求知的“引擎”：引入不确定性，激发学习动力

求知的冲动往往始于一个简单而深刻的“为什么”。童年时期，我们对世界充满好奇，不断探索，渴望解答身边每一个谜团。然而，随着求学之路的延续，这种探索精神似乎逐渐被固化的知识体系削弱。2021年，《自然》杂志子刊刊载的一项跨国研究，对中国、俄罗斯、印度和美国超过3万名本科生进行了长期跟踪调查，结果出人意料：不同国家学生在批判性思维和学术能力的发展上存在显著差异，我国本科生甚至出现了技能退化的现象。这一发现引发了学界关于“教育究竟是激活了探索精神还是扼杀了求知欲”的深层次反思。

如果说求知是探索世界的源动力，那么是什么决定了这种内在动力的强弱？近年来，研究者越来越关注“不确定性”在其中扮演的角色。学习环境不仅影响知识获取，也在无形中塑造着学生的探索行为和认知模式。因此，怎样合理引入并调节不确定性成了激发好奇心的重要突破口。本文将从认知神经科学的视角出发，探讨不确定性如何影响学生的好奇心与学习动机，如何运用不确定性促进深度学习，帮助学生在适度挑战中找到最佳探索节奏，优化认知发展。

好奇心与学习：认知神经科学的新视角

著名心理学家威廉·詹姆斯曾将好奇心定义为：“人们渴望获取更多知识和理解事物的自然驱动力”。这一观点强调了好奇心与认知的紧密关系，它不仅促使人们寻求新信息，还能够激发深入思考的愿望。好奇心能够激活大脑的奖励系统，从而增强对新知识的关注度，提高学习投入。对某个问题产生好奇时，大脑中与多巴胺相关的回路就会变得活跃，特别是腹侧被盖区。而多巴胺是一种与奖励、动机和愉悦感等行为和心理过程相关的神经递质，多巴胺的释放使我们在接触新信息时产生更强的兴趣和期待，从而提升对相关内容的专注度。这种调节机制不仅能使学生吸收更多的新知识，还可能提高学习的主动性，使学习过程更加高效和持久。

好奇心还能优化记忆过程，提升信息存储的效率。研究发现，人们处于高度好奇状态时，不仅对感兴趣的信息记忆效果更好，对同时呈现的无关信息也表现出更强的记忆能力。其背后的可能机制是：在好奇心的驱动下，海马系统与多巴胺系统的功能连接更加紧密，而海马体是与记忆形成、存储密切相关的区域。因此，好奇心促进了信息的长期存储和回忆，使我们能够更加有效地保留和运用所学知识。

决定好奇心的关键因素：不确定性

人之所以会产生好奇心，其根源之一在于试图填补自身知识体系中的空白，降低所处环境带来的不确定感。当面临知识缺口或信息匮乏的状况时，不确定性随之产生，这种不确定性又成为激发好奇心的因素，促使人们主动获取信息。例如，在一项实验中，研究者设计了一个抽奖游戏：从数个两种不同颜色的小球中抽出一个，不同颜色分别代表收益或损失。其中，两种颜色小球的比例代表了结果的不确定性程度。结果发现，在面对更高的不确定性时，受试者的好奇心更强，表明事物的不确定性是驱动好奇心的核心因素。相关的神经科学研究同样表明，好奇心被诱发时，大脑中涉及处理不确定性和预期信息的区域（如下顶叶皮层）的活动会增强。

因此，当教育目标仅限于快速掌握标准答案时，学生往往习惯于寻找“正确”解答，忽视背后原理和深层次的思考。这种以“确定性”为主的学习方式，缺乏复杂和多变的挑战，也就缺乏激发好奇心的契机。有研究表明，在课堂教学中巧妙地引入适度的不确定性，能够更有效地激发好奇心。这种教学方式还能帮助学生将所学知识从学习场景迁移到新的情境中，实现知识的跨情境转移，促进可迁移知识的形成。

