周加仙 李宛如 唐心怡

哈佛大學(xué)著名社會(huì)生物學(xué)家威爾森（E. O. Wilson）曾經(jīng)描述過巖蟻“串聯(lián)奔跑”的方式。巖蟻的頭上長(zhǎng)有兩根觸角，每根觸角由11個(gè)觸節(jié)組成，可以同時(shí)發(fā)出11種不同波長(zhǎng)的信號(hào)，巖蟻們靠觸角相互摩擦，可以在數(shù)秒鐘之內(nèi)交換信息。因此，它們之間擁有非常高效的交流手段，并以此自由地傳遞信息。傳遞食物源的信息是巖蟻的一項(xiàng)重要技能，是直接影響巖蟻生存的一項(xiàng)技能。本文就巖蟻的傳遞食物源信息的教學(xué)行為進(jìn)行分析，以期從科學(xué)研究的角度來探索人類教學(xué)的本質(zhì)。

影響教學(xué)的最重要因素是信息

最近幾十年來，動(dòng)物學(xué)家對(duì)巖蟻的教學(xué)行為進(jìn)行了大量的研究。其中，最為值得一提的是2006年初，英國(guó)布里斯托大學(xué)的行為學(xué)家奈杰爾·弗蘭克斯及其團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表的研究成果。在野外，一只巖蟻找到食物后，會(huì)返回駐地帶領(lǐng)其他巖蟻到達(dá)食物源地。由于只有它認(rèn)識(shí)通往食物源的路線，因此，它會(huì)先釋放出一種信息素，讓另一只巖蟻跟它走，形成一種“串聯(lián)奔跑”的方式。這種奔跑方式由引領(lǐng)巖蟻和跟隨巖蟻構(gòu)成，走在前面的巖蟻相當(dāng)于老師，走在后面的就相當(dāng)于學(xué)生。巖蟻通過這種方式，引導(dǎo)巢穴中的巖蟻到新發(fā)現(xiàn)的食物源或者蟻巢。研究者們仔細(xì)觀察了巖蟻在“串聯(lián)奔跑”過程中的行走方式、行走速度，得出了如下幾個(gè)結(jié)論。

巖蟻引領(lǐng)者改變了行為，付出了代價(jià)，其結(jié)果使得追隨者的學(xué)習(xí)更有效。弗蘭克斯等人的研究結(jié)果顯示，在“串聯(lián)奔跑”的過程中，當(dāng)引領(lǐng)巖蟻被追隨巖蟻的觸角觸碰了其腿部和腹部時(shí)，才會(huì)繼續(xù)行走，因此，引領(lǐng)者在跟隨者面前改變了其行為。研究還發(fā)現(xiàn)，“串聯(lián)奔跑”會(huì)使引領(lǐng)者付出代價(jià)。如果沒有受到跟隨者慢速行走的阻礙，引領(lǐng)巖蟻從蟻巢到達(dá)食物源的速度可以提高4倍，而“串聯(lián)奔跑”的速度由于跟隨者頻繁的停頓而減慢。在停頓中，后面跟隨的巖蟻會(huì)探索地標(biāo)，在有明顯地標(biāo)的情況下，引領(lǐng)者和追隨者之間的停頓速度明顯高于沒有地標(biāo)情況下的速度。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)者提供了如何找到食物的示范，與單獨(dú)的探索相比，跟隨者在“串聯(lián)奔跑”的條件下能夠更快地找到食物。這表明跟隨者在引領(lǐng)者的幫助下學(xué)得更快了。此外，跟隨者返回巢穴的路徑并沒有重復(fù)“串聯(lián)奔跑”的路徑，它的行進(jìn)速度通常比“串聯(lián)奔跑”的引領(lǐng)者更快，而且更趨近線性奔跑。這表明“串聯(lián)奔跑”的方式有助于巖蟻學(xué)習(xí)通往食物源的路線。因此，“串聯(lián)奔跑”的教學(xué)方式能夠使得追隨者更快地找到食物的位置，并通過引領(lǐng)者的榜樣獲得關(guān)于巢穴周圍環(huán)境的一般知識(shí)。

