基于脑科学原理的高校体育课程创新研究

杨建哲 周丰

(河海大学体育系 江苏常州 213022)

随着信息化社会的高度发展，游戏、各类资讯、五花八门的应用软件充盈在人们的周围。如今高校生所面临的环境和过去相比，发生了翻天覆地的变化。新形势下产生许多新问题，如由于某高校生过度沉溺于电脑网络游戏，给智力与思维带来很大的伤害，甚至走向犯罪。要解决这些问题，现在的教育方法无法借鉴过去任何历史时代的教育经验。所以，国外的许多教育研究者曾悲观地认为“今天的教育能否应对今天的社会发展和变化，其实是难以预测之事”。这种看法反映了如今的教育被动地应对教育中出现的问题的事实。在目不暇接的资讯网络中，高校教育能否使高校学子适应瞬息万变的社会环境，让他们能够自主地解决他们未来所面临的问题，拷问着高校教育工作者的内心。如何正确推行合理的高校体育教育，是摆在每个高校体育工作者面前的课题。

“脑科学”的研究和结论，为改善教育制度，调整当前教育现状提供了一把“钥匙”。从心理学或生理学上，脑掌管着人类的精神、意识、个性、思考、人格、感觉、观念、感情、意思、情念、爱情、哲学、记忆、运动、认识、知性、学习等，是人类综合处理各类信息的高度发达的器官。脑科学也是阐明产生感知、情感和意识的脑区结构、功能及语言信息在脑神经网络中表达的机制，人类获得语言能力的过程、语言、思想和智力之间的关系的学问。如今，欧美各国的最高教育部门纷纷意识到理解脑科学的知见对于改善教育制度的举措的必要性。我国是拥有近2000所高校的教育大国，面对当今环境的巨变，有必要从脑科学的视角，对高校体育教育的作为进行深入探讨。

1 “生活习惯病”“自我同一性（Identity）”及高校生健康的情志的建立

1.1 “生活习惯病”的防治

不良生活习惯引起的肥胖问题，以及青少年儿童体育锻炼不足对身体健康造成的极大威胁，使澳大利亚政府意识到强化青少年身体素养的必要性和迫切性，也为青少年身体素养的促进提供了政策和实践支持。据推测，人脑新皮质是在50 万年前开始急剧扩大，人们“心（Mind，大脑）”的设计，是进化的产物，是自然环境的淘汰压下形成的可塑性人脑。根据进化生物学的知见，现代人的心智与两三万年前的狩猎采集环境下的原始人类相当。在漫长的生命进化旅途中，他们大部分是属于缺衣少食，饥寒交迫，日出而作，日落而息的生活现状。当今世界，食物丰富，糖、高热量的脂肪唾手可得，电脑和手机的交流如此便捷。通宵达旦浸泡在游戏中的学生，容易出现身心疲惫的亚健康倾向。

可以说，人们的大脑还没有完全形成应对今天环境变化的机制。所以，世界各国的卫生组织都关注着包括高校生在内的“生活习惯病”的问题。“生活习惯病”与环境的改变有着密切的关系。理解进化条件下形成的脑（心）与环境的矛盾，为高校教育政策的制定、充分倡导大学生正常的饮食起居及抵制环境中不良信息的干扰提供了科学的依据。

1.2 自我同一性（Identity）的建立

高校学生由青少年开始向青年转变，处于生理和心理剧烈变化的时期。性特征的成熟和生物学上迅速的成长、自我同一性（Identity）的建立、大脑对于抽象的思考（形式的操作）的确立，都是这一时期的特点。自我同一性是人对自我一致性和连续性的感知，其相对应概念是同一性混乱或同一性危机。在青少年发展中出现的棘手问题，如人际交往、父母冲突以及网络成瘾，都可以归根溯源到自我同一性上。高校的学生来自全国各地，面对各式各样新的挑战，胜利时为之欣喜欢呼；挫折和失败时，许多学生会泛起无力之感。这是高校学生中常见的现象。“挑战的精神和高的志向”始终是高校应当提倡的主题。

1.3 大学生健康的情志的培养

大脑的各个区域担负着人的感知的各项功能。例如，大脑的前头叶区域，这是担负着注意力和人际交流的区域。通过MRI（核磁共振成像）的研究表明，人的社会认知能力还与扁桃体有密切的关系。高校学生健康的精神卫生及自我管理需要脑科学的正确指引，培养高素养的大学生需要提升他们的感性思维。

