学习与个体生理发展_学与教的心理学

学习与个体生理发展_学与教的心理学

一、学习与个体生理发展

个体发展依赖于遗传和成熟等内部条件。人类个体的生理因素来源于人类的种系发展，是人类在其种系发展过程中形成的内在调节机制。这些生理因素是通过生物遗传机制，把人类的自然实体方面的种属特性即基因特性传递到个体身上的。生理发展是个体固有的生物因素本身的自然成熟、成长的过程。这一过程是一种内发过程，即按自身预定的程序及节奏发生、发展，遵循“用进废退”的生物学规律。

学习与个体的生理发展有着密切的联系，两者相互制约、相互促进，主要表现为生理发展制约着学习，而学习又促进生理发展。

（一）学习必须以一定的生理成熟为前提

心理活动依赖于生理活动，心理是脑的机能。作为基本心理现象之一的学习，自然也是需要大脑和神经系统等的参加，也以脑、感官和运动器官乃至整个身体的活动为物质基础的，而脑和身体的活动机能又直接受其组织和机构状况的决定。这就好比计算机处理信息的“软”活动，受制约于计算机的电子元件及其电路结构这些“硬件”。由于神经组织的生理成熟是一个渐进的过程，相应的机能活动水平也必然是逐渐发展的，这就决定了学生的学习潜能也是逐渐发展的。许多事实和实验结果都证明，学习需要以个体的生理为自然前提，个体的生理发展为有效的学习提供物质可能。简单学习如动作学习需要骨骼肌肉、神经系统的正常发育及一定的成熟准备；复杂学习如思维与语言的学习都需要有发育正常的大脑皮层。因此，不同生理发展成熟程度决定着学生在不同年龄阶段所能从事的学习的复杂程度，即学习对个体生理发展具有一定的依存性。(www.guayunfan.com)

对动物学习的一系列研究证明，动物种属的生理遗传特性制约动物的学习方式和学习水平。比如，研究很难训练猫以压杠杆的方式获得食物，也很难训练鸽子以啄键的方式逃避电击。塞利格曼在有关研究的基础上，提出了进化的准备性假说，认为，动物的每种行为都是处于先天准备维度的某个点上，维度的一端表明无需任何学习即可表现出的本能行为，接近该端点的行为属于有准备的反应，可通过适当的学习来实现。处于维度的另一端的是反准备行为，这类行为很难或根本不可能通过学习来实现。博尔斯对防患学习中的准备性进行了大量研究，提出了物种特殊防御反应的本能行为模式。动物的进化史决定了哪些行为将成为物种特殊防御反应，遇到危险时试图以此来加以防患。比如白鼠很容易建立逃跑、跳跃来避免受到电击惩罚的防患学习，但很难建立以压杠杆避免电击的防患学习。

无论是塞利格曼的准备性假设还是博尔斯的物种特殊防御反应假说，都表明动物种属的生理特性对学习具有不可忽视的影响。

人类的学习对其生理特性也有极强的依赖性。以人类被试为对象的研究也表明生理特性制约着学习的可能性及学习的水平。如盲人要进行视觉学习显然是非常困难的；先天愚型儿童要达到正常儿童的学习水平也是不可能的。美国心理学家格塞尔的双生子爬梯实验（详细介绍见下面的专栏阅读）充分证明了生理成熟在发展中的作用，证明了脱离学生现有的成熟程度，过分拔高学习要求，是违背儿童学习规律的，其结果要么徒劳无功，要么得不偿失。

专栏阅读

双生子爬梯实验

20世纪初，美国心理学家阿·格塞尔（A.L.Gesell）以同卵双生子T和C为研究对象，以探讨发展与成熟的关系（见图4-3）。格塞尔首先对他们进行行为基线的观察，确认他们发展水平相当。然后在他们第48周时，对双生子T每天进行10min爬楼梯训练，连续6周，而这期间双生子C则不进行训练。到第53周，T能熟练地爬上5级楼梯。到了第53周T已达到爬楼梯的成熟水平时，C才开始进行爬楼梯训练。格塞尔发现，双生子C只要少量训练，就赶上了T的熟练水平。两周以后，即55周T和C爬楼梯的能力没有差别。由此，格塞尔得出的结论是：在儿童生理上未达到准备状态（即成熟）时就无从产生学习，学习只是对成熟起一种促进作用；一旦在生理上有了完成这种动作的准备，训练就能起到事半功倍的效果。学习依赖于成熟所提供的准备状态。

图4-3　双生子爬梯实验

（二）学习对个体生理发展具有促进作用

个体的基因型（也称为遗传型）不仅规定了该个体成年后的生物学性状，而且规定着基因型表现的时间表，即规定着个体各种性状生长发育的顺序和速率。但基因型对成熟的这种规定并非绝对的，也非刻板的。个体的生理成熟和生理发展在一定程度上受环境影响。如果相应于某个性状发育所需的环境条件出现异变，就有可能出现该性状的发育畸形、提前或滞后等情况。

个体的生理发展遵循“用进废退”的自然法则的支配。“用”即意味着后天的学习，学习可以促进个体的生理发展。“废”即不学不用，不学不用则其生理机能将不断退化。动物与人类的有关研究都证明了这一自然法则。