不确定性是可以操控的吗

不确定性在教育中的调控并非不可实现，其程度可以通过精心设计的情境和教学方法得到有效管理。例如，情境本身是否存在探索空间，就会直接影响不确定性。在一项实验中，一组儿童观看成年人演示玩具功能的情景，另一组则处于没有明确答案的自由探索情境中，需自主发现玩具功能。研究者发现，有教学演示的儿童会专注于已知功能，而自由探索的儿童不仅尝试了玩具的已知功能，还会积极地寻找其他潜在的功能，会花更长时间探索玩具。这一结果表明，不同的教学情境对学习行为有显著影响。自由探索能激发学生的主动性，但如果没有适当的引导，学生可能会因为缺乏指导感到迷茫；而教学演示有助于学生聚焦已知内容，但会限制他们的探索欲望。因此，对不确定性的调控并非简单地放任学生独立摸索，而是需要在结构化教学和自主探索间找到平衡。

另外，学习进展感与不确定性之间存在着动态的互动关系，也同样需要我们的关注。学习进展理论认为，好奇心的驱动力可能来源于获取“降低情境不确定性信息”的机会，而非仅仅是情境本身的不确定性。一项研究通过使用基于神经网络的模型操控脑边缘系统中多巴胺的释放，发现这种神经递质主要在调节学习进度中起到关键作用。当决定是否继续探索时，大脑的前扣带皮层、背侧纹状体和苍白球等区域既会评估面临的不确定性，也会评估学习进展感，从而指导最优学习决策。刚开始学习某个知识点时，学生可能感到困惑和不确定，但随着深入理解和掌握规律，进展感会带来更强的探索动力，甚至超越单纯寻找信息的需求。

不确定性的操控方法

第一，需要注意教学中的不确定性管理。如果不确定性过低，学生的好奇心可能会减弱；如果不确定性过高，学生可能会因为难以获得有效信息而困惑或挫败。以前文提到的抽取小球实验为例，当不确定性较高时，参与者虽然表现出更大的好奇心，但同时幸福感也会下降。这表明，虽然不确定性让人更好奇，但它并不一定会带来愉悦感，甚至可能引发焦虑。因此，教师在教学中需要平衡学生已知信息与未知答案，将不确定性控制在合理范围内，以维持学生的任务参与度。此外，教师还可以通过提示的方式，帮助学生预见可能遇到的不确定性情境，从而减少可能由此产生的负面情绪。

第二，需要考虑学生的学习进展。不确定性在学习的初期阶段较高，学生探索热情也会较高；随着对学习环境的理解加深，他们的参与度可能会下降，此时教师可以通过适时增加新的学习挑战或引导学生探索未知领域来保持适度的不确定性，例如在教学中逐步提供相关信息。

第三，需要给学生自由选择的空间。有研究表明，无论不确定性高低，只要是自己选择的选项，人们都会产生更多的好奇心。因此，教师可以在学习方式、主题等方面，让学生自主选择学习内容，增强他们对任务的控制感，可能会提高他们的学习兴趣和信息获取的动力。

第四，还需根据差异化教学的原则调整教学策略。教师可以通过观察不同学生在不同情境中的表现，提供个性化的学习支持。例如，对于喜欢挑战并能承受较高不确定性的学生，可以设置更复杂的任务；而对于那些因不确定性而焦虑的学生，则可适当降低任务难度，帮助他们逐步适应、建立信心。

最后，要创设宽容失败、鼓励探索的环境。这样一来，学生可以自由表达不确定性，感知探索本身的价值，而不仅仅关注正确答案。例如，可以通过团队合作、讨论等方式，鼓励学生在没有明确标准答案的情况下进行深入思考和讨论。

综上所述，通过科学设计和灵活调控不确定性，教育者不仅可以确保知识体系的系统传递，更能激发学生内在的好奇心和探索精神，促进其对知识的深度理解与批判性反思。正如古人所云：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”只有在充满探索和质疑的不确定环境中，学生才能激发出对未知世界的无限好奇心，从而真正实现知识的内化。这种环境不仅能够培养他们的批判性思维，还能助力他们在未来持续追求真理与创新。