教育神經科學研究發展新動向

謝曉曼

武漢理工大學法學與人文社會學院 湖北武漢 430070

作為多學科的動態整合，教育神經科學被譽為最有可能成為一門“超學科”的學科，它誕生于20世紀末21世紀初，是認知神經科學在教育領域的運用。近年來，教育神經科學發展日新月異，雖然進程短暫，但已經初步形成了國際性的研究網絡，研究成果與教育理論和實踐得到了結合，同時依然處在不斷的拓展與創新當中，指引了未來發展新動向。這些成就和發展潛力，使得教育神經科學的前途充滿了希望與光明。

一、教育神經科學的內涵與發展回顧

(一)教育神經科學的內涵

教育神經科學是將心智、腦與教育相結合起來的具有巨大發展潛力的新興學科，其突出特點是“復雜性”，關于這一點甚至可以體現在名稱的界定上。不同的組織機構與研究人員會采用不同的術語來代指這個領域，其中運用較多的有“神經教育學”、“教育神經科學”以及“心智、腦與教育”等[1]。相比于其他術語，首先，“教育神經科學”更適合作為一門獨立學科的名稱，其次，它強調的是整合教育學的神經科學，更加重視知識的創造，同時也更能夠體現出這門新興學科的使命--建構新的教育科學知識體系[2]。

關于教育神經科學的學科性質，一方面，基于教育神經科學借助認知科學、分子生物學等技術手段對教育實踐進行研究這個層面上來說，教育神經科學應該是教育科學的分支學科；另一方面，從教育神經的誕生來看，它不僅是教育科學吸取認知神經科學知識的發展，同時也是認知神經科學在教育領域的拓展與創新。因此可以把教育神經科學看作是認知神經科學的應用[3]。

（二）教育神經科學的發展回顧

教育神經科學發展比較緩慢，直到近二、三十年才逐漸得到興起。20世紀末，一場關于心理、腦與教育的革命悄然開始，美國和歐洲相繼提出了“腦的十年”的概念，在此背景下，教育神經科學逐漸走向公眾視野，并初步形成了研究網絡，同時相應的研究機構和組織也逐步建立起來。由此，教育神經科學漸漸得到發展，成為當前學習科學的重要研究領域。

幾個世紀以來，人們從未停止過對學習原理的探索。古代東西方國家認為心臟、血液以及大腦與人的情感和思維等腦的高級活動相關，試圖從生理的角度來研究人的認知活動。隨著醫學、生物學的發展，人們逐漸認識到人類高級神經活動的生理基礎是大腦，但受制于技術條件等因素進展較為緩慢，無法建立起大腦神經與學習內在機制的聯系。20世紀初，隨著行為主義理論的提出以及在教育領域里的應用，搭建起教育與生理學的橋梁。

20世紀50年代，認知科學逐漸興起，其中針對于學習的研究且影響較大的是皮亞杰的建構主義。20世紀70年代后，在神經科學的發展進程中，腦功能成像技術的廣泛應用成為其快速成長的一大契機，其中對于腦的研究成果為認知科學所汲取，形成了認知神經科學。至此，神經科學與教育學開始打破壁壘，交流與對話也日益頻繁，教育神經科學開始逐漸成為人們探索的新興領域[4]。

20世紀末，腦科學研究已成為一個熱門領域，美國推出了“腦的十年”計劃，緊接著歐洲和日本也相繼推出了“EC歐洲腦十年”和“腦科學時代”，這說明了腦科學研究具有巨大的潛力和應用價值。而進入21世紀后，對腦科學研究的重視程度更是大大提升。從國內外的發展進程來看，目前，發達國家對教育神經科學的研究十分重視。相比之下，我國教育界在這一領域的研究略顯單薄，僅僅只有極個別的高校例如華東師范大學開展了專業培養和研究項目，很多高校在這一塊仍屬空白；同時，一門新興學科的建立與推進更需要一個集合專業人才和先進理念的學術團隊，但我國目前也處于空白狀態[5]。

二、教育神經科學研究新進展

(一)教育神經科學研究理論新發展

1.動態發展系統理論。傳統的理論忽視了“心理、腦與教育”三者之間的復雜關系，僅僅做出了簡單的線性和平均化處理。作為教育神經科學的最新理論成果，動態發展系統理論則對這一點進行了突破，該理論將研究的重點轉移到個體行為、成績等與腦模式的漸變和突變的結合上，用來解釋和干預教學，主要包括三個特征：非線性、實體與過程和多層次性。基于該理論，不論人們測量什么變量，得到的實際上只是一種相互作用的疊加結果。因此，要提高對研究對象的非線性、實體與過程和多層次性等特征的重視，將心理、腦與教育理解為復雜的動態發展系統，才能更好的分析教育現象，把握教育規律[6]。

