潘新民

(河北師范大學(xué) 初等教育學(xué)院，河北 石家莊 050024)

“教學(xué)論的根本問題，與任何一門學(xué)科的根本問題一樣，就是如何保證真正揭示自己所研究對象的客觀規(guī)律，也就是如何保證教學(xué)論成為真正的科學(xué)。簡言之，教學(xué)論的根本問題就是如何科學(xué)化問題。”[1]與心理學(xué)建立起聯(lián)系，是教學(xué)論科學(xué)化發(fā)展道路上的重要一步。然而，心理學(xué)尤其是學(xué)習(xí)心理學(xué)，對學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制的探索，目前僅是基于對學(xué)生外部學(xué)習(xí)行為的推斷假設(shè)，仍缺少內(nèi)在的神經(jīng)學(xué)依據(jù)，這直接影響了基于學(xué)的教學(xué)規(guī)律探索的科學(xué)性。近年來，隨著腦科學(xué)的發(fā)展，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制的探索取得了諸多成就。認(rèn)真汲取這些研究成果，積極推動基于學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制的教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)與教師教學(xué)的質(zhì)量，是當(dāng)前教學(xué)論科學(xué)化道路上又一重要研究任務(wù)。

一、教學(xué)神經(jīng)學(xué)的歷史進(jìn)路

(一)教學(xué)論科學(xué)化的中西方探索

把心理學(xué)作為教學(xué)論理論基礎(chǔ)，是教學(xué)論科學(xué)化道路上的重要一步。在古代，已有不少教育家認(rèn)識到教學(xué)應(yīng)注意學(xué)生的內(nèi)在心理狀態(tài)。如孔子的“不憤不啟，不悱不發(fā)”，《學(xué)記》中的“道而弗牽,強(qiáng)而弗抑,開而弗達(dá)”，以及西方蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”等。近代以來，歐洲一些著名教育改革家也傾向于將自己的教育教學(xué)理論建立在心理學(xué)基礎(chǔ)上。如夸美紐斯和盧梭都強(qiáng)調(diào)教育適應(yīng)自然原則，主張教育教學(xué)應(yīng)順從兒童心理發(fā)展的規(guī)律，讓兒童在充分的活動中形成豐富的感性經(jīng)驗(yàn)以喚起學(xué)習(xí)欲望，更好地促進(jìn)兒童成長。裴斯泰洛齊首次明確提出“教育心理學(xué)化”，要求教育目的、教育理論指導(dǎo)、教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)原則和方法都應(yīng)建立在兒童本性發(fā)展的自然法則基礎(chǔ)上。赫爾巴特依據(jù)觀念心理學(xué)，提出了教學(xué)四環(huán)節(jié)，即“明了、聯(lián)想、系統(tǒng)、方法”，規(guī)范了課堂教學(xué)基本程序，為許多國家和地區(qū)的師范教育發(fā)展發(fā)揮了重要推動作用。由于時代限制，教育家們對人心理的理解也許并不科學(xué)，但他們努力將教學(xué)與人的心理相聯(lián)系，積極探索教學(xué)的客觀規(guī)律，為教學(xué)論走向科學(xué)化做出了重要貢獻(xiàn)。

19世紀(jì)末，隨著實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的興起，心理學(xué)家借助實(shí)驗(yàn)手段開展的學(xué)習(xí)心理研究，為教學(xué)論科學(xué)化提供了科學(xué)的思想基礎(chǔ)和研究方法。華生的行為主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是刺激與反應(yīng)之間的聯(lián)結(jié)，是行為相對持久的改變。斯金納把行為又分兩類：一類是應(yīng)答性行為，一類是操作性行為。他認(rèn)為，在學(xué)習(xí)情境中，操作性行為更有代表性?；诓僮餍詫W(xué)習(xí)原理，斯金納發(fā)明了教學(xué)機(jī)器，設(shè)計(jì)了程序教學(xué)方案，對美國教育產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。程序教學(xué)強(qiáng)調(diào)教學(xué)就是安排可能發(fā)生強(qiáng)化的事件以促進(jìn)學(xué)習(xí)。所以，教學(xué)目標(biāo)越具體、越精確越好，教學(xué)過程小步驟呈現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)自定步調(diào)學(xué)習(xí)，注重反饋強(qiáng)化。但由于行為主義關(guān)注人外在的簡單機(jī)械學(xué)習(xí)，忽視人的內(nèi)在發(fā)展過程，而招致認(rèn)知主義批評。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)論認(rèn)為學(xué)習(xí)主要在于內(nèi)部認(rèn)知的變化，是學(xué)習(xí)者主動形成和發(fā)展認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。其代表人物加涅在1982年就建構(gòu)了一個信息處理模型，試圖用計(jì)算機(jī)加工信息的流程來描述學(xué)習(xí)者內(nèi)部認(rèn)知加工的過程，并提出了與之相匹配的系統(tǒng)化教學(xué)策略。加涅的研究是認(rèn)知學(xué)習(xí)理論與教學(xué)論完美結(jié)合的典范。他圍繞“為學(xué)習(xí)而教”，提出了教材要有良好結(jié)構(gòu)，教學(xué)過程要重視教材結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)者已有知識結(jié)構(gòu)的有機(jī)聯(lián)系，教學(xué)方法要突出教材刺激性特征，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動機(jī)，教學(xué)要注重及時反饋等觀點(diǎn)，揭示了教學(xué)的部分規(guī)律，為教學(xué)論科學(xué)化探索做出了積極貢獻(xiàn)。但加涅研究主要是從個體認(rèn)知學(xué)習(xí)視角來探討教學(xué)機(jī)制的，注重精確化、程序化，卻忽視了學(xué)習(xí)的社會性因素。學(xué)習(xí)不是孤立的、抽象的，需要師生、生生間的交往互動，課內(nèi)課外的交流與協(xié)作，積極構(gòu)建多樣化的教學(xué)情境，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

