【芥末翻】是芥末堆全新推出的一檔學術(shù)欄目，由芥末堆海外翻譯社群的小伙伴們助力完成。我們致力于將全球經(jīng)典或是前沿的教育理念、教育技術(shù)、學習理論、實踐案例等文獻翻譯成中文，并希望能夠通過引進這類優(yōu)質(zhì)教育研究成果，在全球教育科學的推動下，讓更好的教育來得更快！
圖片來源：谷歌圖片；論文來源：CERI（Centre for Educational Research and Innovation）；題目：Understanding the Brain: the Birth of a Learning Science ；譯者：董倩；編輯：介一隹
本期芥末翻主要羅列了CERI（Centre for Educational Research and Innovation）在教育神經(jīng)科學領(lǐng)域的研究成果，從簡單的原理陳述到糾正人們普遍對大腦的誤解再到牽涉到了的倫理問題，最后根據(jù)目前的研究狀況給出概括性的研究方向。
一、原理陳述
大腦是如何學習的
大腦的核心特征---可塑性，可分為兩種：加強或減弱神經(jīng)元的聯(lián)系。這種修改的程度取決于學習的類型，而長期的學習會讓神經(jīng)元之間聯(lián)系的修改更為深刻持久。不但如此，修改的程度還取決于學習的時期，例如嬰兒期的孩子新突觸的發(fā)育極為迅猛。
后天環(huán)境的重要性
既然大腦具有可塑性，那么影響大腦可塑性最關(guān)鍵的因素就是環(huán)境的影響力。很多日常的環(huán)境因素都對改進大腦功能有益，例如社會環(huán)境以及與之的互動性、營養(yǎng)的攝入、體育鍛煉、睡眠等。這些因素對教育的影響顯而易見，但卻常常被人們忽視。只有通過正確調(diào)節(jié)我們的大腦和身體，我們有可能發(fā)揮大腦可塑性的潛能來促進學習過程。
除了日常環(huán)境之外，環(huán)境中的情緒對人的影響也至關(guān)重要。我們的情緒會重塑大腦神經(jīng)組織。在人們所處的社會環(huán)境中，有效地管控情緒是成為一名高效學習者的關(guān)鍵技能；自我調(diào)節(jié)能力更是行為和情緒技能中的最重要技能之一。
語言、讀寫能力與大腦
語言學習的有效性與年齡之間的存在負相關(guān)關(guān)系，一般來說，人們接觸一門語言的年齡越小，其學習的成功率越高。神經(jīng)科學已經(jīng)著手對比在語言學習過程中，幼兒和成年人的大腦的差異。理解大腦對語音和語義的處理過程，可以幫助我們在讀寫能力教學中采用平衡的方法。
閱讀中涉及的大腦環(huán)路大部分是跨語言共享的，但也存在一些差異，語言學習的特定方面需要激活不同功能的腦區(qū)，例如不同的解碼或單詞認知策略。字母語言“深度”學習中拼寫的重要性，深層語言（將聲音映射到富有變化的字母上），例如英語、法語，相較于淺層語言，如芬蘭語、土耳其語會其拼寫和發(fā)音會更加一致。在這種情形下，特定的大腦結(jié)構(gòu)會支持人們對特定語言的閱讀。
閱讀障礙這一問題非常普遍，一般來說，閱讀障礙與大腦左半球的后方區(qū)域與有關(guān)，這個腦區(qū)受損會導致處理語言聲音元素功能受損，皮層不規(guī)則這一特征也用作判斷閱讀障礙的標志。神經(jīng)科學正要開啟識別和干預的新方法。
算術(shù)與腦
