回顾“香山科学会议”精神,科学开展脑力“革命”
香山科学会议是由国家科学技术部(原国家科委)发起,在科学技术部和中国科学院的共同支持下于1993年正式创办,相继得到国家自然科学基金委员会、中国科学院和学部、中国工程院、教育部、中央军委科学技术委员会、中国科学技术协会、国家卫生和计划生育委员会、农业部、交通运输部等部门的资助与支持。
第111次香山科学会议是由教育部、科技部等共同召开,讨论主题为“脑高级功能和智力潜能的开发”(韦钰副部长参加会议并做重要讲话)。
我的导师韩宏宇教授(沈阳师范大学脑学术委员会主任)的全脑教育课题《全脑功能开发的教学实践研究》论文正式参加了本次会议,并通过了全国教育科学规划办的鉴定验收。
教育部重点课题“科学教育”专家组首席专家张光鉴教授作《内隐认知的快速反应研究》学术报告。(张光鉴,我国思维科学学科带头人;“相似论”的创立者,国家有突出贡献的科学专家、五一奖章获得者和全国劳动模范。 是我国的著名思维科学专家,是我国科学大师钱学森的学生、助手。)
“全脑功能开发”从理论到实践在香山会议上得到了科学家们的肯定。
张光鉴教授与钱学森教授
江苏省教育厅期刊《现代特殊教育》及多家媒体登载了这两篇重要报告的内容概要:
以下为本次学术讨论会综述全文:
香山科学会议第111次学术会议于1999年1月5日一8日在北京香山举行。会议主题为“脑高级功能与智力潜能的开发”。沈政、彭聃龄、朱法良三位教授担任本次会议的执行主席。本次讨论会旨在引起脑科学家、心理学家、教育家、医学家的关注,对脑科学与素质教育进行高度跨学科的探讨,探索适合中国国情的跨学科研究的新思路和新方法。
一、脑科学的发展趋势与新概念和方法学基础
上海生理所杨雄里院士首先作了题为“略论脑科学的发展趋势”的综述报告。
他介绍说,在细胞分子水平上对神经活动的研究是脑科学发展主流,认为神经科学家正努力把对神经活动机制的研究迅速推向细胞和分子水平。使神经科学发生了革命性的变化。他还介绍了在微电极细胞内记录和染色技术;免疫组织化学方法的应用;组织培养、细胞培养、组织薄片;膜片钳位技术和分子生物学方法等方面取得的重大进展。
他认为对突触部位所发生的细胞和分子事件,如神经递质的合成、维持释放及受体的相互作用的研究成果令人瞩目;在脑高级功能方面的研究已深入到细胞和分子水平,在基因水平上的新技术的发展(如基因转移,剔除技术)极大地扩展了脑科学的研究手段和研究思路;神经系统疾病的基因定位已经基本成功,在分子水平对某些疾病的致病原因的认识已大大深化。
他强调要以整合的观点研究脑,认为神经活动是多侧面的,要认识这些不同的侧面,需要多学科的研究途径。同时,对脑活动的研究又必须是多层次的。神经系统活动,不论是感觉、运动,还是脑的高级功能(如学习、记忆、情绪等)都有整体上的表现,而对这种表现的神经基础和机理的分析不可避免会涉及各层次。
最后,他强调,智力潜能的开发必须与脑科学紧密结合,认为脑发育研究对智力开发有重要启示,语言在智力开发中具有特殊作用,要把现代脑科学的最新技术用于智力开发。
北京大学心理系沈政教授作了题为“脑高级功能的新概念与智力潜能评估的方法学基础”的综述报告。
他从世界各国推动关于脑科学发展的政府行为以及国民素质与素质教育问题谈起,简短概括了脑高级功能理论发展的历史情况,说明如何从脑机能定位和两半球功能一侧化理论,走向模块论与生态论。
方法学上从解剖学、生理学到多学科的融合以及无创性脑成像方法的发展,使脑高级功能研究中新科学事实和新技术层出不穷,因而出现了与传统脑功能理论不同的新概念。这类前沿研究发现,每一高级功能不存在单一的特异中枢,均由大量脑结构形成动态功能系统或模块;反之,每一脑结构在不同时刻可参与不同的高级功能系统。