(二)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的興起與已有研究局限

近年來，在反思認(rèn)知學(xué)習(xí)論基礎(chǔ)上，聚焦學(xué)生學(xué)習(xí)，多學(xué)科乃至跨學(xué)科的學(xué)習(xí)科學(xué)研究應(yīng)運(yùn)而生。學(xué)習(xí)科學(xué)不僅研究“學(xué)校課堂里的正式學(xué)習(xí)，也包括發(fā)生在家里、工作期間以及同伴之間的非正式學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)科學(xué)研究的目標(biāo)，首先是為了更好地理解認(rèn)知過程和社會化過程以產(chǎn)生最有效的學(xué)習(xí)，其次便是為了用學(xué)習(xí)科學(xué)的知識來重新設(shè)計(jì)我們的課堂和其他學(xué)習(xí)環(huán)境，從而使學(xué)習(xí)者能夠更有效和深入地進(jìn)行學(xué)習(xí)。”[2]1可見，學(xué)習(xí)科學(xué)研究主要支持和促進(jìn)的是人整個成長過程中的學(xué)習(xí)活動。當(dāng)前學(xué)習(xí)科學(xué)研究的一種重要研究取向是，聚焦于學(xué)校課堂情境的正式學(xué)習(xí)，融合學(xué)習(xí)心理學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、教學(xué)論等多學(xué)科知識、方法，來探索真實(shí)情境中學(xué)生復(fù)雜學(xué)習(xí)活動的具體機(jī)制與科學(xué)的教學(xué)路徑。

然而，基于學(xué)習(xí)心理學(xué)，借助教育技術(shù)手段，結(jié)合教學(xué)論知識方法來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，能否提高學(xué)生學(xué)習(xí)與教學(xué)質(zhì)量，目前仍存較大爭論。其爭論實(shí)質(zhì)“學(xué)生到底是如何學(xué)習(xí)的”這一根本性問題并沒有得到科學(xué)解釋。學(xué)習(xí)心理學(xué)關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制的探索多是推測假設(shè)。教學(xué)活動若遵循推測假設(shè)的學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)制來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，無論教育技術(shù)手段多先進(jìn)，顯然都無法擺脫簡單化和現(xiàn)象化缺陷。學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制的探索仍需回到學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的“本源”器官，即“腦”的科學(xué)研究上，才能真正揭示學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在規(guī)律。“大腦是心理的物質(zhì)器官，思維、記憶、注意、想象等只是大腦的活動化表現(xiàn)，如果僅僅認(rèn)為教學(xué)實(shí)踐要遵循這些活動化表現(xiàn)的特點(diǎn)和規(guī)律，而不是遵循其‘本源’的發(fā)展特點(diǎn)和規(guī)律，無疑是一種遺憾。”[3]

(三)腦科學(xué)成果轉(zhuǎn)化與教學(xué)神經(jīng)學(xué)誕生

隨著腦科學(xué)發(fā)展及研究測量技術(shù)進(jìn)步，旨在“闡明自我意識、思維想象和語言等人類認(rèn)知活動的神經(jīng)機(jī)制，研究腦是如何調(diào)用各層次上的組件，包括分子、細(xì)胞、腦組織區(qū)和全腦去實(shí)現(xiàn)自己認(rèn)知活動的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究”[2]2迅速發(fā)展起來。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)能夠客觀呈現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)時的大腦變化過程，有利于探索學(xué)生外在學(xué)習(xí)行為和內(nèi)在腦機(jī)制的相互作用規(guī)律，為教育教學(xué)改革提供科學(xué)依據(jù)。20世紀(jì)末以來，各國政府、研究組織日益重視腦科學(xué)研究成果在教育教學(xué)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。如1999年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)啟動了“學(xué)習(xí)科學(xué)與腦研究”項(xiàng)目，并于2002年、2007年分別出版了《理解腦：走向新的學(xué)習(xí)科學(xué)》《理解腦：新的學(xué)習(xí)科學(xué)的誕生》兩本書。為更好地開展腦、認(rèn)知與教育的跨學(xué)科研究，2003年11月國際上又成立了“國際心智、腦與教育協(xié)會”，創(chuàng)辦了學(xué)術(shù)期刊《心智、腦與教育》。該研究組織的成立與標(biāo)志性著作、期刊的出版表明，以認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)開展跨學(xué)科研究，已成為學(xué)習(xí)科學(xué)研究的又一重要趨勢。

