神经可塑性引发的变革

本书提供的这六把钥匙可以帮助我们解锁自己的不同方面，不过，第一把钥匙可能最为重要，却也最容易被人忽视。这把钥匙源于“大脑可塑性”的神经学知识。可能有的读者知道相关的证据，但很多中小学、大学和公司的一些做法所基于的观念，却和我要分享的这些观念截然相反。“大脑固化论”所带来的结果，是我们这个国家（乃至世界）到处都是受限于那些能够改变，应该改变的固有观念的低成就者。

每当我们学习的时候，

大脑的神经通路就会生成、增强或连接。

我们要意识到，我们每个人都在成长的路上，

我们必须抛弃“学习能力固定不变”的观念。

美国加利福尼亚州（简称“加州”）被称为“北美的托斯卡纳”的地区，有一幢乡间别墅，它是世界顶尖的神经科学家迈克尔·梅策尼希（Michael Merzenich）的住所。正是这位梅策尼希先生，“撞上”了当今最伟大的一项科学发现——偶然的发现！20世纪70年代，他和他的团队借助最新的科技绘制了猴子的大脑。他们绘制的就是他所说的“脑图”（mind maps）——大脑的工作图谱。这是一项令人激动的前沿性研究工作，这些科学家希望他们的研究成果能在科学界激起“涟漪”。事实上，梅策尼希及其团队的发现，激起的不是“涟漪”，而是必将给人们的生活带来深刻变化的科学“巨?浪”。

该团队成功地绘制了猴子大脑的“脑图”后，就把它扔到一旁，继续做该研究其他方面的工作。当他们重新回到“脑图”的研究时，他们发现：“脑图”显示猴子的大脑网络发生了变化。梅策尼希本人回忆道：“我们所看见的，简直令人震惊。我无法理解这一切。”最终，这些科学家给出了唯一可能的结论——猴子的大脑在改变，而且是快速地改变。由此，就诞生了后来人们所熟知的“神经可塑性”（neuroplasticity）研究。

梅策尼希的研究成果一经发表，就遭到了其他科学家的反对。许多科学家原本确信的观念，现在竟然被证明是错误的，这让他们难以接受。有些科学家曾认为，人们出生之后，大脑就是固化的；其他科学家则认为，人们成年之后，大脑才开始固化，有关成年人的大脑每天都在变化的证据，似乎显得让人难以相信。多年后的今天，即使是那些曾经最激烈反对的人，也认可了神经可塑性研究的证据。

很不幸，数百年来，我们的中小学、大学、公司和文化一直基于这样的观念：有些人能改变，而有些人不能改变。正因如此，分层教学和差异化教学才显得合乎逻辑。学校或公司的某些人未能发挥潜能，这不是教学方法或环境因素所导致的结果，而是因为他们大脑的能力有限。然而，有了数十年神经可塑性研究的知识，我们现在必须彻底消除那些有关学习和潜能的有害观念。

新的证据表明，动物的大脑具有可塑性。受此激励，研究人员开始探索人类大脑的改变潜能。最有说服力的一项研究来自伦敦——我的第一份大学教学工作就是在这个城市。伦敦是世界上最有活力的城市之一，拥有数百万居民和游客。在伦敦，你每天都能看见黑色出租车快速穿梭于数千条大街小巷。这些出租车是伦敦的标志，出租车司机都具有很高的职业标准。伦敦人都清楚，上了黑色出租车，告诉司机要去什么地方，如果司机不知道，可以向出租车管理部门投诉。

熟悉伦敦的所有道路，这可是一项了不起的成就，出租车司机必须付出巨大的努力才能熟悉。要成为一名黑色出租车司机，至少需要学习四年时间。最近，我乘坐过黑色出租车。司机告诉我，他学习了七年。学习期间，司机们需要熟记伦敦市中心查林十字火车站方圆6英里 内的25 000条街道和7000个地标，以及所有道路的连接点。这项任务，通过盲目记忆是无法完成的，司机们必须开车上路，亲身体验这些道路、地标和连接点，才能记住它们。学习结束后，司机们要参加一项名为“道路知识”的考试。这项考试，他们平均要考12次才能通过。

黑色出租车司机接受的这种深度训练，其广度和深度引起了脑科学家的注意，他们决定研究这些司机训练前和训练后大脑的变化情况。结果发现，经过高强度的空间训练，出租车司机大脑的海马体发生了显著的生长。该研究具有重要的意义，这主要有两个原因：第一，该研究的对象为各年龄段的成年人，他们的大脑均出现显著的生长和变化；第二，出现生长的大脑区域（海马体）对各种空间思维和数学思维起着重要的作用。研究人员还发现：黑色出租车司机退休后，他们大脑的海马体出现萎缩的现象——不是因为衰老，而是因为使用次数减少了。大脑的这种可塑性（变化量）震惊了整个科学界。成年人在学习的时候，大脑会生长出新的连接和通路。这些通路不再被需要的时候，就会逐渐消失。