各种案例表明，过度沉溺于游戏的大学生，在情志方面体现出非正常的、极其冷漠的现象。大学生的情感问题，包括自我不一致感、焦躁感、忧郁感、对前途的急功近利的迷茫感、恋爱与失恋感等，这些“成长的烦恼”是每个青年人所无法回避的。脑科学的知见说明，大学生诸如此类的情感特征与脑内多巴胺的分泌又有直接的关系。人类的大脑是情感的大脑。教育学研究表明“情感知性”（Emotional intelligence）比IQ（Intenlligence Quotient，知性）更为重要。情感知性（Emotional Intelligence）表现为：恰当地把握情感的能力、理解情感的能力、感情的自我控制能力、情感的活用能力（即与协调他人的能力、团队工作能力、领导能力等）。国际精神医学对健康的人的定义是：个体能动性对自我健康有着一生的影响，健康个体会对群体健康产生引领典范作用，对环境和社会有正向的促进作用。健康是社会可持续发展的基础和动力，一个更健康的群体具有更大的贡献，同时社会、经济和环境的可持续发展又可促进人类的健康。更关键的是，如何把对健康的实现引导到个体、群体、环境和社会的互动性上。

2 运动，学习，记忆与可塑性大脑

2.1 运动与学习的大脑

随着认知神经科学的发展，众多脑科学证据表明，体育运动可提高儿童青少年的脑细胞活性，改变大脑结构，从而提高注意力、改善认知功能、缓解压力等。从脑科学的角度，对高校的学生推行各种身体锻炼项目，帮助学生制定合理的运动时间，有助于推动和谐的高校校园文化的建设。推行各种运动体验，提升学生脑的可塑性，是高校教育应当关注的焦点。

脑科学对当今高校教育的启示，不仅体现在运动竞技上，而且包括对运动员潜能的开发，综合地理解脑科学与运动的关系，适用于建立广泛人群的脑力活动和体力运动相协调的高校身体教育模式。这种模式在国外发达国家已有专门的研究和推广（如日本东京大学教育学研究科）。脑科学对高校学生运动机能训练的主要目标还包括提升学生的“注意力”“感知力”“思维力”，开发大脑右半球。良好的血液循环及自律神经的稳定决定健康的身心，影响人的情志，还起到抵御学习压力的作用。

许多实证性研究与元分析研究，已经基本验证了慢性锻炼与认知功能之间的正向相关，甚至是因果关系。但在为个体提高认知功能的锻炼给予处方建议时，研究还需提供更细致的信息。近年来，脑科学的研究发现，运动影响着大脑的可塑性。对猴子等灵长类动物的脑实验表明，“学习”的本质体现在生物神经元细胞之间的相互连接，从而让信息传递的部位被称为突触（Synapse）的发芽，构建出复杂的神经网络。高校学生平时的多见多闻，与某事物的长期接触及注意力的持久关注，会增进大脑“自我组织化”的学习机能。进入青年期，脑细胞的数量停止增长，但是通过“学习”，脑随着内外环境变化而形成新的神经元细胞间的连接及脑内的不断修饰和重组，形成了更好地学习各项本领的条件。也就是人们常说的“越学越容易学”的原理。理解了学习的本质，为学生改变对自身能力认识的局限，克服学习中的困难，提供了理论上的支持。

从进化角度看，人脑的形成与二足步行有密切的关系，反映了人脑与运动的关系。脑分成几个区域，运动的制御机能主要由小脑和大脑皮质所掌管，并带动脑的其他区域的发展。脑科学的研究表明，运动的机能与记忆等其他机能具有紧密的联系。

2.2 记忆与创造力的发挥

记忆是头脑中积累和保存个体经验的心理过程。根据认知脑科学经验，短时记忆的打断，影响学习的效果。远离闹市的、少干扰的安静的高校办公学习环境有利于增进学习的效果。对于高校学生，除了考试需要记忆些牢固的知识，平时的各种资讯、研讨会等丰富多彩的学术活动，对于大学生通过感觉记忆，无意识记忆来领会知识，理解知识起到至关重要的作用。

此外，创意之源“心象”的形成与脑海中的记忆有直接关系。从创造性的视点来看，实物创造之前，脑海里形成创造对象的印象的浓缩（即设计者内在的心象生成），这种印象的生成在许多情况下，是记忆中物体的组合和重新构造。其中，以联想机制为主导的发散性思维对创意生成起到最为关键的作用，其次是通过内在的探索与孵化过程，将创意转化为实体。通过各种体验活动，帮助学生积蓄各种知识技能，提高学生联想能力，有助于知识网络的构建和创造性的发挥。

