基于腦科學原理的高校體育課程創新研究

楊建哲 周豐

(河海大學體育系 江蘇常州 213022)

隨著信息化社會的高度發展，游戲、各類資訊、五花八門的應用軟件充盈在人們的周圍。如今高校生所面臨的環境和過去相比，發生了翻天覆地的變化。新形勢下產生許多新問題，如由于某高校生過度沉溺于電腦網絡游戲，給智力與思維帶來很大的傷害，甚至走向犯罪。要解決這些問題，現在的教育方法無法借鑒過去任何歷史時代的教育經驗。所以，國外的許多教育研究者曾悲觀地認為“今天的教育能否應對今天的社會發展和變化，其實是難以預測之事”。這種看法反映了如今的教育被動地應對教育中出現的問題的事實。在目不暇接的資訊網絡中，高校教育能否使高校學子適應瞬息萬變的社會環境，讓他們能夠自主地解決他們未來所面臨的問題，拷問著高校教育工作者的內心。如何正確推行合理的高校體育教育，是擺在每個高校體育工作者面前的課題。

“腦科學”的研究和結論，為改善教育制度，調整當前教育現狀提供了一把“鑰匙”。從心理學或生理學上，腦掌管著人類的精神、意識、個性、思考、人格、感覺、觀念、感情、意思、情念、愛情、哲學、記憶、運動、認識、知性、學習等，是人類綜合處理各類信息的高度發達的器官。腦科學也是闡明產生感知、情感和意識的腦區結構、功能及語言信息在腦神經網絡中表達的機制，人類獲得語言能力的過程、語言、思想和智力之間的關系的學問。如今，歐美各國的最高教育部門紛紛意識到理解腦科學的知見對于改善教育制度的舉措的必要性。我國是擁有近2000所高校的教育大國，面對當今環境的巨變，有必要從腦科學的視角，對高校體育教育的作為進行深入探討。

1 “生活習慣病”“自我同一性（Identity）”及高校生健康的情志的建立

1.1 “生活習慣病”的防治

不良生活習慣引起的肥胖問題，以及青少年兒童體育鍛煉不足對身體健康造成的極大威脅，使澳大利亞政府意識到強化青少年身體素養的必要性和迫切性，也為青少年身體素養的促進提供了政策和實踐支持。據推測，人腦新皮質是在50 萬年前開始急劇擴大，人們“心（Mind，大腦）”的設計，是進化的產物，是自然環境的淘汰壓下形成的可塑性人腦。根據進化生物學的知見，現代人的心智與兩三萬年前的狩獵采集環境下的原始人類相當。在漫長的生命進化旅途中，他們大部分是屬于缺衣少食，饑寒交迫，日出而作，日落而息的生活現狀。當今世界，食物豐富，糖、高熱量的脂肪唾手可得，電腦和手機的交流如此便捷。通宵達旦浸泡在游戲中的學生，容易出現身心疲憊的亞健康傾向。

可以說，人們的大腦還沒有完全形成應對今天環境變化的機制。所以，世界各國的衛生組織都關注著包括高校生在內的“生活習慣病”的問題。“生活習慣病”與環境的改變有著密切的關系。理解進化條件下形成的腦（心）與環境的矛盾，為高校教育政策的制定、充分倡導大學生正常的飲食起居及抵制環境中不良信息的干擾提供了科學的依據。

1.2 自我同一性（Identity）的建立

高校學生由青少年開始向青年轉變，處于生理和心理劇烈變化的時期。性特征的成熟和生物學上迅速的成長、自我同一性（Identity）的建立、大腦對于抽象的思考（形式的操作）的確立，都是這一時期的特點。自我同一性是人對自我一致性和連續性的感知，其相對應概念是同一性混亂或同一性危機。在青少年發展中出現的棘手問題，如人際交往、父母沖突以及網絡成癮，都可以歸根溯源到自我同一性上。高校的學生來自全國各地，面對各式各樣新的挑戰，勝利時為之欣喜歡呼；挫折和失敗時，許多學生會泛起無力之感。這是高校學生中常見的現象。“挑戰的精神和高的志向”始終是高校應當提倡的主題。

1.3 大學生健康的情志的培養

大腦的各個區域擔負著人的感知的各項功能。例如，大腦的前頭葉區域，這是擔負著注意力和人際交流的區域。通過MRI（核磁共振成像）的研究表明，人的社會認知能力還與扁桃體有密切的關系。高校學生健康的精神衛生及自我管理需要腦科學的正確指引，培養高素養的大學生需要提升他們的感性思維。

