韦钰:神经教育学对教育改革的促进

选择字号:   本文共阅读 740 次 更新时间:2016-11-21 10:51:52

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韦钰  

  

   我想在今天这个会场和大家讲讲自己对神经教育学的认识。教育学研究长期以来作为文科研究,跨到神经教育学非常难,我想我们需要培养一批新人。

   什么是神经教育学?“中西医合并”的教育学就叫神经教育学。回顾医学现代化的过程我们可以发现,医学是和教育十分相近的领域,两者都和人直接相关,都属于实践性很强、复杂的应用学科。医学研究人的生理过程,教育研究人的精神过程;医学针对病人来治疗人的疾病,教育则面对所有人来塑造人的灵魂。西医建立在科学基础上,全世界都统一概念,比如“盘尼西林”。西医可以进行大规模培养,研究成果可以不断积累,可以在不同的地方做实验,然后新的实验也可以再继续叠加(buildon),不存在谁好谁坏的问题。我们现在的教育就应该建立在科学的基础上。实际上,教育学已经经过心理学、认知科学、学习科学的发展,到本世纪提供一个机遇形成了西医式的教育学,即神经教育学研究的机遇。

   长期来说,教育是集艺术和科学于一体的。但现在,我们有机会用科学的方法慢慢改变教育领域里的重大政策。我做的是转化研究。“转化医学”(TranslationalMedicine)也可以叫“临床与转化科学”(ClinicalandTranslationalScience),是近几年国际医学领域出现的新概念。通过实现多学科交叉,整合不同领域的研究团队形成群体智慧,促进日新月异的基础医学研究成果转化为改善人类健康的预防、治疗措施和策略。同时,根据临床医学的需求提出前瞻性的应用基础研究方向,实现从实验室到临床,再从临床到实验室的良性循环。虽然教育与医学有很密切的联系和许多相似之处,但是教育现代化,也就是目前所倡导的神经教育学,显然要复杂得多。根据十年的研究和实践,可以提出对神经教育学的定义以及对其哲学基础、研究方法和学科性质的认识。同时,神经教育学作为一种新的、现代的转换教育学的兴起,它是教育学研究方法的革命性变革,而教育学研究方法的革命性变革才是教育现代化的核心。

   神经教育学和传统教育学在研究方法上有很大不同。教育学与心理学的关系很密切。美国心理学之父威廉?詹姆斯一百多年前这样讲过,“教育是艺术,不是科学”。心理学最初源于哲学,冯特把它变成实验室研究,心理学才变成了科学。心理学变成科学,不代表教育可以变成科学。但是,从巴甫洛夫经典条件反射的研究到行为主义的教育学尝试,试图实证地科学研究学习过程的努力事实上一直没有中断过。比如,中国教育学者非常崇拜的皮亚杰,他被认为是第一个把教育视为科学并进行实证研究的科学家,但我们没有学到他的科学研究过程的本质,只是学到了结论。他在50年前就对教育研究的发展做了正确的预言,他认为“在生命和精神之间,或是说在生物和心理之间不存在边界。当一个有机体基于他已获得的经验,并适应新的环境时,那就是心理过程。”20世纪70年代多学科交叉的认知科学形成,学习成为认知科学领域的主要研究方向之一。

   “以实证为基础的教育”这一概念首先是英国教育学者大卫?哈格里夫斯于1996年提出的,他强调教育研究需要基于实证性的科学研究。从2002年开始,美国科学理事会发表了《教育的科学研究》、《教育战略研究的合作者》、《在联邦支持的教育研究机构中加强同行评议》等一系列阐述教育科学的研究。2002年美国国会通过了《不让一个孩子掉队法》,对这个法大家应该都耳熟能详了,它就强调在教育改革中必须进行科学研究和实证性研究,其中提到基于科学的(scientificallybased)有119处,基于科学研究的(scientificallybasedresearch)有69处,提到实证和基于实证的(evidenceandevidenced)有59处。就在同一年,美国国会又通过《教育科学改革法》,对美国教育科学研究所的职能做了规定,并且对教育科学研究中的基础研究和应用研究做了明确的界定,要求政府机构和学校系统对教育决策和各种改革项目设置目标、跟踪过程,分析项目的强项和弱点,报告取得的成绩以及未达到目标所造成的影响。2003年,“脑、心智和教育国际学会”成立,是基于实证的神经教育学诞生的标志。