2.動態生長模型。動態生長模型認為個體的生長過程是一種非線性的變化，表現為上升和下降的循環周期，揭示了大腦學習的間斷性發展。動態生長模型認為，腦與認知呈現出的周期性發展是一種不連續的快速發展和快速下降。傳統觀念中人們始終認為發展就是線性的上升，但其實兒童與成人一樣，技能的發展不是從一個階段到另一個階段的上升，而是表現出多次的上升與下降的動態變化，反映出技能的建構是一個周期性的過程，也反映出知識的建構是緩慢且艱難的。因此，教育神經科學要在心理、腦與教育之間建立聯系，而不能在神經科學的研究成果與教育的啟示間進行過度推測[6]。

（二）教育神經科學研究內容的新動向

1.關于“腦”的研究。教育神經科學關于“腦”的近期研究主要包括腦結構和腦的可塑性、敏感期與腦學習的相關研究。首先，針對腦結構，在基因遺傳和社會文化兩個方面對其進行了重新認識。其次，在腦的可塑性和敏感性方面，早期研究認為0-3歲是嬰幼兒學習能力的最佳時間段，一旦錯過這個關鍵期，大腦對嬰幼兒在某些技能的學習上將不會再提供機會。這個結論也導致了當時一些幼兒早教的流行與風靡，但是近幾年的研究在這個觀點上有了新的發現與突破，研究認為對學習和記憶有著關鍵作用的海馬區并不受制于年齡和時間，它可以不斷地產生新的神經元，并通過對神經元之間的突觸聯結進行不斷的修飾，幫助人的大腦發展出最佳的結構。因此，從新的研究發現中可以得出大腦在發育成熟以后依然存在可塑性，我們要做的就是給予它適當的刺激。關于大腦的敏感期，雖然目前僅僅發現語言存在敏感期，但各種跡象表明人類在其他技能方面也可能存在敏感期。

2.對“精準學習課程”的研究愿景。在當代的教育改革中，一個非常緊迫的重大課題就是要實現課程科學化。但是古往今來，教師作為傳道授業解惑者，卻并不太了解人的大腦是如何運作的，在教學時只能依靠經驗主義，并不能從最科學有效的角度對學生進行教育，因而使教學發展躊躇不前。但隨著社會的高速發展，大腦神經科學研究取得了突破性進展，作為新興學科的教育神經科學則聚焦于對腦的內部運行機制的研究，為教育理論和實踐注入了新的活力，同時越來越多的教育者也開始應用教育神經科學的研究成果來提升教學質量。在此背景下，近年來，為了給學生提供更有效的，質量更高的學習經驗，教育神經科學領域催生了“精準教育”、“精準學習”以及“精準課程”等新理念并成為研究熱點，從而可以看到，以上所有都指向了一個方向——精準學習課程[7]。

3.神經科學、教育學與計算機信息技術的交叉整合。目前，將教育神經科學與計算機信息技術進行整合，特別是借鑒教育神經科學在教育實踐中所揭示的規律來探索教育游戲的設計，是教育神經科學領域比較前沿的研究動向。國際上，率先將教育神經科學和教育信息技術結合起來進行研究的是英國布里斯托爾大學的教育神經科學專家瓊斯教授，他在神經科學研究的基礎之上，以應用軟件和互聯網為依托，開發出了能夠提升學生學習水平的計算機軟件和教學方法，更為重要的是他將研究成果應用到了兼具教育性和娛樂性的教育游戲當中，且強調“用戶中心”原則，探索教育游戲對人腦認知過程的影響，以此來提高教與學的效果。但是關于這一領域的研究還處在初期階段，就現階段而言，研究者還無法確保是否能夠通過軟件的設計和應用將學習理論進行完善和提升。因此，在教育神經科學與計算機信息技術的整合上還是一塊空白領域，需要研究者們進行更為深入的探索與研究[8]。

作為一門新興學科，教育神經科學雖然發展歷史較為短暫，但其以科學的研究方法和成果為傳統教育心理學開辟了一條新道路。以高度的敏感性時刻關注其發展新動向，不僅有利于教育神經科學學科體系的完善與發展，同時也有助于教育領域根據新的研究方向及時做出變革與調整。