求知的“引擎”：引入不確定性，激發學習動力

求知的沖動往往始于一個簡單而深刻的“為什么”。童年時期，我們對世界充滿好奇，不斷探索，渴望解答身邊每一個謎團。然而，隨著求學之路的延續，這種探索精神似乎逐漸被固化的知識體系削弱。2021年，《自然》雜志子刊刊載的一項跨國研究，對中國、俄羅斯、印度和美國超過3萬名本科生進行了長期跟蹤調查，結果出人意料：不同國家學生在批判性思維和學術能力的發展上存在顯著差異，我國本科生甚至出現了技能退化的現象。這一發現引發了學界關于“教育究竟是激活了探索精神還是扼殺了求知欲”的深層次反思。

如果說求知是探索世界的源動力，那么是什么決定了這種內在動力的強弱？近年來，研究者越來越關注“不確定性”在其中扮演的角色。學習環境不僅影響知識獲取，也在無形中塑造著學生的探索行為和認知模式。因此，怎樣合理引入并調節不確定性成了激發好奇心的重要突破口。本文將從認知神經科學的視角出發，探討不確定性如何影響學生的好奇心與學習動機，如何運用不確定性促進深度學習，幫助學生在適度挑戰中找到最佳探索節奏，優化認知發展。

好奇心與學習：認知神經科學的新視角

著名心理學家威廉·詹姆斯曾將好奇心定義為：“人們渴望獲取更多知識和理解事物的自然驅動力”。這一觀點強調了好奇心與認知的緊密關系，它不僅促使人們尋求新信息，還能夠激發深入思考的愿望。好奇心能夠激活大腦的獎勵系統，從而增強對新知識的關注度，提高學習投入。對某個問題產生好奇時，大腦中與多巴胺相關的回路就會變得活躍，特別是腹側被蓋區。而多巴胺是一種與獎勵、動機和愉悅感等行為和心理過程相關的神經遞質，多巴胺的釋放使我們在接觸新信息時產生更強的興趣和期待，從而提升對相關內容的專注度。這種調節機制不僅能使學生吸收更多的新知識，還可能提高學習的主動性，使學習過程更加高效和持久。

好奇心還能優化記憶過程，提升信息存儲的效率。研究發現，人們處于高度好奇狀態時，不僅對感興趣的信息記憶效果更好，對同時呈現的無關信息也表現出更強的記憶能力。其背后的可能機制是：在好奇心的驅動下，海馬系統與多巴胺系統的功能連接更加緊密，而海馬體是與記憶形成、存儲密切相關的區域。因此，好奇心促進了信息的長期存儲和回憶，使我們能夠更加有效地保留和運用所學知識。

決定好奇心的關鍵因素：不確定性

人之所以會產生好奇心，其根源之一在于試圖填補自身知識體系中的空白，降低所處環境帶來的不確定感。當面臨知識缺口或信息匱乏的狀況時，不確定性隨之產生，這種不確定性又成為激發好奇心的因素，促使人們主動獲取信息。例如，在一項實驗中，研究者設計了一個抽獎游戲：從數個兩種不同顏色的小球中抽出一個，不同顏色分別代表收益或損失。其中，兩種顏色小球的比例代表了結果的不確定性程度。結果發現，在面對更高的不確定性時，受試者的好奇心更強，表明事物的不確定性是驅動好奇心的核心因素。相關的神經科學研究同樣表明，好奇心被誘發時，大腦中涉及處理不確定性和預期信息的區域（如下頂葉皮層）的活動會增強。

因此，當教育目標僅限于快速掌握標準答案時，學生往往習慣于尋找“正確”解答，忽視背后原理和深層次的思考。這種以“確定性”為主的學習方式，缺乏復雜和多變的挑戰，也就缺乏激發好奇心的契機。有研究表明，在課堂教學中巧妙地引入適度的不確定性，能夠更有效地激發好奇心。這種教學方式還能幫助學生將所學知識從學習場景遷移到新的情境中，實現知識的跨情境轉移，促進可遷移知識的形成。

