基于脑内多巴胺生物特性的课程设计途径探析

吴后宽(浙江商业职业技术学院)

现在脑科学领域公认,多巴胺是脑内的一种神经递质,是天然兴奋剂,在运动、认知、记忆、情绪控制、睡眠觉醒控制等方面举足轻重。多巴胺释放时能够提高人的兴奋性与对外界事物的兴趣。因此,多巴胺被俗称为“快乐物质”,也是其最显著的生物特性。

一对多巴胺生物特性的归纳

多巴胺的研究成果非常丰富,本文仅对与课程设计有关的多巴胺生物特性(认知、行为控制、记忆及睡眠觉醒等方面功能)进行收集梳理。在国内,多巴胺研究权威应属中科院上海生命科学研究院药物研究所的金国章院士。金国章在《脑内多巴胺》一书,吸收了国内外学者对多巴胺系统研究和论述的新内容,反映了国际上这一领域的发展态势。金国章院士汇总的观点为本文的课程设计思路提供了理论基石。在国外,John·Gray 研究认为,没精打采、不专注与多动、健忘、忽略细节、厌倦与上瘾等各种行为表现是多巴胺下降引起。Thomas E·Brown 认为,多巴胺不足是注意力缺陷障碍(Attention-Deficit Disorder,ADD)的主要原因。诚然,本文研究重点不是多巴胺的生物特性、工作机理,而是尝试利用多巴胺的生物研究成果,采取促进多巴胺分泌的课程设计,提高学生的兴奋性与兴趣,解决诸如不专注、兴趣减退、厌倦与上瘾等教学困境。为此,我们把多巴胺的有关研究结论归纳如下。

多巴胺与外界认知方面的结论。正常情况下,多巴胺神经元保持静息状态,通过外界刺激才开始工作。多巴胺释放需要感官刺激(视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉),其中视觉与听觉刺激最有效。大脑采用多巴胺信号对外界事物进行价值评估,如果事物刺激带来多巴胺分泌越多,快乐越多,价值就越高。实际奖励和预期奖励之间有误差引起多巴胺分泌,二者一致时,多巴胺则不分泌。多巴胺对缺氧、光线、颜色非常敏感。

多巴胺与行为控制方面的结论。多巴胺帮助大脑判断信息的重要性,选择集中注意或者忽略。多巴胺神经元参与规则学习,并对行为进行评估。在操作性行为或挑战性任务中,多巴胺释放加速。高频运动促进多巴胺分泌。

多巴胺与记忆方面的结论。多巴胺吸收信息后形成工作记忆,并在情景记忆(源头记忆)中起重要作用。多巴胺如果在奖励反应后的几分之几秒内迅速释放,引起高度兴奋,就会变成“成瘾”行为,并将成瘾快感与戒断痛感记忆保存下来,长达数年、数十年,甚至终生。

多巴胺与睡眠觉醒方面的结论。多巴胺有助于睡眠加深、觉醒容易并能长时间维持。多重感官刺激引发多巴胺的有效释放,有助于觉醒的出现与维持。腹腔注入生理盐水,有助于唤醒睡眠系统。

二促进多巴胺释放的课程内容设计

内容分段化。大脑大量释放多巴胺后,较长时间不再释放,周期在15 分钟以内。为让学生大脑分泌多巴胺时,集中注意力学习,需把课程分为若干模块,每个模块一般为10 分钟,不超过15 分钟。换言之,从多巴胺神经元爆发式放电周期的角度看,一节课的概念不再是45 分钟,而是15 分钟甚至更短。

内容感官化。多巴胺在视觉、听觉等感官受到刺激时开始分泌,故课程内容形象化非常重要。如组合分散投资理论表述成“不要把鸡蛋放在同一个篮子里”。又如邓小平理论归纳成猫论(人才选拔)、硬论(发展)、富论(收入分配)、摸论(改革方法)、搁置论(主权)、养晦论(外交)等。任何刺激感官的内容设计都有助于多巴胺分泌,包括听觉(如英语演讲、辩论、音乐)、视觉(如录像、幻灯片、艺术雕塑、风景导游)、味觉(如烹饪操作)、嗅觉(如化学气体实验)、触觉(如手工做账、做空调模型、拆装计算机)等。事实上,因为多巴胺参与情景记忆,任何领域让人印象深刻并记忆持久的概念与原理无一不是简单形象的。