当代脑科学尚未弄清这种高度可塑性脑功能模块瞬时变化的动力学基础是什么。这正是当代无创性脑成像技术中蕴藏的最大科学问题,是无创性成像技术提供的智力潜能评估的新途径。
心理学关于意识(外显)过程和无意识(内隐)过程的实验性分离研究,为智力潜能的认识与评估提供了另一条研究的新途径。无创性脑功能成像、内隐与外显心理实验分析、心理与教育测量以及教育者的客观评估,四位一体的智力潜能评估体系,在国际上乃是正在萌发的科学生长点。
最后,他谈了四点看法:
(1)脑高级功能的个体差异研究在国际范围内是个有待发展的新领域,急待新理论的诞生。
(2)当代脑科学和认知科学新理论(模块和生态论)为这一领域的发展提供了广阔的理论视野;但对基本难题尚缺少令人信服的说法。
(3)脑高级功能的形态学、生理学和代谢基础主要都是出生后形成的。因此,脑高级功能的个体差异是先天与后天的合成,不存在先天预成的智力。
(4)当代认知神经科学已为脑高级功能个体差异的研究提供了许多可行的方法学。
在讨论中,华南师范大学商新民教授认为,教育学是应用实践的学科,要把脑科学的成果引入到教育学。
浙江大学王坚教授认为,语言是智能活动的一个手段,是脑与教育的交汇点。
北京大学朱滢教授说,不要把教育的概念限于智力,社会交往是很重要的,应把心理学作为脑科学与教育学的中间界面。
山西社科院张光鉴教授说,关键期的提出对教育的意义很大,小学、学龄前教育关键期是很重要的。
二、脑功能与智力活动
北京师范大学心理系张厚粲教授作了“智力概念的历史发展与现状”的评述报告。
他简单阐述了智力研究的历史和智力研究的心理学测量途径及智力概念的演变发展,认为随着认知心理学的兴起,人们已用信息加工的观点研究认知过程,分析智力的实质,即认知能力的综合水平。
由于智力测验不能很好地预测一个人在实际生活和工作中的表现,从而出现了各种现代智力理论。这些理论的共同点都能指出现有的心理测验只局限于学业成就方面,而对智力的很多重要方面如实践能力、创造能力、计划监控能力等没涉及。
近年来大五人格理论就把获取信息(智力的重要表现之一)包括进去了。因此对人格特征的测评包括智力因素和非智力因素的总体评估已取代了IQ概念。他认为,在智力测验的研究中遗传生理因素和社会因素对智力都有影响,是众所公认的。
中科院昆明动物所蔡景霞教授在“大脑联合皮质的进化发展与认知功能”的专题报告中指出,大脑新皮质是大脑在长期进化过程中增生出的脑结构,继而进一步分化出高级感觉皮质区和联合皮质区,从进化观点看,非人灵长类是了解人类联合皮质结构、功能和研究认知障碍防治等的最佳模型。
他强调,研究个体发育过程中联合皮质功能的正常与异常变化及原因,在儿童教育学中对如何发展脑的最大潜力而不导致认知障碍有重要意义。
北京大学心理学系王垒教授以“情绪与智力的关系一智力的新概念”为题,在报告中分析讨论了传统智力概念的局限,指出智力应该重新定义为:智力是解决问题、应付环境、适应性生存的活动效力,是以脑神经系统和行为系统为基础的心理活动的整体效力。这样定义的智力是以目标一结果取向的,应能更好地预测成就。
教育部(副部长)韦钰院士对有关教育问题谈了自己的看法。
她说,对李岚清副总理的指示有个理解的过程,从右脑开发、全脑功能的开发、教育改革到素质教育。
教育的目标之一是培养创新能力,能培养出创新人才,就有可能发展创新技术,这是与先进国家竞争取胜的重要条件。
