來源:學(xué)習(xí)力教育中心 文章作者:佚名

 

   最近幾十年,很多人開始嘗試將神經(jīng)科學(xué)(腦科學(xué))的研究方法和成果應(yīng)用于教育實(shí)踐,產(chǎn)生了新興的交叉學(xué)科:神經(jīng)教育學(xué)。正如一百多年前,生物和化學(xué)等學(xué)科的引入促進(jìn)了醫(yī)學(xué)的發(fā)展,腦科學(xué)也將對教育起到積極的作用。神經(jīng)教育學(xué)體現(xiàn)了實(shí)證的科學(xué)的教育研究思想,而且特別重視跨學(xué)科之間的溝通和合作。

  神經(jīng)教育學(xué)的產(chǎn)生背景
  神經(jīng)科學(xué)是一門專門研究腦和神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)育、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)及病理學(xué)的跨領(lǐng)域的交叉學(xué)科,它應(yīng)用生命科學(xué)、物理科學(xué)和信息科學(xué)的綜合方法,從分子、細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)、行為、認(rèn)知、計算網(wǎng)絡(luò)等多個層次,對神經(jīng)系統(tǒng)的形成,正常功能和異常病變進(jìn)行研究。神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展,為很多神經(jīng)疾病患者提供了有效的治療;但是,如何才能讓這一新興的學(xué)科領(lǐng)域服務(wù)于更廣大的人群?將神經(jīng)科學(xué)應(yīng)用于教育事業(yè),是一件十分有意義的事情,也是一件十分合理的事情,因?yàn)槎叩难芯繉ο笳f到底都是學(xué)生的腦袋。最近幾十年,很多人開始嘗試將神經(jīng)科學(xué)(腦科學(xué))的研究方法和成果應(yīng)用于教育實(shí)踐,產(chǎn)生了新興的交叉學(xué)科:神經(jīng)教育學(xué)。
  教育和神經(jīng)科學(xué)的結(jié)合是在爭論中開始的。1996年,美國國家教育委員會(ECS)在丹佛召開了一次教育界和神經(jīng)科學(xué)界的對話,討論是否可能溝通這兩個領(lǐng)域,并提出了很多具體的建議。但Bruer認(rèn)為教育可以和認(rèn)知心理科學(xué)的研究聯(lián)系起來,認(rèn)知心理的研究也可以和神經(jīng)科學(xué)聯(lián)系起來;但是,把教育實(shí)踐和神經(jīng)科學(xué)的研究直接聯(lián)系起來,之間的距離是很難跨越的(Bruer, 1997)。
  然而隨著現(xiàn)代腦成像技術(shù)的發(fā)展,對腦的認(rèn)識的不斷深入,研究者和教育者確實(shí)可以開始考慮研究教育活動的生理作用以及產(chǎn)生的生理變化了(Fischer et al., 2007)。很多教師希望了解更多的腦科學(xué)知識以提高教學(xué)實(shí)踐和研究的水平,適應(yīng)以學(xué)生為中心的新的教學(xué)法;政策制定者開始越來越多地尋求來自神經(jīng)科學(xué)的實(shí)證性依據(jù),這樣制定的政策可以更讓人信服;神經(jīng)科學(xué)家也希望他們的研究成果能夠惠及更多的人,同時也希望從教育實(shí)踐中獲取神經(jīng)科學(xué)發(fā)展方向的啟示。所以,人們目前普遍達(dá)成了共識,認(rèn)為神經(jīng)科學(xué)的研究需要和教育實(shí)踐相結(jié)合,盡管目前神經(jīng)科學(xué)在這方面的發(fā)展還是剛剛起步(OECD, 2007)。
  在新生物學(xué)中,學(xué)習(xí)定義為接受來自環(huán)境(除自己以外所有一切)的外部刺激構(gòu)筑中樞神經(jīng)通道的過程;教育是控制、補(bǔ)充外部刺激的過程(小泉, 2007)?梢姡芯磕X對學(xué)習(xí)和教育的關(guān)系是有理論依據(jù)的。

