透視腦科學與教育研究中的“神經(jīng)神話”*

●李燁葉明

透視腦科學與教育研究中的“神經(jīng)神話”*

●李燁葉明

腦科學的研究成果對于教育科學和教育實踐的發(fā)展具有深遠意義，但在解釋和應用腦科學的研究成果時，出現(xiàn)了許多偏差或歪曲，即“神經(jīng)神話”。作為一種社會現(xiàn)象，“神經(jīng)神話”不僅具有多方面的來源和傳播渠道，其形成原因也非常復雜，主要與對腦科學研究成果的非科學還原和實證教育研究文化的影響有關?！吧窠?jīng)神話”對于腦科學與教育研究的進步，教育政策制定以及教育實踐的開展一方面具有負面的影響，但在特定的歷史時期又具有其積極的意義，“神經(jīng)神話”已成為腦科學與教育研究中一個必將長期存在且難以解決的問題。

腦科學;神經(jīng)神話；教育研究

近年來，腦科學和教育科學均取得了前所未有的巨大進步，教育者、政策制定者以及公眾的教育觀念在此基礎上發(fā)生了深刻的變化，國際社會也同時掀起了探討腦科學與教育之間關系的浪潮，腦科學與教育研究已成為當今最為活躍的一大新興研究領域。然而，在解釋和應用腦科學研究成果時，出現(xiàn)了許多偏差或歪曲，“神經(jīng)神話”逐漸走進人們的生活。本文試圖初步分析“神經(jīng)神話”的來源和其產(chǎn)生的原因，探討“神經(jīng)神話”所產(chǎn)生的社會影響，以期對我國腦科學與教育研究能有所啟示。

一、腦科學與教育研究中的“神經(jīng)神話”

目前，教育研究仍然處于眾多教育范式并存的前科學階段，它還沒能產(chǎn)生像其他科學研究那樣能積累起來的知識，還不能很好的為教育實踐和政策制定提供有用的依據(jù)[1]，由此，人們總是希望能有一種科學理論作為指導原則，以促進教育實踐的開展和教育政策的制定。隨著腦科學的日益進展，人們對大腦結構和功能的認識越來越深入，對人類的學習本質和發(fā)展規(guī)律也隨之而有了更深刻的理解，基于“腦”的教育研究成為教育研究者、政策制定者等關注的焦點。然而，在解釋和應用腦科學的研究成果時，也隨之出現(xiàn)了許多簡化、夸大或歪曲科學事實的現(xiàn)象，如“豐富環(huán)境刺激促進學習”，“左右腦功能的分工”等，許多學者對這些論斷提出了質疑，并認為目前的腦科學還不足以對其提供足夠的證據(jù)和解釋。

Bruer曾對當時廣為流傳的三種“神經(jīng)神話”論斷進行了分析和駁斥。當時的許多人認為嬰兒時期大腦突觸數(shù)量快速增加并超出成人水平，而在隨后又經(jīng)過突觸修剪減少到成人水平，因此，在兒童發(fā)展的過程中存在一個“關鍵期”，在這一“關鍵期”內，應給兒童提供豐富的、具有多種刺激的學習環(huán)境，否則，兒童將永遠喪失這一重要的學習機會。Bruer通過深入研究當時神經(jīng)科學的研究現(xiàn)狀，指出突觸數(shù)量增加對于人的能力和行為的出現(xiàn)是必要的，但它不能完全說明這些技能是如何不斷完善的，反映大腦成熟和變化的其他形式的現(xiàn)象也有助于說明人類技能的發(fā)展；神經(jīng)科學研究大多針對視覺、觸覺、運動和工作記憶等能力，但這些能力并非兒童在學校所獲得的，這并不能說明這些能力的出現(xiàn)如何與學校學習或文化傳承的知識和技能有關；我們并不知道文化傳承的知識系統(tǒng)(如閱讀、算術)是否存在關鍵期，關于復雜環(huán)境影響的研究也不能為我們試圖回答教育的根本問題提供任何指導。[2]

Bruer針對“神經(jīng)神話”所提出的一系列較為激進的批評，在腦科學與教育研究領域產(chǎn)生了相當深刻的影響，促使人們更加謹慎的思考心智、腦與教育之間的關系，盡管如此，目前這些論斷仍然見諸于各種政府報告、媒體報道和學術論文之中，“神經(jīng)神話”已成為腦科學與教育研究中一個必將長期存在且難以解決的問題。

