[中图分类号] G4

随着人们迈入知识经济时代，社会对教育提出了更高的要求。与此同时，生物科学、认知科学、发展科学的飞速发展，各种研究技术与方法的不断完善，对人类大脑的运行规律与学生学习机制的研究有了突飞猛进的发展。脑与认知科学的研究已经成为学习研究的核心^[1]。在这种情况下，整合脑、认知科学与教育的一门新兴学科——教育神经科学诞生了。教育神经科学将为教育理论研究、教育实践与教育政策奠定坚实的科学基础。因此，教育神经科学的研究受到世界上越来越多的国家政府、国际组织和著名大学的高度重视，并相继成立了教育神经科学的专业研究机构。 2003年成立了“国际心智、大脑与教育协会”。2007年3月，该协会的官方刊物《心智、大脑与教育》杂志正式创刊。从此，教育神经科学的研究有了自己的国际组织与期刊。近年来，教育神经科学的专业研究机构纷纷成立。从2003年到2006年间，美国科学基金会投入大量资金成立了6个学习科学中心，其目的是建立教育神经科学。其他国家也相继成立了相关的研究机构，如，英国剑桥大学的“教育神经科学中心”、德国乌尔姆大学的“神经科学与学习转化中心”、加拿大西蒙·弗雷泽大学的“数学教育神经科学实验室”等。与此同时，国际大型的研究项目也纷纷启动。1999年经济合作与发展组织推出的“学习科学与脑研究”项目，将脑与认知科学研究者、教育工作者、教育决策者组织起来共同研究脑与认知科学的教育运用问题，26个发达国家参与了该项目的研究。此外，教育神经科学的研讨活动也此起彼伏,如，美国于1997年和2001年分别召开的“早期儿童发展与学习：脑科学对早期儿童教育的启示”和“早期儿童认知发展”的白宫会议等,将脑、认知科学、教育决策与实践结合起来以解决教育决策与教育实践中重要问题的努力，由于涉及到政治、文化、历史和伦理等多种因素，更是引起了学界的广泛关注与热烈讨论。^[2]

综上所述，教育神经科学的研究已经在世界范围内全方位地展开。但是什么是教育神经科学？该领域与传统的多学科与跨学科研究有什么不同？它的研究意义与存在的价值何在？我国如何推进该领域的研究？这些问题对于教育神经科学的可持续发展非常重要。本文讨论这些问题，意在抛砖引玉，引起学界关注与参与到这个新兴领域的研究与讨论中来。

一、 什么是教育神经科学

“教育神经科学”一词最早由肖尔（Jeanne S.Chall）和莫斯基（Allan F. Mirsky）于1978年提出。^[3]教育神经科学是将生物科学、认知科学、发展科学和教育科学等学科的知识与技能进行深度整合，提出科学的教育理论、践行科学的教育实践的、具有独特话语体系的一门新兴学科。教育神经科学凝聚了跨学科专业研究者的共同智慧，汲取多门相关学科中的知识精华与哲学理念，来形成自己独特的概念结构。教育神经科学的诞生改变了长期以来教育学缺乏科学实证依据的状况，为教育奠定坚实的科学基础。

在教育神经科学的研究中，不同的研究者选择不同的角度来研究共同的教育问题。以阅读障碍为例，遗传学研究遗传与环境对阅读障碍的影响；脑科学（包括认知神经科学）研究正常大脑与阅读障碍者大脑之间结构与功能上的差异；心理学构建认知技能的模型，进行实验；教育人员为阅读障碍者设计与选择合适的课程与教学策略。因此，教育神经科学研究者拥有脑、认知科学与教育学的跨学科知识对于他们的研究具有重要的作用。培养新一代教育神经科学研究者就要让他们既懂脑与认知科学的知识，又了解教育实践，并能够综合分析与运用这些领域的专业知识，来探索人类学习的脑与认知机制，来提高教育质量，促进人的发展。

教育神经科学不是仅仅把“学习看作是根据外部环境的刺激所作出的神经连接过程”；或者把“教育看作是控制或增加刺激、激发学习愿望的过程”。^[4]教育神经科学将脑、认知与生物学的研究纳入到教育研究的范畴，拓宽了传统的教育研究范畴。它不仅关注课堂中学生的学习行为改变、学生学习愿望的激发等宏观层面的研究，也关注大脑在外部环境的刺激下形成神经连接、或者改变大脑功能区以及功能联结等微观层面的研究。在教育神经科学的研究中，对课堂中学生学习的研究与实验室中脑机制的研究同等重要，教育神经科学的目的是将课堂与实验室中产生的知识整合起来，在教育情景中验证其有效性。

