焦曉駿

20世紀90年代以來，隨著認知科學、神經(jīng)科學和教育學等相關領域研究的不斷深入，融合心智、腦與教育的研究催生了神經(jīng)教育學。我國神經(jīng)教育學奠基人、教育部原副部長、中國工程院院士韋鈺認為，教育學與其他領域的交叉發(fā)展可分成四個階段：一是與哲學的交叉而產(chǎn)生教育哲學，這是探討教育何以可能的學問；二是與心理科學的交叉產(chǎn)生教育心理學，側重研究教與學的相互作用；三是與認知科學的交叉產(chǎn)生認知發(fā)展理論，主要研究心智活動與個體差異；四是與神經(jīng)科學的交叉產(chǎn)生神經(jīng)教育學，這是一種關注神經(jīng)活動與功能的基于實證的研究。教育與這四個領域的交叉先后出現(xiàn)，相互滲透，是一個連續(xù)的且重心逐步轉移的發(fā)展過程。［1］

神經(jīng)教育學是一門新興的交叉學科，它融合了神經(jīng)科學、認知科學、發(fā)展科學和生物科學等對大腦的活動規(guī)律和學習發(fā)生的腦機制的研究成果，并將此運用到教育研究和教學實踐中，架起了教育實踐和神經(jīng)科學之間的橋梁，給家庭與學校教育提供了更科學、更有效的指導框架。正如華東師范大學教育神經(jīng)科學研究中心副主任周加仙教授所言，一場改革教育研究的革命正在醞釀之中。作為新興的研究領域，神經(jīng)教育學將使21世紀學校的學習和教學方式產(chǎn)生深刻的變革。［2］毋庸置疑，學校教育方式的變革必將豐富基礎教育的理論內(nèi)涵。

一、神經(jīng)教育學主要研究成果及啟示

首先是神經(jīng)可塑性的發(fā)現(xiàn)。神經(jīng)可塑性指人腦在外在環(huán)境與個體經(jīng)歷作用下發(fā)生改變的綜合能力。這可以解釋人長期處于緊張、受傷、營養(yǎng)不良等狀態(tài)對行為表現(xiàn)、智力水平帶來的負面影響?，F(xiàn)代神經(jīng)心理學的先驅研究者比爾·格里諾認為，大腦的變化可分為三類：基因可以控制的改變、生活經(jīng)歷可能帶來的改變、基于經(jīng)歷的改變。［3］64-65盡管神經(jīng)可塑性是持續(xù)一生的，但大腦發(fā)展的最重要階段是從出生起到青春期后期（19歲左右），這正是經(jīng)歷不同家庭教養(yǎng)與學校教育的關鍵階段。由于嬰兒期、青春期等敏感期比人生其他階段帶來的影響大得多，因而在基礎教育階段營造益智性環(huán)境可能比知識技能的教學更重要。

其次是情緒對學習的巨大影響。盡管情緒加工涉及多個腦區(qū)域，但邊緣系統(tǒng)是公認的情緒中心，而負責記憶加工與學習的關鍵結構——海馬體和杏仁核均位于邊緣系統(tǒng)。杏仁核不僅參與隱性情緒反應，還參與顯性情緒學習，如意識到危險并記住相關信息。海馬體則主要參與顯性情緒學習。［4］研究表明，情緒對學習與記憶有重要影響，其原理是杏仁核釋放緊張性激素并作用于內(nèi)側顳葉和額葉等腦區(qū)，增強了這個長時記憶的增強效應，同時也進一步觸發(fā)海馬依賴的記憶固化作用。換一種角度來說，就是杏仁核將情緒喚醒事件的信息進一步編碼，成為長時陳述性記憶。情緒可以看成是“記憶固化劑”。通過對神經(jīng)影像的觀察可以發(fā)現(xiàn)，積極情緒狀態(tài)下的杏仁核新陳代謝正常，學習者的注意更集中，記憶能力增強，讀寫與判斷力均有所提高，發(fā)散性思維與創(chuàng)新思維達到理想水平。所以，教師要先關注情緒，再關注學習。