以动物为对象进行的各种形式的感觉剥夺实验表明，如果剥夺初生动物的某方面的感觉刺激，则会影响相应感官的发育成熟。如理森把刚出生的两只黑猩猩养育在完全黑暗的环境中，剥夺光刺激对其视觉器官的作用，结果16个月以后，它们的视觉发育迟缓，视觉器官异常。对其他动物的不同感觉的剥夺实验也都表明，缺乏一定的外在刺激作用和学习活动，动物的感觉器官等一些生理特性的发展将受到抑制。

另一方面，动物实验也证明，后天的丰富经验和学习对于生理发展有促进作用。罗森茨韦格等人比较了分别在正常的、丰富的和贫乏的环境中饲养的老鼠（包括家鼠、鼷鼠、地松鼠、沙鼠）大脑的变化。他们把出生25天的同一窝同性老鼠随机分成三组：第一组给予他们丰富多彩的环境刺激和适当的学习训练，这种环境是一个可容纳10～12只老鼠的较大的笼子，有水、食物和每天都变换的物体（如滑梯）；第二组在贫乏单调与缺乏学习机会的环境中；第三组生活在正常的饲养条件下，有食物和水，笼子只能容纳3只老鼠。结果发现，经过一段时间的饲养后，第一组白老鼠的大脑皮质增重增厚，神经突触增大增多，神经胶质数目增多，核糖核酸与脱氧核糖核酸的比率增大，乙酰胆碱酶的活动水平提高。其他相关研究也证明了环境刺激的数量和种类的增加可以加速某些先天因素的生长，比如对于动物的神经系统的结构和功能的发展具有明显的促进作用。

另有布莱克（J.E.Black）等学者比较了两类老鼠的学习。一类老鼠学习挑战性的动作技能但不需要动脑，另一类老鼠完成需要动脑的活动但不需要学习动作技能。研究共分四组：第一组老鼠学习跨越可增高的障碍物，训练一个月之后，这些老鼠能十分出色地完成任务；第二组为强制性练习者，每天踩一次脚踏车，先踩30min，然后休息10min，再踩30min；第三组为自愿练习者，自由接触挂在笼子上的常用的活动轮子；第四组为控制组，没有进行任何练习。结果发现，第一组老鼠的突触数量较其余三组更多。这说明需要动脑的活动可以增加突触数量，但单纯的练习却不能。

由于伦理等方面的原因，对于人类的研究，虽然不能进行剥夺实验，但一些控制环境变量的研究以及早期教育的有关研究都表明，学习对于人类个体的生理发展也是有影响的。怀特（White）等人曾做过一项研究。他以一个典型的托儿所的环境为研究背景，创设了三种不同的环境影响：第一种是在通常的典型的托儿所环境基础上，每天额外增加20次保育员的看护；第二种是在小床上呈现多种形状、多种颜色的物体，并提供头部与颈部活动的额外机会及额外看护；第三种是将假奶头放在婴儿看得见的小床栏杆上，鼓励他们去抓握，同时增加保育员的看护。结果发现，第二种与第三种环境的婴儿，他们追视物体的能力（一种重要的视觉机能）比第一种环境下的婴儿发展较早。其他的相关研究也证明，适度的学习和训练可以明显地促进人类个体的生理发展，尤其是神经系统和感知运动器官的成熟，当然这种促进作用要受到基因的发育时间表的限制。

如有人比较了大学毕业生和中学辍学学生的尸体解剖结果，发现大学毕业生的突触联系比中学辍学生多出40％；但那些生活缺乏智力挑战和刺激的大学毕业生，他们的树突更少。又如，还有研究发现，终身用脑不断应对认知挑战的人，虽然脑细胞受损，但不会得老年痴呆症。最典型的例子是美国一家圣母院的修女，她们不仅长寿而且没有患老年痴呆症，这主要得益于她们终生养成的如下习惯：从事富有挑战性的认知活动，如字谜、扑克游戏、讨论当前的政策等。其中一名修女在101岁去世前仍在认知任务上有较好表现，但对其大脑的解剖却发现了她的神经纤维混乱及老年痴呆症的迹象。

专栏阅读

学习与脑的可塑性

近年来，有关学习的大脑神经机制的进展较大，脑生理学、生物化学方面都有许多新的进展。学习是因经验而导致行为或行为潜能相对持久变化的过程。这一过程也引起脑的结构变化，即脑的可塑性变化。在脑和神经系统发育的关键期内（幼儿期），其结构和功能特点容易受到环境和经验的影响，是可塑性最高的时期。即使在脑发育成熟之后神经系统仍然保持着相当的可塑性，甚至可以持续终生。脑科学研究表现，脑的可塑性可以体现在三个层次上：突触可塑性；神经元条件性活动；皮层功能代表区的可塑性。其中，皮层代表区的可塑性变化是研究脑的可塑性的重要方面之一。

近年来，计算机科学和脑成像技术的快速发展为研究学习与脑的可塑性提供了重要的技术条件。脑成像的研究揭示，在学习进程中，随着刺激的丰富，皮层表征会发生相应的变化。例如早期双语学习者和晚期双语学习者说双语时的脑区激活情况存在一定的区别，晚期双语者两种变速器区布罗卡区的激活区域相互分离，而早期双语者的两种语言在威尔尼克区的激活区域相互重叠。