内容情景化。多巴胺在情景记忆中起重要作用。任何引起情景记忆的教学内容、形式均有助于学习记忆。换言之,视频类内容受到相当部分学生的喜欢,正是因为其带有情景传递,容易被大脑记忆储存。如果是学生角色扮演的教学内容(如学生的财务沙盘推演、法律学生的模拟审判等),对于加强学生记忆也极其有效。

设置挑战性内容。脑科学研究表明,挑战性任务促进多巴胺分泌。课程内容需设计成挑战性形式(如单词记忆测试用游戏软件形式———单词俄罗斯方块、单词迷宫赛跑等)。面对挑战内容,多巴胺分泌促使注意力集中,挑战成功后内吗啡分泌还会对问题产生上瘾倾向。

设计操作性内容。在操作性学习过程中,多巴胺释放加速。课程内容应该设计成操作性的,比如动手做会计账,上网查找课程案例等。最有效的操作性学习当属社会实践,如顶岗实习等。事实上,即使是手动抄写笔记,也有助于促进脑内多巴胺分泌,加强学习兴趣。

三促进多巴胺释放的课程组织形式

课堂高频“微运动”。高频运动(如快速鼓掌、连续爬楼梯)中,多巴胺大量释放,引起大脑兴奋。因此,在上课疲倦时,教师要求学生做高频“微运动”,可以使身体重新获得活力。高频“微运动”首推热烈鼓掌,由于能同时刺激鼓掌者与被鼓励者的多巴胺神经元,效果很好。从多巴胺产生原理看,容易得出,任何高频“微运动”(如连续跺脚、搓手、搓脸、摸头皮运动)都能提高兴奋性。课堂“微运动”由师生自由创造,只要符合“高频”的最根本要求即可。

课堂对话安排。课堂对话形式包括问答、讨论、演讲、辩论等。课堂对话具有即时挑战性,从听觉方面有效刺激多巴胺分泌。

课堂音乐使用。在课前与课间播放音乐,对于刺激脑内多巴胺分泌有很好的效果。音乐选择标准:节奏感强、学生自选会唱的,MV 效果更佳。节奏感强刺激听觉,MV 刺激视觉,自选会唱产生微运动,三者均会促进多巴胺分泌。

男女生搭配学习。多巴胺分泌影响大脑的情欲与感觉,可以传递亢奋和欢愉的信息。课堂组织学习应该将男生与女生搭配分组,有助于高效完成学习任务。分组作业时,通常4~6人一组,小组至少1 名男生或1 名女生。

四促进多巴胺释放的课程评价方式

传统观念认为,学习是学生的天职,无需特别奖励。从生物学规律看,完成诸多学习任务,仅[本文来自于www.JyqKW.cOm]是期末分数的奖励,对多巴胺刺激作用非常有限。因此,无论是什么课程,无论学习任务大小,都要设计评价环节,尤其是奖励环节。

评价的及时性。多巴胺神经元在短时间对刺激做出反应,并分泌多巴胺。因此,要提高奖励效果,奖励必须及时(如电脑游戏往往在几秒甚至更短时间即完成评价)。随堂考试,满10分过关是一种好的评价方式。为什么要随堂考试?听完10 分钟课后马上考试,具有挑战性,促使大脑不断分泌多巴胺,保持兴奋性。为什么要 10 分过关?当学生经历努力———不过关———再努力———最终过关等流程后,最终成功过关,促使大脑兴奋性上升。

评价的感官性。外界刺激人体感官引起脑内多巴胺的分泌。因此,评价必须能够从听觉(如掌声、音乐、赞美)、视觉(如荧光棒)、味觉(如巧克力)、嗅觉(如花朵)、触觉(如金币)等感官刺激被奖励学生的多巴胺神经元。另外,视觉吸收外界信息量比其他感官更大,能最有效刺激多巴胺分泌。故可视形式(如成绩排行板、积分榜)效果很好。

