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为了解环境对脑发育的影响和探究式教学对学生智力、多元智能与右脑开发的影响，探讨教育与脑科学之间的关系，为素质教育提供脑生物学方面的依据，本文在综述脑科学发展历程、脑科学在教育研究中的应用历程、脑科学对教育的启示和素质教育的有效实施途径——探究式教学的基础上，精心设计教学案例，利用探究式教学方式开展实验，研究了探究式教学对学生智力、多元智能及右脑开发的影响；设计利用不同培养环境，研究了环境对动物学习记忆能力和脑发育超微结构的影响。结果表明：1．探究式教学显著提高学生的学习成绩和综合素质；2．探究式教学促进学生的智力发育；3．探究式教学使得学生的部分多元智能发生了显著的变化(得到了提高)；4．探究式教学有利于培养学生的形象思维，开发右脑，同时也发现中学生左右脑功能发展水平接近，不存在现行教育对学生左脑功能过度开发的倾向；5．环境对小鼠学习记忆和脑发育均具有重要的影响，不同培养环境与小鼠学习记忆行为和其脑内突触结构参数的变化密切相关；6．环境显著影响小鼠的学习记忆能力，探究性环境组和丰富环境组小鼠学习记忆能力优于单调环境组(P＜0.01和P＜0.05)；7．探究性环境组和丰富环境组小鼠皮层运动感觉区和海马CA3区的突触数密度、突触小泡密度和突触前体内的线粒体密度都有显著性增大，突触界面曲率加大，间隙宽度变小，突触后致密物质变厚。此外，穿孔性突触、棘器和三种弯曲型突触的比例也有不同程度的变化。可以推测探究式教学对于促进儿童脑的发育亦具有很好作用，但实验室的人造环境不同于人类的生活与学习环境，从小鼠需要复杂环境的研究数据来推论儿童的需求，需要神经科学和教育科学的进一步支持；突触超微结构变化与教育之间的关系也有待于进一步的研究。在教育教学实践中应该积极为学生创设丰富、适宜的学习环境，开展主题教学，培养和发展学生构建图式的能力，同时要为师范生开设与教育有关的神经科学课程，注重提高教师的脑科学素养，开展教育神经科学研究。