谐的环境、亲切的语言，当学生无形接受所有这些给自己的教诲时，没有赤裸裸的说教，没有过多的唠叨，更没有板着面孔的“灌输”，有的只是平等、主动、和谐与愉快。而这种从环境濡染中所获的内隐认知，通常是情感糅合的，能持久地保持，虽不如常规课堂教学一样立竿见影，甚至在习得之时自己都未能立刻意识到，但一旦习得，常常会比一般学术性知识的习得更持久地留存下来。

而优化环境的重要性，除了体现在为学生提供大量内隐学习的机会和空间以外，还在于所提供的丰富环境本身对大脑成长的特殊功效。关于这一点，脑神经科学家关注至今。神经解剖学者戴蒙（M arian Diamond）做了一组非常有意思的实验同样可以证明这一点。

这一经典的实验所提供的结果①进一步指出丰富环境不仅能够促进大脑皮质的成长，而且还可以促使其边缘系统的成长。戴蒙的学生约克最近呈报给神经科学学会的报告中指出，丰富环境中的老鼠的海马中长出新细胞，海马对形成和唤回长期记忆是绝对必要的。这表示一个最佳丰富环境有可能提高人类形成与唤回记忆的能力，因此丰富的环境对一些在形成或唤回记忆方面有退化现象的人来说能够产生有利的影响。众多有关外界环境与人脑发育关系的研究都证明：丰富环境通过无形的濡染作用对大脑所产生的感觉刺激一直比那些未接受等量感觉刺激的大脑更强烈。

这在人类身上已有初步证实，一项在对长期受虐待的孩子进行的研究发现，由于孩子从一开始就失去了与外界环境和家人的积极交流与情感互动，他们的脑发育也和正常儿童有着非常明显的差别。受虐待孩子的脑的发育，显然不如正常儿童，尤其是在与情绪有关的颞叶部位①，他们几乎没有什么发展。这项研究成果表明：积极的情感支持和丰富的环境刺激对大脑产生的刺激会增强大脑的发育成长，而人类大脑必将也会以戏剧性地迅速生长来回应丰富环境。同时也从另一角度说明丰富环境濡染和宽松的情感氛围对大脑成长的重要性。

因此，在脑科学研究成果的论证下，适宜的教学环境的内涵更加丰富，其中包括：提供积极稳定的情感支持；提供丰富的营养；提供全面的感官刺激；创设宽松氛围，消除过度的压力和焦虑；营造丰富有趣的学习气氛；提供学生社会交往的机会，使学生成为主动的参与者而不是被动的观察者等。显然这些建议不仅涉及教育管理学、教育心理学，还涉及学校卫生学等诸多教学领域的理论和实践。

如果说传统的教学过程只关注外显的正规课程，即要求学生必须作出意志努力才能获得有关系统知识的话，那么基于脑科学研究的教学优化过程则提出了新的要求：即还应关注利用学生大脑无意识的心理活动机制来摄取教学环境中的经验，从而大大激发学生蕴藏的心理潜能，把大脑中无意识和有意识的心理活动有机统一起来，极大地拓展信息刺激的容量。

寓教于乐，营造宽松愉快的情绪氛围。虽然脑科学对人类情感“深且多”的复杂性尚未作出完整有效的解释，但情感和认知的交互作用已广为人们所接受。其情绪通路的解剖图。

传统的神经科学认为信息加工通道应该是：外界信息 －新皮质 －边缘系统－全身其他区域②。但是美国纽约大学神经科学中心约瑟夫·勒杜最近发现了另一条新的信息加工处理的途径 ③，而且这种途径可以比通过新皮质思维中枢的途径更有效、更快。

勒杜发现，对人的情感反应的杏仁核可以单独对信息作出反应而不必通过新皮质处理。勒杜的这一革命性的研究发现推翻了传统认为“情绪反应须事先经新皮质的信息处理”的观点，并指出情绪中心杏仁核可以直接激发人们诉诸行动。这证明了人对信息加工的通道不仅仅是新皮质对信息的加工，而且情绪自身对信息也会作出直接的反应。