二、“神經(jīng)神話”的來源

“神經(jīng)神話”作為一種社會現(xiàn)象，其來源是多方面的。

首先，職業(yè)科學家在解釋腦科學的研究成果時并不總是小心謹慎。Bruer發(fā)現(xiàn)，許多職業(yè)科學家并沒有呈現(xiàn)數(shù)據(jù)以表明所觀察到的大腦變化如何與更容易、更高效、更持久的學習行為相關，他們僅在論文的結論部分推測該研究可能產(chǎn)生的實際應用，但這些缺乏科學依據(jù)的研究結論卻被媒體、政策制定者等引用，這些關于實際應用的推測往往能引起公眾的興趣，而非該研究的具體結果。[3]

其次，教育研究者和實踐者自身在解釋和應用腦科學研究成果時也很容易作出缺乏嚴謹性的推論。目前，各種基于腦的課程計劃正在學校中逐步開展，一些課程將學生分成“左腦學習者”和“右腦學習者”，另一些課程則建議將學生的學習風格分成視覺偏好、聽覺偏好和動覺偏好，還有一些課程則提倡通過做一些簡單的身體運動以整合大腦的各個區(qū)域，進而促進學生的學習。[4]這些課程的基本理念大都建立在一些與該課程無直接關系的腦科學研究基礎之上，或是對腦科學的研究成果進行簡單的還原，而其科學性、有效性卻較少得到評估。

再次，政策制定者對于腦科學成果的應用價值也過度熱忱，此外，大眾傳媒對腦科學研究成果的報道也往往存在來源、解釋和推論上的錯誤，許多報紙、雜志、專業(yè)期刊大肆吹捧或歪曲這些研究成果的應用價值，為“神經(jīng)神話”提供了非常廣泛的傳播路徑。

三、“神經(jīng)神話”產(chǎn)生的原因

(一）對腦科學研究結論的非科學還原

綜觀各種“神經(jīng)神話”論斷可以發(fā)現(xiàn),“神經(jīng)神活”的產(chǎn)生與人們將神經(jīng)層次的論述與行為層次的論述進行簡單一一對應的傾向有著很大程度的關系。例如，Hardiman試圖將腦科學的研究成果與學習維度模型聯(lián)系起來，在闡述“獲得和整合知識”這一維度時，Hardiman提到，“學習通過神經(jīng)聯(lián)結的增長而得以發(fā)生，沿神經(jīng)細胞的電位傳導通路被激活，以及突觸釋放化學物質都將加強神經(jīng)聯(lián)結，因此‘路徑被激活’過程進行得越頻繁，學習任務或記憶過程將越自動化，因此，學生越頻繁的重復一項學習任務，神經(jīng)聯(lián)結就越牢固?！敝螅琀ardiman提出了關于這一學習維度的最佳實踐策略，例如，讓學生重復學習任務以使該任務在記憶中得到保持，在學習活動中整合藝術、音樂和運動以激活大腦的多個區(qū)域，從而促進學習。[5]在這一案例中，涉及到大腦活動與練習之間的關系，盡管目前也有研究表明練習能改變大腦的結構和功能，如已發(fā)現(xiàn)被試在接受工作記憶練習后不僅其工作記憶能力得到了提高，而且其與工作記憶相關的腦區(qū)的活動水平也發(fā)生了變化，[6][7]但目前的腦科學研究還不能確定大腦活動與練習之間的具體關系，尚不清楚突觸可塑性與皮層可塑性之間的關系，以及大腦皮層如何進行信息處理等，[8]也還不能為學校的教育活動提供神經(jīng)層次上的評測，可以說，Hardiman在腦科學與教育實踐之間所建立的這一聯(lián)系是樸素的，缺乏較為科學可靠的依據(jù)。

正如Byrnes和Stanovich所提到的，科學還原是一個分析水平上的法則和理論概念如何能與另—個更基本的科學分析水平之上的法則和概念相對應的過程，為了要經(jīng)過科學還原而使腦科學的專業(yè)詞匯能與心理學的詞匯相互對應，必須使這些詞匯處在同等的經(jīng)驗水平之上。[9][10]腦科學與教育是—個包括多種實驗范式、涉及從分子生物水平到行為水平的廣闊領域，每一研究水平都具有特定的研究對象、研究方法和專業(yè)詞匯等。然而，目前的腦科學與教育研究還處在發(fā)展的初期，還未形成自己特有的方法論原則，即使是關于腦科學是否能對教育產(chǎn)生影響，以及怎樣將腦科學的研究成果運用到教育實踐中等問題，各學者的看法也不盡相同，這使得在作跨研究水平的分析、解釋或還原時，很容易作出相互混淆的推論。

