周加仙 || 教育神经科学为循证教育决策与实践提供“金标准”证据

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长期以来，教育领域有着许许多多美好的设想与改革观念，但却没有有效的机制来确定哪一种设想与观念是有效的。在各国政府的积极倡导下，在学术界与实践界的广泛投入下，基于教育神经科学研究证据的教育决策与实践逐渐发展起来。教育神经科学为循证教育决策与实践提供了海量的随机对照实验证据，使得教育决策与实践有了“金标准”的证据作为支撑。本文从国际组织、国家政府、专业学术组织、高等教育机构四个层面，来阐述基于教育神经科学的决策与实践。

国际脑研究组织-联合国教科文组织国际教育局学习科学项目自2016年开始启动，倡导基于教育神经科学研究证据的国际课程决策与实践。联合国教科文组织国际教育局是联合国一类机构、教育领域内的第一个政府间组织、课程设置及相关事务的全球示范中心，为其会员提供专业知识和专业技能，并促进全球教育部门对课程设置问题的共同理解。^[1]国际脑研究组织是一个拥有全球85000多名神经科学研究者的全球最大的神经科学专业组织，这两个国际顶尖的专业组织强强合作，致力于转化与学习有关的神经科学研究证据，以支持转化教育工作者、决策者和从业人员在脑与学习方面的关键研究。笔者作为第二批高级研究顾问在日内瓦联合国教科文组织国际教育局工作了一段时间，工作的目标是了解国际背景下的政策制定，熟悉国际政策词汇和相关信息。我们从事的项目研究侧重于将有关脑与学习的重要神经科学研究成果进行转化，并向全球教育工作者、政策制定者和政府官员进行传播，以解决全球性的学习危机。8年来，这两个国际组织持续支持了全球20多位高级研究顾问的转化研究工作。2016年，国际教育局在《展望》上组织了教育神经科学的特刊，汇集了对教育和社会科学有着浓厚兴趣的神经科学和心理学领域的顶尖学者。他们以批判性的视角、创新的分析框架，根据神经科学的研究证据阐述了各自的研究领域与教育和学习之间的联系。

国际教育局的目标是在2030年全球教育议程的要求下，更好地获取指导课程设计与开发以及教学、学习和评估所需要的循证知识。在该项目中，国际教育局将其知识传播活动的重点放在两个相互关联并直接有助于实现可持续发展目标的主题上：学习（特别是学习的神经科学）和课程设置的相关性（特别是未来的能力）。他们认为——

“在教师的培训和发展中纳入有关人脑如何学习的基本知识，可以拓展教师的教育内容，使他们能够更科学地对待自己的教学实践。因为教师肩负着独特的职业责任，每天都在影响和帮助学习者学习新知识，这在神经生理层面上意味着改变学习者的脑结构、功能和联结。因此，教师有理由了解其中的机制。这样他们才能不断地根据学习者的情况与情境来调整自己的教学，运用自己关于学生心理过程的知识以及如何影响这些过程的理论，为学习提供支架。提高对学习的新的科学认识应被视为每位教师继续教育的基础。”^[2]

