中小學(xué)腦科學(xué)教育應(yīng)用研究現(xiàn)狀與展望

李春云 蔡金花

人腦具有很強(qiáng)的可塑性，教育實(shí)質(zhì)上是在建構(gòu)人腦。腦科學(xué)的發(fā)展不斷更新人們對(duì)于教育的認(rèn)識(shí)。例如，神經(jīng)和認(rèn)知科學(xué)對(duì)注意、記憶、情緒、創(chuàng)造力、運(yùn)動(dòng)、睡眠和練習(xí)等腦高級(jí)功能的研究成果，對(duì)于指導(dǎo)教育實(shí)踐具有重要價(jià)值。如何正確地認(rèn)識(shí)腦發(fā)展的規(guī)律，并在教育實(shí)踐中遵循腦發(fā)展的規(guī)律，開(kāi)展“因腦施教”，是當(dāng)前教育研究者和實(shí)踐者較為關(guān)注的問(wèn)題。

中小學(xué)腦科學(xué)教育應(yīng)用的實(shí)踐探索

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始將腦科學(xué)的研究成果吸收和運(yùn)用到中小學(xué)教育之中，面向一線中小學(xué)教師提供具體、直接的理論與指導(dǎo)。1997年，美國(guó)開(kāi)始探討腦科學(xué)對(duì)于早期教育的啟示，以期推動(dòng)早期教育質(zhì)量的提升。美國(guó)以凱因夫婦為代表的研究者專注于研究“基于腦的學(xué)習(xí)”（brain-based learning），深入開(kāi)展腦科學(xué)與教育教學(xué)的“聯(lián)結(jié)”研究。他們認(rèn)為，在教學(xué)實(shí)踐中創(chuàng)設(shè)豐富多彩、動(dòng)態(tài)發(fā)展、對(duì)兒童構(gòu)成智力挑戰(zhàn)的環(huán)境，有利于開(kāi)發(fā)兒童的潛能，促進(jìn)兒童的成長(zhǎng)發(fā)展。美國(guó)瑪麗亞·哈迪曼博士出版了《腦研究與有效教學(xué)的聯(lián)結(jié)：以腦為導(dǎo)向的教學(xué)模式》，運(yùn)用關(guān)于注意、記憶、創(chuàng)造力、執(zhí)行功能、睡眠等來(lái)自神經(jīng)和認(rèn)知科學(xué)的成果，精心設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的教學(xué)指導(dǎo)框架——以腦為導(dǎo)向的教學(xué)模式（BTT），幫助教師科學(xué)地計(jì)劃、執(zhí)行、評(píng)估教學(xué)程序，幫助學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題，并關(guān)注情感氣氛和物理環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的影響。該模式已經(jīng)在部分學(xué)校應(yīng)用，例如，Roland Park小學(xué)、中學(xué)應(yīng)用此模式后，學(xué)校獲得巨大進(jìn)步，成為美國(guó)著名的藍(lán)帶學(xué)校。

我國(guó)20世紀(jì)90年代以來(lái)，以韋鈺院士為代表的研究者呼吁重視在腦科學(xué)與教育科學(xué)之間架設(shè)橋梁，以北京大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)學(xué)沈政教授為代表的研究者和以楊雄里院士為代表的研究者從腦科學(xué)的角度研究素質(zhì)教育，華東師范大學(xué)從事腦科學(xué)研究的周加仙教授等人則不遺余力地翻譯、介紹國(guó)際腦科學(xué)與教育研究進(jìn)展，這些都有力地推動(dòng)了腦科學(xué)在中小學(xué)的應(yīng)用。香港研究者較早開(kāi)展腦科學(xué)教學(xué)應(yīng)用。例如，香港中文大學(xué)等院校于2000年組織“腦神經(jīng)科學(xué)與教育：中英語(yǔ)文教學(xué)教學(xué)研究計(jì)劃”，歷經(jīng)4年，香港23所幼兒園、小學(xué)及中學(xué)的812名學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，獲得了223個(gè)功能核磁共振顯像個(gè)案和26個(gè)腦電圖個(gè)案，形成了腦科學(xué)教育應(yīng)有的科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。香港研究小組所做的實(shí)驗(yàn)是基于教育情境，研究者從實(shí)驗(yàn)室走向教室，學(xué)生的學(xué)習(xí)是真正在課堂中發(fā)生的。這項(xiàng)研究，成為腦科學(xué)應(yīng)用于中小學(xué)實(shí)踐的開(kāi)拓性研究范例。

