神經教育學

神經教育學是國際上2006年問世的一門新興交叉性前沿學科，它融神經科學、心理學和教育學等成熟的學科於一體，旨在藉助新型的心腦科學原理來實現對教學課程、教學方法和教育一學習的結構性與功能性改善及創新，以此有效促進教師的先導性發展(知識一經驗發展、情感的審美一道德發展和思維的理性發展、行為能力的個性化創造性發展)，繼而推動學生的情知意行之主動自由、全面和諧發展。換言之，神經教育學旨在將人的知識傳導與內化過程落實到心理內容的加工、神經系統變化的效應機制和教學方面的師生操作範式等三大環節上，以期實現教學行為的合情合理運作、教學價值的高效持續傳承。

作為一門橫跨文理的新興交叉學科，教育神經科學的發展得到了美國、英國、德國、日本、荷蘭、印度等發達國家和發展中國家高層領導與政府部門的高度重視與大力支持，這些國家的自然科學基金委、教育部等都有教育神經科學的專項支持項目。 ^[1] 

神經科學是一門專門研究腦和神經系統的結構、功能、發育、遺傳學、生物化學、生理學、藥理學及病理學的跨領域的交叉學科，它應用生命科學、物理科學和信息科學的綜合方法，從分子、細胞、神經系統、行為、認知、計算網絡等多個層次，對神經系統的形成，正常功能和異常病變進行研究。神經科學的發展，為很多神經疾病患者提供了有效的治療；但是，如何才能讓這一新興的學科領域服務於更廣大的人羣？將神經科學應用於教育事業，是一件十分有意義的事情，也是一件十分合理的事情，因為二者的研究對象説到底都是學生的腦袋。最近幾十年，很多人開始嘗試將神經科學（腦科學）的研究方法和成果應用於教育實踐，產生了新興的交叉學科：神經教育學。

教育和神經科學的結合是在爭論中開始的。1996年，美國國家教育委員會（ECS）在丹佛召開了一次教育界和神經科學界的對話，討論是否可能溝通這兩個領域，並提出了很多具體的建議。但Bruer認為教育可以和認知心理科學的研究聯繫起來，認知心理的研究也可以和神經科學聯繫起來；但是，把教育實踐和神經科學的研究直接聯繫起來，之間的距離是很難跨越的(Bruer, 1997)。

然而隨着現代腦成像技術的發展，對腦的認識的不斷深入，研究者和教育者確實可以開始考慮研究教育活動的生理作用以及產生的生理變化了(Fischer et al., 2007)。很多教師希望瞭解更多的腦科學知識以提高教學實踐和研究的水平，適應以學生為中心的新的教學法；政策制定者開始越來越多地尋求來自神經科學的實證性依據，這樣制定的政策可以更讓人信服；神經科學家也希望他們的研究成果能夠惠及更多的人，同時也希望從教育實踐中獲取神經科學發展方向的啓示。所以，人們目前普遍達成了共識，認為神經科學的研究需要和教育實踐相結合，儘管目前神經科學在這方面的發展還是剛剛起步(OECD, 2007)。

在新生物學中，學習定義為接受來自環境（除自己以外所有一切）的外部刺激構築中樞神經通道的過程；教育是控制、補充外部刺激的過程(小泉, 2007)。可見，研究腦對學習和教育的關係是有理論依據的。

