教育科学教育神经科学分析与研究期刊「教育科学教育神经科学分析与研究」

　　神经科学出现于20世纪60年代，与认知科学、心理学等学科交织融合，产生了认知神经科学。神经科学与大脑的生物学活动有关，探索大脑的基本结构和生理功能。认知神经科学关注的是将大脑的生物学工作映射到认知心理功能，这些功能支撑着“视觉、听觉和音乐、空间认知、记忆、直觉、情感、语言和意识、运动功能”等主观性。认知神经科学在教育中的应用是一个较新的领域。神经科学、认知神经科学、医学、心理学和教育学在不断的发展融合过程中，逐步产生一门新的交叉学科——教育神经科学。

　　1.国内外教育神经科学发展近况

　　教育神经科学自诞生之日，就受到各国政府的广泛关注，特别是在近20年，神经科学和教育神经科学的发展突飞猛进。

　　美国在1990年，发起了“心智十年”计划；2004年发起了“神经科学研究蓝图”；2013年，提出把神经科学研究中产生的新技术运用于大脑研究。1999年，经合组织设立了学习科学和大脑研究项目。2004年，国际心智、脑和教育学会成立。2013年欧盟确定人类脑计划为“未来和新兴技术”之一。日本1996年提出“脑科学时代”发展概念；2008年启动“脑科学研究战略研究项目”；2014年出台“Brain/MINDS计划”。韩国1997年、2007年发布两轮“脑科学研究推进计划”。

　　我国对脑科学研究高度重视，《“十三五”国家基础研究专项规划》明确提出具体研究方向，包括脑与认知，脑功能神经网络结构和生理功能，高发病率重大脑疾病和创伤的病理基础和新的治疗手段、人工智能系统等。

　　2.教育改革发展困境与突破

　　长期以来，教育研究主要以主观经验、逻辑推理与思辨的方式为主，缺乏科学的实证研究。由于不了解学习认知的生理机制，特别是在教学中遇到的学生注意力缺陷、阅读困难等具体难题，缺乏严谨的科学基础知识，使得教育的发展和改革遭遇困局。

　　教育神经科学认为，认知神经科学和文化方面的知识内容都与教育有关。任何关于学习的生物过程的知识都能扩展和丰富现有的教育文化方面的知识。神经科学有助于心理学更全面地描述与认知相关的心理过程。神经科学成为了教育学、心理学与生物学紧密关联的桥梁。

　　认知神经科学可以在某种程度上揭示心理学或教育的生物学规律，特别是大脑的活动规律。大脑扫描设备的改进意味着可以实时和在日益自然的环境中捕捉大脑中电化学活动的图像。随着磁共振成像、脑电波、脑磁图、功能性近红外光谱成像、光学成像等检测技术的发展，神经科学可以更直接地获得学习过程中大脑的活动规律。大脑如何进行学习的知识日益丰富，有助于教育者创造最佳的学习条件。现代化的检测技术可对儿童青少年脑智的提升进行客观监测，为教育政策制定、教学效果评估和课程教学改革等提供实证依据。

　　3.神经科学在教育中的运用

　　1921年，美国教育心理学家Grace通过对脑损伤和创伤患者的研究，发展了视觉-听觉-动觉-触觉技术，用于治疗性识字教学。Goswami也提出“学习是多感官的”学习原则。多感官的感觉体验被激活，更深层次的学习更有可能发生。多感官学习的概念被认为适用于所有儿童和教师。

　　注意力是人的心理活动指向和集中于某种事物的能力，是神经科学、心理学和教育学研究的重点领域。注意系统由大脑顶叶、颞叶皮层联合区，额叶眼区、上丘和丘脑枕部联合活动区域的协同作用产生，这些区域与情绪相关脑区联系紧密，说明注意与情绪的发展关系密切。左西年等从认知神经科学的角度阐述注意系统及其相关脑区的发展，为儿童的教育学习和早期疾病诊断提供了理论依据。

　　Atansever等对注意力和其他认知能力的协同发展进行研究，发现对儿童注意力、执行能力进行早期训练，对脑功能网络发展和行为塑造可以起到重要作用。儿童早期注意力、执行能力训练对注意相关脑区内在联结性发展有特殊作用。注意力对认知能力的发展至关重要，儿童阶段是各种注意力缺陷问题易发的高峰时期。儿童的注意力研究有待多学科、多领域整合研究的进一步融合。

　　阅读是人们获得知识的重要途径，阅读能力差的学生，很难在学习上取得好成绩。阅读障碍是一种具有多种认知缺陷的学习障碍，主要表现为在视觉正字法、语素、快速命名、语音等方面出现认知缺陷。除了认知上的缺陷，阅读障碍儿童的脑功能与脑结构都与正常儿童存在显著差异。阅读障碍儿童左半球背侧额下回的激活弱，右侧中央前回的激活增强；从左侧颞上回到梭状回的连接弱，而从左半球背侧额下回到顶下小叶的连接增强。阅读障碍儿童的脑区功能激活和脑区间功能连接均存在异常。阅读障碍儿童在大脑右半球部分区域皮层厚度增加、在脑前部部分区域大脑皮层表面积增加。无论是大脑皮层表面积还是厚度，阅读障碍儿童的脑网络连接枢纽都更多地分布在额叶区域，在顶叶区域很少，这一分布模式与正常儿童正相反。阅读障碍孩子的左侧颞顶皮层、额中回和枕上回的灰质体积显著减少，双侧顶枕区域的白质显著减少。阅读障碍儿童的脑功能和结构异常可以改善，年龄越小，脑的可塑性越强。

　　4.结语

　　随着社会的发展和科学技术的突飞猛进，教育的现状越来越不能满足自身和外界的要求。教育神经科学研究者利用科学的实证方法，对教育展开研究，在《自然》《科学》等高水平的学术期刊中，有关论文数量快速增长。随着教育神经科学研究的不断深入，必将为教育的发展带来翻天覆地的变化。

　　作者：江 雷 彭圣堂 李裕琼

　　本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第22期

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