教育神经科学研究发展新动向

谢晓曼

武汉理工大学法学与人文社会学院 湖北武汉 430070

作为多学科的动态整合，教育神经科学被誉为最有可能成为一门“超学科”的学科，它诞生于20世纪末21世纪初，是认知神经科学在教育领域的运用。近年来，教育神经科学发展日新月异，虽然进程短暂，但已经初步形成了国际性的研究网络，研究成果与教育理论和实践得到了结合，同时依然处在不断的拓展与创新当中，指引了未来发展新动向。这些成就和发展潜力，使得教育神经科学的前途充满了希望与光明。

一、教育神经科学的内涵与发展回顾

(一)教育神经科学的内涵

教育神经科学是将心智、脑与教育相结合起来的具有巨大发展潜力的新兴学科，其突出特点是“复杂性”，关于这一点甚至可以体现在名称的界定上。不同的组织机构与研究人员会采用不同的术语来代指这个领域，其中运用较多的有“神经教育学”、“教育神经科学”以及“心智、脑与教育”等[1]。相比于其他术语，首先，“教育神经科学”更适合作为一门独立学科的名称，其次，它强调的是整合教育学的神经科学，更加重视知识的创造，同时也更能够体现出这门新兴学科的使命--建构新的教育科学知识体系[2]。

关于教育神经科学的学科性质，一方面，基于教育神经科学借助认知科学、分子生物学等技术手段对教育实践进行研究这个层面上来说，教育神经科学应该是教育科学的分支学科；另一方面，从教育神经的诞生来看，它不仅是教育科学吸取认知神经科学知识的发展，同时也是认知神经科学在教育领域的拓展与创新。因此可以把教育神经科学看作是认知神经科学的应用[3]。

（二）教育神经科学的发展回顾

教育神经科学发展比较缓慢，直到近二、三十年才逐渐得到兴起。20世纪末，一场关于心理、脑与教育的革命悄然开始，美国和欧洲相继提出了“脑的十年”的概念，在此背景下，教育神经科学逐渐走向公众视野，并初步形成了研究网络，同时相应的研究机构和组织也逐步建立起来。由此，教育神经科学渐渐得到发展，成为当前学习科学的重要研究领域。

几个世纪以来，人们从未停止过对学习原理的探索。古代东西方国家认为心脏、血液以及大脑与人的情感和思维等脑的高级活动相关，试图从生理的角度来研究人的认知活动。随着医学、生物学的发展，人们逐渐认识到人类高级神经活动的生理基础是大脑，但受制于技术条件等因素进展较为缓慢，无法建立起大脑神经与学习内在机制的联系。20世纪初，随着行为主义理论的提出以及在教育领域里的应用，搭建起教育与生理学的桥梁。

20世纪50年代，认知科学逐渐兴起，其中针对于学习的研究且影响较大的是皮亚杰的建构主义。20世纪70年代后，在神经科学的发展进程中，脑功能成像技术的广泛应用成为其快速成长的一大契机，其中对于脑的研究成果为认知科学所汲取，形成了认知神经科学。至此，神经科学与教育学开始打破壁垒，交流与对话也日益频繁，教育神经科学开始逐渐成为人们探索的新兴领域[4]。

20世纪末，脑科学研究已成为一个热门领域，美国推出了“脑的十年”计划，紧接着欧洲和日本也相继推出了“EC欧洲脑十年”和“脑科学时代”，这说明了脑科学研究具有巨大的潜力和应用价值。而进入21世纪后，对脑科学研究的重视程度更是大大提升。从国内外的发展进程来看，目前，发达国家对教育神经科学的研究十分重视。相比之下，我国教育界在这一领域的研究略显单薄，仅仅只有极个别的高校例如华东师范大学开展了专业培养和研究项目，很多高校在这一块仍属空白；同时，一门新兴学科的建立与推进更需要一个集合专业人才和先进理念的学术团队，但我国目前也处于空白状态[5]。

二、教育神经科学研究新进展

(一)教育神经科学研究理论新发展

1.动态发展系统理论。传统的理论忽视了“心理、脑与教育”三者之间的复杂关系，仅仅做出了简单的线性和平均化处理。作为教育神经科学的最新理论成果，动态发展系统理论则对这一点进行了突破，该理论将研究的重点转移到个体行为、成绩等与脑模式的渐变和突变的结合上，用来解释和干预教学，主要包括三个特征：非线性、实体与过程和多层次性。基于该理论，不论人们测量什么变量，得到的实际上只是一种相互作用的叠加结果。因此，要提高对研究对象的非线性、实体与过程和多层次性等特征的重视，将心理、脑与教育理解为复杂的动态发展系统，才能更好的分析教育现象，把握教育规律[6]。