各種案例表明，過度沉溺于游戲的大學生，在情志方面體現出非正常的、極其冷漠的現象。大學生的情感問題，包括自我不一致感、焦躁感、憂郁感、對前途的急功近利的迷茫感、戀愛與失戀感等，這些“成長的煩惱”是每個青年人所無法回避的。腦科學的知見說明，大學生諸如此類的情感特征與腦內多巴胺的分泌又有直接的關系。人類的大腦是情感的大腦。教育學研究表明“情感知性”（Emotional intelligence）比IQ（Intenlligence Quotient，知性）更為重要。情感知性（Emotional Intelligence）表現為：恰當地把握情感的能力、理解情感的能力、感情的自我控制能力、情感的活用能力（即與協調他人的能力、團隊工作能力、領導能力等）。國際精神醫學對健康的人的定義是：個體能動性對自我健康有著一生的影響，健康個體會對群體健康產生引領典范作用，對環境和社會有正向的促進作用。健康是社會可持續發展的基礎和動力，一個更健康的群體具有更大的貢獻，同時社會、經濟和環境的可持續發展又可促進人類的健康。更關鍵的是，如何把對健康的實現引導到個體、群體、環境和社會的互動性上。

2 運動，學習，記憶與可塑性大腦

2.1 運動與學習的大腦

隨著認知神經科學的發展，眾多腦科學證據表明，體育運動可提高兒童青少年的腦細胞活性，改變大腦結構，從而提高注意力、改善認知功能、緩解壓力等。從腦科學的角度，對高校的學生推行各種身體鍛煉項目，幫助學生制定合理的運動時間，有助于推動和諧的高校校園文化的建設。推行各種運動體驗，提升學生腦的可塑性，是高校教育應當關注的焦點。

腦科學對當今高校教育的啟示，不僅體現在運動競技上，而且包括對運動員潛能的開發，綜合地理解腦科學與運動的關系，適用于建立廣泛人群的腦力活動和體力運動相協調的高校身體教育模式。這種模式在國外發達國家已有專門的研究和推廣（如日本東京大學教育學研究科）。腦科學對高校學生運動機能訓練的主要目標還包括提升學生的“注意力”“感知力”“思維力”，開發大腦右半球。良好的血液循環及自律神經的穩定決定健康的身心，影響人的情志，還起到抵御學習壓力的作用。

許多實證性研究與元分析研究，已經基本驗證了慢性鍛煉與認知功能之間的正向相關，甚至是因果關系。但在為個體提高認知功能的鍛煉給予處方建議時，研究還需提供更細致的信息。近年來，腦科學的研究發現，運動影響著大腦的可塑性。對猴子等靈長類動物的腦實驗表明，“學習”的本質體現在生物神經元細胞之間的相互連接，從而讓信息傳遞的部位被稱為突觸（Synapse）的發芽，構建出復雜的神經網絡。高校學生平時的多見多聞，與某事物的長期接觸及注意力的持久關注，會增進大腦“自我組織化”的學習機能。進入青年期，腦細胞的數量停止增長，但是通過“學習”，腦隨著內外環境變化而形成新的神經元細胞間的連接及腦內的不斷修飾和重組，形成了更好地學習各項本領的條件。也就是人們常說的“越學越容易學”的原理。理解了學習的本質，為學生改變對自身能力認識的局限，克服學習中的困難，提供了理論上的支持。

從進化角度看，人腦的形成與二足步行有密切的關系，反映了人腦與運動的關系。腦分成幾個區域，運動的制御機能主要由小腦和大腦皮質所掌管，并帶動腦的其他區域的發展。腦科學的研究表明，運動的機能與記憶等其他機能具有緊密的聯系。

2.2 記憶與創造力的發揮

記憶是頭腦中積累和保存個體經驗的心理過程。根據認知腦科學經驗，短時記憶的打斷，影響學習的效果。遠離鬧市的、少干擾的安靜的高校辦公學習環境有利于增進學習的效果。對于高校學生，除了考試需要記憶些牢固的知識，平時的各種資訊、研討會等豐富多彩的學術活動，對于大學生通過感覺記憶，無意識記憶來領會知識，理解知識起到至關重要的作用。

此外，創意之源“心象”的形成與腦海中的記憶有直接關系。從創造性的視點來看，實物創造之前，腦海里形成創造對象的印象的濃縮（即設計者內在的心象生成），這種印象的生成在許多情況下，是記憶中物體的組合和重新構造。其中，以聯想機制為主導的發散性思維對創意生成起到最為關鍵的作用，其次是通過內在的探索與孵化過程，將創意轉化為實體。通過各種體驗活動，幫助學生積蓄各種知識技能，提高學生聯想能力，有助于知識網絡的構建和創造性的發揮。