   神经教育学是基于实证性科学研究的教育学,但是它本身不属于基础研究学科,也就是说,它主要不是发现学习的规律,而是将基础研究创造的知识转化应用于教育实践,运用已经发现的规律来解决教育问题。与所有的教育学一样,它也是一门应用科学,更像工程学和医学;也与传统的教育学一样,需要考虑不同文化和历史背景的独特性,考虑价值取向,必须和教育实践紧密相连。在科学技术发展如此迅速、知识更新如此快捷的今天,将研究前沿的信息转换到教育中显得更加重要,如果依照医学的概念,也可以称其为“转换教育学”。这就是我想强调的:神经教育学是一种教育学,教育学不是基础科学,而是和医学、工程学类似,是以解决问题为宗旨的实践性很强的应用科学。

   神经教育学能够改变国家教育政策的探讨方向,改变学习、教学模式和教师的培养模式,改变父母对孩子的教养方式。科学总是在不断向前发展,十多年来有关儿童发展的研究为我们提供了许多新的知识,尤其是认知神经科学、分子生物学和发展认知神经科学的研究成果改变了人们关于儿童发展的许多传统观念。如果仅凭直觉,我们或许都会同意孔子的观点,认为人长到15岁以后的学习才是重要的,才有志于学。但是,十几年来脑科学的研究揭示出,对人的一生来说早期教育和发展是极其重要的。这也是我们关注脑方面研究的出发点。

   30多年来,关于儿童认知发展的研究论文至少有数万篇了,这些研究以清晰的、基于实证的论据表明,所有年幼的儿童都具有学习语言、数学和科学的智力。在他们进入学校以前,年幼的儿童已经有了对自然界的丰富认知,具有因果推理能力,并且可以在真实和不真实的知识之间进行分辨。换句话说,儿童进入学校时,已经具有以认真的态度学习科学的认知能力。

   脑是有可塑性(plasticity)的,是说在外部环境刺激改变或在脑内部本身产生某些缺失时,神经系统能产生某种调整。脑的可塑性在人的一生中都会存在,但是会因年龄段的不同而不同。从出生到青春期结束以前,特别是儿童发育早期,人脑的可塑性最好。在脑的发育过程中还存在儿童形成某种能力比较容易、甚至是关键的时期,这就是现在科学家和教育家们十分关注的最佳发展期。

   脑的变化受到基因和环境不断相互作用的影响,也就是基于外来刺激、基因和表观基因事件的影响。以长期记忆形成的机理为例,科学家发现了长期记忆形成的分子机理,并用实证告诉我们,在我们脑中记忆的知识是建构和重构的。这个建构过程既与外界的刺激即我们的经验有关,也和自身的基因有关,因此学习过程是因人而异的。这个建构过程又是连续的,我们学习新的知识,是在原有的记忆基础上进行的。人在出生以前神经元突触之间的联系就开始建构了,而在出生以后的最初几年里,脑发育很快,突触连接的建构过程变得十分重要。儿童早期的建构过程是从低级功能到高级功能的连续过程。家庭、学校、同伴、社区都是儿童早期成长十分重要的环境。儿童应该在家长或教师的指导下、在有利的环境和学习共同体中主动地、有效地进行学习。对脑长期记忆形成分子机理的了解,可以帮助我们计划如何能让儿童更有效地学习,也可以帮助我们了解为什么缺乏睡眠、饥饿、恐惧和长期的精神紧张会降低儿童学习的效率。

   同样,早期发展对健康也有重要的影响。现在我们已经认识到,早期的经历会影响到脑的组织结构和神经递质的分泌。儿童如果长期处于应激状态,会通过HPA轴(下丘脑-垂体-肾上腺)影响他的免疫系统,使氢化可的松分泌不正常。血液中氢化可的松持续处于高浓度状态,不仅会损害儿童脑中的海马结构,影响记忆和智力的发展,以后还会引起心血管病、糖尿病等等。