Davis從分析哲學的視角來看待目前的腦科學與教育研究，認為目前神經(jīng)科學對學習本質的認識犯了許多分類學的錯誤，大腦內部發(fā)生的變化與由人賦予意義的“學習”、“記憶”等存在本體論上的不同，學習中包含了比個體內部事件或過程更多的東西，如社會、文化和自然環(huán)境等因素，但腦科學對于學習的觀點明顯地將其限制到個體學習者內部。[11]許多“神經(jīng)神話”論斷傾向于將含有各種社會文化因素在內的論述經(jīng)過非科學還原等同于神經(jīng)層次上的論述，而忽視了腦科學只能為理解包括學習在內的各種社會現(xiàn)象提供生物學領域的解釋，而不能取代涉及社會文化因素在內的解釋。

（二）實證教育研究文化的影響

由于以往的教育研究不能很好的作為教育決策和教育實踐的穩(wěn)固基礎，因此，許多學者積極提倡實證教育(Evidence-Based Education)，然而，目前的實證教育研究實際上仍面臨一些問題，Slavin認為，任何教育計劃都可以找到能支持其所包含的教育原則的科學研究，因此，可以說幾乎所有的教育計劃都是以科學研究為基礎的，但是基于科學研究的教育計劃卻不一定總是有效的[12]。另外，為評估教學干預手段所開展的隨機干預實驗非常困難，需要大量的經(jīng)費，并且研究者必須研究影響課程和教學法中各種變化的因素[13]，實證教育研究很難建立可重復的、嚴密的評估范式，因此，很難判定一個取得成功的教育計劃在多大程度上與其科學研究基礎相關。如前所述，許多基于腦的課程計劃都能找到有一定關聯(lián)程度的腦科學研究作為其基本原則，但這些課程的有效性在多大程度上與其腦科學研究基礎相關值得人反思。例如，Hardiman采用學習維度模型，在六年之內使1350名學生的學業(yè)成就得到了提高，之后，Hardiman將這—模型與腦科學研究成果聯(lián)系在一起，并提出了許多最佳教育實踐策略。學生學業(yè)成就的提高在多大程度上與這一學習維度模型相關，腦科學研究成果又在多大程度上與這一模型相關?目前的實證教育和腦科學研究水平?jīng)Q定了這一問題是很難回答的，但這篇文章的讀者，如果缺乏相應的科學素養(yǎng)，則很可能作出錯誤的判斷，認為正是由于其具有腦科學的理論基礎才取得了教學改革的成就?？梢哉f，實證教育研究文化極大的影響著人們的教育觀念和政策制定者的公共決策，但在另一方面，實證教育研究文化也在一定程度上催生了“神經(jīng)神話”。

三、“神經(jīng)神話”的社會影響

（一）“神經(jīng)神話”的負面影響

“神經(jīng)神話”對腦科學研究成果過于簡化或歪曲，使教育者、政策制定者和公眾等不能科學、準確地理解人的學習本質和發(fā)展規(guī)律，許多學者認為，應揭穿“神經(jīng)神話”，以防止其所可能產(chǎn)生的負面影響。Goswami認為，“神經(jīng)神話”的盛行掩蔽了認知神經(jīng)科學與教育在許多領域已經(jīng)建立起聯(lián)系這一巨大進步。[14]Stem認為這其中的一個危險是，將腦科學的研究成果應用到教育中的這一努力將由于盲目的激起公眾和決策制定者的期望而受到抑制，更大的危險是人們將忽視在教育、科學心理學、信息技術等領域開展經(jīng)驗研究的重要性。[15]Bruer認為，我們對腦的強烈興趣使我們忽視和低估了行為科學對于開展教育實踐和政策制定的重要性。[16]不僅如此，“神經(jīng)神話”極大的影響著教育實踐和公共決策，對腦子科學研究成果的不合理利用具有潛在的危險性。例如，關于豐富環(huán)境刺激與兒童發(fā)展的關系，神經(jīng)科學家基本上不清楚在青春期之前的經(jīng)驗如何影響突觸修剪的時序變化及其影響程度，有許多研究表明基因和機體內部發(fā)育程序共同控制了早期突觸發(fā)生，另一些研究表明突觸形成的速度和突觸密度不受刺激量的影響，還有一些研究表明給予兒童適量的訓練并不能引起突觸的增加，并且其行為表現(xiàn)也不一定比未給予訓練的兒童成績好。[17]腦科學對這一問題一直未能有較為明確的答案，但與此相關的“神經(jīng)神話”卻建議應為兒童提供具有豐富環(huán)境刺激的學習和生活環(huán)境，但這一做法是否對兒童的健康發(fā)展有益值得思考。