经济合作与发展组织（OECD）“教育研究与改革中心”（CERI）于1999年开始启动了“学习科学与脑科学研究”项目，积极推动基于教育神经科学研究证据的教育决策与实践。该组织拥有38个成员国，多数为发达国家。其中26个国家的教育部长、教育政策研究者与制定者和全球顶尖的脑与认知科学研究者合作，在欧洲、美洲、亚洲召开了多次高层论坛，探讨循证教育决策与实践。并以经济合作与发展组织为编者，出版了《理解脑：走向新的学习科学》^[3]和《理解脑：新的学习科学的诞生》^[4]两本书。在这两本书中，有153次提到了“证据”（Evidence）一词，557次提到“科学”（Science），2238次提到“脑”（Brain），363次提到“神经科学”（Neuroscience），113次提到“认知”（Cognition），运用教育神经科学的研究证据来支持教育决策与实践。世界银行的研究者也重视基于脑与认知科学的教育政策与实践。世界银行出版社出版的《贫困生的有效学习：认知神经科学的前沿研究》^[5]一书中，有41次提到“证据”（Evidence）一词，200次提到“脑”（Brain），62次提到“神经科学”（Neuroscience），40次提到“认知”（Cognition），运用教育神经科学的研究证据来支持全民教育的政策与实践。全民教育的目标是，到2015年，让世界上的所有儿童都完成小学教育，扫除成人文盲，消除男女受教育水平之间的差异。因此，全民教育关注全球的贫困生教育，希望通过提高全球的人力资本来减少贫困。这本书运用脑与认知科学的研究成果，为提高贫困儿童的教育质量提供了科学的实证依据。全球最大的多边组织——联合国学术影响力组织（The United Nations Academic Impact，UNAI）也高度重视基于脑与认知科学的跨学科研究。2012年，该组织召集国际心理学、神经科学与教育学相关领域的专家召开“模糊学科界限：国际教育发展”大会，会后制定了《模糊学科界限：国际教育发展大会宣言》（Declaration of Blurring Boundaries：An International Educational Development Conference），作为国际教育的指南。该宣言倡导国际教育界采用循证教育实践，在职前、职后的教师教育中传授教育神经科学的基础知识，并在学校运用这些知识；号召研究者投入神经科学与教育学的跨学科研究。笔者作为三位教育神经科学的报告人之一，受邀参加这次大会做主题报告并参与了宣言的撰写。

1. 积极推进教育神经科学的原创性证据研究

在美国，教育作为一个研究分支正式列入脑科学的研究计划。2013年4月2日，美国白宫科学技术政策办公室发起了“脑计划”（Brain Research through Advancing Innovative Neuro-technologies，BRAIN Initiative），该计划由政府与民间联合支持，来共同理解人脑是如何运行的。美国政府希望通过这个脑计划，来深入了解脑的结构和功能的基本原理，促进脑的健康；设计出能够增强、替代或补偿丧失功能的解决方案；提高正规和非正规教育方法的有效性；促进全生命周期的学习，并建立受脑启发的智能技术，以提高生活质量。由于理解脑是物理、生命、行为、计算和工程科学交叉领域的重大科学挑战之一，因此，美国脑计划也被称为对人脑功能整体理解的“登月计划”。^[6]作为该计划的重要参与者，美国国家科学基金会认为，神经和认知系统认识的进步会对教育研究产生重大影响，于是在2018年2月2日正式启动了教育神经科学的专项资助计划，通过“理解神经和认知系统的综合战略规划”（The Integrative Strategies for Understanding Neural and Cognitive Systems〈NCS〉program）来激励教育神经科学的研究，促进包括神经科学家、认知科学家、工程师、计算机科学家和教育研究人员在内的多学科研究者团体的发展，支持那些能够提供新的经验见解、扩展理论理解、促进计算和生物工程系统的发展、促进新的教育方法，以及能够产生综合物理、生物和认知机制的新假设的项目。这是美国国家自然科学基金会促进学科交叉研究的核心项目，强调在强大的科学问题和迫切的社会需求的启发下，促进跨学科的深度融合。“理解神经和认知系统的综合战略规划”认为，教育包括在任何环境下的学习（例如学校或劳动力培训计划等正规环境，以及博物馆、家庭或在线环境等非正规环境），可以由任何年龄的人进行，涉及任何适合美国国家科学基金会支持的内容。

发展中国家也高度重视教育神经科学的研究证据。印度政府（科技部）在2013-2014年启动了国家教育神经科学计划（National Programme on Educational Neuroscience），主要目的是鉴别出学习困难的学生，包括有阅读障碍、读写障碍以及计算障碍等认知缺陷的学生。该项目已经完成了教师甄别筛查工具的设计以及对全国不同环境下10000名学生的抽样测查（参见印度国家科学与技术部2013-2014年、2015-2016年年度报告）。^[7]

在州一级层面上，1996年美国“各州教育委员会”（ECS）等组织赞助召开了“架起神经科学与教育的桥梁”政策研讨会，主要讨论教育政策与教育实践中的重要问题。这些会议由资深的神经科学家、认知心理学家、教育研究人员、实践人员以及决策者共同参与，有助于人们了解脑与认知科学领域中具有教育应用价值的研究成果，对于在脑与认知科学研究者、教育研究者、决策者和实践者之间搭建跨学科的交流平台，澄清教育界对脑与认知科学的误解发挥了积极作用。

