脑研究:含义
第二语言学习

Acie Newsletter,2001年11月,卷。5,1号

由Fred Genesee,麦吉尔大学心理学教授,蒙特利尔,魁北克


在语言和大脑的研究中,第二和外语教育者之间存在长期兴趣。语言学习是一种自然现象;它即使没有干预而发生。通过了解大脑自然学习的方式,语言教师可能更能能够提高课堂的有效性。

大脑发展:可以教学有所作为吗?

众所周知,大脑的不同地区具有专门的功能。例如,额叶涉及抽象的推理和规划,而后裂片涉及视力。直到最近,据信,这些专门区域从遗传蓝图开发,确定了大脑特定区域的结构和功能。也就是说,大脑的特定区域被设计用于从出生中加工某些信息。

新的证据表明大脑的可塑性比以前认为的要大得多。最近的研究表明,大脑特定区域的特殊功能在出生时并不固定,而是由经验和学习形成的。用一个电脑类比,我们现在认为年轻的大脑就像一台电脑,有着极其复杂的硬接线,但没有软件。大脑的软件,就像台式计算机的软件一样,利用大脑特殊的处理能力来服务于特殊的功能,如视觉、嗅觉和语言。所有人都必须获得或开发自己的软件,以利用他们出生时大脑的处理能力。

许多研究支持这一观点。然而,所有这些都是在动物身上进行的,因为不可能用人类进行这样的研究。在将这些发现外推到人类身上时需要谨慎。下面讨论的研究揭示了发育(和衰老)大脑不可思议的神经灵活性(见Elman等人,1997年第5章。)

年轻动物大脑中从原始位置移植到新位置的皮质组织具有新位置的结构和功能,而不是原始位置的结构和功能。更具体地说,啮齿动物视觉皮层中的神经元已被移植到大脑中通常与身体和感觉功能相关的区域。移植组织的功能类似于躯体感觉神经元,并失去了处理视觉信息的能力(O'Leary&Stanfield,1985)。同样地,如果眼睛的输入从通常是大脑的视觉区域重新路由到通常是大脑的听觉区域,则接收视觉输入的区域发展了处理视觉信息而非听觉信息的能力;换句话说,是输入决定了大脑特定区域的功能(Sur、Pallas和Roe,1990)。

Greenenough,Black和Wallace(1993)显示了复杂环境中饲养的年轻老化大鼠的增强突触生长,以及Karni等人。(1995)表现出在额外学习之后对电机任务的表现进行扩展;换句话说,皮质地图即使在成年期内也可以改变富集的环境或学习经历。

这些发现可能对语言教育的影响:一方面,是教学,教师可以使大脑发育的差别,他们不应该放弃旧的语言学习者。

通过连接学习

理解大脑具有专业化领域的领域,它带来了以反映这些专业职能的方式教学的倾向。例如,关于左右半球的专业功能的研究导致了左右半球教学。最近的研究表明,这种方法不会反映大脑如何学习,也没有如何运作一旦学习发生。相反,“在大多数脊椎动物(人类)中,脑系统与外部世界的整个大脑相互作用”(Elman等,1997,p.340)。大脑学习是关于在大脑和大脑和外界之间建立连接。

这是什么意思?直到最近,关于学习的神经基础存在于神经元之间的联系的观点仍然是推测。现在,有直接的证据表明,当学习发生时,神经元之间的神经化学交流会被促进,并且随着时间的推移,激活已建立的联系所需的输入会减少。新的证据还表明,学习不仅在相邻的神经元之间,而且在遥远的神经元之间建立了联系,而且从简单的电路到复杂的电路,从复杂的电路到简单的电路都有联系。

例如,暴露于不熟悉的语音声音最初被大脑登记为未分化的神经活动。神经活动是弥散的,因为大脑尚未学习从另一个声音区分一个声音的声学模式。随着曝光继续,听众(和大脑)学会在不同的声音中甚至区分不同的声音,甚至对应于单词或词语的单词或部分的声音。反映该学习过程的神经连接形成在大多数个人的左半球的听觉(时间)皮质中形成。通过进一步曝光,简单且复杂的电路(对应于简单的声音和声音序列)在几乎同一时间和更容易地激活。

随着相邻神经元形成连接以形成电路,连接也开始在大脑的其他区域中与视觉,触觉甚至与之相关的嗅探信息相关联的神经元形成。这些连接给出了这个词的声音。这些其他神经元的一些脑部位远离与单词的元件声音相对应的神经电路;它们包括左半球的其他地区的网站,甚至在右半球的网站。由单词激活的互连神经元的整个复合物称为神经网络。