（二）“神經(jīng)神話”的積極意義

盡管“神經(jīng)神話”極大阻礙著人們對人類學習本質和發(fā)展規(guī)律的認識，并且可能產(chǎn)生許多負面的社會影響，但在特定歷史時期，“神經(jīng)神話”在一定程度上仍具有其積極意義。首先，“神經(jīng)神話”對于實證教育研究文化在一定程度上起到了積極的推動作用。由于傳統(tǒng)行為研究方法具有其局限性，以往針對人類學習本質和發(fā)展規(guī)律所提出的許多心理模型或教學實踐模型存在較大的爭論，而腦科學對人類學習本質和發(fā)展規(guī)律的認識具有更多的實證依據(jù)和較為合理的科學研究基礎，因此，許多教育研究者對腦科學研究充滿濃厚的興趣，期望通過尋找基于“腦”的實證，使教育研究更具有科學性，反映出傳統(tǒng)教育研究已經(jīng)開始向實證教育研究方向邁出了艱難的第一步。其次，“神經(jīng)神話”能促使神經(jīng)科學家反思他們對大腦的發(fā)展規(guī)律知道什么和不知道什么[18]，有助于他們評估神經(jīng)成像技術及神經(jīng)科學研究的優(yōu)點和局限[19]。再次，“神經(jīng)神話”極大的影響著政策制定者的決策觀念，反映出決策者已經(jīng)開始將自己的決策更多的建立在經(jīng)驗證據(jù)而非一時流行的觀點或思潮之上。此外，在公眾教育觀念的變革，科學素養(yǎng)的提高，以及社會各界對腦科學與教育研究在經(jīng)費與社會輿論的支持等方面，“神經(jīng)神話”也在一定程度上起到了積極的促進作用。因此，深入探討這些與“神經(jīng)神話”相關的上述問題，探索合適的腦科學與教育研究發(fā)展路徑具有深遠的理論意義和現(xiàn)實意義。

[1]（美）理查德·沙沃森,麗薩·湯著.曹曉南、程寶燕等譯.教育的科學研究[M].北京:教育科學出版社,2006,5-61.

[2][16]John T.Bruer.Education and the brain：A bridge too far．Educational Researcher,1997，6(8)：4-16．

[3]John T.Bruer．Avoiding the pediatrician’s error：How neuroscientists can help educators (and themselves)．Nature，2002，5：1031-1033．

[4][14]Usha Goswami．Neuroscience and education：From research to practice？ Nature Review Neuroscience，2006，7：406-413．

[5]Mariale M．Hardiman．Connecting brain research with dimensions of learning．Educational Leadership，2001，November 52-56．

[6]Pernille J Olesen，Helena Westerberg， Torkel Klingberg．Increased prefrontaland parietalactivity after training of working memory．Nature Neuroscience，2004,7(1)： 75-79．

[7]Helena Westerberg，Torkel Klingberg．Changes in corticalactivity after training of working memory-a single-subject analysis.Physiology&Behavior，2007，92：186-192．

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[11]Andrew Davis．The credentials of brain-based learning．Journal of Philosophy of Education，2004，38(1)：21-35．

[12]Robert E．Slavin．Evidence-based educational policies:Transforming educational practice and rsearch．Educational Researcher.2002.31：15-21．

[13]Bhattacharje．Can randomized trials answer the question of what works?Science， 2005，307：1861-1863．[15]Stem E．Pedagogy meets neuroscience．Science，2005，310：745．[17]John T．Bruer．Neural connections：Some you use,some you lose．Phi Delta Kappan， 1999，81(4)：264-277．

[18]Bruer,J．The brain and child development:Time for some critical thinking．Public Health Reports，1998 113：388-397．

[19]Judy Willis，M．D．Building a bridge from neuroscience to the c1assroom．Phi Delta Kappan，2008 February 424-427．

*本文系江蘇省教育科學“十一五”規(guī)劃項目“學習科學（Neuroeducation)研究”（項目編號：B-a/2008/01/001)的研究成果之一。

李 燁/東南大學學習科學研究中心碩士生 葉 明/東南大學學習科學研究中心教授

(責任編輯:劉吉林)