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建构主义”新说——从脑神经科学角度理解学习的“建构”本质

  研究培训的人是不是都听说过“建构主义”?

 

  西方的认知理论演变,从行为主义到认知主义,最后发展到 90 年代兴起的建构主义。但究竟为什么称为“建构主义”(Constructivism)?建构什么?似乎听起来很抽象,很难理解。恰好近期对脑神经科学感兴趣,从脑神经科学中发现了原来学习的过程,就是脑神经细胞的建立和重构,算是为解释建构主义提供了一个形象生动的说明。

 

  我们先来回顾下建构主义的提出过程。建构主义的概念最早是由瑞士的皮亚杰(J. Piaget)提出的,他是认知发展领域一位非常有影响力的心理学家,他所创立的关于儿童认知发展的学派,被人们称为日内瓦学派。皮亚杰认为儿童是在与周围环境相互作用的过程中,逐步建构起关于外部世界的认知,从而使自身认知结构得到发展。认知的过程伴随同化、顺应、平衡,逐步建构起儿童的认知结构。

 

  所以,从最本源的理念提出来看,建构主要是指认知结构的建构。但是,建构和认知结构都是抽象名词,从一个学习者角度,无法很好地想象,建构是怎样发生,而认知结构究竟是一个什么样的存在。

 

  但是脑神经科学为我们揭示了一个具象而又有趣的事实,就是建构是以神经元细胞为基础单位的连接或重构,每个人的大脑中都存在一张巨大的神经网络来存储我们从外界获得的信息。认知结构是以物质的形式存在于每个人的大脑中。

 

  诺贝尔奖获得者埃里克·坎德尔和其他人的研究结果展示了当我们学习时,大脑细胞是如何改变的,神经元又是如何接触的——学习发生时,神经元末端首先会膨胀,随后摆动,进而分裂成两条分叉,形成新的投射,并通过突触与其他神经元之间进行连接。这个神经元就是大脑储存信息的基本单位,神经元之间的连接,就是不同信息之间的联系纽带。(引自《全脑体验》)

 

  所以,脑神经科学为我们揭示了,学习是在学员的大脑中所产生的变化。学习在大脑中创造出结构性的改变,为已知的部分添砖加瓦,在现有的基础上改变行为。就是说你正在接受到的一个新名词、掌握的一项新技能,可能是以一条神经元的形式储存在大脑中的。学习改变了脑细胞沟通的方式,创造出新的突触,并使大脑的组织方式产生变化。

 

  值得注意的是,学习刚结束时,刚生成的神经元连接是比较容易脆弱的,一旦没有及时强化这个连接,很可能连接就断了。这意味着这个信息就被遗忘了。神经元产生连接后,如果连接被调取的频率越高,这个连接就变得越强大、越快速、越有效。

 

  当我们学习时,大脑发生实质性的改变,一部分是因为突触连接数量的增多。达尔文本人注意到,野生动物的部分大脑区域比家养动物大 15%-30%。在伦敦大学学院的研究显示,相较于一般民众,伦敦出租车司机的海马体体积较大,至于更有经验的出租车司机海马体体积又更大。海马体是大脑中主管记忆的组织,以形似海马而得名。因为出租车司机要记忆城市街道中的多条线路,因此这个区域相较于一般民众更为发达。这个实验证明了学习确实对大脑的结构有实质性的改变。

 

  那么,这个脑科学方面的发现,对我们理解建构主义的核心理念——以学员为中心有什么启发呢?

 

  第一,以学员中心是因为要去改变学员大脑。既然学习是发生在学员的大脑中,而不是在教师的大脑中。因此我们将不得不考虑放下以教师为中心的至尊感,而去关注我们教授的内容和传递信息的方式,怎样才能有效进入学员的大脑,进而改变他的认知结构。

 

  第二,新知识要和学员熟知的情景、事物做关联。神经元细胞的生成和连接,生动地揭示了,学习的过程是在旧知和新知之间产生关联。以学习者过去的经验,解释新接收到的信息,在两者之间建立一个有效的关联。

 

  这对于教学有什么启发呢?如果教授一个新的知识点,最好能够激发学员大脑中相关的记忆储藏,或者用学员熟知的场景或事物打比方,这样能够更好地激活学员大脑中已有的神经元,准备好和你将要讲授的新知识建立连接。如果这个场景或事物足够常见,会更加有助于学员回忆起所学的知识。

 

  举个例子说,有位学员的课题是讲设备维修的,这本是非常专业的内容,新手不易于理解,但是如果用中医的望闻问切来解释,就会很有代入感,能够很好地理解设备维修的内容。因此“望闻问切”是一个常人所熟知的道理,在学员脑海中有个非常粗壮牢固的神经元,新知识和这条神经元“抱大腿”,容易被记忆,也更容易被提取。

 

  再如,财务的课程通常比较专业和枯燥,太多的专有名词会让学员无所适从。但是如果用个人家庭资产负债表来打比方,就会容易理解,记忆也会更加牢靠。

 

  反之,如果没有办法很好地激活学员已有的知识,学员可能要花费大量的能量去记忆(俗称死记硬背),或者因为这些信息就成为学员大脑中的漂浮垃圾,无所依附,离开课堂以后,很难回忆起来这个知识点。而没有记忆,就谈不上运用。

 

  第三,有规律的重复有助于强化记忆。记忆是在大脑中形成的神经网络,为了防止脆弱的神经元断开,做些什么可以让我们脑中的神经元连接更牢固呢?这些就需要对学习内容进行不断重温,直到神经元牢固地连接在一起。

 

  在一个片段学习之后复述、分享,做一些练习,或者间隔性重复,有助于不断强化神经元之间的连接,直到可以牢牢存在于大脑之中,变成大脑中长期记忆。还记得艾宾浩斯遗忘曲线吗?这个遗忘就是意味着信息在大脑中的神经元连接断了,因此不能被学习者长期记忆。

 

  因此,我信奉的原则是“三多原则”:少就是多、慢就是多,短就是多。在课堂上不需要给学员太多的知识点,为了完成教学任务一味枯燥地讲授灌输大量的知识点。需要把每个学习单元划分成一个 20-30 分钟的迷你单元,每个学习的过程,都有勾、学、练、查的过程,让学员想一遍、学一遍、做一遍、说一遍,才会有助于长期记忆。

 

  最后,脑神经科学还为我们揭示了顿悟这个有趣的现象。以前我们说灵光一闪,以为只是一个形象化的描述,是否真的存在这样一道光,其实不知道。但是脑科学为我们展示了脑电波,当我们得到顿悟的时候,原来在大脑中真的形成了脑电波。当人们在产生新鲜想法或把两个好点子串在一起的时候——也就是灵光一闪的时刻,我们大脑中可以被检测到一种活动频率特别高的脑电波,它被称为“伽马波”,频率一般在 25-100 赫兹。点子的产生原来也是大脑中的神经元连接。

 

  以上我们从脑神经科学的角度,解释了学习过程中大脑真实发生的“建构”过程。虽然在提出建构这个认知学的概念时,可能皮亚杰并未曾有过脑科学方面的研究,但是这个名词却意外但是形象地反映了大脑中神经元的连接和重构过程,从而让建构主义的主张有了一个更有科学依据、更生动形象的解释。

 

  当我们更好地理解大脑是如何学习的时候,才更有可能对教学设计有根本性的理解和运用。

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