二、教育神经科学的领域特征：超学科性

在传统的学科中，新知识通过二种方式而产生：或者将学科内部的知识与其他学科的知识整合起来，或者使学科内本来内隐的知识显现出来。^[5]教育神经科学不是多门相关学科的集合或者简单的综合，各组成学科以各自的速度发展，相互影响，形成部分交叉。教育神经科学将完全不同的学科整合起来，进行沟通与融合，进而形成更高层次的概念。因此，教育神经科学是在汲取了多门相关学科的知识精华和哲学理念的基础上形成自己独特概念结构的学科，这种概念结构模糊了自然科学、社会科学甚至人文科学的界限。因此，这种整合性的知识既不存在于某个学科内部，也不存在于其他学科中，而是形成了一门新型的超学科（trans-disciplinary）。^[6]例如，运用神经科学的研究方法来研究种族差异与学校准备的问题，研究文化对脑功能的影响问题等，这种研究模糊了社会科学与生物科学之间的界限。目前，在国际《自然》、《科学》等高水平的学术期刊中，这类研究的数量在不断增多。与传统的脑、心智、教育等不同学科中的研究者往往关注本领域的研究不同，教育神经科学的研究需要跨学科的知识背景。因此，在发展的初期，需要在不同学科的专业人员之间进行沟通与融合，这种沟通与融合是促进教育神经科学可持续发展的保证。

三、 教育神经科学的研究意义与价值：整体人的研究与培养

教育学与心理学具有很长的合作历史。但是，教育学关注的是运用确定性的（prescriptive）知识来对学习者进行教育，而心理学侧重对人类行为的描述，为教育提供的是描述性的知识，因此，这种合作关系一直受到学界的抨击。与生物学和医学的结合不同，教育学与心理学在长期的合作中并没有积累多少有价值的确定性的知识。在教育决策与教育实践中，人们关注的仍然是学生外显的学习行为与结果，而学生学习的过程仍然是“黑匣子”。教育神经科学将生物科学与认知神经科学纳入到教育研究中，将传统孤立与分离的脑、认知科学与教育研究整合起来，从而实现了对人的整体研究。教育神经科学借助先进的技术手段与研究方法，从基因——分子——突触——神经元——神经网络——神经系统——课堂行为等不同层面揭示学生学习行为产生的完整过程，对学生的学习行为提供因果解释，从而产生出有用的确定性的知识。同时，整体人的培养需要了解人的整个一生中身体发育、认知发展、社会性与情绪的发展，其中认知发展包括了语言认知、数学认知、科学认知、音乐认知、知觉学习等多个领域，而这些领域都是教育神经科学的研究范畴。这种关注整体人的研究所产生的知识与生物学和医学的结合所产生的知识一样具有可持续性。例如，在教育中人们观察到，在儿童语言发展的早期遭受社会隔离的孩子不能获得正常的语言。在教育界广泛流传的是吉妮（Genie）的个案研究。她被囚禁在小屋，剥夺语言达12年之久。在13岁被发现之后，由语言专家进行了为期7年的语言训练，但是其语言能力远远低于同龄儿童。她说的句子有很多语法错误，不会使用冠词、代名词、助动词、动词时态。我们从行为中还可以观察青春期之后学习第二语言会带有口音。这些现象表明，语言环境对语言的发展会产生重要的影响。但是这种影响是如何产生的？仅仅借助行为的观察人们无法确定其内在的因果关系。而脑与认知科学可以为这类现象提供生物学的解释，因为大脑在语言学习方面具有敏感期，大脑对语言学习的敏感性随年龄而降低。^[7]生物学的研究则在神经细胞层面上进一步解释大脑敏感期变化的生物学机制是：轴突的分叉、突触的形成与消除、突触的巩固。^[8]在敏感期，大脑皮层中存在大量的突触，可以形成新的神经回路，因此皮层的可塑性大。皮层的突触开始删除后，皮层功能的可塑性开始下降。如，视觉皮层突触的删除大约1岁左右开始到10岁左右结束，视觉皮层的功能可塑性也随之而下降。斜视、弱视恢复到正常视力水平的能力在5岁左右结束。在听觉区也存在着突触删除与功能可塑性下降同步发展的现象。这表明在这些系统中，大脑的结构与功能之间存在着因果关系。语言功能的可塑性在大脑语言区开始删除突触时逐步下降。在青春期左右，语言区的突触密度处于成人水平，此时语言学习的能力下降，掌握新语言的难度大大增加。由此，行为研究与脑与认知科学的研究产生了一致性结论。这种关于语言学习敏感期的确定性知识可以为语言学习的政策制定提供科学的依据。第二语言学习宜早开始，这样学习者才能获得纯正的外语语音，在第二语言的语法学习中可以起到事半功倍的效果。因此，教育神经科学的研究将为教育奠定坚实的科学基础。