在此背景下，將認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)與教學(xué)論等學(xué)科整合起來，對學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制、學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)與教學(xué)行為的不同層面開展融合研究，就形成了一種新興跨學(xué)科的研究域——教學(xué)神經(jīng)學(xué)。教學(xué)神經(jīng)學(xué)認(rèn)為大腦神經(jīng)是學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的重要生理基礎(chǔ)，認(rèn)知學(xué)習(xí)活動反過來又不斷塑造、強(qiáng)化、減弱乃至消除相應(yīng)部位的大腦神經(jīng)聯(lián)結(jié)。區(qū)別于成人學(xué)習(xí)，學(xué)生多樣的認(rèn)知學(xué)習(xí)活動不是自發(fā)的、零散的，而是教師借助系統(tǒng)化的教學(xué)資源有目的地設(shè)計(jì)的。教師通過設(shè)計(jì)多樣學(xué)習(xí)活動，可以有針對性地激活或強(qiáng)化與認(rèn)知學(xué)習(xí)活動相應(yīng)的神經(jīng)區(qū)域，[4]為學(xué)生有效學(xué)習(xí)奠定生理基礎(chǔ)。

二、教學(xué)神經(jīng)學(xué)的理論意蘊(yùn)

任何一門學(xué)科要獨(dú)立存在，必須有自己研究的基本問題。圍繞問題分析與解決，逐步構(gòu)建其獨(dú)特的研究范疇和體系，由此學(xué)科獨(dú)立性才能彰顯出來。一般來說，學(xué)科研究的基本問題主要包括這門學(xué)科是什么、研究什么、怎么研究等。教學(xué)神經(jīng)學(xué)的學(xué)科建設(shè)首先也要搞清楚這些問題。

(一)教學(xué)神經(jīng)學(xué)的本體論

教學(xué)神經(jīng)學(xué)是將認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)和教學(xué)論整合起來，研究基于學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制，以優(yōu)化教學(xué)行為并科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的一門新興交叉的教學(xué)論分支學(xué)科。

首先，教學(xué)神經(jīng)學(xué)是一門新興交叉的教學(xué)論分支學(xué)科。隨著科學(xué)進(jìn)步，人類知識的發(fā)展不斷遵循著綜合、分化、綜合的邏輯演化。今天，教學(xué)論分支學(xué)科群的出現(xiàn)也印證了這一趨勢。不同于教學(xué)論其他分支學(xué)科，教學(xué)神經(jīng)學(xué)是基于教學(xué)論母學(xué)科基礎(chǔ)上，主動汲取融合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識理念的養(yǎng)分，形成具有教學(xué)論學(xué)科特點(diǎn)，同時又具備獨(dú)特學(xué)科范疇和知識體系的一門新興交叉學(xué)科。教學(xué)神經(jīng)學(xué)借助神經(jīng)科學(xué)知識、方法，不僅有助于我們了解學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制，還能分析論證教學(xué)行為的有效性。從這個意義上來說，教學(xué)神經(jīng)學(xué)是教學(xué)論學(xué)科群中的基礎(chǔ)學(xué)科。

其次，教學(xué)神經(jīng)學(xué)是基于學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制的探索雖然取得了重要進(jìn)展，但相關(guān)成果目前并沒有普遍轉(zhuǎn)化應(yīng)用到學(xué)校教育教學(xué)中。究其原因，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)校教育教學(xué)在研究群體、研究旨趣、研究范疇、研究方法等方面存在較大差異，二者缺乏有效對話溝通的機(jī)制。教學(xué)神經(jīng)學(xué)作為一門新興交叉學(xué)科，致力于在二者間搭建起橋梁，努力填補(bǔ)二者間的鴻溝。教學(xué)神經(jīng)學(xué)認(rèn)同教學(xué)論基本立場：教為學(xué)服務(wù)，沒有學(xué)就沒有教；學(xué)以教為基礎(chǔ)，學(xué)離不了教。那么，教如何才能科學(xué)地為學(xué)服務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生更有效地學(xué)呢？教學(xué)神經(jīng)學(xué)立足于學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制研究，努力推動研究成果在教學(xué)中轉(zhuǎn)化應(yīng)用，為優(yōu)化教學(xué)行為，達(dá)到科學(xué)助學(xué)、促學(xué)、揚(yáng)學(xué)的目的提供解決新思路。