  神經(jīng)教育學(xué)的重要意義
  將神經(jīng)科學(xué)和教育實(shí)踐結(jié)合的研究有非常重要的意義:
  1.腦及其發(fā)展過程是教育工作的主要對象,神經(jīng)科學(xué)能夠?yàn)榻逃芯刻峁┛茖W(xué)依據(jù),使其教學(xué)方法和政策的制定更令人信服,更具有實(shí)際指導(dǎo)作用。譬如,最近腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)都認(rèn)識到情緒對人的決策和社會能力的重要作用,提醒我們應(yīng)該重視兒童情緒能力的發(fā)展,早期兒童在情緒能力上的發(fā)展有助于今后認(rèn)知能力的提升和其他知識的學(xué)習(xí)。
  2.教育界能夠向神經(jīng)科學(xué)界提出一些來自實(shí)際課堂中的問題,這些現(xiàn)實(shí)問題可以啟發(fā)神經(jīng)科學(xué)界的發(fā)展方向,使其新的研究成果可以被迅速應(yīng)用到實(shí)際課堂中。神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵期和可塑性的提出對教育的意義很重要,但實(shí)驗(yàn)室中的基于個體的結(jié)論很難普遍適用于所有學(xué)生,因此這些神經(jīng)科學(xué)的概念和建議必須結(jié)合教育實(shí)踐來提出并得到驗(yàn)證。顯而易見,神經(jīng)科學(xué)和教育之間的結(jié)合和溝通應(yīng)該是雙向互動、互惠互利的(Howard-Jones, 2007)。
  3.向教師、教育工作者和社會大眾普及腦科學(xué)的知識,讓他們可以更好地了解兒童的身體、精神、社會和認(rèn)知能力的發(fā)展過程,向兒童提供更好的教育(Wasserman, 2007)。神經(jīng)科學(xué)家也可以通過和教師的合作,向兒童提供更好的科學(xué)課程。同時,在社會普及神經(jīng)科學(xué)的知識,也可以讓人們對一些沒有太多科學(xué)依據(jù)的看似基于神經(jīng)科學(xué)的商業(yè)產(chǎn)品有正確的認(rèn)識和判斷,不盲目聽信一些商業(yè)產(chǎn)品的不切實(shí)際的宣傳。
  4.現(xiàn)代腦成像技術(shù)的發(fā)展,使我們能夠不打開腦,就知道腦里面發(fā)生的過程,為我們研究學(xué)習(xí)的生理機(jī)制提供了可能。有了神經(jīng)科學(xué)的成熟的檢測手段,我們可以在更早期的時候發(fā)現(xiàn)兒童在感覺和運(yùn)動方面所存在的生理缺陷,這樣可以更早地進(jìn)行干預(yù),可以有更多的機(jī)會得到彌補(bǔ),為其今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供一個比較好的基礎(chǔ)(Hall, 2005)。

  神經(jīng)教育學(xué)的國際發(fā)展現(xiàn)狀
  正是由于上述意義的存在,今年來神經(jīng)教育學(xué)方面的研究逐漸增多,并得到了體制化的發(fā)展。世界經(jīng)濟(jì)合作組織(OECD)教育研究和創(chuàng)新中心(CERI)分別于1999年和2002年啟動了兩期腦科學(xué)和教育之間的交叉研究計劃,建立了國際合作研究網(wǎng)絡(luò),鼓勵神經(jīng)科學(xué)家研究教育中的實(shí)際問題。2002年,哈佛大學(xué)的教育研究院出現(xiàn)一門名為“認(rèn)知發(fā)展、教育和腦”的新課程,為跨越教育界和神經(jīng)科學(xué)界提出新的模型,著重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力(Blake & Gardner, 2007);他們并于2003年成立了“國際心智、腦和教育學(xué)會”(IMBES),其目的是通過教育、神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的結(jié)合,促進(jìn)對人類學(xué)習(xí)和發(fā)展的研究(IMBES, 2007)。在英國的Bristol大學(xué),Paul Howard-Jones及其團(tuán)隊(duì)從2005年開始,建立了神經(jīng)科學(xué)和教育界之間的聯(lián)系(NEnet),召開了一系列研討會,形成了一種合作機(jī)制,得到了很多研究結(jié)果(Howard-Jones, 2007)。

