脑科学与教育理论研究

曹彦刚

2020年11月，中共十九届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》。其中明确提出瞄准人工智能、脑科学等前沿领域，实施一批前瞻性、战略性国家重大科技专项。未来15年，人工智能和脑科学这两个领域必将迎来快速发展，这两个领域必将给未来教育带来更加深远的影响和挑战。教育也需要利用脑科学的研究成果，从经验判断到实证研究。

教育中的许多规律，如“因材施教”、“循序渐进”、“抓住关键期”、“激发潜能”、“学用结合”、“手脑并用”、“合作学习”等，都可以从脑科学中找到科学依据。因此，脑科学对教育的影响以及教育对脑科学的期待是一体的。教育既要遵循脑科学的规律，也要遵循自身的发展规律。东城根街小学以“真教育”为文化核心，内涵是遵循规律，回归本真，追求解放学生走向实证教育。在探索脑与教育融合的道路上，学校以工具和数据为媒介，以课例研究为载体，以课题研究为“引擎”，在课程建设和课题深入研究中推动脑。

寻找“大脑与教育”的桥梁

为搭建脑科学与教育教学之间的桥梁，学校采取以下措施:

团队建设与协调发展。脑科学与教学的融合没有可借鉴的经验，团队建设和协作尤为重要。2019年4月，在成都市教科院的组织下，学校成为全市首批“脑科学与未来学校”试点学校之一。同时在学校确定了试点班和种子教师团队，涉及科目包括语文、数学、英语、体育等。

专家引领和把脉。因为对脑科学知之甚少，专家的指导是进步的保证。在市教科院的指导下，通过听专家讲座，学习脑科学常识和研究成果，从而走近脑科学。同时，学校邀请高校科研院所的专家走进学校和课堂，在研究路径、反思实践、脑教融合切入点的选择上感受学校的脉搏。

探索“脑教”融合的切入点

在脑科学与教学整合的探索中，教育教学实践的探索是最重要也是最困难的一步。北师大校长董琦说，每个老师都是脑科学专家，每个教室都是脑科学实验室。老师在用自己的大脑塑造每一个学生的大脑。因为任何知识的获取，技能的培养，习惯的养成，行为的改变，道德的形成，都需要塑造背后的神经连接模型。大脑有很强的可塑性。刺激大脑的神经回路，从而促进大脑的塑造，是教育教学中非常重要的一环。基于学校与实验室的合作，从以下三个方面进行了整合探索:

针对性改善，四线并进。引入工具，找到合适的“目标”。与学校实验室合作，引入了脑评估工具，包括脑核心学习能力(注意力、记忆力、自制力、反应力、思维力，统称为“五力”)评估、阅读能力深度评估(言语理解、言语解码、阅读理解)和计算能力评估。以数据为导向，本文对学生的大脑学习能力进行数据画像，分析学生个体和全班大脑学习能力的优劣，作为针对性改进的依据。

分析数据，找到“靶心”。通过对数据的分析，找到数据背后的“症结”，并作为改进的“靶心”。以“五力”考核中记忆力的数据为例，通过对班级记忆力整体数据、男女生数据、班级平均分、中位数、标准差的对比分析，试点班把提高记忆力作为改进的“靶心”。

聚焦“靶心”和专项训练。利用实验室提供的工具，每周对“五力”之一进行一次20分钟的专项训练。

“专业”协助，课程研究。将教材《脑课堂》与学科教学联系起来，可以找到脑科学与课堂教学整合的切入点。以“读取大脑的记忆密码”这一课例为例，学生可以通过读写结合、多感官参与、想象和联想，在学习过程中提高记忆效率。在思维和反应方面，在语文、数学、体育等学科的教学中进行实践和探索。

学科培训，全科一体化。人脑信息处理的过程也是思维的过程，是对原有知识和信息进行组合的过程。人脑中的大量信息可以通过各种方式组合起来，每种组合都可以称为一个想法，或者说是一个思维过程。教学过程是思维、信息传递和智力发展的过程。

以学校课程的探索为线撬动脑科学与教学的融合，通过学科主题的学习，使“脑教育”的融合形成面貌。学校以“思维四鉴”(思维可看、可构、可练、可借鉴)为课堂改进的理念，以“为思考而教，为未来而学”为课堂教学的目标。

基于脑科学和数据，学校提出了六大课堂改进策略:一、课堂改进的核心基础——师生关系的重建；二、课堂改进的人文回归——从课堂到学校；三、课堂改进的技术支撑——学习科学指向未来；第四，课堂改进的目标管理——基于数据的综合评价；第五，课堂改进的理性升华——从教到教；第六，教室改善的愿景——小学，大型场地。

数学通过结构化学习促进思维的发展。在校本研究中，首先确定“是什么、为什么要做、怎么做”的问题，明确课堂上结构化思维的“明线和暗线”。结构化学习包括结构化的知识内容、结构化的方法和技能、结构化的数学思想。在课堂教学中，教师的板书是以“思维导图”的形式呈现的。语文学科搭建学习支架，促进思考。学习支架是根据学生的需要，在他们最近的发展领域提供帮助。英语学科用“问题”构建有效课堂。不同年份根据学生大脑的发展规律确定不同的研究方向，实施路径细化到具体活动。以中段为例:“通过问题引导，提高学生提取信息的能力”。最后，学生通过情景喜剧、背诵和歌曲演示来理解和使用提取的信息。

双“类”驱动，立体推进。一是将“脑教育”课程纳入学校课程顶层设计。学校课程分为国家基础课程、校本开发课程和定制课程三个层次。基于探究的课程包括:基于项目的学习课程和研究课程、基于脑科学的全程阅读和课堂课程。其中，大脑的视觉注意机制往往受到环境的强烈影响，因此课堂课程关注儿童的视觉和学生的情绪，让课堂墙壁与儿童进行对话。二是以“脑教”为主题，促进融合深度成长。目前学校“脑科学指导下的小学生阅读素养提升实践研究”已经立项。随着课题的研究，脑科学与教学的结合必将更加深入。

在脑科学与教育教学融合的实践探索中，我们以实验室、试点学校、试点班为点，通过工具、数据、专题培训、教案等手段，将它们连成一条线，通过课题研究，形成各学科脑教育融合的平面。这些点、线、面，其实在学科框架中，在学科的深入研究中，是不断相互作用的。

教育是人的素质和能力的提升，学习是学生建立和优化高效大脑连接模式的过程。脑科学的发展为我们理解学习机制和过程提供了重要的科学手段和支持。在脑科学与教育教学融合的过程中，我们也面临着专业知识、师资队伍、实施路径等方面的困难，但“想是问题，做是答案”。只有在实践中不断探索，才能找到桥梁和突破口。