(二)教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究的對象論

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)主要以人腦認(rèn)知活動的神經(jīng)機(jī)制為研究對象，學(xué)習(xí)心理學(xué)主要以人的學(xué)習(xí)行為為研究對象，教學(xué)論則主要研究教師教學(xué)行為。作為一門跨學(xué)科研究域，教學(xué)神經(jīng)學(xué)的研究對象主要是基于教學(xué)論立場，借鑒吸收認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)的相關(guān)研究成果，來分析和驗(yàn)證能夠有效助學(xué)、促學(xué)、揚(yáng)學(xué)的教學(xué)行為，并努力探索將引導(dǎo)學(xué)的教學(xué)行為提升至教學(xué)藝術(shù)的策略方法。所以教學(xué)神經(jīng)學(xué)的研究對象主要包括學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)制、教學(xué)變量驗(yàn)證、教學(xué)藝術(shù)形成策略。

1.學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)制研究

該類研究主要是整合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)心理的學(xué)習(xí)科學(xué)研究。一般來說，“成熟的學(xué)習(xí)科學(xué)不但要知道學(xué)習(xí)的產(chǎn)生，而且要明白怎么樣產(chǎn)生，為什么產(chǎn)生?！盵2]25學(xué)習(xí)心理學(xué)一般從學(xué)生學(xué)習(xí)行為來推測學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的內(nèi)在機(jī)制。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)則是借助先進(jìn)神經(jīng)影像技術(shù)來專門分析大腦神經(jīng)接受、發(fā)布信息的專屬傳導(dǎo)通路，即腦白質(zhì)纖維束。對腦白質(zhì)纖維束的可視化分析，可以幫助我們理解學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的內(nèi)在生理機(jī)制與路徑。[5]由此認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)心理學(xué)在學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)制研究上，就可以相互補(bǔ)充與印證，有利于深化對學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制的認(rèn)識。

2.教學(xué)變量驗(yàn)證研究

該類研究主要關(guān)注“人是如何學(xué)習(xí)的”腦科學(xué)知識與促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)行為間的相關(guān)性和有效性?！霸诋?dāng)前腦成像的技術(shù)水平下，大多數(shù)神經(jīng)成像數(shù)據(jù)都是相關(guān)性的，并不能提供因果性的信息。因此，與所有的科學(xué)研究一樣，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是決定數(shù)據(jù)是否能很好地解決研究問題的關(guān)鍵。比如，控制其他無關(guān)變量的影響以及采用控制組都是非常重要的?！盵6]教學(xué)變量驗(yàn)證研究主要借助神經(jīng)影像技術(shù)，通過控制組方式，把引導(dǎo)學(xué)生學(xué)的教學(xué)行為(如某一教學(xué)方法、策略、手段等)作為自變量，學(xué)生特定腦區(qū)激活及神經(jīng)塑造作為因變量，在控制好無關(guān)變量前提下，來驗(yàn)證學(xué)生有效學(xué)習(xí)發(fā)生的相關(guān)性。相關(guān)性得以驗(yàn)證后，接著可以進(jìn)行干預(yù)研究。如通過探討“時機(jī)、頻次與反應(yīng)”關(guān)系，來研究某一教學(xué)行為出現(xiàn)時機(jī)、頻次與學(xué)生學(xué)習(xí)效率的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而得出某一教學(xué)行為在具體教學(xué)中的適用邊界。

3.教學(xué)藝術(shù)形成策略研究

該類研究主要探索基于科學(xué)引導(dǎo)學(xué)的教學(xué)行為，形成教學(xué)藝術(shù)的策略方法。教學(xué)神經(jīng)學(xué)既是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)?？茖W(xué)引導(dǎo)學(xué)的教學(xué)行為與教學(xué)藝術(shù)形成是和諧統(tǒng)一的關(guān)系。教學(xué)藝術(shù)形成主要是通過教師在課堂上遵循科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)的教學(xué)行為和美的尺度要求，靈活運(yùn)用語言、表情、動作等手段而進(jìn)行的創(chuàng)造性發(fā)揮。可見，科學(xué)教學(xué)行為是教學(xué)藝術(shù)形成的基礎(chǔ)，并為其形成提供科學(xué)依據(jù)。[7]125教學(xué)藝術(shù)形成則是教師為取得最佳教學(xué)效果，基于科學(xué)教學(xué)行為的更高層面的藝術(shù)化表達(dá)。所以，教學(xué)神經(jīng)學(xué)不僅要重視學(xué)習(xí)機(jī)制及有效教學(xué)行為的研究，也要認(rèn)真探索基于有效教學(xué)行為的教學(xué)藝術(shù)形成策略，以更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。