教與學(xué)是區(qū)分“串聯(lián)奔跑”與“運(yùn)送行為”的關(guān)鍵。威爾森以及多位研究者對(duì)不同種類的巖蟻搬家行為進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，巖蟻采用兩種形式將同伴送到新的巢穴。在搬家的第一階段，“串聯(lián)奔跑”的巖蟻數(shù)量一直保持不變。隨著運(yùn)送同伴的巖蟻數(shù)量的不斷增加，熟悉路徑的巖蟻也在不斷增加。在到達(dá)新巢穴的巖蟻數(shù)量足夠多時(shí)，“串聯(lián)奔跑”便停止了，剩下的巖蟻會(huì)被同伴運(yùn)送過去。這表明，巖蟻搬家時(shí)“串聯(lián)奔跑”的功能能夠保證數(shù)量足夠多的巖蟻知道新家的位置，以保證搬家的順利進(jìn)行。雖然尚無實(shí)驗(yàn)證實(shí)跟隨的巖蟻會(huì)比被運(yùn)送的巖蟻能更快地到達(dá)目的地，但是也無法用其他可能的功能來解釋“串聯(lián)奔跑”這一行為。這些研究表明，在巖蟻搬家的行為中，“串聯(lián)奔跑”不同于“運(yùn)送巖蟻”，雖然運(yùn)送巢中同伴的行為也是一種成對(duì)的移動(dòng)方式，但是在速度和奔跑的方式方面兩者卻各不相同。對(duì)比“串聯(lián)奔跑”，熟悉道路的巖蟻將不熟悉的巖蟻直接運(yùn)送到食物源是一種更高效的方式，這也是巖蟻們常常采用的方法。但是運(yùn)送巖蟻的行為中，通常不存在路徑的教與學(xué)，因?yàn)椴皇煜ぢ窂降膸r蟻通常是被倒掛著的，而且頭部是倒轉(zhuǎn)朝向后方的，這樣就無法學(xué)習(xí)了，被運(yùn)送的巖蟻后續(xù)也不會(huì)教其他巖蟻。巖蟻在沒有采用“串聯(lián)奔跑”的方式時(shí)，它們的頭是直立的——這些巖蟻能夠?qū)W會(huì)找到食物的路線，然后招募其他巖蟻。另外，“運(yùn)送巖蟻”的奔跑速度是“串聯(lián)奔跑”的三倍。

引領(lǐng)者與追隨者之間進(jìn)行了雙向的反饋。弗蘭克斯等人的研究表明，引領(lǐng)者和追隨者之間通過加速和減速的模式，相互之間提供刺激信號(hào)，進(jìn)行雙向反饋：當(dāng)引領(lǐng)者和跟隨者之間的距離過大時(shí)，前者減速，后者加速;當(dāng)跟隨者的觸角接觸到引領(lǐng)者時(shí)，兩者以相同的速度向前移動(dòng)。這表明，它們之間的觸碰信號(hào)或信息素信號(hào)控制著雙方行進(jìn)的速度和路徑。在“串聯(lián)奔跑”中，跟隨者所獲得的經(jīng)驗(yàn)會(huì)遷移，當(dāng)他們后來也成為“串聯(lián)奔跑”中的引領(lǐng)者時(shí)，會(huì)將這些經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到其行為中，所以，盡管“串聯(lián)奔跑”的速度很慢，但是它們?cè)谝捠痴咧g傳播了知識(shí)，節(jié)省了時(shí)間。巖蟻的這種“教師”和“學(xué)生”之間的雙向反饋表明，教學(xué)行為與傳播行為不同。在大型的巖蟻社群中，大多數(shù)的招募都是通過信息素傳遞的方式來達(dá)到的，這種方式在大型群體中很有效。因?yàn)槿绻泻芏鄮r蟻提供信息，那么被其他巖蟻遇到并實(shí)施的可能性更大。但是在一個(gè)小社群里，隨機(jī)遇到信息素的概率比較小，因此有價(jià)值的信息很容易丟失，這種情況下，采用一對(duì)一的教學(xué)方式，效果會(huì)更好。

教學(xué)是一種進(jìn)化而來的能力

上述案例表明，巖蟻也具有教學(xué)的能力。從這個(gè)角度來說，教學(xué)是一種進(jìn)化而來的能力。1992年，卡羅和豪澤從生物學(xué)的角度，提出了一個(gè)著名的有關(guān)教學(xué)的功能性與操作性定義，他們認(rèn)為，教學(xué)發(fā)生的條件是當(dāng)個(gè)體改變自己的行為，并付出某些代價(jià)或者不能馬上獲益，來幫助無知的個(gè)體學(xué)習(xí)。具體而言教學(xué)包含三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

（1） 只有無知的學(xué)生在場(chǎng)的時(shí)候，教師才會(huì)改變行為;

（2） 教師的行為改變必須付出代價(jià)或者不能得到直接利益;

（3） 由于教師的行為，學(xué)生能更快速、更有效地習(xí)得知識(shí)和技能;如果沒有教師的教學(xué)行為，學(xué)生甚至可能無法習(xí)得任何知識(shí)與技能。