不確定性是可以操控的嗎

不確定性在教育中的調控并非不可實現，其程度可以通過精心設計的情境和教學方法得到有效管理。例如，情境本身是否存在探索空間，就會直接影響不確定性。在一項實驗中，一組兒童觀看成年人演示玩具功能的情景，另一組則處于沒有明確答案的自由探索情境中，需自主發現玩具功能。研究者發現，有教學演示的兒童會專注于已知功能，而自由探索的兒童不僅嘗試了玩具的已知功能，還會積極地尋找其他潛在的功能，會花更長時間探索玩具。這一結果表明，不同的教學情境對學習行為有顯著影響。自由探索能激發學生的主動性，但如果沒有適當的引導，學生可能會因為缺乏指導感到迷茫；而教學演示有助于學生聚焦已知內容，但會限制他們的探索欲望。因此，對不確定性的調控并非簡單地放任學生獨立摸索，而是需要在結構化教學和自主探索間找到平衡。

另外，學習進展感與不確定性之間存在著動態的互動關系，也同樣需要我們的關注。學習進展理論認為，好奇心的驅動力可能來源于獲取“降低情境不確定性信息”的機會，而非僅僅是情境本身的不確定性。一項研究通過使用基于神經網絡的模型操控腦邊緣系統中多巴胺的釋放，發現這種神經遞質主要在調節學習進度中起到關鍵作用。當決定是否繼續探索時，大腦的前扣帶皮層、背側紋狀體和蒼白球等區域既會評估面臨的不確定性，也會評估學習進展感，從而指導最優學習決策。剛開始學習某個知識點時，學生可能感到困惑和不確定，但隨著深入理解和掌握規律，進展感會帶來更強的探索動力，甚至超越單純尋找信息的需求。

不確定性的操控方法

第一，需要注意教學中的不確定性管理。如果不確定性過低，學生的好奇心可能會減弱；如果不確定性過高，學生可能會因為難以獲得有效信息而困惑或挫敗。以前文提到的抽取小球實驗為例，當不確定性較高時，參與者雖然表現出更大的好奇心，但同時幸福感也會下降。這表明，雖然不確定性讓人更好奇，但它并不一定會帶來愉悅感，甚至可能引發焦慮。因此，教師在教學中需要平衡學生已知信息與未知答案，將不確定性控制在合理范圍內，以維持學生的任務參與度。此外，教師還可以通過提示的方式，幫助學生預見可能遇到的不確定性情境，從而減少可能由此產生的負面情緒。

第二，需要考慮學生的學習進展。不確定性在學習的初期階段較高，學生探索熱情也會較高；隨著對學習環境的理解加深，他們的參與度可能會下降，此時教師可以通過適時增加新的學習挑戰或引導學生探索未知領域來保持適度的不確定性，例如在教學中逐步提供相關信息。

第三，需要給學生自由選擇的空間。有研究表明，無論不確定性高低，只要是自己選擇的選項，人們都會產生更多的好奇心。因此，教師可以在學習方式、主題等方面，讓學生自主選擇學習內容，增強他們對任務的控制感，可能會提高他們的學習興趣和信息獲取的動力。

第四，還需根據差異化教學的原則調整教學策略。教師可以通過觀察不同學生在不同情境中的表現，提供個性化的學習支持。例如，對于喜歡挑戰并能承受較高不確定性的學生，可以設置更復雜的任務；而對于那些因不確定性而焦慮的學生，則可適當降低任務難度，幫助他們逐步適應、建立信心。

最后，要創設寬容失敗、鼓勵探索的環境。這樣一來，學生可以自由表達不確定性，感知探索本身的價值，而不僅僅關注正確答案。例如，可以通過團隊合作、討論等方式，鼓勵學生在沒有明確標準答案的情況下進行深入思考和討論。

綜上所述，通過科學設計和靈活調控不確定性，教育者不僅可以確保知識體系的系統傳遞，更能激發學生內在的好奇心和探索精神，促進其對知識的深度理解與批判性反思。正如古人所云：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”只有在充滿探索和質疑的不確定環境中，學生才能激發出對未知世界的無限好奇心，從而真正實現知識的內化。這種環境不僅能夠培養他們的批判性思維，還能助力他們在未來持續追求真理與創新。