(三)教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究的方法論

認(rèn)知神經(jīng)學(xué)科、學(xué)習(xí)心理學(xué)和教學(xué)論學(xué)科，因?yàn)檠芯繂栴}不同，研究方法亦各有側(cè)重。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究主要利用實(shí)驗(yàn)法，借助腦功能成像技術(shù)研究學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制。學(xué)習(xí)心理學(xué)主要通過實(shí)驗(yàn)法、觀察法等，研究學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)制、類型、策略等。教學(xué)論主要采用哲學(xué)思辨、描述性、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方法研究教學(xué)目的、過程、方法等。作為溝通腦、認(rèn)知學(xué)習(xí)與教學(xué)論的教學(xué)神經(jīng)學(xué)，其主要研究問題既包括學(xué)習(xí)腦機(jī)制，也包括真實(shí)教學(xué)情境中的有效教學(xué)行為及教學(xué)藝術(shù)形成策略。那么，在其研究方法選擇上，就需要綜合考慮，既能夠開展實(shí)驗(yàn)研究，又能密切聯(lián)系課堂教學(xué)實(shí)際。1896年，杜威在芝加哥大學(xué)創(chuàng)辦實(shí)驗(yàn)學(xué)校，積極將實(shí)驗(yàn)研究與真實(shí)課堂教學(xué)改進(jìn)連接起來，以解決當(dāng)時教育方法與兒童發(fā)展心理的不協(xié)調(diào)問題。杜威在真實(shí)課堂生態(tài)情境中開展教改實(shí)驗(yàn)的做法，為教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究方法選擇提供了思路。教學(xué)神經(jīng)學(xué)可以應(yīng)用課堂生態(tài)研究法來進(jìn)行研究。

課堂生態(tài)研究法指的是在真實(shí)課堂教學(xué)情境中，研究者借助腦成像技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、測量、觀察等方法，來研究學(xué)生學(xué)習(xí)與教學(xué)有效性的一種手段或途徑。北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的盧春明教授課題組，借助功能性近紅外光譜成像(fNIRS)的多人同時腦成像技術(shù)等手段，在較為真實(shí)的課堂教學(xué)情境中，探索了師生間腦活動同步在教學(xué)過程中的影響機(jī)制，提出了“教師在教學(xué)過程中提前對學(xué)生的知識水平進(jìn)行動態(tài)、實(shí)時的預(yù)測，才能幫助學(xué)生形成恰當(dāng)?shù)闹R表征，師生間的知識傳遞才是有效的”重要論斷。[8]該研究即主要應(yīng)用了課堂生態(tài)研究方法來探討學(xué)與教的有效機(jī)制。

目前，相關(guān)高校、研究機(jī)構(gòu)與中小學(xué)合作建立了廣泛的課堂生態(tài)研究基地，這是優(yōu)化課堂生態(tài)研究，加快推進(jìn)教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究的重要基礎(chǔ)?！把芯炕刈尳逃窠?jīng)科學(xué)研究者置身于教育的生態(tài)環(huán)境，這種環(huán)境有助于教育神經(jīng)科學(xué)研究者提出具有教育意義的研究問題，修正與完善教育神經(jīng)科學(xué)的理論構(gòu)想；教育人員參與教育神經(jīng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，將課堂中的學(xué)習(xí)問題帶到實(shí)驗(yàn)室，為教育神經(jīng)科學(xué)提供需要研究的有價值的問題。更為重要的是，課堂和教育中的運(yùn)用還可以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)研究成果?！盵7]230可見，研究基地的廣泛建立，既是教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究方法應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)腦科學(xué)研究成果在教學(xué)改進(jìn)中轉(zhuǎn)化應(yīng)用的紐帶。

三、教學(xué)神經(jīng)學(xué)的學(xué)科意義與實(shí)踐價值

教學(xué)神經(jīng)學(xué)的孕育發(fā)展，是在學(xué)習(xí)科學(xué)研究不斷深化背景下，教學(xué)論學(xué)科發(fā)展的必然結(jié)果。教學(xué)神經(jīng)學(xué)是在神經(jīng)系統(tǒng)—學(xué)生認(rèn)知—學(xué)生學(xué)習(xí)—教學(xué)行為間搭建起的溝通橋梁，有利于揭示學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)生與否，以及教師基于學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制如何科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

(一)教學(xué)神經(jīng)學(xué)是教學(xué)論學(xué)科新的理論生長點(diǎn)

20世紀(jì) 50年代以來，分化與綜合是教學(xué)論學(xué)科的主要發(fā)展趨勢。學(xué)科分化主要表現(xiàn)在教學(xué)中基本概念研究得以深化，形成了教學(xué)論基礎(chǔ)理論學(xué)科群。如教學(xué)目的論、教學(xué)過程論、教學(xué)方法和手段論、教學(xué)組織形式、教學(xué)評價論等。學(xué)科綜合主要體現(xiàn)在跨學(xué)科研究上。教學(xué)論作為研究學(xué)校教學(xué)一般問題的教育學(xué)科，由于研究對象的復(fù)雜性，需要結(jié)合不同學(xué)科如哲學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)、倫理學(xué)等的知識方法，開展跨學(xué)科研究，形成教學(xué)哲學(xué)、教學(xué)心理學(xué)、教學(xué)社會學(xué)、教學(xué)倫理學(xué)等交叉研究域，來論證教學(xué)原理，確立教學(xué)價值，揭示教學(xué)規(guī)律。