评价的不可预期性。当实际结果与预期结果不一致,无论更好还是更坏,都会给大脑带来兴奋感(挫折或者激励)。结果偏差越大,多巴胺分泌量越大。实际上,赌博与游戏容易上瘾因为结果不可预期性,促使大脑分泌多巴胺产生兴奋感,分泌内吗啡产生上瘾感。因此,学习评价的结果设计越不可预期,带给学习者的兴奋感就越强。竞争性学习(如辩论赛、抢答赛)带来预期结果的不确定,能有效激发学生的学[本文来自于wwW.jyqkw.com]习兴奋感。

评价的正面性与“处罚微运动化”。多巴胺有两个作用:一是引发奖赏回路,二是保存奖赏记忆。故正面奖励极其重要,不仅关乎当前学习积极性,也影响长久的学习动力。习得性无助(经常性失败)情况下,多巴胺含量降低,奖赏效应减弱,导致兴致缺乏、活动减少等。课程各个环节,应严格减少批评,即使批评也应是积极的、正面的。学生违规(如迟到、吃早餐、玩手机等)不再采用批评、扣分等负面处罚方式,而是采取促进多巴胺生成的微运动处罚方式(如唱歌、跳舞等)。微运动处罚是一种积极处罚方式,减轻受罚者的挫折感,积极向适切行为靠拢。从多巴胺工作原理看,“快乐的课堂,处罚也应是美丽的”。

综上所述,评价方式可以多种多样,但主线却必须保持不变,即千方百计地刺激受奖励者的感官(视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉)。与此同时,评价要符合必要性、及时性、感官性、不可预期性、正面性原则。简言之,从生物规律出发,要提高学习者的兴奋度,无论设计何种形式的学习评价,都应以刺激多巴胺的释放作为基本出发点。

五促进多巴胺释放的课程准备

明亮的课堂环境与良好的影音设备。首先,多巴胺神经元对缺氧非常敏感,缺氧导致大量神经细胞死亡,使得行为过度活跃,同时学习能力与记忆能力下降。课堂环境保持通风,尤其是冬天、学生众多时尤其要保证良好的通风。其次,视网膜在日间释放多巴胺,而夜晚敏感度下降。而且,视网膜多巴胺对颜色很敏感。故课堂环境要求明亮且色彩多样。另外,视觉与听觉刺激对多巴胺分泌最有效。因此,课堂中投影与音响要充分准备并使用。昏暗的、模糊的投影幕对视觉刺激不利,音色、音量不适对听觉刺激不利,很难刺激学生多巴胺的释放。饮食准备。日常食物中有充足的物质供应于生物合成多巴胺。Na+、Cl-、Ca+ 均参与多巴胺的释放、调节与灭活。教师鼓励学生养成促进多巴胺生成与释放的饮食习惯(如早餐喝牛奶、课间补充适量盐水等)。如伊利纯牛奶每100ml 含53mg 的Na+ 和120 mg 的Ca+,能有效激发学生的脑内多巴胺的释放。

积极的课前动员。当以积极的心态学习时,多巴胺分泌有助于学习与记忆。每次课前教师均要进行充分思想动员,引导学生以积极的心态学习。如果把课堂比作对“教学目标”的一场战斗,那么课前思想工作就是“战前动员”,对于提高学习兴趣与记忆效果事半功倍。

明晰规则与严格执行。一方面,多巴胺参与规则学习。教师对课程规则(奖励与处罚)要明晰,因为学生会对课程规则进行学习,形成适切的行为。另一方面,多巴胺分泌与挑战性成正比。教师一旦设定规则(如考勤制度),一定不折不扣的执行,因为学生一旦侥幸挑战规则成功,会刺激其多巴胺分泌,造成习惯性挑战,最终规则被不断破坏而失效。

成瘾物质的管控。成瘾行为激活脑内奖赏系统。由于见景思情的启示作用,会出现对成瘾行为的渴求,重新出现不良行为。故成瘾行为需要从头从严控制。成瘾物质(如手机、电脑)需要放在不易见到或取到的地方,否则容易引起情景记忆,导致成瘾行为复发。

浏览次数:  更新时间:2016-09-23 13:46:52
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