“脑科学与未来教育”的成都实践

曹璇 高瑜

习近平总书记视察北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室时指出，教育要“因人而异、因材施教，这就需要有科学基础，掌握脑的规律”。简洁的话语道出了教育的本质，也为我国未来教育的发展指出了重要方向。党的二十大报告进一步提出要“深入实施人才强国战略”“加快建设世界重要人才中心和创新高地”等重要举措。随着“中国脑计划”等重大战略的实施，我国正踏入一个崭新的脑科学时代。脑科学的开创性进展，必将对未来教育产生深刻影响。教育在提升人脑智力水平和促进社会公平上将承担更大责任。然而，对于脑科学与教育受益最大的群体——以儿童青少年为主体的基础教育，脑科学与教育的实践才刚刚起步，迫切需要脑科学工作者、教育科研工作者和一线教育工作者之间协同攻关，才能推动脑科学从实验室走进教室，助力未来教育变革。

2019年成都市人民政府与北京师范大学签署战略合作协议框架协议，双方将在共建认知神经科学与学习中心等方面深化合作。成都市教育科学研究院作为中国教育科研优秀“智库”和“大城市教科院联盟单位”，主动作为，积极实践，在北师大认知神经科学与学习国家重点实验室专家团队的指导下联合攻关，以《以脑科学为导向的“学会学习”核心素养培育研究》重点课题为引领，积极推进“脑科学与未来教育”重大研究项目（以下简称“脑·育”），以促进脑科学研究成果在真实鲜活的学校教育场景中的应用实践，开展了系统深入的“脑·育”行动，以实现“每一个老师都成为脑科学工作者，每一间教室都成为脑科学的实践基地，每一节课都是脑科学的应用场景”的美好愿景。

区域性推进的顶层设计和运行机制

联合攻关，共建“脑·育”研究实践共同体。以成都市教育科学研究院为主体，与北师大认知神经科学与学习国家重点实验室、电子科技大学大数据中心等专家团队联合攻关。并在全市范围遴选出一个试点区、20所试点校和多所实验学校建立“脑科学与未来教育”研究共同体，开展适用于学校教育教学真实场景的脑科学与教育行动研究。

课题导航，提升“脑·育”行动的理性思考。以课题研究为导航，成功立项《以脑科学为导向的“学会学习”核心素养培育研究》重点课题，共计立项子课题15项，市级课题5项。院内成立“脑·育”课题组，由具有心理学、课程与教学论、教育大数据、监测与评估等多学科背景的6名博士、14名研究成员组成融合创新团队。

师培先行，开展“脑·育”种子教师培训。邀请北京师范大学、华东师范大学、西南大学等知名脑科学专家学者开展10余场报告会，培训“脑·育”种子教师1500余人次。

数据画像，开展基于大脑学习能力的认知测评。运用脑科学测评软件，对成都地区小学和初中学生8000余人次开展了基于大脑五大认知能力即专注力、记忆力、思维力、反应力、自控力的抽样测评和大数据分析，对学习能力现状进行数据画像。

深耕课程，探索“因脑施教”的课堂有效策略。重点开展基于脑科学为导向的脑育课程体系建设，探索“因脑施教”的课堂教学策略。组织开展脑育先行课例、优秀研究课例评选活动，评选出涵盖各学科的“脑·育”获奖课例120余节，汇编专辑两期等。

区域性推进的行动路径和阶段成效

建构以脑科学为导向的课程体系，让学习过程可见。课程与课堂是学校教育的主阵地、主渠道，尤其是在“双减”政策背景下，如何减负增效向课堂教学要质量，如何促进脑科学从“实验室”走进“教室”，如何推动学校教师成为“大脑的变革者”，必须要发挥课程的“中介作用”，搭建科学系统的“脑·育”课程框架。成都教科院把以脑科学为导向的“脑·育”课程体系构建和实施作为区域推进的最重要路径，以“脑·育，让学习可见”为指导思想，先后开展了脑·育先行课例研究，脑·育专项课例研究、脑·育学科融合课例研究，初步构建了脑·育课程体系。

