(内附赠书名单)路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 —— 《教育神经科学的使命与未来》评介
教育神经科学作为整合教育学、心理学、认知神经科学和生理学的超级学科,诞生于20世纪末与21世纪初之间。该学科致力于创建不同学科之间的永久联结,促进理论研究向教育实践活动有效转化的进程,并开启循证教育的改革发展之路。近些年来,教育神经科学发展日新月异,势如破竹,研究网络迅速国际化,相关的专业书籍供不应求。《教育神经科学的使命与未来》一书是对国际教育神经科学领域内12位顶尖专家的访谈纪实,该书立足于前沿研究进展,为我国未来教育神经科学的发展之路指点迷津。
《教育神经科学的使命与未来》
周加仙 编著
教育科学出版社出版
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《离骚》中“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的诗句展现了屈原“存君兴国”的政治理想之艰辛,“众人皆醉我独醒,举世皆浊我独清”的人格之俊杰,以及“正道直行,竭忠尽智以事其君”的信仰之坚定。作为中国古代文学史上兼具思想与艺术价值的典范巨作,这一名句流芳千古,永为后人所传颂。后世将这一箴言多用于表现对真理和理想的追求虽任重道远但依然百折不挠的执著信念。纵观中外古今,丰功伟绩的创建、新旧时代的更替、每项划时代意义的新事物诞生都历经重重磨难,更加需要这种不遗余力的追求精神。教育神经科学作为将心理学、教育学、神经科学及生物学高度整合起来的新兴交叉学科,诞生于20世纪末与21世纪初之间。在推动科学研究整合、服务教育政策和教育实践的道路上披荆斩棘,筚路蓝缕,以启山林。由此而知,未来的发展之路也必定异常曲折崎岖,任重而道远,挑战与迷茫共存。《教育神经科学的使命与未来》(“教育神经科学与国民素质提升系列丛书”之一,“十二五”国家重点图书,2016年由教育科学出版社出版,以下简称《使命与未来》) 一书向我们展示了教育神经科学的学科建制及未来发展道路的探索设想。书中激烈的思想碰撞为明确教育神经科学所肩负的重大使命,以及勾勒符合我国实际国情的学科发展之路指明了方向。
《使命与未来》的背景及意义
一直以来,各个领域的科学家都在试图揭开大脑这一质量约1362g的物质的神秘面纱,但始终并没有完全打开大脑学习的“黑匣子”。各学科之间的巨大鸿沟、理论研究和教育实践活动的严重脱节等这些严峻的问题使得当前的科学研究处于相互割裂的状态。在这样急需跨学科整合的情况下,教育神经科学作为一门超级学科,于2003年在梵蒂冈召开的“心智-脑-教育”国际研讨会上应运而生。经过近些年来辛苦路程的经验累积,在各个国家或国际组织的项目基金支持下,许多国际著名大学如雨后春笋般纷纷建立教育神经科学专业研究机构或学术组织,并如火如荼地投入到相关专业人才培养和研究之中。然而,鉴于该学科仍然处于初创期,如何在符合中国实际国情的条件下发展这一学科,又如何从教育神经科学的角度探索出提高国民核心素养的有效途径,努力促进中国从人才大国向人才强国迈进战略的实现,这仍然是需要慎重思考的问题。
周加仙博士所编著的《教育神经科学的使命与未来》的及时出版,无疑为相关政策制定者、教育实践者、科研人员等的困惑拨开了云雾。该书所选材料由编著者与国际大师的对话内容(详见本书后记)集结而成,选取的12位国际教育神经科学专家来自于7个国家,研究领域广泛,主要包括了计算机信息技术、认知心理学、神经影像、语言阅读、数学、道德、课程设计等(详见每章开头处受访者详细信息介绍)。这种跨地域、跨文化、跨学科的深度且专业的交流,为解决上述问题提供了具有重大价值和意义的参考。为教育神经科学的学科建设及提高国民核心素养的教育之路勾画了蓝图。
《使命与未来》重点关注的主题
1
教育神经科学的学科建制