研究表明，即使是完成非常簡單的數(shù)值運算，也需要激活大腦中很多不同部分的腦區(qū)，并且需要多個結(jié)構(gòu)一起配合共同完成。僅僅是數(shù)字的簡單展示，涉及一串復雜的回路，調(diào)動數(shù)感、視覺、語言表征。計算則需要調(diào)用其他更為復雜的分布式網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)討論的問題，這些網(wǎng)絡(luò)要隨著變化，減法主要調(diào)動下頂葉區(qū)域的腦回，而加法和乘法需要調(diào)動其他腦區(qū)。目前對高等數(shù)學的研究還不是很多，但是至少我們知道處理不同問題需要激活大腦中不同的腦區(qū)。
從腦科學的視角出發(fā)了解數(shù)學的潛在發(fā)展路徑對教學策略的設(shè)計有著積極影響。不同的教學方法會形成不同的神經(jīng)通路，從而造成學習效果的差異。例如相較于現(xiàn)有的較為成熟的教學策略，學習訓練這種策略發(fā)展的神經(jīng)通路效果較差。從神經(jīng)科學發(fā)展出來的“支持”教學策略，不是僅給出學生正確或錯誤的判斷，而是提供更豐富的細節(jié)。
二、謠言粉碎機
以下是人們對大腦和學習的普遍誤解，它們成為熱門話題但沒有足夠的證據(jù)支撐。
l 我們沒有時間可以浪費，因為大腦的所有重要因素都是在三歲時就決定了。
l 有些特定的內(nèi)容必須在關(guān)鍵時期教授和學習。
l 但是，我曾在書中得知，我們只開發(fā)了大腦的10%。
l 我是左腦人，她是右腦人。
l 讓我們面對現(xiàn)實吧——男人和男孩的大腦和女人和女孩的大腦就是不同的。
l 一個小孩的大腦只能在同一時間學習一種語言。
l 提高你的記憶力！
l 邊睡覺邊學習。睡覺的時候大腦在進行自我學習
三、教育神經(jīng)科學的倫理規(guī)范與組織機構(gòu)
大腦相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的使用、影響大腦的調(diào)節(jié)性產(chǎn)品的使用以及人機結(jié)合的倫理與界限性問題的解決需要進一步的商榷和研究，不能因為這一新領(lǐng)域的重要性和未來領(lǐng)號發(fā)展前景而回避現(xiàn)存的基本道德問題。
雖然教育神經(jīng)科學還處于初級階段，但是隨著跨學科研究的戰(zhàn)略發(fā)展策略，它會為科學和教育界服務(wù)，走向國際視野。前沿研究機構(gòu)有：日本科學技術(shù)研究所、德國烏爾姆大學神經(jīng)科學與學習轉(zhuǎn)化中心、丹麥學習實驗室、英國劍橋大學的教育神經(jīng)科學中心、美國哈佛大學教育學院的“心智、大腦、教育”研究所。
關(guān)鍵信息及潛在政策解讀
學習個性化和普及化體現(xiàn)在年齡階段上也體現(xiàn)個體能力上。
一方面腦研究為終身學習的整體目標提供了重要的神經(jīng)科學證據(jù)支持，即教育沒有年齡歧視，更不是只針對年輕人。盡管年輕人有更強的學習能力，但神經(jīng)科學證實，學習是一項終身活動并且持續(xù)時間越長，學習越有效。值得注意的是神經(jīng)科學為教育提供了更為廣泛的利益，特別是人口老齡化。
另一方面，神經(jīng)影像學提供； 更個性化的評估來改進學習，而非篩選和淘汰：強有力的評測機制可以用來來確定學生個性化學習特征和初始能力，但是同時它也可能導致比現(xiàn)在更強力度的篩選和淘汰。
此外，確保神經(jīng)科學對專業(yè)學習挑戰(zhàn)的貢獻，也包括對“三大障礙”（閱讀障礙、計算障礙、癡呆癥）的貢獻。就最近幾年才引起人們關(guān)注的閱讀障礙為例，人們可以通過檢查聽覺皮層（有些情況是視覺皮層）是否規(guī)則這一特征來判斷是否患有閱讀障礙，我們可以運用這一特征在孩子很小的時候做檢測和鑒定。雖然早期干預和晚期干預都可能使閱讀障礙患者治愈，但是早期干預的成功率會更高。
四、結(jié)論和未來展望
結(jié)論
