教育神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)展新動向

謝曉曼

武漢理工大學(xué)法學(xué)與人文社會學(xué)院 湖北武漢 430070

作為多學(xué)科的動態(tài)整合，教育神經(jīng)科學(xué)被譽(yù)為最有可能成為一門“超學(xué)科”的學(xué)科，它誕生于20世紀(jì)末21世紀(jì)初，是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)在教育領(lǐng)域的運(yùn)用。近年來，教育神經(jīng)科學(xué)發(fā)展日新月異，雖然進(jìn)程短暫，但已經(jīng)初步形成了國際性的研究網(wǎng)絡(luò)，研究成果與教育理論和實(shí)踐得到了結(jié)合，同時依然處在不斷的拓展與創(chuàng)新當(dāng)中，指引了未來發(fā)展新動向。這些成就和發(fā)展?jié)摿?，使得教育神?jīng)科學(xué)的前途充滿了希望與光明。

一、教育神經(jīng)科學(xué)的內(nèi)涵與發(fā)展回顧

(一)教育神經(jīng)科學(xué)的內(nèi)涵

教育神經(jīng)科學(xué)是將心智、腦與教育相結(jié)合起來的具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男屡d學(xué)科，其突出特點(diǎn)是“復(fù)雜性”，關(guān)于這一點(diǎn)甚至可以體現(xiàn)在名稱的界定上。不同的組織機(jī)構(gòu)與研究人員會采用不同的術(shù)語來代指這個領(lǐng)域，其中運(yùn)用較多的有“神經(jīng)教育學(xué)”、“教育神經(jīng)科學(xué)”以及“心智、腦與教育”等[1]。相比于其他術(shù)語，首先，“教育神經(jīng)科學(xué)”更適合作為一門獨(dú)立學(xué)科的名稱，其次，它強(qiáng)調(diào)的是整合教育學(xué)的神經(jīng)科學(xué)，更加重視知識的創(chuàng)造，同時也更能夠體現(xiàn)出這門新興學(xué)科的使命--建構(gòu)新的教育科學(xué)知識體系[2]。

關(guān)于教育神經(jīng)科學(xué)的學(xué)科性質(zhì)，一方面，基于教育神經(jīng)科學(xué)借助認(rèn)知科學(xué)、分子生物學(xué)等技術(shù)手段對教育實(shí)踐進(jìn)行研究這個層面上來說，教育神經(jīng)科學(xué)應(yīng)該是教育科學(xué)的分支學(xué)科；另一方面，從教育神經(jīng)的誕生來看，它不僅是教育科學(xué)吸取認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)知識的發(fā)展，同時也是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)在教育領(lǐng)域的拓展與創(chuàng)新。因此可以把教育神經(jīng)科學(xué)看作是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的應(yīng)用[3]。

（二）教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展回顧

教育神經(jīng)科學(xué)發(fā)展比較緩慢，直到近二、三十年才逐漸得到興起。20世紀(jì)末，一場關(guān)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(jīng)科學(xué)逐漸走向公眾視野，并初步形成了研究網(wǎng)絡(luò)，同時相應(yīng)的研究機(jī)構(gòu)和組織也逐步建立起來。由此，教育神經(jīng)科學(xué)漸漸得到發(fā)展，成為當(dāng)前學(xué)習(xí)科學(xué)的重要研究領(lǐng)域。

幾個世紀(jì)以來，人們從未停止過對學(xué)習(xí)原理的探索。古代東西方國家認(rèn)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(guān)，試圖從生理的角度來研究人的認(rèn)知活動。隨著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到人類高級神經(jīng)活動的生理基礎(chǔ)是大腦，但受制于技術(shù)條件等因素進(jìn)展較為緩慢，無法建立起大腦神經(jīng)與學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制的聯(lián)系。20世紀(jì)初，隨著行為主義理論的提出以及在教育領(lǐng)域里的應(yīng)用，搭建起教育與生理學(xué)的橋梁。

20世紀(jì)50年代，認(rèn)知科學(xué)逐漸興起，其中針對于學(xué)習(xí)的研究且影響較大的是皮亞杰的建構(gòu)主義。20世紀(jì)70年代后，在神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中，腦功能成像技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為其快速成長的一大契機(jī)，其中對于腦的研究成果為認(rèn)知科學(xué)所汲取，形成了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。至此，神經(jīng)科學(xué)與教育學(xué)開始打破壁壘，交流與對話也日益頻繁，教育神經(jīng)科學(xué)開始逐漸成為人們探索的新興領(lǐng)域[4]。

20世紀(jì)末，腦科學(xué)研究已成為一個熱門領(lǐng)域，美國推出了“腦的十年”計(jì)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(xué)時代”，這說明了腦科學(xué)研究具有巨大的潛力和應(yīng)用價值。而進(jìn)入21世紀(jì)后，對腦科學(xué)研究的重視程度更是大大提升。從國內(nèi)外的發(fā)展進(jìn)程來看，目前，發(fā)達(dá)國家對教育神經(jīng)科學(xué)的研究十分重視。相比之下，我國教育界在這一領(lǐng)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(xué)開展了專業(yè)培養(yǎng)和研究項(xiàng)目，很多高校在這一塊仍屬空白；同時，一門新興學(xué)科的建立與推進(jìn)更需要一個集合專業(yè)人才和先進(jìn)理念的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，但我國目前也處于空白狀態(tài)[5]。