中小學(xué)腦科學(xué)教育應(yīng)用存在的問(wèn)題

國(guó)際上對(duì)于腦科學(xué)應(yīng)用于教育一直存在爭(zhēng)議。支持者認(rèn)為，理解腦的運(yùn)行規(guī)律有助于設(shè)計(jì)適合每一個(gè)人的教育，教師應(yīng)該利用腦科學(xué)去解決課堂中的教育問(wèn)題。學(xué)生的學(xué)習(xí)都是以腦為本，但并非所有的課程和教學(xué)都能起到良好的效果。雖然已有部分研究結(jié)果顯示，基于腦科學(xué)的課程和教學(xué)有利于提升教學(xué)效果，但從整體上看，將腦科學(xué)研究成果應(yīng)用于中小學(xué)教育實(shí)踐顯得不盡如人意。

第一，教師、家長(zhǎng)和學(xué)生對(duì)于腦科學(xué)知識(shí)了解不多，甚至可能受到偽“腦科學(xué)”理念或者教育產(chǎn)品的誤導(dǎo)，從而對(duì)腦科學(xué)產(chǎn)生很多誤解。目前，市場(chǎng)上有些所謂基于腦科學(xué)開(kāi)發(fā)的教育產(chǎn)品，并非真正基于腦科學(xué)研究成果，其錯(cuò)誤地引導(dǎo)學(xué)校、教師和學(xué)生開(kāi)展教學(xué)和學(xué)習(xí)。學(xué)校、教師、家長(zhǎng)和學(xué)生對(duì)于腦科學(xué)的理論知之甚少，甚至產(chǎn)生很多誤解，就更加談不上將腦科學(xué)應(yīng)用于教育實(shí)踐。

第二，腦科學(xué)研究成果未能獲得深刻理解，教師只是粗線條的了解，有些腦科學(xué)研究成果與教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)極為吻合而被認(rèn)為是常識(shí)，教師對(duì)能夠從腦科學(xué)研究中獲得支持表示懷疑。對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)力教師有多種方法，而且在實(shí)踐中也確實(shí)行之有效，從基于問(wèn)題解決的角度看，需要腦科學(xué)研究成果進(jìn)行支持的必要性似乎也不大，腦科學(xué)究竟能夠在教育實(shí)踐中發(fā)揮何種作用，還缺乏豐富的支持。當(dāng)前，在腦科學(xué)與教育研究領(lǐng)域，腦科學(xué)研究主要集中在基礎(chǔ)研究層面，例如北京師范大學(xué)在閱讀方面的認(rèn)知研究成果，但整個(gè)教育領(lǐng)域應(yīng)用層面的研究還是有些欠缺。

第三，學(xué)校、教師、家長(zhǎng)和學(xué)生因?yàn)槭艿娇荚嚒爸笓]棒”的影響，學(xué)生的學(xué)習(xí)往往還局限在考什么學(xué)什么，而不是更關(guān)心學(xué)生是如何學(xué)習(xí)的，尤其是對(duì)于學(xué)生批判性思考問(wèn)題的能力和創(chuàng)造性地應(yīng)用知識(shí)的能力關(guān)注不夠。例如，通過(guò)題海戰(zhàn)術(shù)能夠提高學(xué)生解題能力和學(xué)習(xí)成績(jī)，但是，這種解題能力也許是學(xué)生對(duì)于題目熟悉之后依靠記憶來(lái)解題的能力，而非真正提高了創(chuàng)造性應(yīng)用知識(shí)的能力。 不僅如此，老師對(duì)于不同學(xué)生的學(xué)習(xí)方法缺少關(guān)注，每個(gè)孩子的腦不同，學(xué)習(xí)方法也會(huì)存在差異，需要根據(jù)孩子腦的發(fā)育基礎(chǔ)實(shí)施“因腦施教”。

中小學(xué)腦科學(xué)教育應(yīng)用的探索方向

通過(guò)腦科學(xué)專家的努力，人類對(duì)于腦的認(rèn)識(shí)逐步加深，給教育實(shí)踐帶來(lái)重要的依據(jù)與參考。但是，腦科學(xué)與教育之間仍然存在鴻溝，腦科學(xué)研究者難以給一線教育實(shí)踐者提供課程與教學(xué)的現(xiàn)成答案，他們認(rèn)為自己只能告訴教育實(shí)踐者，科學(xué)已經(jīng)證明了哪些理論，哪些可以用于教育實(shí)踐。教育實(shí)踐者則要去深入學(xué)習(xí)和理解腦科學(xué)的研究成果，避免陷入對(duì)于腦的錯(cuò)誤理解從而誤導(dǎo)教育實(shí)踐。但是，教育實(shí)踐者難以從教學(xué)中去了解學(xué)生的腦究竟是如何學(xué)習(xí)的，學(xué)習(xí)在學(xué)生的腦中發(fā)生了什么，這些需要腦科學(xué)研究者與教育實(shí)踐者共同研究，腦科學(xué)研究者需要將實(shí)驗(yàn)室搬到課堂，與一線的教育實(shí)踐者共同制定方案，開(kāi)展基于教育情境下的腦科學(xué)研究。