1.腦的可塑性與教育

人腦是一個複雜的動態系統，認知神經科學的研究表明個體的中樞神經系統在生命全程中都具有一定的可塑性。在外部環境刺激改變時，或是在腦內部本身產生某些缺失時，神經系統就會產生某種調整。不同的認知功能和神經基礎在不同時期所表現出的可塑性的強弱、可塑性敏感時間的長短以及對外在環境的依賴性很不相同。穿顱磁刺激研究發現在生命早期失明的盲人，其視覺皮層轉向了對軀體感覺信息的加工，這種跨通道的皮層可塑性可以解釋盲人為何具備出眾的觸覺能力。不僅如此，Coull和Friston等研究25～36歲成人在視覺物體和方位之間聯想學習，發現加工物體和方位的皮層之間的有效連接在學習後得到加強。運動技能、人工語言的學習中也發現了中樞神經系統發育成熟之後仍具有一定的可塑性。就目前認知神經科學的研究進展來看，對人腦可塑性的瞭解還停留在一個初級階段，對腦發育的“關鍵期”和“敏感期”之爭就充分説明了在教育實踐中要更加慎重地對待這個問題。腦的可塑性現象對教育實踐具有一定的啓示。一方面，要充分利用腦的可塑性，重視早期教育。儘管神經科學的研究表明在個體發展的生命全程，大腦都具有一定的可塑性，然而在個體發展的不同階段，腦的可塑性也不相同，而且腦區之間的發展也不是同步的。在敏感期腦的可塑性較強，進行早期教育或及時干預的效果更好。因此對於教育工作者而言，必須根據具體的認知功能綜合考慮才可能制訂有利、有效的教育方案或干預措施，加強教育的針對性和實效性。另一方面，對早期教育的重視並不意味着其他時段的教育不重要，認知神經科學的研究結果提示在生命全程中大腦都具有一定的可塑性，應避免過度施壓可能導致的更嚴重問題。目前更需要關注的是將腦的可塑性研究與殘障和疾患的治療聯繫起來，避免對正常成長不適當的忽略和虐待行為，重視學生的身體健康和社會情緒的培育，為他們終身發展打下基礎。

2.腦功能定位理論與教育

腦的功能定位和半腦功能偏側性的觀點最初來源於神經心理學的研究。對裂腦人的研究發現大腦半側交叉支配對側的運動和感覺系統，並且左半球側重於抽象思維，如語言、邏輯、數學、分析、判斷等；右半球側重形象思維，如空間關係、藝術、情感等。由於人類語言的發展，以言語思維為主的左腦得到了較為充分的利用，因而出現了“左腦優勢説”。很多人認為這種左腦優勢在很大程度上是人為的，人們習慣用右手操作、用言語交際。而傳統的教育從課程設置、教學內容到教學管理都是有利於左腦的，因此有人提出開發“右腦”的觀點。然而，認知神經科學的研究表明功能定位和半腦功能偏側的現象並不是絕對的，左右半腦雖有分工，但它們又是互相配合、互相支持、互相補償的一個整體。腦功能系統不是簡單地按左右分工原則，更多是皮層和皮層下、後腦和前腦、背側和腹側的分工。特別是，半腦功能偏側化的結論是以神經心理學病人的研究為基礎，將該觀點引入正常人，特別是引入教育實踐應更為慎重。認為過去的教育只利於左腦發展的觀點是片面的，盲目提出開發單側半腦的主張也是不妥的。強迫兒童用左側肢體不僅打亂了正常發育的進程，而且可能會造成某些兒童的口吃，嚴重者甚至會導致兒童精神分裂症。對大腦潛能的開發研究應是全腦的開發，是以大腦為核心的整個身心潛能的全面開發，而不是片面強調開發腦的單側功能。

正是由於上述意義的存在，近年來神經教育學方面的研究逐漸增多，並得到了體制化的發展。世界經濟合作組織（OECD）教育研究和創新中心（CERI）分別於1999年和2002年啓動了兩期腦科學和教育之間的交叉研究計劃，建立了國際合作研究網絡，鼓勵神經科學家研究教育中的實際問題。2002年，哈佛大學的教育研究院出現一門名為“認知發展、教育和腦”的新課程，為跨越教育界和神經科學界提出新的模型，着重培養學生解決實際問題的綜合能力(Blake & Gardner, 2007)；他們並於2003年成立了“國際心智、腦和教育學會”(IMBES)，其目的是通過教育、神經科學和認知科學的結合，促進對人類學習和發展的研究(IMBES, 2007)。在英國的Bristol大學，Paul Howard-Jones及其團隊從2005年開始，建立了神經科學和教育界之間的聯繫(NEnet)，召開了一系列研討會，形成了一種合作機制，得到了很多研究結果(Howard-Jones, 2007)。