一是构建实施脑·育专项训练课程。基于脑科学的教育目标体系包括有机知识体系、强大认知能力和持久学习动机。其中，学生需要提升注意、记忆、思维、反应、自控、心理韧性以及情绪调节等大脑核心学习能力，也需要了解大脑的结构功能、工作原理、学习策略、科学保护和提升等基础知识，这也是一线教师得以顺利开展脑科学教育的理论基础。对此，项目组引进北京师范大学脑科学研究团队的研究成果《脑与心理发展》阶梯课程资源，以心理教师和班主任为实施主体，对注意、记忆、思维、反应和自控力等核心学习能力进行了专项课程实践。专项课程通过大脑故事、脑科学体验活动、脑科学导航、大脑测评与训练等进行学习和训练，以达到对大脑核心学习能力进行专项训练和提升的目的。以全国展示课《捕捉萤火虫——脑科学视域下小学生集中注意力训练》为例，教师以注意分散的两种不同大脑加工机制（参与目标导向的自上而下的注意，参与刺激驱动的自下而上的注意）为理论基础，以“寻找萤火虫—锁定萤火虫—捕捉萤火虫”三个教学环节为明线，以“自动注意—主动注意—控制注意”为暗线，综合运用体验式游戏、讨论、阅读、训练等教学方法，将注意力相关的脑科学知识和积极的大脑塑造观贯穿课堂始终，从而引导学生了解注意分散的普遍性和集中注意的脑机制，帮助学生训练增强注意力的基本方法，激发学生主动提升大脑能力的积极态度。

二是构建探索脑·育学科融合课程。基于脑科学的学习能力提升，要与现行国家课程有机融合，才能对教师带来持久的影响力，才能在学校教育中产生强大的生命力。项目组发挥教科院学科教学研究的优势，积极探索以脑科学为导向的学科融合课程研究。首先，引导试点学校以课题研究的方式探索脑科学与具体学科的结合研究，如《基于脑科学的小学数学核心学习能力养成实践研究》《脑科学为导向的小学语文主题式阅读教学策略研究》《脑科学导向下小学体育教学提高学生反应力的策略与实践》等。其次，鼓励语文、数学、英语、体育、音乐等各学科教师开展脑科学融合教学研究。如在语言类学科教学中，可以适当讲授其中的脑科学原理，灵活运用想象、联想、意义、直观、谐音等诸多方法，有意识地对教学内容进行科学记忆，以实现知识、方法与能力的同步提升。以小学数学《脑力大比拼——脑科学视域下小学生数学思维力培养》一课为例，教师选取数学课堂中的经典游戏“算24点”为教学载体，一方面继续巩固加、减、乘、除四则运算数学能力，另一方面遵循儿童脑的发展规律，利用树形图将学生隐性思维显性化，促进学生大脑思维的顺向和逆向发展，提高学生分析问题、解决问题的能力。同时通过让学生初步感知与数学学习相关的大脑科普知识，理解大脑是如何处理数学知识的，帮助他们树立起主動关注自身大脑发展的意识。该执教教师阳艳霞指出，大脑的发展与教育无处不在，在课堂教学中做到学科与脑科学的无痕结合，让学习过程可见，是未来学科“脑·育”课程的前进方向。

以脑科学为导向的课程系列研究正逐步改善着教师的观念，促进了教师由以前单纯关注知识教学、考试教学转向更关注运用脑科学规律和方法开展教学，吸引了更多的教师参与“因脑施教”的教学变革行动中。结合了脑科学的学科课堂，可以更好地尊重学生的生理特点和心理需求，更加符合学生的大脑认知规律，使课堂呈现主动积极、生机勃勃的样态。

