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脑科学与课程教学
作者：白月桥
其实脑发育的关键期不仅表现于人类，而禽兽的脑也有这种现象，但使用的名词不同。人脑的关键期又称为“最佳期”、“敏感期”、“转变期”或“临界期”，禽兽脑的类似现象称为“印刻现象”。例如刚刚孵化出的小鸭很容易跟随第一次见到的运动物走，它误认为是自己的母亲；白冠雀的雄雏鸟如果在孵出后40~50天内听不到成年雄雀的叫声，此后再听也不能学会。在人脑发育的不同关键期，一方面必须保障充分的营养，同时要有特定类型的信息刺激，以便形成或巩固神经元间的联系。脑的关键期理论，是我们选择教育内容、设计课程、制订教学策略、发展学生个性、培养特定创新人才的再一个重要的脑理根据。
3.神经元轴突的髓鞘化。神经系统是由大量神经元和胶质细胞构成的结构系统。每个神经元都有一个用以传导外部刺激的电信号通路，即轴突。最长的轴突可达一米。为防止漏电，细胞本身产生一种脂状的物质—髓磷脂，其包裹在轴突的表面，保障通路的畅通，这就是轴突的髓鞘化。髓鞘化形成后，由于绝绷体的作用可使信息传导速度提高100倍。
神经轴突的髓鞘化是有规律和有顺序的。由于髓磷脂释放的多少和时间于个体发育的年龄段和环境教育的刺激有关，所以各脑区神经轴突的髓鞘化是有先后顺序的和逐步发展的。关于髓鞘化的先后顺序早在100年前（1898年）就被发现，到上世纪六十年代脑科学家又进一步绘制出人脑传导系统的髓鞘化“年龄坐标体系表”。在婴幼儿年龄阶段，其脊髓、脑干、小脑诸区域的神经元轴突已经或开始髓鞘化，并日益成熟，但大脑前额区的神经元轴突还远没有髓靴化。而到青少年年龄段，大脑高智能脑区如颞叶、顶叶和额叶的神经元轴突开始髓鞘化并日益成熟。髓鞘化不是整个神经系统同步起始和终结的，而是有一定的年龄牲和个性特点。一般来说，到20岁以后，额叶神经元轴突的髓鞘化成熟。大家知道，皮亚杰曾把儿童心理发展分为“感知运算、前运算、具体运算和形式运算”四个阶段，今天的脑科学工作者认为，皮亚杰的这一理论和髓磷脂的释放及轴突的髓鞘化是一致的。
髓磷脂的释放量和轴突髓鞘的脑区范围，与人的各种心理问题如情感态度、思维、兴趣爱好、性格特点等紧密相联。心理现象和髓磷脂释放的多少以及神经元轴突髓鞘化先后顺序有关，髓鞘现象是解释心理现象的根据。课程教学脱离学生的实际，其本质就是课程教学的内容和方法大大超前或滞后强加于尚未出现髓鞘化或早已结束髓鞘化的脑区。当然，髓鞘化和课程教学的关系是辩证统一的，一方面在尚未出现髓鞘化的脑区提前实施课程教学肯定效果不良，但另一方面课程教学的开展又能加速髓鞘化的出现和早熟，关于髓鞘化的脑理，今天的脑科学工作者已用无创性脑成象技术所验证。我们不但要用髓鞘化的理论解释课程教学问题，同时还应当像日本的脑科学家小泉英明说的那样：“应该按照这方面的研究成果彻底修改现在的教学计划”。
4.神经元的修剪。无损伤测定方法证明，在脑胚胎发生和发育过程中神经细胞数量的变化是有客观规律的。胎儿的脑细胞发展极快，受遗传基因的影响，胎儿在出生前脑细胞总量超过成年人的一倍。不过这时的脑细胞体积小，树突分枝少，轴突裸露，除运动脑区的神经元轴突外，其余脑区轴突均未出现髓鞘化。所以人从出生到青春期前，受外界环境和教育的刺激，不仅髓鞘化加速，而且胞体增大，树突繁衍，突触大量生长。4～6岁儿童的突触总量达到成人的150%。这种超量的繁衍为神经网络建构的提供了选择余地，为开展丰富多样的课程学创造了前提条件。随着外界刺激类型的确定和刺激次数的多少，一些细胞和突触被选用固定，而没有被选用多余的则凋亡并被清除。这就是神经元的修剪。斯普伦格在《脑的学习与记忆》一书中说：“在脑发育的过程中，如果神经元没有在适当的时候得到利用，它们产生联结的能力就会消失。神经科学家们把这个过程称为‘神经修剪’。因此，我们都在不断丢失智慧”。为了使我们的青少年不丢失智慧，我们应当如何编订课程和实施教学，这是摆在我们广大课程教学工作者面前的一个重大科研课题。
（三）课程教学的脑区定位（下期续载）