自上個世紀90年代中期以來，美國政府的高層領導人多次召開會議，如1997年，克林頓政府召開的“兒童早期發展與學習：腦科學對早期兒童教育的啓示”、2001年布什政府召開的“早期兒童認知發展”、2015年1月奧巴馬政府召開的“神經科學與學習”等白宮會議，對教育神經科學研究成果的轉化應用發揮了重要的引領作用。美國已經將“教育”列入國家腦計劃的支持範圍。2005年，美國自然科學基金委（NSF）斥資9億美元，組建了包括教育學、認知神經科學、心理學、計算科學四個學科領域專家合作的跨學科研究團隊，大力推動教育神經科學的研究，並且已經設立了多個持續性支持項目。

英國皇家學會於2010年發佈了四個有關神經科學的研究報告（腦浪潮計劃）。其中，《神經科學：對教育與終身學習的啓示》報告了教育神經科學對於教育發展的重要價值。

德國聯邦教育與研究部大力支持教育神經科學的發展，專門設立了神經科學、教學與學習基金項目。

2001年，日本政府啓動大型的“腦科學與教育”研究項目，將腦科學研究作為國家教育發展的一項戰略任務。

2001年，荷蘭科學委員會啓動了總預算達2.9億歐元的“國家項目”，設立心智的學習、心智的健康、心智的運作三個主題。

發展中國家中，印度科學與技術部在2013-2014年啓動了國家教育神經科學計劃，其主要目的是鑑別學習困難的學生，包括閲讀障礙、讀寫障礙以及計算障礙等認知缺陷。 ^[1] 

神經教育學在國內的發展要比國外發達國家遲得多，應用進程也滯後很多。國內最早倡導神經教育學的是教育部原副部長、中國工程院院士韋鈺，在十多年前就利用其特殊的身份倡導神經教育學，並進行了積極有效的探索，對中國的神經教育學發展起到了奠基和推動的重要作用。學習力教育專家餘建祥在2001年作學習力教育研究時，就非常重視腦部活動規律對學習的決定性影響，如大腦的記憶規律、不同狀態下學習效率的對比、環境音樂對學習狀態的影響、神經語言程式學（NLP）等，使得學習力教育研究一開始就建立在科學的基礎上，而不是經驗主義。餘建祥認為教育不僅僅是一門藝術，更是一門科學，只有將相關的多學科引入教育學領域，才會產生真正有重大改變和發展的教育學理論。

在實際應用方面，餘建祥一直倡導將環境音樂引入學習過程中來，通過環境音樂調節腦波狀態，大幅提升學習效率，並在餘建祥音樂輔助學習系統的基礎上研發了高效環境音樂輔助學習機，目前已進入實驗和試生產階段，積極探索神經教育學的實踐應用。

華東師範大學教育神經科學研究中心於2010年12月16日成立，是國內第一所將教育科學、心理科學、認知科學、神經科學進行整合研究的多學科綜合研究機構。 ^[2] 

如前所述，將認知神經科學與教育結合起來，用認知神經科學的觀點和方法來探討教育中的相關問題，其終極的目標就是找到一種真正基於腦並且適於腦的學習。將教育活動的開展必須與腦科學相結合，用科學的教育方法和手段開發腦的潛能。儘管在新技術的帶動下，人們對腦的認識又向前邁出了一大步。然而，人類離最終揭開腦的奧秘還有很長的路要走。鑑於教育的重要性和特殊性，人們應該努力吸取人類對腦研究的新成果，結合教育實際，促進教育改革，使其沿着儘可能科學的方向前進，儘可能避免做違背科學規律的事。