她认为,要改变目前的教育思想,把以教师为中心转变为以学生为主导。
教育的核心是培养学生的创新能力。要使学生成为学习的主体,要有发自内心的主动追求。要加强脑科学与儿童早期学习的联合研究,希望科学家们为政府提供有关的科学依据。
在讨论中,协和医科大学鲍秀兰教授指出,要抓早期教育,从生下来就要抓,父母与儿童的交谈有利于儿童的脑发育,3岁之前容易改变(指智力低下或弱智),有1%的智力低下是后天造成的,早期的脑病(儿童)有l/3可以通过早期干预得到治疗。
朱滢认为,素质教育要从小学到高中执行,要承认个体差异和能力的不同。
中央教科所陈云英研究员说,素质教育要抓全面教育,全体学生。特殊教育要结合医学界。
北京师范大学董奇教授谈到,智力开发应抓0—7岁,环境对脑发育是有很大影响的,要使儿童在愉快丰富的环境中学习,但这要适度。
中科院高能所唐孝威院士认为,利用脑功能成像的技术(PET、fMRI、EEG)来研究儿童大脑的发育,这可以作为脑与教育的切入点。
杨雄里强调说,脑和教育的结合点可以是神经系统的关键期和可塑性。
三、学习记忆的脑机制
朱滢教授在其评述报告中讨论了“认知神经科学的记忆研究”的现状和进展。
他简单介绍了记忆的研究进程,在60一80年代,心理学家把记亿分为瞬时记忆、短时记忆和长时记忆三种结构。在80一90年代又提出程序记忆、知觉表征记忆、语义记忆、工作记忆和情景记忆五大记忆系统。他认为脑功能成像技术(PET、EPR、fMRI)的发展给记忆研究提供了强有力的手段,它把认知及其神经水平的脑过程联系起来。
朱滢认为,工作记忆与语言能力、注意及推理有密切的关系,工作记忆与智力也有较高的相关性。因此工作记忆的脑研究就有可能与素质教育联系起来。
中科院上海生理所李葆明研究员作了“前额叶皮层功能的研究开发”专题发言。他介绍说,前额叶皮层占大脑皮层面积的1/3以上,它与脑的高级功能有关、与工作记忆有关,认为前额叶层是“智力中枢”。
他认为,智力潜能的开发离不开前额叶皮层认知功能的开发,强调提高注意调控和工作记忆的能力有助于改善智力,呼吁国家大力开展前额叶皮层的相关基础研究和开发工作。
张光鉴研究员在“内隐认知的快速反应研究”的专题报告中认为,内隐认知是当前教育科学中的前沿课题,主要研究怎样才能培养人具有创造性地产生“直觉”、“顿悟”的快速反应能力,从而改进教育方法,为培养高素质的具有创造性思维的人才提供重要途径。
在讨论中,张光鉴说,聋儿童在关键期抓住口语训练是能做到聋而不哑的。
中科院生物物理所郭爱克研究员介绍说,突触是大脑活动的基本单元,它的发生发育是漫长的。所以说人脑具有很大的可塑性,可以迎接更大的挑战。
中科院心理所张建新博士评论道,未来的文盲不是掌握知识少的,而是不会学习的人。研究表明,中国人个性特征中似乎接受新刺激较慢,难以适应新的环境,创新意识较低,这些都与传统文化有关。故创新能力的培养不仅是教育界的责任,而且是全国的头等大事。
四、脑与语言功能
北京师范大学彭聃龄教授做了题为“语言的认知神经科学研究”的评述报告。
他说,语言是人类最重要的一种交际工具,语言能力是人类最重要的一种能力,关系到个体的社会化进程,也是能力培养和素质教育的一项重要内容。人脑是自然界长期进化过程的结果,语言是人和其它动物区别的重要标志,从根本上说,语言是脑和环境交互作用的产物。正常的语言发展仍需要语言环境和特定的年龄段即关键期。关键期与神经具有很大的可塑性的时期相伴随。