3 知性與感性的培養

3.1 知識網絡的構建與知識創造

腦科學是對于腦的研究，腦科學的發展是任何研究人類區別于并優于其他生物的前提和基礎，這也是智能提出的最根本理論依據。概念與概念間的關系的連接，形成大腦中的知識的基盤。

高校學生在學習的過程中不斷獲取一些相互關聯的知識和體驗，這些知識和體驗在腦海中按照一定模式，概念與概念間相互連接起來，逐步形成了龐大的知識網絡。培養高校學生體驗各種事物，把課堂上的知識與生活中的事物相結合，跨學科的知識與知識間關系的理解，有利于構建腦海中的知識網絡。知識網絡的構建對于高校生今后創造力的發揮，具有巨大的意義。

人類具有把頭腦中的知識轉化為現實實物的能力。高校教育不僅需要重視知識的傳授和技能的訓練，更應注重促進學生在科學探索方面的實踐能力與創新能力的提高。波蘭尼（Polanyi，M）在“The tacit dimension”里提出關于內隱知識（Tacit Knowledge）的論述。內隱知識：即不可記述的知識，體驗的知識；顯性知識是指事件和事實的知識。有研究表明，顯性知識只占總知識的20%，而內隱知識則占總知識的80%。重視內隱知識的管理，對學生創新能力提高會起到明顯的促進作用。日本北陸先端科學技術大學院大學的野中裕次郎教授提出了知識的轉化模型。內隱的知識向顯性知識轉化過程中隱喻起到極其重要的作用，培養學生的“直覺”“想象”和“創造”，可以通過隱喻或其他方式表達自我感受。如今的高校課堂，多媒體技術在許多場合代替了傳統的授課。然而，教師身體力行的示范、以心傳心的教育方式依然重要。因為教師的表情、手勢、說話的節拍都包含著內隱知識的信息。此外，學生的自我體驗也十分重要。

3.2 五感的訓練和藝術的素養的培養

藝術體現人類高次的認知與內面思考等精神活動。從腦科學的視角，通過培養五感的覺醒，激發學生豐富的感知力，對自己人生的藝術規劃，是未來高校教育應當樹立的高遠目標和方向。

由眼、耳、鼻、舌、皮膚感覺器官產生“視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺”五感的感覺。除此之外，還有第六感（the sixth sence），即超越五感的直覺。這些感覺本質上都產生于大腦，體現著“心（Mind，大腦）”的運作。

未來的高校教育，應該重視高校學生對自然的感受，及高校學生的豐富的感知所帶來的創造力。對樹木的肌理、樹葉、泥土、聲音、陽光及自然的素材的感觸，形成學生感性素養的基礎。這些素養與傳統文化有著千絲萬縷的聯系，包括對周圍的一草一木的美的體察，體現著人的心靈與自然的關系，也包含著藝術洞察的喜悅過程。在開發學生創造力的舉措上，重要的是啟發學生對周圍的事物的感觸，以及能否加以利用，激發學生自身產生創造的動力。歷史走到今天，社會上化學產品、人工產品充滿著人們的周遭，提倡學生五感的訓練和對自然素材的喜愛，有極其重要的現實意義。高校所培養的學生的目標不僅是知性的，還充滿豐富的感性，啟發他們學會用自己的心靈規劃未來的藝術人生。

4 結語

腦科學闡述的是腦在認知活動中極其復雜的哲學的過程，不建議機械地套用腦科學知識的同時，對高校學生，作為生物學上的個體，從腦科學角度認識也是極其重要的關鍵。理解了進化的人腦，才能理解在當今環境下學生群體中出現的諸多問題。理解腦科學中的“學習”的奧秘，學生作為學習的主體可以正確地計劃學習的內容，規劃學習的方向。作為高校的教育者，理解腦科學絕非在教育上一味地遷就學生，建立適當的競爭機制仍然必要。對于大學生創新能力的開發，形成豐富的創意之源，包含情感要素的培養。對于高校教育如何作為腦科學的研究，包含著從哲學、神經科學、人工智能、心理學、動物行為學、腦的生理學等眾多學科綜合角度的分析。

今后，開展腦科學對高校教育的研究，為高等教育改革、高校文化建設，以及對于高等學校創新能力提升和高等教育綜合改革方面提供科學的參考依據。筆者建議把腦科學與高校教育的研究作為一項長遠的國策確立下來，以促進我國高校教育事業的可持續發展。