二、教育神經(jīng)科學(xué)研究新進(jìn)展

(一)教育神經(jīng)科學(xué)研究理論新發(fā)展

1.動態(tài)發(fā)展系統(tǒng)理論。傳統(tǒng)的理論忽視了“心理、腦與教育”三者之間的復(fù)雜關(guān)系，僅僅做出了簡單的線性和平均化處理。作為教育神經(jīng)科學(xué)的最新理論成果，動態(tài)發(fā)展系統(tǒng)理論則對這一點(diǎn)進(jìn)行了突破，該理論將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到個體行為、成績等與腦模式的漸變和突變的結(jié)合上，用來解釋和干預(yù)教學(xué)，主要包括三個特征：非線性、實(shí)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(shí)際上只是一種相互作用的疊加結(jié)果。因此，要提高對研究對象的非線性、實(shí)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(fù)雜的動態(tài)發(fā)展系統(tǒng)，才能更好的分析教育現(xiàn)象，把握教育規(guī)律[6]。

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

（二）教育神經(jīng)科學(xué)研究內(nèi)容的新動向

1.關(guān)于“腦”的研究。教育神經(jīng)科學(xué)關(guān)于“腦”的近期研究主要包括腦結(jié)構(gòu)和腦的可塑性、敏感期與腦學(xué)習(xí)的相關(guān)研究。首先，針對腦結(jié)構(gòu)，在基因遺傳和社會文化兩個方面對其進(jìn)行了重新認(rèn)識。其次，在腦的可塑性和敏感性方面，早期研究認(rèn)為0-3歲是嬰幼兒學(xué)習(xí)能力的最佳時間段，一旦錯過這個關(guān)鍵期，大腦對嬰幼兒在某些技能的學(xué)習(xí)上將不會再提供機(jī)會。這個結(jié)論也導(dǎo)致了當(dāng)時一些幼兒早教的流行與風(fēng)靡，但是近幾年的研究在這個觀點(diǎn)上有了新的發(fā)現(xiàn)與突破，研究認(rèn)為對學(xué)習(xí)和記憶有著關(guān)鍵作用的海馬區(qū)并不受制于年齡和時間，它可以不斷地產(chǎn)生新的神經(jīng)元，并通過對神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)結(jié)進(jìn)行不斷的修飾，幫助人的大腦發(fā)展出最佳的結(jié)構(gòu)。因此，從新的研究發(fā)現(xiàn)中可以得出大腦在發(fā)育成熟以后依然存在可塑性，我們要做的就是給予它適當(dāng)?shù)拇碳?。關(guān)于大腦的敏感期，雖然目前僅僅發(fā)現(xiàn)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(zhǔn)學(xué)習(xí)課程”的研究愿景。在當(dāng)代的教育改革中，一個非常緊迫的重大課題就是要實(shí)現(xiàn)課程科學(xué)化。但是古往今來，教師作為傳道授業(yè)解惑者，卻并不太了解人的大腦是如何運(yùn)作的，在教學(xué)時只能依靠經(jīng)驗(yàn)主義，并不能從最科學(xué)有效的角度對學(xué)生進(jìn)行教育，因而使教學(xué)發(fā)展躊躇不前。但隨著社會的高速發(fā)展，大腦神經(jīng)科學(xué)研究取得了突破性進(jìn)展，作為新興學(xué)科的教育神經(jīng)科學(xué)則聚焦于對腦的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的研究，為教育理論和實(shí)踐注入了新的活力，同時越來越多的教育者也開始應(yīng)用教育神經(jīng)科學(xué)的研究成果來提升教學(xué)質(zhì)量。在此背景下，近年來，為了給學(xué)生提供更有效的，質(zhì)量更高的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，教育神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域催生了“精準(zhǔn)教育”、“精準(zhǔn)學(xué)習(xí)”以及“精準(zhǔn)課程”等新理念并成為研究熱點(diǎn)，從而可以看到，以上所有都指向了一個方向——精準(zhǔn)學(xué)習(xí)課程[7]。

3.神經(jīng)科學(xué)、教育學(xué)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的交叉整合。目前，將教育神經(jīng)科學(xué)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行整合，特別是借鑒教育神經(jīng)科學(xué)在教育實(shí)踐中所揭示的規(guī)律來探索教育游戲的設(shè)計(jì)，是教育神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域比較前沿的研究動向。國際上，率先將教育神經(jīng)科學(xué)和教育信息技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行研究的是英國布里斯托爾大學(xué)的教育神經(jīng)科學(xué)專家瓊斯教授，他在神經(jīng)科學(xué)研究的基礎(chǔ)之上，以應(yīng)用軟件和互聯(lián)網(wǎng)為依托，開發(fā)出了能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)水平的計(jì)算機(jī)軟件和教學(xué)方法，更為重要的是他將研究成果應(yīng)用到了兼具教育性和娛樂性的教育游戲當(dāng)中，且強(qiáng)調(diào)“用戶中心”原則，探索教育游戲?qū)θ四X認(rèn)知過程的影響，以此來提高教與學(xué)的效果。但是關(guān)于這一領(lǐng)域的研究還處在初期階段，就現(xiàn)階段而言，研究者還無法確保是否能夠通過軟件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用將學(xué)習(xí)理論進(jìn)行完善和提升。因此，在教育神經(jīng)科學(xué)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的整合上還是一塊空白領(lǐng)域，需要研究者們進(jìn)行更為深入的探索與研究[8]。

作為一門新興學(xué)科，教育神經(jīng)科學(xué)雖然發(fā)展歷史較為短暫，但其以科學(xué)的研究方法和成果為傳統(tǒng)教育心理學(xué)開辟了一條新道路。以高度的敏感性時刻關(guān)注其發(fā)展新動向，不僅有利于教育神經(jīng)科學(xué)學(xué)科體系的完善與發(fā)展，同時也有助于教育領(lǐng)域根據(jù)新的研究方向及時做出變革與調(diào)整。