《使命与未来》一书深入系统地将与12位世界著名专家的专业对话编册成文。透过本书,我们可以清晰地认识到,教育神经科学的研究正在逐步引领心智、脑与教育的复杂关系向深入化和科学化发展。教育神经科学的学科建制作为受访者和访问者共同关注的目标于开篇之始就已经确定下来。与库尔特·费希尔教授的对话就明确了教育神经学作为一门备受国际关注的新兴交叉学科,旨在创建心智、脑与教育之间的永久联结。
多年来,各个学科都在迅速发展,但与此同时,学科之间的鸿沟也在不断拉大,研究成果逐渐显露孤立之态。教育神经科学作为整合生物学、心理学、教育学、认知神经科学等的超级学科正是填补了这一鸿沟,在脑科学与教育政策和实践之间搭起了重要的桥梁。推动各领域内研究者与教育活动实践者、政策制定者之间的共同话语体系的建立,高度跨学科地讨论研究成果的转换和应用问题(见前两章)。通过对《教育神经科学的实践与原理问题》一文的批判,丹尼尔·安萨里教授指出,教育神经科学的研究成果并不是没有超出行为学研究,而是更加强调神经科学和行为学研究在不同层面上的相互验证。阅读、数学以及其他相关领域的案例佐证了教育神经科学将个体内在细微的生理、心理机制与外在宏观行为表现结合起来的特点(见第八章)。值得注意的是,几位学者都一致认为消除神经神话,促进教育神经科学健康发展的核心要素主要包括以下几个方面:
l 创建研究型学校
l 培养兼有各学科研究方法的专业研究人才
l 培养担任科研到教育实践的转化,或根据科研成果设计教学材料和教学活动的重要人才
l 在教育神经科学领域建立有关学习与发展的数据库
2
教育的基础和本质问题
教育基础和本质问题是《使命与未来》一书探讨的另一重点。从人类生物学的视角来看,教育并不是人类特有的现象,同时具有人文性和自然性的双重性质,也就是说教育是遗传与环境相互作用的过程。但以往的学科总是孤立地看待教育本质这一问题,这不免造成了学科间的认知偏差。教育神经科学结合了生物学、心理学和教育学等学科的界定观点,从综合的角度认为学习是在对外界环境的刺激做出反应并形成各个神经连接的过程。而教育则是有目的有组织地控制刺激输入,并促进大脑对信息处理进行积极内向建构的活动。从另外一种意义上说,基于认知神经科学的大量研究证据,教育的本质可以说是大脑皮质的再利用。原因在于,与漫长的进化进程相比,人类建构文明社会的时间根本是沧海一粟。新的文化学习再利用了人脑的古老功能。因此,人类数学、语言、艺术和宗教等领域的文化习得所使用的正是最初负责相似功能的皮质,而习得的效率可以根据大脑皮质与具体文化习得之间再次形成的映射关系的复杂程度进行预测。这种脑皮质的再利用正是基于脑的可塑性,为人类文明的创建提供了强大的大脑网络资源。另外,值得注意的是,教育的过程包括教与学两个过程。 以上教育活动的实施必须建立在可教性基础之上,这种特性正是人类所特有的,正是人类相对较长的生命发展周期和大脑的可塑性为可教性提供了生理与脑结构基础。教学的本质是人类的一种自然认知能力,其具有一些独特的属性,如复杂性、稳定性、无意识性、区别性、无指导性和典型性。但需要明确的是,目前我们关于教育过程的脑加工的知识都是来源于学习脑的研究,而不是教学脑的研究。因此,虽然相比于教学脑,学习脑的研究以几何速度增长。但目前由于脑科学的实验采取的样本量较少,若大规模地将研究成果应用于教学活动,教与学之间必然会出现严重的偏差。两者的平衡问题需要慎重思考。
3
教育与神经网络的塑造及实践价值