再次是重復且有間隔性的提取在學習中起著關鍵作用。傳統(tǒng)研究認為，學習發(fā)生于學習者對學習材料進行研讀和編碼的過程，而提取只是對所學內(nèi)容的回顧，本身不會導致學習的發(fā)生。大量實驗和研究表明，重復提取在學習中起關鍵作用，可以增強長時記憶，而重復學習卻意義不大。提取的測試反饋能促進記憶保持，即在有反饋作為前提的情況下，任何類型的測試都能增強長時記憶。此外，提取的間隔性對記憶保持影響較大。研究發(fā)現(xiàn)，“增大重復測試之間的時間間隔總和能夠產(chǎn)生最強的長時記憶保持；與無間隔的重復測試相比，長間隔的重復提取比無間隔對長時記憶保持有200%的提高”［5］。由此我們可以推斷、演繹出能夠促進學習與記憶的“密鑰”。

最后是運動促進認知水平的提升。運動有助于產(chǎn)生腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子，可以促進學習與記憶功能，修復與維護神經(jīng)回環(huán)。運動還會引起血液中鈣含量的增長，促進多巴胺的合成，使大腦在問題的解決和記憶方面更為靈敏。［3］133作為教育者，我們對傳統(tǒng)戶外運動的理解不能局限于促進強身健體的范疇。

二、神經(jīng)教育學對傳統(tǒng)認識的反撥與提升

神經(jīng)教育學對教育理論的貢獻是多角度的，既有與傳統(tǒng)理論深度契合的（例如，可以更明晰地詮釋“溫故知新”等教育典故的原理），也有與之相去甚遠乃至背道而馳的。

1.關于教育的本質(zhì)。

有關教育本質(zhì)的論述相當豐富，如“教育就是培養(yǎng)大寫的人”“教育不是把籃子裝滿，而是把燈點亮”“讀書是為了促進思考，而不是為了記憶而記憶”“一萬次的灌輸，不如一次真正的喚醒”，或者更為詩意的“教育是用一棵樹去搖動另一棵樹，用一朵云去推動另一朵云”等。但在神經(jīng)科學的角度，教育是一種神經(jīng)元的再利用過程，或者說教育的本質(zhì)在于生物學意義上的改變。大腦是學習的器官，神經(jīng)教育學倡導“因腦施教”。只有認識大腦，才能開發(fā)與腦活動相宜的課程。當兒童走進學校時，教育并非從一塊白板開始，因為人類大腦結構功能不僅取決于基因，還以兒童對自身內(nèi)部及外部環(huán)境的先驗知識為基礎。在內(nèi)外環(huán)境的相互影響下，大腦以其非凡的重組能力演繹了發(fā)育過程中的智力變化。

2.關于成長環(huán)境。

傳統(tǒng)的教育往往重視個體學習的目標確立與過程中的堅守，在“寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來”的激勵教育中富含孫敬“頭懸梁”、蘇秦“錐刺股”、匡衡“鑿壁偷光”、車胤“囊螢映雪”等故事。有些家長或教師將吃苦教育、棍棒教育、準軍事化管理奉為信條，以至于“虎媽”“狼爸”文化一時盛行。事實上，大腦的發(fā)展高度依賴個體經(jīng)歷。大腦具有兩面性，它可以很快吸收一門新語言，也能吸收傷害、虐待以及不良環(huán)境的相關信息。大腦在互動、溫暖、安全的環(huán)境里可以健康發(fā)展，但在長期受虐、高壓的環(huán)境中會形成緊張反應型的工作系統(tǒng)，更容易思維紊亂、焦慮甚至消沉。此外，睡眠不足不僅嚴重損害記憶以及技能學習，而且會對個體情緒管理與認知能力造成傷害且不可逆轉。

3.關于有意義的學習。

神經(jīng)科學研究并不直接導致對教育更好的理解，但可以通過明確教與學的認知科學機制來指導實踐。通過客觀的、可量化、可復制的行為和腦活動測量技術，神經(jīng)教育學讓我們能看清諸多行為現(xiàn)象背后的根源，帶給我們更多了解學生行為和能力變化的方法。研究認為，新的學習項目能促進新神經(jīng)元的生成，尤其是學習內(nèi)容具有挑戰(zhàn)性時更是如此。復雜環(huán)境中開展的益智活動能使大腦產(chǎn)生更高質(zhì)量的蛋白質(zhì)，從而提高學習與記憶功能。此外，邁克爾·基爾加德等人的研究表明，只有學習者認為某一事物值得學習時，大腦的相應區(qū)域才能被激活［3］50。沒有這個激活步驟，大腦便不能產(chǎn)生形成記憶的乙酰膽堿，也就無法保存新信息。