开展以脑科学为导向的实践创新活动，让大脑“燃”起来。脑科学与教育的结合，不仅需要进入课堂主阵地，在课程上进行系统建构，还需要融入生动活泼的校园文化活动中，让脑科学知识普及起来，让学生的大脑“燃”起来，在丰富新颖的趣味性、体验性活动中发展出促进学生身心健康、善学乐学的良好氛围。

脑育试点学校成都市经开区实验学校开展了“魔法校园——脑科学嘉年华”大型游园活动。嘉年华活动特设展示区和体验区，展示区呈现了学生的创意科幻画作品、创意表情投票区、学科思维导图区和科学创意展示区。体验区则设置了创意DIY体验区、思维游戏体验区和脑科学互动体验区等。思维游戏区通过各种思维游戏工具，训练学生的专注力、手眼协调能力，激发全脑思维；脑科学互动体验区则通过脑机设备让学生感受大脑的神奇，尽情开启大脑运动。

脑育试点学校温江区鹏程小学开展了“育体育心  燃腦提质”主题嘉年华活动，设计研发了“眼疾手快”“反应力灯”“六角反应球”“飞行模拟”等28类反应力游戏，让学生寓教于乐，在活动中提高专注力、思维力、反应力，让学生在活动中感受“脑科学”的神奇力量。

脑育试点学校锦江外国语小学则开展了“脑·育融合课程学科嘉年华活动”，通过“最强大脑”社团体验活动，如“汽车华容道”“记忆棋”“七巧板”“电碰迷宫”“挖空心思”等游戏，在快乐中促进了学生专注力、反应力、记忆力、思维力和自控力的训练。

此外，有的学校还运用“正念冥想”等训练方法，坚持每天全校午休时间开展“5分钟冥想活动”，以放松调节大脑状态，提升专注力、自控力、情绪调节能力等，促进学生身心健康发展。

建设以脑科学为导向的物理空间，让脑科学在学校落地生根。通过技术赋能，打造脑科学普及和应用的物理空间，是成都教科院推动脑科学与教育深度融合的另一条路径，有利于师生对脑科学有更直观的学习和体验，有利于脑科学在学校落地生根。

2021年，成都市教科院在北师大脑与学习重点实验室专家团队指导下，以技术赋能教育，落地建成市级“心理脑育中心”。该中心以“脑育，让学习可见”为指导思想，集脑科学与心理学的科普宣传、教学研究、教师培训、数据采集及应用等多种功能为一体的体验式中心。中心引入脑科学前沿研究成果，设计了科普展示墙，购置了智脑仪、脑模型、益智教具、脑科学测评系统、互动脑电训练仪等设备，供师生体验学习、研究实践。如智脑仪采用脑电数据采集技术，通过采集人的电脑波信号，结合脑电反馈仪将大脑皮层的脑电活动实时反馈，并有选择性地通过反馈训练增加特定的脑电活动，实时监测大脑活动状态，使脑功能得到有效改善。此外，中心还运用大脑认知测训系统，开展了三轮基于脑科学的学习能力测评，参与学生达8000余人次。目前该中心已接待了杨雄里、苏国辉等中国科学院院士，以及来自北京、广州、沈阳、西安、昆明、青岛、重庆等市教育代表团2000余人次参观考察。中心的建成在全市发挥了积极的示范作用，进一步促进学校对脑科学导向下的物理空间建设，推动脑科学在学校落地生根。

近四年来，成都市区域性推进“脑科学与未来教育”的行动路径和阶段成果，促进了脑科学研究成果在基础教育实践中的真实应用，为解码学生心智成长规律、破解“课堂教学黑箱”进行了有益探索。今后，在党的二十大报告关于“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”的重要战略指引下，成都教育将进一步探索以脑科学为导向的基础教育教学新样态，开发适用于本土化的脑育课程资源和教学指南等，为脑科学研究从实验室走向学校教室，加快建设高质量教育体系，贡献成都教育智慧。

责任编辑：邢晓凤