受制于研究思維、技術(shù)與手段，在較長時間里，我國教學(xué)論領(lǐng)域一直視學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在機(jī)制為“黑箱”。探索“黑箱”，搞明白學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)制是教學(xué)論告別經(jīng)驗(yàn)研究的關(guān)鍵。因?yàn)椤皩W(xué)生的任何學(xué)習(xí)行為都受到其內(nèi)部心理過程或機(jī)制支撐與調(diào)控，只有弄清一定年齡階段學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部心理過程或機(jī)制的特征，教師才能依據(jù)這些個性特征，有的放矢地采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)?！盵9]近年來隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的興起、發(fā)展，不同年齡階段學(xué)生學(xué)習(xí)“黑箱”被不同程度地打開了。同時，學(xué)習(xí)心理學(xué)在學(xué)生學(xué)習(xí)性質(zhì)、特點(diǎn)、類型以及各種學(xué)習(xí)的過程及條件研究方面也取得了諸多成果。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)心理學(xué)研究成果的有機(jī)整合，“為教育的精準(zhǔn)開展提供了方法與內(nèi)容的科學(xué)證據(jù)。”[10]二者整合研究越深刻，以此為基礎(chǔ)的教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究就會越扎實(shí)，作為教學(xué)論學(xué)科發(fā)展新的理論生長點(diǎn)，教學(xué)神經(jīng)學(xué)的學(xué)科地位才能越彰顯，教學(xué)論科學(xué)化發(fā)展水平才會越高。

(二)教學(xué)神經(jīng)學(xué)能夠回應(yīng)基于證據(jù)改進(jìn)教學(xué)的需要

近年來，課堂教學(xué)中新方法、新模式層出不窮。然而，哪種新方法、新模式更能有效引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)？教學(xué)中新方法、新模式應(yīng)用仍需改進(jìn)的地方在哪里？人們對于這些問題的回答目前多局限于經(jīng)驗(yàn)論、主觀論，缺乏循證思維，導(dǎo)致結(jié)論沒有說服力。教學(xué)需要循證，教學(xué)方法、模式如何選擇與應(yīng)用，迫切需要基于證據(jù)的科學(xué)應(yīng)答?！白鳛橐环N理性的教學(xué)觀念和美好的教學(xué)價值追求，循證教學(xué)的核心在于基于證據(jù)實(shí)施教學(xué)，突出教學(xué)的科學(xué)性、針對性和合理性，旨在提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)和個性化發(fā)展?！盵11]而基于證據(jù)實(shí)施教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)與前提，就是要了解學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在的腦機(jī)制。不了解學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制，就好像不知道手的形狀以及手的活動方式而去編織手套一樣。

隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，學(xué)生學(xué)習(xí)腦機(jī)制的奧秘已初步被揭開。研究者借助腦成像技術(shù)，可以直接探測外部特定經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致的大腦特定部位發(fā)生的變化?！半m然腦是一個十分復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，并不能找到一個簡單的腦區(qū)或是腦中的回路與完成某一項(xiàng)學(xué)習(xí)功能完全相對應(yīng)，但是大量的研究已經(jīng)揭示了與某些學(xué)習(xí)過程有關(guān)的腦區(qū)激活情況。如基底節(jié)的激活與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程相關(guān)，位于邊緣系統(tǒng)的海馬區(qū)和副海馬區(qū)激活表示有意識發(fā)生，當(dāng)需要監(jiān)測誤差和沖突時，前扣帶回會激活等。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)已經(jīng)得到了許多記憶、學(xué)習(xí)、注意、推理過程與腦激活區(qū)域的關(guān)系?！盵12]通過探測學(xué)習(xí)活動與大腦特定區(qū)域的聯(lián)系，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)過程的內(nèi)在生理機(jī)制及其特性。這為科學(xué)回答新方法、新模式是如何引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的，有效或無效的緣由到底是什么，什么條件下應(yīng)用效果最好等問題，提供了可觀察而又確鑿的證據(jù)?？梢姡鳛槿诤险J(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)和教學(xué)論的教學(xué)神經(jīng)學(xué)，在指導(dǎo)基于證據(jù)的學(xué)習(xí)與教學(xué)研究、實(shí)踐方面，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

(三)教學(xué)神經(jīng)學(xué)是破除教學(xué)“神經(jīng)神話”的科學(xué)依據(jù)

目前，基于腦的學(xué)習(xí)正日益成為教育教學(xué)理論與實(shí)踐領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。然而，在教育教學(xué)領(lǐng)域，以腦科學(xué)成果為理論基礎(chǔ)提出的諸多主張卻存在一些簡化、夸大或歪曲的“神經(jīng)神話”。“‘神經(jīng)神話’就是來源于神經(jīng)科學(xué)，但是在演化的過程偏離了神經(jīng)科學(xué)的原始研究，在神經(jīng)科學(xué)以外的領(lǐng)域中傳播與穩(wěn)定下來的廣泛流傳的觀念?！盵7]207如“0～3歲是孩子最佳培養(yǎng)期”，“學(xué)生學(xué)習(xí)存在關(guān)鍵期”，“我是左腦人，他是右腦人，應(yīng)注重全腦開發(fā)課程與教學(xué)體系構(gòu)建”，“學(xué)生具有多種智力，可以分開培養(yǎng)”等在教育教學(xué)中流傳甚廣的“神經(jīng)神話”，已經(jīng)對教學(xué)理論實(shí)踐產(chǎn)生了諸多負(fù)面影響。

