教育神经科学

教育神经科学的诞生 我们正在寻求用神经科学的成果来提高学习效果的途径，从而指导教育实践。布鲁尔（Bruer，　1997）发表过一个广为流传的观点，认为这是“一座过于遥远的桥”。 目前，我们对脑发育和神经功能的认识还不够，不足以将两者直接联系起来，以任何有意义的、可辩护的方式进行教学和教育实践。**座桥是一座成熟的桥，现在已经有近50年的历史，联结教育学和认知心理学；第二座桥仅有10年的历史，联结认知心理学和神经科学。这座崭新的桥使我们能够看到心理功能与脑结构的对应关系。当神经科学开始为教育工作者提供关于教学和教育实践的有益见解时，这些见解就是第二座桥上频繁往来的结果。认知心理学为我们提供了支撑这些桥的唯一坚实的基础。如果我们*终想要在教育和脑之间穿行，这是唯一的路径。 布鲁尔的这一立场来自他对非常基础的神经科学的三个方面的批判，这三个方面通常来自对非人类动物的研究：　突触发生和突触修剪的时间过程，学习的关键期，以及丰富的早期环境的作用。他明确指出，这些方面的证据还不足以为正规教育提供参考。然而，自1997年布鲁尔的论文发表以来，两座桥之间的“浮桥”——认知神经科学得到了迅速发展。这门学科利用脑成像的资源，发展和完善了我们对认知过程的理解，不仅包括支撑教育成就的那些过程，如工作记忆和学习过程，也包括语言、阅读、动机和数学中涉及的与课程相关的认知。这本身就是布鲁尔提到的“双桥”解决方案。 2005年，《自然》（Nature）杂志发表了一篇持怀疑态度的评论文章，质疑认知神经科学对教育的贡献。它给出了这样警告：　 研究者正在计划使用磁共振成像技术来“揭示技能发展的真面目”，例如，算数和阅读技能，这是令人着迷的工作。但是这些结果将如何付诸教育实践，就目前而言，很大程度上是一个思辨的问题。在脑活动与行为之间建立有意义的联系是很困难的，即使是在受控的实验室环境中。脑成像极具魅力，但是令人遗憾的是，媒体的报道往往令人喘不过气来，反应过激。需要确保这些项目不会导致那些知识不足的“专家”设计更多的伪科学教育工具……还有一个很好的理由，就是对神经科学研究中衍生出来的教育工具进行更严格的实证检验。例如，有证据表明，阅读障碍者在听觉加工方面有问题，研究者已经开发了一个名为“速学单词”（Fast　ForWord）的程序来帮助阅读障碍者学习阅读。但是，在他们还没有收集证据证明它对阅读障碍者以外的其他人有帮助之前，这些研究者的公司把它作为没有特定阅读缺陷的儿童的学习辅助工具，向市场推销这个软件。目前的重点应该是提供这类证据。（Editorial，　2005，　p.1138） 虽然如此，这些新的方法可以让我们探索儿童的个体差异和新的教育方式，架设从神经科学到教育学的直接桥梁。例如，我们可以通过阅读神经网络中异常的神经结构和激活模式识别阅读障碍者（见第七章），甚至在年幼的孩子开始学习阅读之前，就可以利用他们的脑对语音的神经反应将他们识别出来（Lyrtinen　et　al.，　2001）。也可以通过计算障碍者异常的神经结构和激活模式将他们识别出来（见第八章），这些结果比行为学方法更有辨别力（Dumontheil　&　Klingberg，　2011）。甚至语言发展（见第六章）、逻辑推理以及社会性发展和情绪发展等方面的个体差异（分别见第十章和第十一章），也可以通过神经影像揭示出来。此外，遗传学和神经影像之间的联结就像遗传学与认知能力之间的联结一样，可以快速得到加强（见第四章）。 事实上，新的方法使科学家能够更精确地绘制发展轨迹。在不久的将来，不仅可以发现个体发育时间点上的神经差异（这可以解决，而且只是发育迟缓问题），还可以追踪教育相关认知功能的发育轨迹差异。我们可以使用轨迹差异的数学模型对学习者进行分类，这些学习者模型可以为教学和学习技术中个性化学习情境的设计提供参考（见第三章）。 当然，这涉及三个学科，每个学科都有自己的方法论，因此整合并不是一件容易的事。因此，关键之举是劳里拉德（Laurillard，　2007）提出的“方法协作”。也就是说，尽管这三个学科的方法不同，但每个学科都有可能而且确实有必要检验其他学科的研究结果。例如，当认知神经科学的理论产生了新的教学设计时，该理论将通过更有效的学习来检验。更通俗地说，方法协作可以通过明确的学习过程的计算式模型来实现（见第三章）。 教育神经科学有必要作为一个共同体才能在若干不同意义上取得进展。就像之前讨论过的，将有来自不同学科背景的研究者，以平等的伙伴关系一起工作。然而这样的研究共同体需要协调一致和自我维持，这不仅需要现有研究者之间的对话和合作，还需要为学生和研究者的培训创造一个跨学科的环境，这些学生和研究者将成为**批成熟的教育神经科学家，因为他们从一开始就接受了全面思考这一领域的教育。 不过，如前所述，要想取得成效，我们必须认识到，研究者只能是这个更广泛共同体的一部分，他们在其中参与和交流，帮助制定研究议程，并始终关注对实践（包括实施）的影响。这个更广泛的共同体需要包括教师、实习教师、教师培训机构、专业教育和学校心理学家、言语和语言治疗师、儿童神经科学家，以及参与实施循证学习支持和学习困难补救工作的其他专业人员。此外，如果我们认真对待公共卫生模式，那么这个更广泛的共同体的功能就远远超出咨询或协商的作用：　它需要成为研究者和专业人员的主动合作者，共同发现问题，通过严格的研究增进理解，并形成解决方案。换句话说，从业人员需要参与到研究的核心中，研究者需要参与到实施问题中。这些隐含的角色对所有相关人员来说都是陌生的，因此，即使是建立小的运作团队，也需要成员作出不同寻常的承诺，而这种承诺可能首先需要基于对工作潜力的信念，而不是实质性的具体的利益。 我们还需要与政策制定者和政策塑造者接触，以帮助确保教育神经科学具有社会公认的价值，并确保团队成员在某种意义上得到认可，为开发和部署新的教育形式做出贡献。在这样的环境下，政治家和政策专家会不断受到竞争激烈的既得利益组织的游说，在这方面的成功将取决于是否能以某种方式脱颖而出。因此，好的科学和在此基础上令人信服的应用是非常重要的。如果说公共卫生科学是如此，那么教育神经科学更是如此。