四、促进教育神经科学发展的策略与措施

（1）建立研究基地，促进双向互惠合作关系的形成

当我们将目光投向教育领域之外，我们就可以发现，大到政府部门、工商企业、农业畜牧业，小到一所医院、一项化妆品的研发，其中不乏科学研究者与实践者成功合作的案例。他们在实践中检验理论，调整研究，进而产生出许多具有重要价值的研究成果，由此带动了整个行业或者部门的可持续发展。在医学研究机构中，将科学研究与实践连接起来发挥重要促进作用的是教学医院。在教学医院中，科学研究者与实践者在医院里共同工作，从事与临床实践有关的研究，在临床医学实践中培养新一代科学研究者与实践者。但是教育研究中鲜有科学研究者与实践者之间的这种可持续性的、动态交互的合作关系。在这种状况下，教育研究者在象牙塔中构建的许多教育理论都远离真实的教育生活。实际上，只有经过复杂而动态课堂的历练而修正完善的教育理论才更具有实践的效益。因此，教育神经科学倡导：教育领域也应该与其他成功的行业与部门一样，科学研究者与实践者共同合作，提出与实践相关的理论，并在实践中来验证这种理论的效益。

在教育神经科学的发展中，要使这一构想付诸实施，首先需要建立将脑与认知科学的研究与教育实践连接起来的组织机构，将实验室的科学研究转化为学校的实践，同时将学校教育中遇到的实践问题带到实验室进行研究。^[9]教育先驱杜威早在1896年就提出了建立实验学校（laboratory schools）的构想，将研究与实践连接起来。但是科学研究与教育实践相结合的构想一直没能够真正得到实现。传统的教育学与心理学研究仍然是由研究者在学校中收集数据、分析数据、发表研究结果。这种研究模式忽视了教师与学习者对研究方法与研究问题的影响，忽视了学习生态环境的重要作用。因此，教育中仍然没有像教学医院一样的基层组织来支持科学的教育研究。教育神经科学实验基地将真正实现杜威等教育先驱的构想，为教育奠定科学的基础。教育神经科学要在“教育的生态”环境中，即学习发生的情景与场所，与教师和学生一道来共同研究学习与教学。

这种跨学科合作机制的建立不可能自然形成，而需要不同学科间的共同努力。目前，美国的哈佛大学、德国乌尔姆大学的“神经科学与学习转化中心”等许多研究机构都与基层学校建立了这种合作关系。教育神经科学的研究基地让教育神经科学研究者置身于教育的生态环境，这种环境有助于教育神经科学研究者提出具有教育意义的研究问题,修正与完善教育神经科学的理论构想；教育人员参与教育神经的实验研究，将课堂中的学习问题带到实验室，为教育神经科学提供需要研究的有价值的问题。如，人脑是如何学习的？学生学习能力的个体差异的机制是什么？环境和遗传对智力究竟产生怎样的影响？学习与思维中性别差异的脑与认知机制是什么？这类教育者和脑与认知科学研究者共同感兴趣的问题是架起脑、认知科学和教育的重要桥梁。更为重要的是，课堂和教育中的运用还可以验证实验室的基础研究成果。目前，认知神经科学关于人类学习的研究多数为相关研究，这类相关性研究成果的可靠性需要在教育情景中得到验证。只有经过严格而科学的课堂实验验证的基础研究成果才能够运用到教育实践中。教育神经科学这种关于整体人的研究成果，对于制定更加科学的教育政策，采用更加适合学生发展的教育措施具有重要的价值。因此，教育神经科学的研究基地将成为奠定教育基础、提高教育质量的基层组织，成为研究者与实践者合作共同从事教育教学研究、传播研究结果，进而将基层教育实践者的声音传递到研究界与决策层，影响教育研究与教育决策的基地。而且，研究基地还是在教育实践中培养新一代研究者与实践者的摇篮。