教育对人类脑神经具有巨大的塑造作用。《使命与未来》主要对以下神经网络进行了解释和探讨:(1)注意网络,注意是整个大脑的一般属性,其活动是由特定的网络负责运行。 包括警觉网络、定向网络、执行控制网络,它们分别在引发并维持警觉状态,准确感知刺激的来源方向,解决神经系统之间的冲突以及转换任务方向等方面发挥独特性的作用。虽然这些网络会受到遗传因素的影响,但后天经验(教育是具有组织性和系统性的经验)不仅能够调节基因和注意系统之间的关系,而且在可控的范围里更大地塑造注意网络。根据教育活动与神经网络之间的动态作用关系,设计相关的学习课程或培训活动,能够改变神经网络的功能激活模式,提高学生的认知表现。(2)默认网络,即个体在清醒放松的休息状态或者做白日梦的情境下,依然活跃的脑网络活动。其主要功能是协调统一内部的心理活动与外部的动态变化,两者的协调统一在移情决策和适应等个体活动中具有重要的作用。针对当前我国教育现状,利用默认网络的反思功能,以兴趣驱动实用且符合学生个性特点的教学方法,提供更多的机会和时间进行建设性内部反思,可提高学生的批判性思维和判断能力(见与英莫迪诺的对话一章)。(3)空间认知网络,主要对空间信息(大小、方位、形状、距离等)或空间概念进行加工处理的神经网络。婴儿期一直持续到10岁左右,通过借助不同的空间表征方法(例如空间地图、模型、手势等),其空间认知能力和思维能力发生着翻天覆地的变化。此外,许多干预手段,如训练、学术课程、需要空间思维的游戏(俄罗斯方块)的神经科学实证研究更加证实了教育对这一网络具有较高塑造作用,甚至也提高了非空间思维领域的推理表现。这对STEAM,甚至语言、地理等课程的教学提供了丰富的实证材料(见纽孔姆院士的对话一章)。
4
教育神经科学的最终使命
教育神经科学的研究成果向教育实践活动的转化一直是教育神经科学的最终目标。在高度概括了与众多国际顶尖专家的专业深度对话的相关主题后,《使命与未来》指出教育神经科学的使命与未来发展方向要始终落根于这一超级学科的最终宗旨,即为教育政策和教育实践服务。那么如何将这些丰富的研究成果更大效率地应用于实际的课程设计和教学活动?这一问题的真正解决无疑任重而道远。该书指出,挣脱中世纪课程观的束缚,结合当今21世纪计算机信息技术的普遍性,始终将以实际问题为中心和以学生为核心作为探究性教育活动的设计原则,鼓励学生保持质疑的能力才是现代课程观的主要思想所在,也是通向智慧教育的正确道路。
教育神经科学的未来发展寄语
一门新兴学科从无到有的创建过程异常艰辛,但从婴儿期到最终逐渐发展为成熟的过程更是一条漫长且充满荆棘的道路。教育神经科学目前尚是一个年轻的领域,除学科、历史、文化、政治及伦理道德等复杂的问题之外,超学科的发展过程注定还会遇到更多的阻碍和挑战。首先,学科之间的壁垒尚未打破。各学科自独立以来,已经形成了学科内独特的理论逻辑基础、研究方法、研究框架等,以及基于不同的认识论界定的学科话语体系。虽然教育神经科学的发展顺应了人类知识的“整合—分化—整合”的发展趋势,但长期以来学科之间的分化过程使得学科之间的壁垒难以打破。目前心理、脑与教育三者之间共同话语体系的建立迫切需要建立学科之间的连接桥梁,使得各学科领域的专家能够以相同的或者可以转化为相同的“语言”进行沟通,不断缩小各学科之间的鸿沟问题。其次,理论研究到教育实践活的转化效果欠佳,实验室的研究成果如何有效地转化为教室里可用的教学方法和教学策略是教育神经科学的学科最终关注的重要问题。教育神经科学的转化战略是基于共同话语体系的建立,需要通过培养研究者和实践者之间的“中间人才”,即不仅掌握了认知神经科学的研究方法,又具有一线教育实践经验的具有不同学科背景的研究队伍,共同商讨研究假设和预期,确定与实际教育活动密切相关的目标,缩短理论研究与实践活动之间的距离,使科研成果最大化地转化为实际的教育价值,才能最终开辟检验与超越教学争论和困题的科学途径和人类认知与学习的整合途径。
为者常成,行者常至。相信在大师们的思想指引下,在各领域学科的共同努力奋进下,教育神经科学必会肩负光荣的使命与艰巨的责任,慎终如始,为成功发起一场“循证”教育的革命,继续在前方风起涌动的未知挑战中将目前的勃勃发展态势持续下去。
原文发表于《教育生物学杂志》2017年12月第5卷第4期,pp.188-191.转载时有略微改动。作者:张金凤(华东师范大学心理与认知科学学院教育神经科学研究中心)。
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