作為一名教育工作者，對於認知神經科學的正確態度應該是不可不知、不可簡單化和不可神話。教育工作者需要掌握—定的腦科學知識，並且客觀正確地利用腦科學研究的成果。如果不瞭解最新的教育理念、知識與技術，其專業提升必然會受到影響。學習神經科學知識可以更深刻地認識教與學的本質和規律，運用腦科學理論總結、改進教學方法。其次，將教育活動與認知神經科學相結合時，也應客觀認識認知神經科學成果在教育實踐中的應用價值，不可誇大某些腦科學研究成果，避免對腦科學成果的不恰當解釋。類似開發左右腦教育、腦發育的關鍵期、大腦10%利用論斷、豐富環境以及莫扎特效應等將腦科學研究結果簡單化和神話的做法缺乏足夠的科學依據，加重了學生的負擔，不僅不利於教育教學活動的開展，也使得神經教育學走向了另一個極端。因此，教育工作者應該更深刻地瞭解神經科學、與神經科學研究者相互探討、理性地分享腦科學的研究成果，根據腦科學理論切實推行素質教育，更好地適應新形勢下的教育改革，肩負起處於發展重要時期的學生的基礎教育重任。

腦神經科學研究表明，運動是可以提升學習效率的。藝術和運動是提升學生學業成績最有效的途徑，遺憾的是“許多學校大刀闊斧地削減藝術課和體育課，結果導致校園內兒童盡情玩耍的歡快氣氛消失殆盡。這不能不説是會令我們懊悔不及的生理悲劇，因為現在我們明明知道，各種身體活動對發展和維繫兒童的大腦功能起着關鍵的作用”。 ^[3] 

將神經科學和教育實踐結合的研究有非常重要的意義：

1.腦及其發展過程是教育工作的主要對象，神經科學能夠為教育研究提供科學依據，使其教學方法和政策的制定更令人信服，更具有實際指導作用。譬如，最近腦科學和認知科學都認識到情緒對人的決策和社會能力的重要作用，提醒我們應該重視兒童情緒能力的發展，早期兒童在情緒能力上的發展有助於今後認知能力的提升和其他知識的學習。

2.教育界能夠向神經科學界提出一些來自實際課堂中的問題，這些現實問題可以啓發神經科學界的發展方向，使其新的研究成果可以被迅速應用到實際課堂中。神經系統的關鍵期和可塑性的提出對教育的意義很重要，但實驗室中的基於個體的結論很難普遍適用於所有學生，因此這些神經科學的概念和建議必須結合教育實踐來提出並得到驗證。顯而易見，神經科學和教育之間的結合和溝通應該是雙向互動、互惠互利的(Howard-Jones, 2007)。

3.向教師、教育工作者和社會大眾普及腦科學的知識，讓他們可以更好地瞭解兒童的身體、精神、社會和認知能力的發展過程，向兒童提供更好的教育(Wasserman, 2007)。神經科學家也可以通過和教師的合作，向兒童提供更好的科學課程。同時，在社會普及神經科學的知識，也可以讓人們對一些沒有太多科學依據的看似基於神經科學的商業產品有正確的認識和判斷，不盲目聽信一些商業產品的不切實際的宣傳。

4.現代腦成像技術的發展，使我們能夠不打開腦，就知道腦裏面發生的過程，為我們研究學習的生理機制提供了可能。有了神經科學的成熟的檢測手段，我們可以在更早期的時候發現兒童在感覺和運動方面所存在的生理缺陷，這樣可以更早地進行干預，可以有更多的機會得到彌補，為其今後的學習和發展提供一個比較好的基礎(Hall, 2005)。

《受教育的腦:神經教育學的誕生》（安東尼奧·M.巴特羅、庫爾特·W.費希爾、皮埃爾·J.萊納 著，周加仙 譯，教育科學出版社，2011年）的出版標誌着神經教育學的誕生。 ^[4]