（2）开设多种课程，培养跨学科专业人才

教育神经科学是一个理论与方法全新的新兴研究领域，这个领域的发展依赖于专业人员的培养。^[10]目前，世界著名大学设置了不同的教育神经科学专业课程：如，美国哈佛大学教育学院开设的“心智、脑与教育”专业，哥伦比亚大学教师教育学院开设的“神经科学与教育”、威斯康星大学麦迪逊分校设置的“神经科学与公共（教育）政策” 专业，英国牛津布鲁克斯大学开设的“心智、脑与学习”专业等等，这些专业分别授予学生博士或者硕士学位。教育神经科学侧重2种类型的专业人才培养:（1）既能够运用教育的研究方法，又能够运用脑与认知科学的研究方法的专业人员，他们的研究将产生教育神经科学的新知识。（2）根据教育神经科学的研究成果来设计教育材料和教育教学活动，专门从事研究与实践转化工作的新一代教育设计者。^[11]此外，对关注学习与发展的神经科学研究者进行教育理论与方法的培训也同样重要。^[12]认知神经科学研究者研究的问题常常是课堂中学生学习的重要问题，如概念的转变、语言的学习、数学的学习等。如果认知神经科学研究者了解教育研究与教育实践，那么他们设计的研究才会对教育具有重要的价值。这种跨学科的培训需要接受了跨学科专业知识训练的人来实施，他们拥有共同的话语与理论框架。这种跨学科的培训是教育神经科学学科发展的关键。

(3) 培养教育人员的批判性思维意识，促进教育神经科学的健康发展

当前在教育界，广泛流传着对神经科学的错误解释与推论，例如，“人类仅仅用了大脑的10%”的论断、“左脑与右脑学习”等。这些观点或者来源于大众报刊与媒体的简单化报道，或者对脑科学的原始研究作出错误的解释和推论所致。^[13]当前市场上、教育领域中大量存在着所谓的基于脑科学的研究成果而设计的课程方案与教学方法，这些课程方案与教学方法绝大多数缺乏严格的科学证据，更没有长期实践效果的研究证明，但是却在实践中推广。消除这种错误的做法已经成为当前阶段教育神经科学发展中的一项重要任务。脑与认知科学的基础知识培训有助于教育研究者与一线教师形成批判性的思维意识，能够鉴别市场上推广的所谓“基于脑科学”的课程方案与教学策略。

在教育神经科学发展的初期，人们过高的期望会阻碍它的发展。因此，在培训中，需要让教育者了解当前教育神经科学的真实研究状况，不要把教育神经科学看作是解决教育问题的万能药。目前必须避免的问题是：（1）没有对脑与认知科学进行深入而系统的研究，根据常识与专业经验将不成熟的观点运用于教育实践；（2）认为教育研究不是科学，不能根据科学的思维与方法来解决教育中的问题。教育神经科学研究者应肩负起历史的重任，为教育奠定科学的基础，不让缺乏科学依据的研究对学校教育产生不良的影响。

（4）建立共同的话语体系，增进不同领域间的沟通与融合

在教育神经科学的跨学科研究中，不同学科具有不同的研究方法与不同的概念表征方式，每一个学科或者同一学科的不同理论取向都从各自不同的认识论出发来界定概念的语义与结构，使得脑、认知科学与教育的沟通与交流存在着巨大的挑战。这里仅以“学习”为例来说明。学习是脑、认知科学和教育学领域中共同拥有的重要术语，但是由于学习的过程高度复杂，不同学科对学习有不同的定义。例如，小泉英明从神经科学的角度将学习定义为“脑通过神经连接对刺激进行反应的过程，表现为信息加工回路的形成与信息的储存”。^[14]在心理学中，不同的理论流派对学习有不同的定义，如行为主义的学习理论认为，学习是在刺激和反应之间形成联结。以著名心理学家皮亚杰为代表的认知学派认为，学习活动本质上是一种主体转变客体的结构性动作，其目的在于取得主体对外部自然与社会环境的适应，从而达到主体与环境之间的平衡，同时将这种动作协调结构内化为主体的认知结构(图式)。社会建构主义的学习理论认为，学习是人所特有的高级心理结构与机能，这种机能不是从内部自发产生的，而只能产生于人们的协同活动和人与人的交往之中；这种高级心理机能最初形成于人的外部活动中，并在活动中逐渐内化，成为人的内部各种复杂心理过程和结构。^[15]教育学者Coffield (2005) 把学习定义为“个体、集体、组织或者社会在能力、理解、态度、或者价值观方面的有意义改变”。^[16]目前在国内心理学、教育学理论中普遍接受的定义是：“学习是指人和动物因经验而引起的行为、能力或心理倾向相对持久的变化过程，这些变化不是因成熟、疾病或药物引起的，而且也不一定表现出外显的行为。”^[17]因此，教育神经科学的发展中，迫切需要建立一种共同的话语体系，使不同的学科之间有统一的标准，彼此能够相互理解。

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[2] 详见周加仙, 教育神经科学引论[M].华东师范大学出版社. 2009年版。

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The Construction of Educational Neuroscience

Zhou Jiaxian