“0～3歲是孩子最佳培養(yǎng)期”的主要依據(jù)是神經(jīng)元作為腦信息加工的基本要素，其密度集聚增加主要發(fā)生在人類生命的早期。但并沒有直接的神經(jīng)科學(xué)證據(jù)證明人的神經(jīng)元密度與學(xué)習(xí)能力提高有直接關(guān)系。無數(shù)研究也證明，從神經(jīng)元方面來看，人腦終身具有可塑性，并不存在學(xué)生學(xué)習(xí)關(guān)鍵期，而將某類內(nèi)容習(xí)得更有效的階段稱之為敏感期也許更為合適，如語言學(xué)習(xí)。有不少學(xué)者基于人的左腦重理性思維，右腦重直覺思維的所謂腦科學(xué)成果，反思當(dāng)前學(xué)校教育教學(xué)存在重左腦、輕右腦的問題，進(jìn)而提出學(xué)校應(yīng)實(shí)施“全腦開發(fā)與教學(xué)”，注重開發(fā)豐富的教學(xué)資源，選擇多樣的教學(xué)方法和手段進(jìn)行教學(xué)等。這些借助腦科學(xué)理論提出的教學(xué)主張雖有意義，但其立論卻是基于對腦科學(xué)的錯誤理解?！澳X的兩半球在完成某項(xiàng)具體認(rèn)知任務(wù)時，并不是分開運(yùn)行，而是共同完成認(rèn)知任務(wù)。作為一個高度整合的系統(tǒng)，大腦單獨(dú)的腦區(qū)很少獨(dú)立工作……這證明了左腦與右腦概念是錯誤的?！盵13]加德納認(rèn)為“學(xué)生具有多種智力，可以分開培養(yǎng)”的觀點(diǎn)也值得商榷?！岸嘣橇碚搶⒔處煆膯我坏闹橇逃薪夥懦鰜?，從這點(diǎn)來說，多元智力理論具有重要的進(jìn)步意義。但從神經(jīng)科學(xué)的角度來看，多元智力理論缺乏一套來自生理學(xué)或者心理學(xué)研究的界定清晰的智力體系。將復(fù)雜的認(rèn)知簡化為少數(shù)幾種智力，似乎并無益處。”[7]213

教學(xué)中“神經(jīng)神話”廣為流傳，主要原因在于傳播者缺乏對腦科學(xué)知識的深入了解，將“神經(jīng)神話”中仍殘余的科學(xué)成分視作真理的全部，進(jìn)而在借鑒應(yīng)用過程中出現(xiàn)了簡單推論、套用的問題。然而，從另一角度來看，“神經(jīng)神話”的流行也反映出教學(xué)研究與實(shí)踐者迫切期望借助腦科學(xué)權(quán)威性來增加教學(xué)理論可信度，以更好地指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。所以，如何破除“神經(jīng)神話”，去粗取精，去偽存真，是教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究需要著力解決的問題。

四、推進(jìn)教學(xué)神經(jīng)學(xué)學(xué)科建設(shè)的路徑

(一)加強(qiáng)政策層面自上而下的引導(dǎo)與支持

近年來，國際上指導(dǎo)教育教學(xué)改革與發(fā)展的若干教育政策常滲透著循證的價值取向。如美國政府于2015年頒布的《讓每一位學(xué)生成功法案》強(qiáng)調(diào)，“不得支持向?qū)W校傳播不科學(xué)的、沒有醫(yī)學(xué)證據(jù)的或者不準(zhǔn)確的材料?！盵14]積極借鑒腦科學(xué)研究成果，開展教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究，可為學(xué)校教學(xué)改革提供科學(xué)證據(jù)支持。目前在我國腦科學(xué)研究日益受到重視，各級政府及管理部門已連續(xù)出臺一系列鼓勵腦科學(xué)研究政策文件。如2016年“腦科學(xué)與類腦研究”被《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》確定為重大科技創(chuàng)新項(xiàng)目和工程之一；同年，國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出，面向2030年，再選擇一批體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目和工程(科技創(chuàng)新2030—重大項(xiàng)目)，力爭有所突破，“腦科學(xué)與類腦研究”名列其中。2018年5月，上海成立了腦科學(xué)與類腦研究中心。然而，人們?nèi)找嬷匾暷X科學(xué)研究的同時，其成果在教育教學(xué)改革領(lǐng)域的科學(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用卻沒有得到足夠重視?？茖W(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的缺位為社會上打著“全腦開發(fā)”旗號的諸多教育商業(yè)亂象的流行留下了縫隙。破除亂象，推進(jìn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)科學(xué)育人的目的，需要自上而下相關(guān)政策在跨學(xué)科研究、成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用等方面的引導(dǎo)與支持。政策層面的引導(dǎo)支持，對于調(diào)動相關(guān)機(jī)構(gòu)、人員積極開展教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究，普及教學(xué)神經(jīng)學(xué)知識，推動教學(xué)改革科學(xué)化具有重要指導(dǎo)意義。