这些科学发现发端于21世纪初期。几乎与此同时，医学界也在神经可塑性领域有了偶然的发现。一个名叫卡梅伦·墨特的9岁女孩罹患罕见的癫痫病，疾病发作时会危及生命。医生决定对她施行根除手术，将她的整个左半脑切掉。他们预计卡梅伦会瘫痪多年，甚至可能因此而死亡，毕竟大脑控制着身体活动。然而，手术后，卡梅伦的表现却出人意料，让医生们非常震惊。他们得出的唯一结论是：卡梅伦的右半脑正在生成左半脑功能发挥所需的新的神经连接，而且，其生长速度大大出乎医生们的意料。

此后，又有几名儿童切除了半脑。克里斯蒂娜·桑特豪斯接受手术时只有8岁，为她做手术的，是神经外科医生本·卡尔森——他后来参加了总统竞选。克里斯蒂娜在中学时成为优等生，还顺利从大学毕业，并继续深造，获得了硕士学位。现在的她是一位语言病理医师。

各种神经学和医学证据均表明：大脑处于持续的生长和变化之中。每天早上醒来，我们的大脑都与前一天不同。通过后面几章的阅读，你将明白如何最大限度地促进大脑神经通路的生长和连接。

几年前，我们邀请了83名中学生来斯坦福大学参加为期18天的数学夏令营。就成绩水平和学习观念而言，他们都很有代表性。第一天，这83名学生都告诉面试老师，他们“不适合学数学”。询问之下，他们都说出了自己认为的“数学天才”的同班同学的名字。不出意外，就是解题速度最快的那位同学。

我们和学生们待在一起，共同努力改变那些有害的观念。来数学夏令营之前，他们都参加了所在学区的数学测试。18天后，数学夏令营结束时，我们又对他们进行了同样的测试。所有学生的成绩平均提高了50%，相当于2.8年的在校学习。这个结果令人不可思议，这也进一步证明：只要给予正确的学习观念和教学方法，大脑是具有学习潜能的。

为了消除学生固有的负面观念，我和老师们拿出卡梅伦的半脑图片，告诉他们卡梅伦接受了左半脑切除手术。我们还给学生们讲述了卡梅伦的康复情况，以及其右半脑的生长让医生们何等震惊。知道卡梅伦的事情后，这些中学生深受鼓舞。接下来的两周时间里，我经常听见学生说：“那个女孩只有半个大脑，她都能做到，我想我也能做到！”

很多人都持有有害的观念，认为自己不适合学习数学、科学、艺术、英语或其他某门学科。发现某门学科很难时，他们不是强化大脑，让学习变得可能，而是认定自己天生就没有适合学习这门学科的大脑。然而，谁也不是生来就具有学习某门学科的大脑，每个人都必须开发所需的大脑神经通路。

现在，研究人员已经知道：学习某个东西的时候，我们的大脑会有三种生长方式：第一，生成新的神经通路，新生的通路细小而脆弱，但随着学习的深入，会变得越发强壮；第二，原本毫不连接的两个通路会形成新连接；第三，现有的神经通路会增强。

我们学习的时候，大脑的这三种生长方式都会存在。随着神经通路的生成和增强，通过努力，我们就可以学好数学、历史、科学、艺术、音乐以及其他学科。这些神经通路并不是天生就有的，而是通过学习开发而成的，正如后面章节要表明的，学习越努力，大脑生长就越好，学习也就越好。事实上，我们的大脑结构会随着不同的活动而变化，使神经通路达到最佳状态，能够更好地适应当前的任务。

01神经可塑性引发的变革

大脑固化论/008

改变观念，重塑大脑/012

高成就学生/021

天赋问题/027

02犯错、吃苦和失败的价值

犯错的科学/037

换个角度看吃苦/041

犯错的价值/044

改变失败观/057

03改变观念，改变现实

观念与健康/067

观念与冲突/069

观念与学习/071

改变观念/073

04大脑的连通

关于手指的意外发现/091

天才们又如何呢？/093

促进大脑连通的方法/095

多维度教学法的学习与运用/103

05速度没了，灵活性就有了！

压力与焦虑的影响/122

速度与神经学/125

灵活思维/131

概念性学习/134

06合作突围

合作为何重要？/153

合作的力量：两个案例/159

合作突围的方法/170

（1）开放的心态/171

（2）开放内容/175

（3）接纳无知/177

鼓励合作突围的策略 /181

结语/ 187

致谢/ 207

改变教学观念和方法的网站资源/211

附录一　数学题计算法与图解法举例/213

附录二　评价量规样本/215

注释/217