显然，这一发现赋予情绪以全新而重要的活动机制及功效，突破了以往认为情绪只有依附于认知才能发挥作用的传统认识。同时表明：人类一旦无情绪评估，就无法把握环境刺激。情绪主司———杏仁核及相关边缘系统与新皮质的联系，是思维与情感和平共处、协调合作的关键。杏仁核掌握的情绪具有干扰思维的强大力量。① 所以，不难推想为什么当我们烦躁不安时，我们常感到“简直无法思考”，这也是为什么长期的情绪困扰会导致人类的智力缺损，剥夺他们的学习能力。简单地说，大量有关情绪及认知的脑科学研究都表明，愉快的情绪有助于个体认知问题的解决，而悲伤、害怕等消极情绪则不利于个体认知问题的解决。Sylwester（1995）指出：位于边缘系统的杏仁核所引起的情绪是教学过程中极重要的一部分，它可以驱动注意，从而驱动学习和记忆。

近年来脑科学研究发现，知识积累的长时记忆的分子生物学基础相当复杂，不仅包括不同神经细胞间信息神经递质、受体、离子通道等分子，还包括细胞核内的基因调节表达的过程。例如①，其中一种简写为CREB的核内蛋白质就成为长时记忆形成中的一种关键分子，它的激活通常经过递质 －受体－细胞内信使等数十种分子链的传递过程；此外还发现有一种类似激素的小分子（38肽）可以迅速激活CREB，可以径直通过细胞膜至核膜，钻入核内快速激活基因调解蛋白质。而这种类似激素的小分子实际上是快乐情绪的产物，这个发现有可能解释快乐情绪背景下长时记忆不但容易形成而且能维持长久的观点。

脑科学家还发现，大脑中有愉快感时，它会分泌一种叫培他－内啡肽的物质。研究还发现这种内啡肽增加等大脑活动现象通常会出现于对各种事物上瘾的人的血液中，如网络瘾、工作狂等②。这种发现可以为许多孜孜不倦的探索者乐此不疲地进行创造工作的现象作出一种富有说服力的解释，正是这些大脑内部物质的变化，使他们享受到别人感觉不到的快乐。而这些快感，正是其不倦探索的原动力。这一系列的脑科学研究成果对于教育的启示是直接而明显的，即情绪系统会直接影响并驱动学习、记忆的认知系统，快乐的情绪由于触发了脑内的物质改变，从而引发对长时记忆或学习动机的激活和维持，进一步提高了其认知倾向和水平。

所有这些有关“情绪与认知”的脑科学认识，为我们加强对知识的巩固提供了有别于传统认知加工的另一条途径———使大脑在积极情绪引导下，进入“放松的警觉”状态，从而更好地加强对知识的巩固和记忆。这种做法无疑对传统“学海无涯苦作舟”的观念发起了冲击，使我们更加关注寓教于乐对于知识的巩固和记忆所产生的重要作用。并对学习环境及情绪氛围的创设产生如下启示：

● 设计积极愉快的情绪氛围，使学生在适合其情绪状态的各类活动中，获得最大的认知层面的动力激发和意志努力。

脑科学的研究证实了认知的主导动机常常与某种积极情绪体验的活动相联系。因此，当教学过程本身不足以使学生感到愉快时，情绪系统本身“趋乐避苦”的特征或社会要求与学习者自我意愿便会产生矛盾冲突，从而影响到认知的进一步进行。于是，不难发现，许多学生虽然在学习过程中非常明确学习的目的及重要性，但常常无法摆脱消极情绪的负面影响，而产生脱离学习目标的行为，最终影响了学习目标的达成。因此，必须重视情绪追求的内在驱动和自我调节功能，加强教学过程本身的情绪吸引力，使学生能从学习中获得尽可能多的情绪满足，从而使其学习动机能够从学习过程中不断得到强化。唯此，学习才不会变成在外力作用下的“迫不得已”的“苦差事”，而是一种在情绪上达到自我满足的过程。

在课堂教学过程中，学习的意志努力对学生学习动机和行为的支配、调节，在很大程度上是通过情绪发挥作用的。如果没有积极情绪的参与、支撑，学生的意志努力就会在行为层面显得枯燥无味，脑科学关于情绪通道的研究也支持这一结论，同时这一点可在学生对“困难”的心理反应的特点上加以理解。以往人们对“学习困难”的理解多局限于在认知能力的范围，很少从情绪的角度加以界定。其实，对于学生而言，“困难”具有强烈的情绪特征，其复杂性和阻碍性更多的是与情绪体验相联系，如果学习中的某种“困难”是在伴随着积极的情绪体验的活动中产生的，则学生通常会视之为一种有益的挑战，看作是一种促使自己不断提高和发展的契机，因而他们会以跃跃欲试的心态去对待它，并以克服它为乐。换句话说，此时学生去克服困难已有满足和享乐的性质。反之，如果学生的某种“困难”在消极情绪体验的活动中产生，那么学生通常会视之为一种痛苦、难受的差事和负担，甚至视为对自尊心和安全感的阻碍和威胁，因而会明显地表现出退缩、甚至抵触的倾向，至多尽义务式地或应付性地努力一下。因此对于教育者而言，除了在教学过程中关注认知的发展以外，还应该使学生处于一种低威胁、高挑战的“放松警觉”状态，从而有助于提高学生的意志能力。这在某种意义上也应验了脑科学所证实的情绪这一独特通道对认知所起的重要作用。