神经活动的流动不是单向的,从简单到复杂;它也从复杂到简单。例如,由与单词狗狗相关联的上下文信息激活的高阶神经电路可以使与声音小狗相关联的较低顺序电路,结果可以通过很少的直接输入来检索单词小狗。复杂电路可以同时激活作为简单电路,因为大脑正在从多个外部源接收输入 - 听觉,视觉,空间,电机。同时激活了单词Doggie的听觉电路,也激活了与狗的视觉相关联的视觉电路。大脑不同区域的同时激活电路称为并行处理。

在学习的初期阶段,神经回路被激活零碎的,不完全的,而弱。它就像获得的局部露出,非常模糊的照片的一瞥。随着越来越多的经验,实践和曝光,画面变得更清晰,更详细。作为曝光的重复,只需要较少的输入来激活整个网络。随着时间的推移,激活和识别相对自动的,学习者可以直接把目光投向了任务的其他部分。这也解释了为什么学习需要时间。时间是需要建立新的神经网络与网络之间的连接。这表明,学习的神经机制是基本相同的学习的产品;学习是建立所学到的神经回路和网络的网络和新的技能和知识之间的新连接的过程。

这些调查结果对教学有何影响?首先,有效的教学应包括零件和惠士的重点。倡导教学部位而不是欺骗教学部位而不是零件的教学方法是误导的,因为大脑自然地将局部神经活动与不同的体验领域相关的电路。例如,在初始阅读指令中,独立于单词的含义的教导语音和他们的有意义的使用可能比并行教学的效果更少。例如,将拼写的机制与学生在日记写作期间表达自己的书面语言,为学习阅读和写作提供重要的动机激励。其次,与前一点相关,教学(和学习)可以从底部向上(简单到复杂)和从上到下(复杂到简单)。用于教学简单技能的论据孤立认为,学习者只能初步处理简单的信息,并且在更复杂的方式中使用简单技能应该慢慢且逐步地进行。大脑研究表明,加工复杂的大脑中心,抽象信息可以激活和交互,与较低的中心,反之亦然。例如,教学学生简单的情感表达(词汇和成语)可以在谈论不同的情绪和出现不同情绪的情况下进行。在嵌入他们熟悉的现实世界复杂的环境中,可以提高学生的词汇收购。 Third, students need time and experience ("practice") to consolidate new skills and knowledge to become fluent and articulated.

所有大脑都一样吗?

大脑并不完全相同。以早期关于左右半球语言差异的研究为例。对于大多数人来说,左半球与大多数正常的语言功能密切相关。我们之所以知道这一点,是因为成年人左半球的损伤会导致语言障碍,而语言障碍通常是永久性的。然而,大约10%的正常右利手个体具有不同的偏侧化模式;他们的右半球或两个半球在语言中起着关键作用(Banich,1997,第306-312页)。男性和女性的偏侧化模式有所不同,男性比女性更倾向于左半球。在阅读领域,诵读困难学生的大脑地图显示,导致他们困难的大脑区域存在很大的个体差异(Bigler,1992)。

我们也知道,这是在学习的特定领域重要大脑区域可以在寿命而改变。有早期语言学习右半球受累,但较少在以后的学习中越来越多的证据。幼儿病变的右半球展示字的理解和运用符号和交际手势的延迟。与右半球病变大人都没有发现这些问题。斯泰尔斯和沙利度胺也认为,有可能是孩子和右半球的话,理解问题之间的联系,因为“要了解一个新词的含义,孩子们必须整合许多不同来源的信息,这些来源包括声音输入,但它们还包括可视信息,触觉信息,紧接在前的上下文的存储器,情绪;在短的范围的限定词和精炼的初始含义体验,这意味着随着时间”(窗框和沙利度胺,如在埃尔曼引等人,第309-310)。我们从各种渠道知道对面的经验领域的整合是右半球的功能。

通过暗示,大脑研究证实了我们从教育研究中所知道的信息:教育工作者必须通过提供替代分组安排,教学材料,时间框架等来规定学习方式的个人差异。特别是开始语言学习者的指令,尤其应该考虑到他们对上下文,有意义的环境的需求。学习风格的个体差异可能不是个人偏好的简单问题,而是在大脑的硬布中的个人差异,因此超出了个体控制。

结论

我们对大脑的理解是不断发展的,因此我们对从脑的教学和学习研究的调查结果的影响也应该不断发展。大脑研究无法规定我们应该教授,我们应该如何组织复杂的教学序列,也不应该如何与具有特殊需求的学生合作。在规划有效指导方面,教育工作者不应放弃他们传统的洞察力和指导。他们应该继续基于课堂经验和基于课堂的研究,继续借鉴和发展自己的学习的见解,以补充大脑研究进步的洞察力。

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