香港中文大学陈煊之教授作了“中文的认知研究”专题报告。他强调,中文和世界上其他的语文相比有许多特殊的属性。中文的特性,不仅仅表现在形音义的基本结构和对应上,而且也体现在词汇和文句的组织及结构等方面。研究显示,中文特性有不可忽视的认知意义,就算对阅读理解这样的高级思维运作,也可能产生非常关键的影响。
陈云研究员作了题为“儿童的语言障碍与认知”专题报告。她说残障儿童一般都有语言障碍,语言障碍分为交流障碍和口语障碍。语言障碍可以应用特殊教育的方法进行干预,有可能预防或减少阅读或书写困难产生。语言的关键期在5岁之前,早期干预有利于儿童健康发展,也有利于社会。
与会专家学者围绕本中心议题进行了讨论。
方富熹说,语言的关键期是12岁还是15岁?目前幼儿教育的方法不当,只强调外显记忆,我们提倡内隐记忆,这要成为幼儿教育的主导。
中科院心理所李文馥研究员认为,口语的关键期幼儿是1—6岁或2—5岁,4岁是图形辨别。
陈云英表示,目前的教育把听说读写分开是错误的。
北京市教育学会温寒江教授说,现在的教学方法是以说带动读写。
李葆明认为,早期教育不仅是学知识,还应多进行动作训练,所以“写”可以提前。
杨雄里认为,脑和教育的结合点可以是关键期和可塑性。脑科学要提供理论,要有数据分析。可塑性在整个发育期都有,可能是终生的。
五、脑发育与个体心理发展
董奇教授在“大脑发育与个体心理发展:科学研究与教育应用”的评述报告中,介绍了大脑发育与个体心理发展研究的背景与价值,以及当前的研究热点,诸如大脑两半球心理功能分化,心理发展关键期,大脑发展的个体差异,以及大脑发展可塑性问题等。
他在讨论了个体大脑发展与心理发展研究的思路和趋势后,提出大脑发育和心理发展研究应在几个层面展开:
(1)生物学层面,主要是脑发育及其功能的认识。
(2)脑生理活动与心理功能关系的研究,主要是各种能力的发展与分化。
(3)心理行为发展研究。
(4)教育实践评价与改进研究。
(5)教育培养途径、方法研究。
他还较详细地分析了脑发育与心理发展中关键期的问题。他说,生理与心理发展的关键期是多种多样的,表现为起始时间、持续时间、表达形式、经验性质,受外环境诱导与协调作用的影响不一。虽然关键期是种系内普遍适应性的表现,但个体差异极大,如果简单地引用到教育实践中可能会出现许多问题。
鲍秀兰教授在题为“脑潜能开发和早期环境干预”的专题报告中指出,脑生长发育在最初两年最快,智力发展0一3岁乃至5—6岁都十分关键。她认为,早期干预对于因环境或生物学因素所致的智能落后或高危儿童有明显效果。
王鲁宁教授在题为“老龄脑智能开发”的专题报告中着重阐明脑的衰老是脑发育的逆过程,在老年脑研究中揭露的科学数据对少年儿童脑发育的理解不仅是重要的,而且可能提供新的启示。
上海市教育研究院顾冷沅教授在题为“教学心理的脑功能基础值得研究”的报告中,首先指出学校改革引起了许多脑功能问题,特别是某些心理发展的关键期,如3—4年级小学生是自我意识形成的关键期,12一13岁确立直观形象思维,教育界必须给予足够重视。
这些关键期中,环境影响作用很大,学校应为学生创造较好的训练条件。基于多年教学经验,他认为学生知识积累是个选择过程,不仅有语言外在物化过程,也有外界事务的内部表象过程。所以,教师在上课时一定要留出时间让学生通过活动或操作巩固知识。
讨论中,方富熹认为脑科学与教育的切入点应该是从心理发展入手进行研究。
郭德俊提出抓关键期和可塑性必须既要关注认知的冷特性,又要关注动机情感和兴趣热的特性,不能只强调认知过程。
张光鉴认为关键期的概念很实用,对教育工作有指导意义;
而董奇则认为关键期问题很复杂,目前说法很混乱,既含有共同性经验又含有特殊性经验,过分强调共同性的经验,可能不仅不利于心理发展,甚至可能产生有害的效果。