那么如何有效幫助學習者了解新信息的價值呢？答案是幫助其形成全局概念，了解知識間的關聯(lián)。正如蒙臺梭利所言，傳授細節(jié)會帶來混亂，建立關聯(lián)才產(chǎn)生知識。如果將學習比喻為一所超市的運營，其物流、倉儲與銷售的效率同樣重要。傳統(tǒng)教學過程更重視“進貨”，但如果沒有分類清晰的倉儲貨架，貨物會毫無關聯(lián)地堆積，即使超市規(guī)模再小，高效提取也難以實現(xiàn)，進貨于是會成為災難。神經(jīng)教育學中的全局概念就意味著“進貨”之前，教育者先幫學習者做好倉儲盤點與分類更新。添置貨架、制作標簽不產(chǎn)生效益，但可以通過提高物流效率來獲利。相反，不通過梳理已學知識來闡明新知的關聯(lián)性價值，只一味重視知識傳授，有意義的學習就不會發(fā)生。

三、神經(jīng)教育學視域下的學校教育優(yōu)化路徑

學校應致力于追求公平的教育資源配置、人本的教育理念、科學的教育方式。在神經(jīng)教育學視域下，學校教育優(yōu)化可以從三個方面推進。

1.努力辦“大腦友好型學?！薄?/h3>

其一，開展以腦科學普及為目標的培訓活動，在學習環(huán)境上做好文章。一方面，學?？梢蚤_展理論科普活動，傳授與腦科學契合的親子相處、提升學業(yè)、改進習性等技巧，使家長減少對孩子過度規(guī)劃、揠苗助長、評價單一、態(tài)度粗暴等不當行為，從而優(yōu)化學生的家庭環(huán)境；另一方面，提升教師的教育理念，使教師認識到充足的戶外運動、良好的睡眠飲食、民主的管理規(guī)則、積極的人際關系等對學生成長的重要性，積極開展可持續(xù)、參與程度高、健腦效果好的群體性中等強度運動，如校園馬拉松、啦啦操、跳繩等。

其二，優(yōu)化校園的物理環(huán)境，改善教室照明、做好噪音控制、美化教室內(nèi)外文化布置等。需要指出的是，辦“大腦友好型學?！笔菍逃?guī)律的遵循以及對先進教育理論的實踐，可以對學校環(huán)境文化、制度文化、行為文化等進行審慎的反思，但與學校原先的歷史、特色等文化傳承發(fā)展并不矛盾。

2.重視社會情緒能力培養(yǎng)。

神經(jīng)教育學視域下的校本課程規(guī)劃應當增加一個新維度——社會情緒能力培養(yǎng)。韋鈺院士認為，教育的目標是培養(yǎng)學生的綜合心智能力，其中一個是綜合解決問題的能力，另一個是社會情緒能力。她甚至指出，“未來教育最重要的不是關注提高智商，而是需要強調(diào)培養(yǎng)社會情緒能力”。社會情緒能力的內(nèi)涵包括三個維度：一是對待自己，要有自我感知與自我駕馭能力；二是對待他人，有社會感知能力與處理人際關系的能力；三是對待事務，有決策與執(zhí)行的能力。

培養(yǎng)社會情緒能力是當代教育的重要課題，學校應明晰情緒對認知的重要影響，強化“學習是情緒導向而非邏輯導向”的理念，倡導教師與家長做好自身的情緒管理，可以嘗試開發(fā)情緒體驗互動課程，強化教育者對情緒與認知關系的理解，根據(jù)科學規(guī)律改善教育行為。學校還要鼓勵教師協(xié)助學生養(yǎng)成同理心，從而有意識地管理自己的情緒。學?？梢越M建團隊、研制大綱，根據(jù)不同年齡學生的身心特點，結合語文、數(shù)學、道德與法制等教材內(nèi)容，開發(fā)故事會式的校本課，通過“情節(jié)評價”“角色轉換”等進行深度討論，為學生設計系統(tǒng)的社會情緒能力訓練活動。

3.探索以腦為導向的課堂。

目前，國際上有關神經(jīng)教育學的研究已超越實驗室階段，睡眠、運動、注意力等項目實驗進入校園，形成了較為完整的課堂教學模式。例如，瑪麗亞·哈迪曼提出“以腦為導向的教學”的概念，并幫助一線教師采用這個模式來制訂教學計劃與課程方案，相關實驗學校因明顯的進步而獲得諸多獎項并被評為美國杰出藍帶學校。學?？梢越M織針對性學習，制定整套整合腦科學的備課、研討、評價實施方案，確立“教學目標富有彈性，學習內(nèi)容豐富多彩，學習方法形式多樣，學習伙伴互相促進，學習環(huán)境溫馨有序”指導思想，進行本土化、專題性實驗。