3 知性与感性的培养

3.1 知识网络的构建与知识创造

脑科学是对于脑的研究，脑科学的发展是任何研究人类区别于并优于其他生物的前提和基础，这也是智能提出的最根本理论依据。概念与概念间的关系的连接，形成大脑中的知识的基盘。

高校学生在学习的过程中不断获取一些相互关联的知识和体验，这些知识和体验在脑海中按照一定模式，概念与概念间相互连接起来，逐步形成了庞大的知识网络。培养高校学生体验各种事物，把课堂上的知识与生活中的事物相结合，跨学科的知识与知识间关系的理解，有利于构建脑海中的知识网络。知识网络的构建对于高校生今后创造力的发挥，具有巨大的意义。

人类具有把头脑中的知识转化为现实实物的能力。高校教育不仅需要重视知识的传授和技能的训练，更应注重促进学生在科学探索方面的实践能力与创新能力的提高。波兰尼（Polanyi，M）在“The tacit dimension”里提出关于内隐知识（Tacit Knowledge）的论述。内隐知识：即不可记述的知识，体验的知识；显性知识是指事件和事实的知识。有研究表明，显性知识只占总知识的20%，而内隐知识则占总知识的80%。重视内隐知识的管理，对学生创新能力提高会起到明显的促进作用。日本北陆先端科学技术大学院大学的野中裕次郎教授提出了知识的转化模型。内隐的知识向显性知识转化过程中隐喻起到极其重要的作用，培养学生的“直觉”“想象”和“创造”，可以通过隐喻或其他方式表达自我感受。如今的高校课堂，多媒体技术在许多场合代替了传统的授课。然而，教师身体力行的示范、以心传心的教育方式依然重要。因为教师的表情、手势、说话的节拍都包含着内隐知识的信息。此外，学生的自我体验也十分重要。

3.2 五感的训练和艺术的素养的培养

艺术体现人类高次的认知与内面思考等精神活动。从脑科学的视角，通过培养五感的觉醒，激发学生丰富的感知力，对自己人生的艺术规划，是未来高校教育应当树立的高远目标和方向。

由眼、耳、鼻、舌、皮肤感觉器官产生“视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉”五感的感觉。除此之外，还有第六感（the sixth sence），即超越五感的直觉。这些感觉本质上都产生于大脑，体现着“心（Mind，大脑）”的运作。

未来的高校教育，应该重视高校学生对自然的感受，及高校学生的丰富的感知所带来的创造力。对树木的肌理、树叶、泥土、声音、阳光及自然的素材的感触，形成学生感性素养的基础。这些素养与传统文化有着千丝万缕的联系，包括对周围的一草一木的美的体察，体现着人的心灵与自然的关系，也包含着艺术洞察的喜悦过程。在开发学生创造力的举措上，重要的是启发学生对周围的事物的感触，以及能否加以利用，激发学生自身产生创造的动力。历史走到今天，社会上化学产品、人工产品充满着人们的周遭，提倡学生五感的训练和对自然素材的喜爱，有极其重要的现实意义。高校所培养的学生的目标不仅是知性的，还充满丰富的感性，启发他们学会用自己的心灵规划未来的艺术人生。

4 结语

脑科学阐述的是脑在认知活动中极其复杂的哲学的过程，不建议机械地套用脑科学知识的同时，对高校学生，作为生物学上的个体，从脑科学角度认识也是极其重要的关键。理解了进化的人脑，才能理解在当今环境下学生群体中出现的诸多问题。理解脑科学中的“学习”的奥秘，学生作为学习的主体可以正确地计划学习的内容，规划学习的方向。作为高校的教育者，理解脑科学绝非在教育上一味地迁就学生，建立适当的竞争机制仍然必要。对于大学生创新能力的开发，形成丰富的创意之源，包含情感要素的培养。对于高校教育如何作为脑科学的研究，包含着从哲学、神经科学、人工智能、心理学、动物行为学、脑的生理学等众多学科综合角度的分析。

今后，开展脑科学对高校教育的研究，为高等教育改革、高校文化建设，以及对于高等学校创新能力提升和高等教育综合改革方面提供科学的参考依据。笔者建议把脑科学与高校教育的研究作为一项长远的国策确立下来，以促进我国高校教育事业的可持续发展。