王坚提出,还应注重认知结构的研究。
六、教育实践中脑的潜能开发
中央教科所朱法良研究员在题为“脑高级功能理论和人脑潜能的全面开发”的评述报告中,从科学研究发展的一般趋势出发,概述了脑高级功能理论的产生和发展,并试图从研究脑的方法论问题入手,提出一条研究并开发人脑潜能的思路,即以“反思”功能为主线,全面开发人脑潜能。开发人脑的潜能不能依靠别人或外界的干预(这都是外因),只能靠个体自己。
他强调,反思不仅是人脑功能的核心,也是全身心开发的核心,居于心、脑三层模型的最深层,是一种自觉的自我调控过程。国家教育发展研究中心蔡克勇研究员在专题报告中指出“2l世纪对人才素质的基本要求是实现逻辑思维和形象思维的统一”。
他认为,人们的创新思维和创新能力源于形象思维和逻辑思维的统一。积极开发艺术教育,全面开发人脑功能,发展形象思维,实现逻辑思维和形象思维的统一,是当前学校教育和教学改革的重要目标。
北京市教育学会温寒江教授在“发展形象思维的理论研究与教学实验”专题报告中,首先指出有关表象的加工、观察、自觉、形象记忆等重要问题的研究是形象思维的脑科学基础,认为创新能力的培养是一项教育的系统工程,不仅要培养学生独立获取知识、创造性运用知识的能力,而且要培养实践能力并发展完善的个性,三者不可缺一。
七、加强脑、心理科学和教育学的综台研究促进我国素质教育
执行主席沈政教授在大学学术交流和自由讨论的基础上对会议主要成果作了总结,将脑科学的发展归纳为以下三个结合点:
第一种观点认为,应将结合点放在脑科学关于发育关键期和可塑性的研究上
尽管这两个问题已有30—40年的研究历史;但至今能提供给教育界应用参照的资料甚少。早期基于动物感觉剥夺实验和狼孩等观察所得到的脑发育关键期研究结果无法适用于正常少年儿童。随后一批精细动物实验表明,关键期内给予更多刺激并不能保证相应脑功能系统的良好发育,不同功能的关键期不同,有些关键期又分为三个时相。关键期是进化的结果,与教育的关系甚小。即使从神经科学中找到一些脑结构的发育关键期,也难于使这些数据用于儿童教育中,因为脑发育和心理素质发展的个体差异很大,不存在普遍适用于所有个体的精确时间表。
第二种观点是,将结合点放在心理学上
特别是内隐认知、创造性思维、认知结构和人格结构等,这些都是易于联系教育实践的问题。但是,这些心理学或教育心理学问题都很难阐明其脑科学基础。对脑科学家而言,这些都是很难捉摸的抽象概念,甚至认为它们缺乏进行深入研究的脑科学基础。
第三种观点则将结合点放在跨学科的脑高级功能与心理素质科学评估体系上
采取认知心理实验、无创性脑功能成像技术、教育测量以及教师、家长评价四位一体的研究路线,拿出一套客观定量评估方法,用以评估各种素质教育措施的效果,并在此基础上总结出脑高级功能与心理素质的重大新理论。
沈政认为,这三种观点是统一的,实际上三种观点之间并非完全矛盾,正是由于对脑发育关键期与可塑性缺乏一种客观的无创性监测手段,才使之难以与教育问题联系起来;
另一方面,心理过程或人格特质的脑科学基础不明确的问题,均可通过四位一体的脑功能与心理素质评估体系研究得到解决。将高科技新手段跨学科地用于心理素质(或个体差异)研究,在国际上是刚露苗头的生长点,我国有限的研究经费用于这项研究不仅能较快回报教育改革的实践需要,也一定会在脑高级功能重大理论上有所突破。我国目前社会中迫切解决的是小学和中学的基础教育问题,因此以4至12岁教育和智力开发问题为突破点,可能更符合我国的社会需求。
编辑:小平
审核:山石
发布:志红