(二)明晰人才培養(yǎng)定位，加大跨學(xué)科人才培養(yǎng)力度

跨學(xué)科人才培養(yǎng)是教學(xué)神經(jīng)學(xué)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的關(guān)鍵。教學(xué)神經(jīng)學(xué)學(xué)科建設(shè)需要具有能夠融合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)與教學(xué)論三個領(lǐng)域?qū)I(yè)知識、技能、方法的復(fù)合型人才。其角色主要定位在能夠掌握三門學(xué)科一般性知識、技能與方法，圍繞課堂生態(tài)情境中的學(xué)習(xí)與教學(xué)問題開展研究的研究者；能夠基于教學(xué)神經(jīng)學(xué)知識，從事教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐轉(zhuǎn)化的教學(xué)指導(dǎo)者；能夠幫助認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究者與課堂教學(xué)實(shí)踐者，圍繞雙方研究或教學(xué)問題進(jìn)行有效溝通的協(xié)調(diào)者。鑒于教育神經(jīng)學(xué)研究的前瞻性與廣泛應(yīng)用性，國際上許多著名高校、研究機(jī)構(gòu)日益重視跨學(xué)科人才培養(yǎng)。如美國的哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)、西北大學(xué)、華盛頓大學(xué)以及其他國家和地區(qū)的一些高等院校和科研機(jī)構(gòu)也設(shè)置了專門的腦科學(xué)與教育相結(jié)合的碩士、博士等高級人才培養(yǎng)方案和項(xiàng)目，以期培養(yǎng)專門的從事腦科學(xué)與教育的研究者、教育管理者以及一線教師。[15]近年來，國內(nèi)北京師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、東南大學(xué)等高校也積極進(jìn)行與此相關(guān)的跨學(xué)科人才培養(yǎng)，但培養(yǎng)學(xué)校和培養(yǎng)人才數(shù)量較少，制約著教學(xué)神經(jīng)學(xué)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展。所以，進(jìn)一步加快學(xué)科多點(diǎn)布局，加大跨學(xué)科人才培養(yǎng)力度，是推動教學(xué)神經(jīng)學(xué)學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵。

(三)積極開展跨學(xué)科研究，提升教學(xué)神經(jīng)學(xué)理論與應(yīng)用科學(xué)化水平

教學(xué)神經(jīng)學(xué)作為一門交叉的新興學(xué)科，借助認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)相關(guān)研究，能夠揭示學(xué)習(xí)機(jī)制“黑箱”，有利于推進(jìn)教學(xué)論研究的科學(xué)化水平。但由于其交叉研究尚處于起步階段，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、學(xué)習(xí)心理學(xué)、教學(xué)論研究間的割裂仍較為明顯，研究范式間的矛盾還尚未解決，直接影響著教學(xué)論研究的信度及“神經(jīng)神話”難題的解決。所以，教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究站在教學(xué)論立場，圍繞教學(xué)論研究的科學(xué)化，借助教育學(xué)、心理學(xué)的行為方法以及神經(jīng)影像技術(shù)，在真實(shí)的課堂情境中積極開展跨學(xué)科研究，包括學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)制研究、教學(xué)變量驗(yàn)證研究、教學(xué)藝術(shù)形成研究，著力構(gòu)建基于證據(jù)的教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究體系，是破解教學(xué)中“神經(jīng)神話”、學(xué)科割裂難題，逐步推進(jìn)教育科學(xué)化水平的重要途徑。

構(gòu)建基于循證的教學(xué)論研究，應(yīng)積極轉(zhuǎn)化理論研究成果，加快教學(xué)神經(jīng)學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用。站在教學(xué)神經(jīng)學(xué)立場，教學(xué)過程就是通過教師腦來影響、塑造學(xué)生腦的過程。從這個意義上說，課堂就是成熟腦與稚嫩腦間，以神經(jīng)活動為基礎(chǔ)的相互交流影響的場域。目前，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)腦的相關(guān)研究成果在課堂教學(xué)中已有較大的轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力。如借助相關(guān)成果，我們可以較為客觀地對學(xué)生學(xué)習(xí)能力進(jìn)行檢測，并對學(xué)困生進(jìn)行精準(zhǔn)的機(jī)理診斷與分類。但如何基于學(xué)生學(xué)習(xí)腦的規(guī)律來探索教學(xué)應(yīng)用規(guī)律，不斷優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐來提高塑造學(xué)生腦的效能，仍是目前轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究的薄弱環(huán)節(jié)，也是科學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以，不斷汲取跨學(xué)科研究的基礎(chǔ)成果，深入推進(jìn)教學(xué)神經(jīng)學(xué)應(yīng)用研究，也是教學(xué)神經(jīng)學(xué)研究面臨的主要任務(wù)。