2.动态生长模型。动态生长模型认为个体的生长过程是一种非线性的变化，表现为上升和下降的循环周期，揭示了大脑学习的间断性发展。动态生长模型认为，脑与认知呈现出的周期性发展是一种不连续的快速发展和快速下降。传统观念中人们始终认为发展就是线性的上升，但其实儿童与成人一样，技能的发展不是从一个阶段到另一个阶段的上升，而是表现出多次的上升与下降的动态变化，反映出技能的建构是一个周期性的过程，也反映出知识的建构是缓慢且艰难的。因此，教育神经科学要在心理、脑与教育之间建立联系，而不能在神经科学的研究成果与教育的启示间进行过度推测[6]。

（二）教育神经科学研究内容的新动向

1.关于“脑”的研究。教育神经科学关于“脑”的近期研究主要包括脑结构和脑的可塑性、敏感期与脑学习的相关研究。首先，针对脑结构，在基因遗传和社会文化两个方面对其进行了重新认识。其次，在脑的可塑性和敏感性方面，早期研究认为0-3岁是婴幼儿学习能力的最佳时间段，一旦错过这个关键期，大脑对婴幼儿在某些技能的学习上将不会再提供机会。这个结论也导致了当时一些幼儿早教的流行与风靡，但是近几年的研究在这个观点上有了新的发现与突破，研究认为对学习和记忆有着关键作用的海马区并不受制于年龄和时间，它可以不断地产生新的神经元，并通过对神经元之间的突触联结进行不断的修饰，帮助人的大脑发展出最佳的结构。因此，从新的研究发现中可以得出大脑在发育成熟以后依然存在可塑性，我们要做的就是给予它适当的刺激。关于大脑的敏感期，虽然目前仅仅发现语言存在敏感期，但各种迹象表明人类在其他技能方面也可能存在敏感期。

2.对“精准学习课程”的研究愿景。在当代的教育改革中，一个非常紧迫的重大课题就是要实现课程科学化。但是古往今来，教师作为传道授业解惑者，却并不太了解人的大脑是如何运作的，在教学时只能依靠经验主义，并不能从最科学有效的角度对学生进行教育，因而使教学发展踌躇不前。但随着社会的高速发展，大脑神经科学研究取得了突破性进展，作为新兴学科的教育神经科学则聚焦于对脑的内部运行机制的研究，为教育理论和实践注入了新的活力，同时越来越多的教育者也开始应用教育神经科学的研究成果来提升教学质量。在此背景下，近年来，为了给学生提供更有效的，质量更高的学习经验，教育神经科学领域催生了“精准教育”、“精准学习”以及“精准课程”等新理念并成为研究热点，从而可以看到，以上所有都指向了一个方向——精准学习课程[7]。

3.神经科学、教育学与计算机信息技术的交叉整合。目前，将教育神经科学与计算机信息技术进行整合，特别是借鉴教育神经科学在教育实践中所揭示的规律来探索教育游戏的设计，是教育神经科学领域比较前沿的研究动向。国际上，率先将教育神经科学和教育信息技术结合起来进行研究的是英国布里斯托尔大学的教育神经科学专家琼斯教授，他在神经科学研究的基础之上，以应用软件和互联网为依托，开发出了能够提升学生学习水平的计算机软件和教学方法，更为重要的是他将研究成果应用到了兼具教育性和娱乐性的教育游戏当中，且强调“用户中心”原则，探索教育游戏对人脑认知过程的影响，以此来提高教与学的效果。但是关于这一领域的研究还处在初期阶段，就现阶段而言，研究者还无法确保是否能够通过软件的设计和应用将学习理论进行完善和提升。因此，在教育神经科学与计算机信息技术的整合上还是一块空白领域，需要研究者们进行更为深入的探索与研究[8]。

作为一门新兴学科，教育神经科学虽然发展历史较为短暂，但其以科学的研究方法和成果为传统教育心理学开辟了一条新道路。以高度的敏感性时刻关注其发展新动向，不仅有利于教育神经科学学科体系的完善与发展，同时也有助于教育领域根据新的研究方向及时做出变革与调整。