  神經(jīng)教育學(xué)的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
  神經(jīng)教育學(xué)在國內(nèi)的發(fā)展要比國外發(fā)達(dá)國家遲得多,應(yīng)用進(jìn)程也滯后很多。國內(nèi)最早倡導(dǎo)神經(jīng)教育學(xué)的是教育部原副部長、中國工程院院士韋鈺,在十多年前就利用其特殊的身份倡導(dǎo)神經(jīng)教育學(xué),并進(jìn)行了積極有效的探索,對中國的神經(jīng)教育學(xué)發(fā)展起到了奠基和推動的重要作用。學(xué)習(xí)力教育專家余建祥在2001年作學(xué)習(xí)力教育研究時,就非常重視腦部活動規(guī)律對學(xué)習(xí)的決定性影響,如大腦的記憶規(guī)律、不同狀態(tài)下學(xué)習(xí)效率的對比、環(huán)境音樂對學(xué)習(xí)狀態(tài)的影響、神經(jīng)語言程式學(xué)(NLP)等,使得學(xué)習(xí)力教育研究一開始就建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上,而不是經(jīng)驗(yàn)主義。余建祥認(rèn)為教育不僅僅是一門藝術(shù),更是一門科學(xué),只有將相關(guān)的多學(xué)科引入教育學(xué)領(lǐng)域,才會產(chǎn)生真正有重大改變和發(fā)展的教育學(xué)理論。
  在實(shí)際應(yīng)用方面,余建祥一直倡導(dǎo)將環(huán)境音樂引入學(xué)習(xí)過程中來,通過環(huán)境音樂調(diào)節(jié)腦波狀態(tài),大幅提升學(xué)習(xí)效率,并在余建祥音樂輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)了高效環(huán)境音樂輔助學(xué)習(xí)機(jī),目前已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)和試生產(chǎn)階段,積極探索神經(jīng)教育學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用。