---教育神經(jīng)科學不斷產(chǎn)生有價值的新知識來指導教育的政策和實踐
將看不見的教育觀點轉(zhuǎn)化為看的見得，例如，通過對專家和新手大腦活動模式差異的研究，幫助我們更好理解二者區(qū)別。此外，對不同年齡段大腦活動的研究，有助于規(guī)避年齡風險，實現(xiàn)有效的終身學習相關(guān)研究也會嘗試解釋在其他領(lǐng)域擅長的學生會在某一領(lǐng)域出現(xiàn)障礙的原因，并給出相應有針對性的建議。
---腦研究為終身學習的整體目標提供了重要的神經(jīng)科學證據(jù)支持，特別是人口老齡化問題
大腦的可塑性指大腦由于經(jīng)驗和實踐的需要，發(fā)展和改造內(nèi)部結(jié)構(gòu)的行為。比如當某一部分不必要時，這個部分就會退化更新。這個過程貫穿整個生命時期，也包括老年時代。越來越多的證據(jù)表明教育應該應用于公民健康的實踐中（參見CERI的“學習的社會產(chǎn)出”）。這個報告鞏固了關(guān)于學習具有更大效益的觀點，即通過神經(jīng)科學研究發(fā)現(xiàn)，很多老齡化人群面臨老年癡呆癥問題，可以通過學習干預來解決。
---我們需要基于身心、情感和認知相結(jié)合的整體方案
一方面，飲食、運動、睡眠方式通過對大腦功能的影響會進而對學習產(chǎn)生影響。另一方面，不僅情緒在大腦運轉(zhuǎn)過程中發(fā)揮著重要作用，這個過程也通過情緒影響著其他人。特別是教育當中，通過分析恐懼和壓力兩種情緒，我們發(fā)現(xiàn)這兩種情緒會降低人類分析能力，反之亦然，積極情緒會提升大腦的分析能力。
---我們需要更好地理解青春期（高潛力、低控制）
神經(jīng)科學為青春期及其發(fā)生的變化提供了新視角，這個階段對于個人教育生涯的發(fā)展發(fā)揮著重要作用。青年人正處在青春期，他們認知能力較強（高潛力），但情感不夠成熟（低控制）。有效地管控情緒是成為一名有效學習者的關(guān)鍵技能。在年輕人青春期的關(guān)鍵時期，鑒于他們情緒的“低控制”特征、培養(yǎng)他們成熟情感的價值顯得更為重要，神經(jīng)科學的“情緒調(diào)節(jié)”概念將有助于學生的情感發(fā)展。
---在處理課程問題時，我們需要考慮時間和周期
現(xiàn)在教育神經(jīng)科學引入了皮亞杰模型，同時通過“學習敏感期”的研究擴大對學習時間和周期的理解。神經(jīng)科學確實認為，關(guān)于對終生存在的大腦可塑性的理解，告訴我們?nèi)嗣窨偸悄艽蜷_新的知識大門。另一方面，它也給“敏感期”賦予精確界定，即個體特別擅長從事某項學習活動的最佳時期。
---神經(jīng)科學可以對重大學習挑戰(zhàn)做出貢獻
神經(jīng)科學的貢獻在于他助力研發(fā)診斷和有效干預的方法，而且很有可能用于檢測以下三種障礙上，即閱讀障礙、計算障礙、癡呆癥。
---更個性化的評估來改進學習，而非選拔和淘汰
腦呈現(xiàn)的潛力可能會對教育產(chǎn)生深遠影響，也可能引發(fā)重大倫理問題。關(guān)于大腦如何運作的知識，以及大腦結(jié)構(gòu)和過程如何反映學習者能力和掌握能力的相關(guān)內(nèi)容，都可以作為評估傳統(tǒng)教學以及學習者是否處在學習關(guān)鍵期的標準。
未來展望
在未來，可以更好地理解不同類型學習的最佳學習時期，特別是在青年和老年人。這包括“敏感期”的研究，即特定學習領(lǐng)域的學生能力最強的最佳學習時期，例如語言學習。
了解不斷增長的知識和逐漸下降的記憶力、處理能力之間的聯(lián)系?？梢愿嗟匮芯坷淆g化進程，特別是在老年和中年人群中，通過研究學習能力的變化和探索如何利用學習延緩衰老。