● 关注学生本身的情绪智力，培养健康良好的情绪状态。

脑科学已经发现了情绪通道的存在，并证实了情绪对认知的重要功效。对教育者而言，这一研究成果除了为宽松的情绪氛围创设提供了充分的脑科学依据以外，更重要的是提示教育者在教学中要更加关注学生主体的情绪状况。美国哈佛大学著名的行为与脑科学家丹尼尔·戈尔曼（Daniel Go‐lem an）在其力作枟情感智力枠（1995）、枟情绪脑枠（1996）都提及情绪智力的概念，对经典的智力概念发起挑战，认为我们具有两个大脑、两个中枢、两种不同的智力形式：理性的或情感的，而人生成功与否取决于这两者的协同作用。虽然，“情绪智力”这一说法并不具有严格的科学性，但这一新概念把情感教育引入学校、引入课程，对学校功能重新定位，扩大了学校的教育使命，使情感与社会生活本身成为学校教育的重要主题。

他还将人类的情绪智力划分为以下几个重要成分①：自知（self‐aw are‐ness）、自我调节（self‐handling）、动机（motivation）、同情（empathy）和社交技能（social skill）。并且指出这些情绪智力的重要组成部分是可以通过学习获得的，其内容着眼于儿童的实际生活，看似琐碎，但我们未来的教育———健康健全的下一代———正有赖于此②。这项研究无疑为提高学生的情绪智力提供了可操作的建议。近年来国外教育界人士就以此为理论依据，主张在课程中增设“社会情感学习”（Social and Emotional Learning，简称为SEL）的项目③，以此来预防学生不良情绪和行为的发生，并培养学生良好的情绪智力。

● 注重内隐学习和认知的积累效应，促进自动化水平，尝试“增效减负”。

心理学家认为④，人的某些心理行为或技能经过多次重复后便会转化为自动化的心理行为或技能习惯。在初次实现某一心理行为或技能时，由于人对其中的联结还很陌生，因此速度很慢，需要人脑意识水平的高度参与和监控来保证顺利进行。随着心理行为或技能的多次重复，其中的联结日益牢固，速度日益增加，实现或完成这一心理行为或技能所需要的意识水平的参与和监控便渐渐降低，最后达到无需意识水平的参与和监控。需要指出的是，人的心理行为或技能水平的“随意化”或“自动化”，并不代表它已经不复存在，实际上它存在着，发生着，只是因不需要意识水平的监控而不被人意识到而已。显然，这种自动化加工也属于内隐学习的一种。

在大力倡导创新教育的今天，除了重视常规的、有意注意的学习以外，还应提供大量直接的活动经验。通过学生反复的技能训练，充分发挥脑的自动加工能力，引导学生通过内隐学习获得发展；而其“耗能少而稳定性强”的特点可以使人类大脑资源投入其他相对较难的活动中去，最终使学习的效率得以提高，达到减轻学生学业负担的重要目的。当然，自动化加工能力的促成离不开机械记忆的参与，在当今的教学中一味地强调启发性，而对学习过程中记忆的作用特别是机械记忆的功能大大忽视了，甚至有人将机械记忆与死记硬背简单地等同起来，忽略了内隐知识的积累和储存。因此在大力提供创新教育的今天，在应用脑科学关于内隐认知成果时切不可矫枉过正，从一个极端走向另一极端，而应切实运用，注重机械记忆和意义记忆的结合，注意无意识和有意识的结合，更好地发挥自动化加工的内隐学习功能，从而提高教学效果。

脑科学关于内隐学习的研究尚处于探索阶段，许多问题尚待深入研究，如为什么有意识地外显加工的效果劣于内隐加工，内隐加工和外显加工如何相互转化和协同作用？但就目前的内隐学习的研究而言，它已经在探明人类获得知识的心理机制方面提供了全新的视野，对教育实践也具有启发和指导作用。它至少启发我们思考这样的问题：为什么不在教学过程中尝试着用更宽松自然的方法，让学生内隐地去获得有关的知识，从而达到科学“减负”的目的呢？