根據(jù)這一定義，巖蟻的“串聯(lián)奔跑”活動(dòng)是一種典型的教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到了上述教學(xué)的三條標(biāo)準(zhǔn)。但是上述有關(guān)巖蟻所謂的“教學(xué)”行為的研究結(jié)果卻在動(dòng)物行為學(xué)界引發(fā)了激烈的爭(zhēng)論，因?yàn)楹芏嗳瞬荒芙邮軒r蟻也具有教學(xué)能力的這樣一種觀點(diǎn)，因此，有人在卡羅的教學(xué)三要素的基礎(chǔ)上，增加了第四個(gè)要素：老師必須了解學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平。但是卡羅認(rèn)為，巖蟻老師往前移動(dòng)之前靜候?qū)W生的觸角做出觸碰的動(dòng)作，這一行為就是在評(píng)估學(xué)生的知識(shí)水平或掌握程度。

卡羅和豪澤基于進(jìn)化和動(dòng)物行為研究所提出的這一著名的教學(xué)定義，排除了教學(xué)的目的性和心理理論，也不涉及對(duì)非人類教師的內(nèi)部心理狀態(tài)的推論，這樣使得教學(xué)的定義擴(kuò)大，將許多非人類的動(dòng)物群體的教學(xué)歸于此定義中。但是，巖蟻的教學(xué)行為相對(duì)而言非常簡(jiǎn)單，沒有心理學(xué)理論，而人類教學(xué)有心理學(xué)理論。即使我們可以將巖蟻的這一行為看作教學(xué)，但它是否適合人類教學(xué)還沒有得到科學(xué)證據(jù)的證實(shí)，因此，不能夠直接運(yùn)用于人類的學(xué)校系統(tǒng)中。但是，動(dòng)物教學(xué)的研究為人類教學(xué)的研究提供了重要的研究方向。由于人類具有文化創(chuàng)造力和閱讀能力，尤其是人類擁有心理學(xué)理論，能夠揣測(cè)學(xué)生的心理狀態(tài)，對(duì)他人肢體語言的反應(yīng)能力也更高，因此，人類教師在師生互動(dòng)過程中會(huì)表現(xiàn)出更多不同于動(dòng)物的獨(dú)特特征，因此需要進(jìn)一步的研究。

巖蟻的教學(xué)和人類的教學(xué)也有相同之處，即在人類教學(xué)和巖蟻教學(xué)中都有某種情境。巖蟻的教學(xué)情境是一只知道如何獲得食物源的螞蟻和一只不知道食物源的螞蟻，前者（教師）引導(dǎo)后者（學(xué)習(xí)者）找到食物的位置?！皩W(xué)習(xí)者”通過利用其觸角接觸“教師”的腿部和腹部保持與教師的聯(lián)系。如果失去了聯(lián)系，“教師”則會(huì)停止前進(jìn)，直到重新建立聯(lián)系?！敖處煛迸c“學(xué)習(xí)者”有聯(lián)系時(shí)也會(huì)偶爾停止前進(jìn)。這種情況發(fā)生在“學(xué)習(xí)者”探索周圍情況的時(shí)候。這時(shí)，“學(xué)習(xí)者”可能在收集環(huán)境信息，使得在單獨(dú)通往食物源的時(shí)候也能認(rèn)出路線。但是，我們不能因?yàn)槿祟惡蛶r蟻具有相似的教學(xué)情境，就把兩者的教學(xué)等同起來。人類的情境教學(xué)是建立在了解學(xué)習(xí)者心理狀態(tài)的基礎(chǔ)上，而螞蟻的教學(xué)則幾乎完全取決于與生俱來的習(xí)慣，而不是來自心理學(xué)理論。因此，人類和螞蟻的教學(xué)行為很相似，但并不相同。人類教學(xué)的獨(dú)特性在于其意圖性，在教學(xué)過程中有目的地引導(dǎo)學(xué)生達(dá)到教學(xué)的目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)的目標(biāo)來判斷學(xué)習(xí)者表現(xiàn)的好壞，并據(jù)此來調(diào)整教學(xué)，因此人類的教學(xué)具有獨(dú)特性。

綜上所述，巖蟻的“串聯(lián)奔跑”方式符合了典型的教學(xué)行為標(biāo)準(zhǔn)，找到食物的巖蟻會(huì)領(lǐng)著另一只巖蟻通過“串聯(lián)奔跑”的方式從蟻穴向食物源奔跑，兩只巖蟻之間通過觸碰或者信息素有目的地實(shí)現(xiàn)信息交換，控制行進(jìn)的速度和路線。這可能是第一次在非人類的動(dòng)物身上觀察到的一種教學(xué)現(xiàn)象，是一個(gè)典型的在教師和學(xué)生之間通過雙向反饋進(jìn)行教學(xué)的例子。這種行為研究表明，影響教學(xué)的最重要的因素可能是信息的價(jià)值，而不是腦的大小與復(fù)雜的認(rèn)知能力。