  神經(jīng)科學(xué)的基本認(rèn)知及其啟示
  目前在神經(jīng)科學(xué)(腦科學(xué))方面已取得了一些共同的認(rèn)識,這些認(rèn)識也在教育實(shí)踐中也出現(xiàn)了很多的啟示:
  1.突觸的建立和刪減、髓鞘化:腦在兒童時期經(jīng)歷了復(fù)雜的變化,雖然不局限于早期發(fā)展,但腦的變化主要在兒童時期完成(Hall, 2005)。所以,對早期兒童提供良好的教育,可以促進(jìn)他們大腦的良好發(fā)育,為以后的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)(Center on the Developing Child Harvard University, 2007a)。如果我們在被修剪了的那部分上,想來創(chuàng)造出新的東西,就如同在沙地上蓋樓房。所以,我們要想解決出現(xiàn)在當(dāng)今社會上的諸多教育問題時,應(yīng)該是在幼兒時期抓起,需要我們根據(jù)其發(fā)展規(guī)律,來逐漸完善教育論的原理(小泉, 2007)。“髓鞘化”是指神經(jīng)纖維外面形成的絕緣體,可以使信息傳輸速度提高100倍。神經(jīng)的“髓鞘化”是有順序的,在尚未“髓鞘化”的部位進(jìn)行長時間的教育肯定效果不好,所以,我們應(yīng)該按照這方面的研究成果徹底修改現(xiàn)在的教學(xué)計劃(小泉, 2007)。
  2.關(guān)鍵期和敏感期:“過期作廢”(use it or lose it)這種對大腦發(fā)育的認(rèn)識可能過分夸張(Hall, 2005)。一些基礎(chǔ)功能(如視覺等)確實(shí)存在關(guān)鍵期(ECS, 1996);但是對學(xué)習(xí)而言,更合理的提法應(yīng)該是“敏感期”。腦的發(fā)育是一個過程,存在一系列“敏感期”,“敏感期”存在一定的個體差異,并不都是一致的。在特定的敏感期內(nèi),會生成特定的神經(jīng)回路,兒童更容易關(guān)注特定的學(xué)習(xí)活動(Hall, 2005)。腦的結(jié)構(gòu)和技能是“自底向上”的發(fā)展過程,復(fù)雜的技能建立在早期的基礎(chǔ)能力和經(jīng)歷之上。所以,人一生的工作、學(xué)習(xí)和生活能力都建立在早期(從出生就開始)發(fā)展出的能力上(Center on the Developing Child Harvard University, 2007b)。因此,我們要認(rèn)真研究中國兒童適合在什么時間內(nèi)發(fā)展出什么樣的認(rèn)知或者情緒和社會能力,同時也要謹(jǐn)慎地在大范圍內(nèi)應(yīng)用這些研究成果。
  3.腦的可塑性:腦在童年以后的很長時間內(nèi),甚至是終身的時間內(nèi),都可以通過學(xué)習(xí)或環(huán)境的影響,在某些功能或結(jié)構(gòu)上繼續(xù)發(fā)生變化。所以,人應(yīng)該得到終身教育。持久的學(xué)習(xí)還能夠保持腦的健康,對老年人同樣是這樣。但是,終身教育的提出絲毫沒有弱化兒童早期基礎(chǔ)教育的重要性,相反,作為終身教育的一個結(jié)實(shí)的基礎(chǔ),進(jìn)一步強(qiáng)化了兒童早期基礎(chǔ)教育的重要性(OECD, 2007)。
  4.情緒和認(rèn)知:情緒會影響認(rèn)知能力,甚至是神經(jīng)組織的構(gòu)建。兒童認(rèn)知能力的潛力巨大,但是情緒能力不成熟;另一方面,情緒能力是影響人一生的基本能力。所以,一定要重視兒童情緒能力的發(fā)展和培養(yǎng),特別是自我管理的能力(OECD, 2007)。要讓兒童體會到學(xué)習(xí)是快樂的,保護(hù)他們的好奇心。良好的情緒能力和社會能力可以為以后的認(rèn)知能力的發(fā)展提供一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)(Center on the Developing Child Harvard University, 2007b)。基于一些腦損傷病人的研究,人們推測衰減的情緒和感受在病人的決策失敗中扮演重要的角色,可能是不健全的情緒造成了他們的“社會行為缺陷”(Damasio, 1995)。也有實(shí)驗(yàn)認(rèn)為人在做出兩難決定的時候既會涉及推理過程,也會涉及情緒過程(Rustichini, 2005)。而且從神經(jīng)解剖學(xué)和實(shí)際情況看,情緒對理智的影響遠(yuǎn)比理智對情緒的影響要強(qiáng)烈(Franks, 2006)。所以,現(xiàn)在人們開始關(guān)注情緒,意識到情緒的對理性思維、決策和社會能力的重要性,在認(rèn)知科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)上都開始研究情緒的作用機(jī)制。(馬 & 郭, 2003; 韋, 2004, 2005)
  5.腦的健康:腦的保健和發(fā)展主要在于日常生活的良好習(xí)慣。很多不好的習(xí)慣會影響腦的健康,如:長期飲用可樂,不合理、不充足的睡眠,甚至不飲用足量的水。正常的養(yǎng)育環(huán)境就可以保證大腦的良好發(fā)育,不良環(huán)境會妨礙神經(jīng)發(fā)育(Center on the Developing Child Harvard University, 2007b),但是并沒有證據(jù)表明更好的環(huán)境會更進(jìn)一步提高大腦的發(fā)育水平(Howard-Jones, 2007)。

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