   早期发展对儿童气质和社会情绪能力同样有重要的影响。这里我想解释一下,情商是一个过时的概念,国际上现在已经不用了,而改用“社会情绪能力”,它也是目前国际上脑研究的前沿课题和热点。研究结果表明,人对客观世界的认知和对人与人之间的认知是不一样的。人的智商一直是可以完善、可以发展的,只要不断学习,知识就会长进,而且智商的高低,最多影响到生活质量,而不至于毁灭一个人的生活。但社会情绪能力是决定人生幸福的关键。社会情绪能力包括正确地评价自己、调节自己的情绪、激励自己、能了解别人的情感、善于处理人际关系等五个方面。过得快不快乐,都取决于这五个方面。过去我们认为,这些问题说教就可以解决,但其实不然,这些都与脑的发展基础相关,而这些发展基础主要在儿童时期奠定。也就是说,一个人善良不善良,在碰到突发事件时他无意识时的第一反应和行为等等,都是小时候养成的,而且长大以后很难改变。

   第二次世界大战以后,关于早期发展对气质影响的研究已经有半个多世纪的历史,其间逐渐形成了两个主要的研究派别:一派以哈佛大学的卡根教授和马里兰大学的福克斯教授为代表;另一派以华盛顿大学罗斯巴特教授为代表,现在这两派的研究已经逐渐汇集到神经科学领域。他们的研究表明,早期发展对儿童气质的影响是重大的,特别是对一些内向和难以控制自己行为气质的儿童。

   我们以前邀请过美国科学院院士福克斯来中国参加有关儿童早期发展的高层论坛,在会上他就很明确地指出,儿童发展的某些方面存在关键期,其中的一个关键期是0到2岁。这个观点当然不是他臆想出来的,而是研究得出的。上世纪70年代,罗马尼亚的执政者为了增加人口,通过各种政策要求每个家庭生5个孩子。后来,很多家庭因为没有抚养能力,只能把孩子送进托儿机构。这些托儿机构条件很差,通常20个左右的孩子只有一个养育员,根本照顾不过来。当时,一些科学家在基金会的资助下就组成了联合研究梯队,开展了对部分儿童进行干预和科学研究的项目,福克斯教授当时就是研究梯队的领导之一。他们把一部分孩子送到合格家庭中去养育,改善了部分孩子的托儿机构养育条件,比如增加了养育员的人数,但对有些孩子则不得不保持现状。科学家们跟踪这些孩子成长到12岁,从中获得了大量宝贵的资料和数据。研究得出的结果是,早期在托儿机构成长的儿童,由于互动交流的机会少,他们整个脑的体积都明显小于受到正常照顾的儿童。2岁以前得到改善的,脑发育可以恢复;2岁以后再改善,脑的发育恢复就很难。这就说明早期教育条件的优劣的确影响到儿童脑的发育。

   20世纪90年代初期,在意大利工作的神经科学家里佐拉蒂发现,猴子在观察人做某些动作时,如用手拿香蕉吃,负责控制手动作的相应脑区的神经元也会同时被激活。当时研究者把猴子观察时脑中同时被激活的神经元称为“镜像神经元”。神经科学家发现人脑中具有比猴子复杂得多的多种镜像神经元系统,这些神经元分别完成理解别人的动作甚至意向的工作,使人能够了解他人的情绪和他人行为的社会意义。在观察他人做某些动作,或从表情、动作表现出某种情感和意向时,人脑中不同区域的镜像神经元会被激活。人们用这种方式了解别人时,不是通过概念的推理过程,而是靠模仿;不是靠思维,而是靠感觉,可以用中国俗语“心有灵犀一点通”来形容。目前的研究结果揭示:儿童可以通过观察和模仿来实现他们脑中镜像神经元系统的发育。同感(empathy)在婴儿出生后不久就会出现,通过模拟教养者的行为而逐渐生成。儿童到4岁时已具有读出别人意向的能力,而这种能力的基础是同感。这个镜像神经元的发现,使得人们在早期发展对人同感能力形成的影响上给予了极大关注。因为同感是人们具有同情心、合作精神、交往能力的基础。而这些社会情绪能力对个人来讲是一生成功和幸福的重要的因素,对社会来讲是和谐稳定的基础。

所以,如果不了解十几年来神经教育学、认知神经科学和脑科学的研究,人们就不会意识到早期教育的重要,而是停留在传统的直觉认识上,认为对儿童什么都不用管,(点击此处阅读下一页)

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文章来源:中国教育创新“20+”论坛

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