大腦中情緒表達需要很多。接下來的調(diào)查可以借鑒心理學和神經(jīng)影像學的研究，探索壓力之下的學習和記憶，需要哪些神經(jīng)機制的調(diào)節(jié)。關(guān)于此調(diào)查一個具體的問題就是，青春期的情緒腦是如何與不同類型的課堂環(huán)境發(fā)生交互作用。
未來研究中，人們需要更好地理解環(huán)境對調(diào)查結(jié)果的影響力，以及在不同環(huán)境中結(jié)果的適用性和可轉(zhuǎn)移性。研究者需要進一步分析適當?shù)膶W習材料和特定環(huán)境之間的關(guān)鍵作用，消除那些質(zhì)疑環(huán)境影響力的看法。
實性研究揭示了營養(yǎng)是如何對大腦發(fā)育產(chǎn)生有益影響的，并且更多的研究表明這個影響與教育領(lǐng)域直接相關(guān)。未來有望在神經(jīng)科學領(lǐng)域深入了解教育與營養(yǎng)、體育鍛煉、睡眠、音樂和創(chuàng)造性表達的相關(guān)聯(lián)系。
在未來，應該進一步了解學生人群（尤其是性別）和社會文化差異，但它也是一個誤解的雷區(qū)。神經(jīng)科學當然不應該納入種族主義或性別歧視的固有定型觀念。
神經(jīng)科學對進一步建立大腦中數(shù)學差異化圖譜是非常有用的，這種分析圖譜是建立在對可分離技能和大腦功能以及二者互聯(lián)性的基礎(chǔ)上。 借此分析圖譜，幫助學習者識別克服“數(shù)學焦慮”。
理解不同的大腦活動：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、認知功能和記憶的作用。再真實情境中，比較專家和一般學習者的差異，這將有助于明確成功學習的原理、發(fā)線有效且有針對性的教學方法。
相關(guān)名詞：
生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Biological neural network):一般指生物的大腦神經(jīng)元，細胞，觸點等組成的網(wǎng)絡(luò)，用于產(chǎn)生生物的意識，幫助生物進行思考和行動。
閱讀障礙(Dyslexia、reading disorder、alexia)：閱讀障礙癥簡單說來它是一種大腦綜合處理視覺和聽覺信息不能協(xié)調(diào)而引起的一種閱讀和拼寫障礙癥。要特別注意區(qū)分它和那種因為智力低下而引起的閱讀障礙癥，相反很多患者是智商極高，甚至包括天才型的人。象達芬奇，愛迪生，愛因斯坦，肯尼迪在兒童時代都被認為成績極差的“笨孩子”，最后科學家發(fā)現(xiàn)他們都屬于閱讀障礙癥的典型例子。它的表現(xiàn)特征主要反映在識字閱讀方面，其原因也是復雜而多面的，但兒童時期可以進行科學的矯正。
計算障礙（Dyscalculia)：計算障礙亦稱“失算癥”或“計算不能”，是指數(shù)學符號認識和運用障礙。
癡呆癥（Dementia）：稱失智癥，其字來自拉丁語（de-意指“遠離” + mens意指“心智”）。是腦部疾病的其中一類，此癥導致思考能力和記憶力長期而逐漸地退化，并使個人日常生活功能受到影響。
>>聲明
本翻譯僅作了解之用，并非用于學術(shù)研究或商業(yè)決策。芥末堆海外翻譯社群的小伙伴們力求將關(guān)鍵理念與思想更廣泛地傳播至中文區(qū)域，故部分表達可能與原文有所差異。如需使用，請查證原文。
2、芥末堆不接受通過公關(guān)費、車馬費等任何形式發(fā)布失實文章，只呈現(xiàn)有價值的內(nèi)容給讀者；
3、如果你也從事教育，并希望被芥末堆報道，請您 填寫信息告訴我們。