中小學(xué)腦科學(xué)教育應(yīng)用并非易事。當(dāng)前關(guān)注腦科學(xué)教育應(yīng)用的研究人員重點(diǎn)放在腦科學(xué)的普及上，正在通過(guò)多種渠道，盡可能地創(chuàng)設(shè)多種條件，宣傳和普及腦科學(xué)的知識(shí)及其研究成果。一方面是高校和科研機(jī)構(gòu)研究者，通過(guò)翻譯國(guó)外腦科學(xué)與教育相關(guān)的著作、論文、訪談專家、舉辦論壇等形式，大力介紹國(guó)外關(guān)于腦科學(xué)與教育的最新研究動(dòng)向和成果，并促進(jìn)腦科學(xué)成果應(yīng)用于教育實(shí)踐。另一方面是以國(guó)內(nèi)知名高校、全國(guó)大城市教科院聯(lián)盟為代表的教科研機(jī)構(gòu)，開(kāi)展了一系列全國(guó)性腦科學(xué)與教育論壇，匯聚腦科學(xué)相關(guān)學(xué)科研究專家、教育研究者、教育實(shí)踐者共同探討腦科學(xué)基礎(chǔ)研究成果及其在教育領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。

深圳市教育科學(xué)研究院作為地方教科研機(jī)構(gòu)和地方教育智庫(kù)，正著眼于未來(lái)教育發(fā)展的需要，開(kāi)展腦科學(xué)與中小學(xué)課程、教學(xué)實(shí)踐課題研究，研究目標(biāo)有兩個(gè)：

第一，普及腦科學(xué)知識(shí)，避免教育領(lǐng)域?qū)τ谀X的誤解。通過(guò)梳理腦科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，編制腦科學(xué)科普讀本，讓學(xué)校、教師、家長(zhǎng)和學(xué)生準(zhǔn)確了解人腦的構(gòu)造、作用機(jī)制以及與學(xué)習(xí)的關(guān)系?？破兆x本內(nèi)容將包括兩個(gè)方面：一方面是腦的結(jié)構(gòu)與功能。教育實(shí)踐者不需要高深的腦科學(xué)理論，但需要了解關(guān)于腦的結(jié)構(gòu)與功能的基本知識(shí)，才能將腦科學(xué)的成果運(yùn)用到課程整合與教學(xué)實(shí)踐之中。另一方面是與教育密切相關(guān)的腦科學(xué)研究結(jié)論。目前，對(duì)于腦與教育的相關(guān)研究成果不斷更新我們對(duì)于大腦的認(rèn)識(shí)，包括可塑性、神經(jīng)生成、情緒與壓力、注意、執(zhí)行功能、運(yùn)動(dòng)、藝術(shù)等，需要將這些研究成果納入普及范圍。

第二，將腦科學(xué)研究成果應(yīng)用于中小學(xué)課程和教學(xué)。腦科學(xué)與教育相結(jié)合的最終目的是形成基于腦的課程和教學(xué)，走向基于腦的教育決策。根據(jù)腦科學(xué)研究成果，整合的學(xué)科比單科教學(xué)具有多方面的優(yōu)勢(shì)：一是更能促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，開(kāi)放、多元的知識(shí)與環(huán)境更能激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣;二是更會(huì)提高學(xué)生的高層次思維能力。人腦是通過(guò)建立聯(lián)系、創(chuàng)建意義來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)的，整合課程更有利于激發(fā)學(xué)生的思考;三是學(xué)習(xí)分割更少，因此學(xué)生對(duì)過(guò)程與內(nèi)容有更完整的認(rèn)識(shí)和感受;四是跨學(xué)科課程提供真實(shí)世界的應(yīng)用，有助于學(xué)生通過(guò)主動(dòng)和自覺(jué)的學(xué)習(xí)，運(yùn)用多元觀點(diǎn)、從多學(xué)科角度分析問(wèn)題，從而提升他們的學(xué)習(xí)遷移能力。未來(lái)，我們將與一線教師一起，通過(guò)行動(dòng)研究法，開(kāi)展以腦為導(dǎo)向的課程整合與教學(xué)研究。

本文為深圳市教育科學(xué)2019年度規(guī)劃課題“以腦為導(dǎo)向的中小學(xué)課程整合與教學(xué)研究”（課題號(hào)：zdzz19044）的研究成果。