2. 以法案形式确定了证据的“金标准”与等级

美国的《不让一个孩子掉队法案》（NCLB，2001年）^[8]提出了“循证教育政策”的概念，并把随机对照实验作为促进教育研究的“金标准”。在这部法案中，有111处提到了“基于科学（Scientifically based）”的研究，60次提到了“证据”（Evidence）一词。法案要求各州以切实的证据来证实教师队伍达到了联邦政府的“高质量”教师培养要求。自此，“证据驱动”的教育改革成为美国教育政策的发展方向。法案强调，随机对照实验将研究参与者（如学生或教师）随机分配到使用或没有使用目标干预措施的研究组，从而消除了抽样偏差，由此得出的结果更具有指导意义。2002年，在美国《教育科学与提升法案（2002）》授权许可下，美国教育部所属的教育研究与改进办公室被重新改组为教育科学研究院（Institute of Education Sciences）。随着该机构的成功改组，美国教育科学研究院、国家教育统计中心（National Center for Education Statistics）、国家教育评价与区域协助中心（National Center for Educational Evaluation and Regional Assistance）和国家教育研究中心（National Center for Education Research）等美国教育部或联邦政府所属的教育研究机构纷纷开展大量的活动，为联邦政府“证据驱动”的教育决策提供支持。

2015年，《每个学生都能成功法案》（ESSA，2015 年）建立了四个有序的证据等级。第一级是“强证据”，要求从严格的随机对照实验中获得显著的积极结果。第二级是中等证据，是通过严格的准实验设计获得的，在这种设计中，实验组是通过不受控制的过程形成的，例如学校自行决定是否使用目标干预措施。第三级属于较低级别的证据，是通过相关性研究获得的“有前途的证据”。第四级是由逻辑模型或白皮书支持的基于研究的“理念（Rationale）”。该法案继续强调随机对照实验对于循证教育的重要作用，甚至更加突出了随机对照实验的价值。该法案规定，联邦政府的基金仅资助有证据表明其有效性的教育项目和服务。与准实验相比，随机对照实验的“要求”要高得多，因为它要求对干预措施感兴趣的教师或者学校在随机抽签完成之前暂停其原有的计划。而未被选中的学校很可能必须在一年甚至更长的时间内继续使用正在被考虑替换的计划。

为了适应美国“证据驱动”的教育改革和教育政策，美国教育部建立了一个最重要的证据数据库“有效信息交流中心”（What Works Clearinghouse），为教育领域不同主题的研究证据提供系统性的综述，为教育实践者和政策制定者提供研究证据的支持。^[9]美国的“有效信息交流中心”要求来自随机对照实验研究的证据“毫无保留”地达到标准，而来自精心设计的准实验设计证据则可以“有保留地”达到标准。

英国皇家学会高度重视教育神经科学证据在教育政策与实践中的应用。该学会于2011年发布了4个有关神经科学的研究报告（脑浪潮计划）（Brain Waves Module），其中，《脑浪潮2：神经科学：对教育与终身学习的启示》（Brain Waves 2：Neuroscience：implications for education and lifelong learning）由神经科学、认知心理学与教育研究者共同起草，报告神经科学对教育的重要价值。报告指出，“新兴的教育神经科学给教育带来了机会与挑战。教育神经科学提供了有效的途径，让教育者、心理学研究者和神经科学研究者之间相互合作，形成共同的话语体系”。^[10]该报告明确表明，国家的支持与科学研究者的参与，将成为21世纪人文科学发展的重要力量。

美国神经科学学会（Society for Neuroscience，SfN）也高度重视该领域的发展。该学会的主席汤姆·凯鲁（Tom Carew）于2009年6月主持召开了“教育神经科学研究高峰会议”（Neuroscience Research in Education summit），并发布白皮书。该会议发挥了美国神经科学学会的独特影响，召集美国40余位著名的神经科学、心理学与教育学研究者开展了一场丰富的对话，号召在神经科学、心理学与教育学者之间形成强大的联盟，共同努力，为学校、家庭与社会教育提供科学的依据。会议深入讨论了以下三个问题：（1）神经科学的研究如何影响教育策略；（2)在学生学习与思维的问题上，教师想要了解的以及必须了解的内容有哪些；（3）教师的问题如何促进神经科学的研究。目前神经科学的研究成果与提升课堂教学实践所需要的知识之间还存在着巨大的鸿沟，同时，教师对神经科学的知识不了解，仍然信奉长期流传的“神经神话”。尽管有大量的调查研究表明，神经科学研究者对教育问题很感兴趣，但是学术研究机构与高校在促进多学科合作来发展这一新兴学科方面的力度还不够大。白皮书提出了三点建议：（1）教育神经科学研究者应该确定转化研究的重点问题，形成指导纲要，引领未来的研究；（2）教育神经科学研究领域应该总结出该领域的基本知识，形成共同的话语体系以及交流工具，促进不同领域研究者的合作，增加媒体中的宣传与报道；（3）建立由科学研究者与教育工作者共同组成的教育神经科学咨询委员会，确立并实施该领域的3～5年研究计划。目前，创建教育神经科学这一新学科的策略、重点以及行动规划已经确定下来，已经投入该领域的研究者以及未来即将投入该领域的研究者将携手共进，为创设国家未来一代代儿童的美好明天而努力。

教育神经科学的核心观点是基因与环境和儿童早期经验的交互作用影响儿童脑的结构与功能。神经科学在负性环境对儿童脑的结构与功能的影响方面做了大量的研究，为处境不利儿童的教育政策研究提供了科学的实证依据。但是教育政策面向全体儿童，目前迫切需要对正常环境中儿童的脑与认知功能的研究，为正常环境中成长的健康儿童的教育提供科学的依据。目前，在儿童学习的敏感期（即及时的经验对脑与认知的发展具有重要作用的时期）方面的研究取得了重要的进展。在教育政策制定与实践中，应利用儿童发展的敏感期，创设适宜的环境，积极影响儿童的认知、情绪和社会能力的发展。

为了培养能够从事教育神经科学基础研究与转化应用研究的专业人才，许多大学都开设了教育神经科学专业（心智、脑与教育专业）。例如：美国哈佛大学教育学院率先在全球开设了第一个心智、脑与教育专业；美国范德堡大学皮博迪教育与人类发展学院连续多年在全美教育学中排名第一，该学院与范德堡脑科学研究所强强联合，于2012年开始设立了全美第一个教育神经科学博士专业课程。美国威斯康星大学麦迪逊分校正式开设神经科学与公共政策双学位专业课程，并设置了神经科学与教育政策研究方向。美国加劳德特大学设立了教育神经科学博士专业。QS世界大学教育学科排名连续十余年位列全球第一的英国伦敦大学学院开设了教育神经科学硕士专业。此外，哥伦比亚大学教师教育学院、英国剑桥大学等许多著名大学也纷纷开设相关专业课程。

综上所述，教育神经科学之于教育，正如生物学之于医学。在过去漫长的几个世纪里，医学实践领域和教育领域一样，医生们依靠自身的经验和同事的建议，运用特殊的药物和某种治疗方法来医治病人的疾病，这种治疗方案有时能够治愈病人的疾病而有时却难以奏效，医生们对其中的原因并不很了解。那个时候，医学实践也是一种典型的“尝试-错误”的形式。但是，自从1928年亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming，公元1881-1955年）发现青霉素以后，这一切都发生了改变。青霉素的发现不仅使得这种药物成为医生们治疗许多重大疾病的首选，而且还使医生们理解了青霉素阻断细菌繁殖的机制，并据此来确定多种治疗方案。从此以后，医学实践成为一门融治疗艺术与科学研究为一体的综合性实践活动。

今天，同样的情形也发生在教育领域。许多世纪以来，由于缺乏脑与认知科学的研究证据，教师传道、授业、解惑，却不了解学生的脑究竟是如何学习的。教师们依靠老教师的言传身教以及自己的实践经验，摸索着开展教学。各种类型的神经影像技术与行为研究，揭开了人脑学习的奥秘以及教师的教学之道，使得教育工作者也能够洞悉人脑学与教的机制。教育神经科学的研究成果已经为教育提供了大量可靠而科学的证据。教学也和医学一样，正在从纯粹的艺术转变为融艺术与科学为一体的综合性的科学实践活动。

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文章来源：

《中小学管理》2023年第12期 · 本刊视点

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