“腦科學(xué)與未來教育”的成都實(shí)踐

曹璇 高瑜

習(xí)近平總書記視察北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)指出，教育要“因人而異、因材施教，這就需要有科學(xué)基礎(chǔ)，掌握腦的規(guī)律”。簡(jiǎn)潔的話語道出了教育的本質(zhì)，也為我國未來教育的發(fā)展指出了重要方向。黨的二十大報(bào)告進(jìn)一步提出要“深入實(shí)施人才強(qiáng)國戰(zhàn)略”“加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地”等重要舉措。隨著“中國腦計(jì)劃”等重大戰(zhàn)略的實(shí)施，我國正踏入一個(gè)嶄新的腦科學(xué)時(shí)代。腦科學(xué)的開創(chuàng)性進(jìn)展，必將對(duì)未來教育產(chǎn)生深刻影響。教育在提升人腦智力水平和促進(jìn)社會(huì)公平上將承擔(dān)更大責(zé)任。然而，對(duì)于腦科學(xué)與教育受益最大的群體——以兒童青少年為主體的基礎(chǔ)教育，腦科學(xué)與教育的實(shí)踐才剛剛起步，迫切需要腦科學(xué)工作者、教育科研工作者和一線教育工作者之間協(xié)同攻關(guān)，才能推動(dòng)腦科學(xué)從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)教室，助力未來教育變革。

2019年成都市人民政府與北京師范大學(xué)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議框架協(xié)議，雙方將在共建認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)中心等方面深化合作。成都市教育科學(xué)研究院作為中國教育科研優(yōu)秀“智庫”和“大城市教科院聯(lián)盟單位”，主動(dòng)作為，積極實(shí)踐，在北師大認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專家團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下聯(lián)合攻關(guān)，以《以腦科學(xué)為導(dǎo)向的“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”核心素養(yǎng)培育研究》重點(diǎn)課題為引領(lǐng)，積極推進(jìn)“腦科學(xué)與未來教育”重大研究項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“腦·育”），以促進(jìn)腦科學(xué)研究成果在真實(shí)鮮活的學(xué)校教育場(chǎng)景中的應(yīng)用實(shí)踐，開展了系統(tǒng)深入的“腦·育”行動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)“每一個(gè)老師都成為腦科學(xué)工作者，每一間教室都成為腦科學(xué)的實(shí)踐基地，每一節(jié)課都是腦科學(xué)的應(yīng)用場(chǎng)景”的美好愿景。

區(qū)域性推進(jìn)的頂層設(shè)計(jì)和運(yùn)行機(jī)制

聯(lián)合攻關(guān)，共建“腦·育”研究實(shí)踐共同體。以成都市教育科學(xué)研究院為主體，與北師大認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、電子科技大學(xué)大數(shù)據(jù)中心等專家團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)。并在全市范圍遴選出一個(gè)試點(diǎn)區(qū)、20所試點(diǎn)校和多所實(shí)驗(yàn)學(xué)校建立“腦科學(xué)與未來教育”研究共同體，開展適用于學(xué)校教育教學(xué)真實(shí)場(chǎng)景的腦科學(xué)與教育行動(dòng)研究。

課題導(dǎo)航，提升“腦·育”行動(dòng)的理性思考。以課題研究為導(dǎo)航，成功立項(xiàng)《以腦科學(xué)為導(dǎo)向的“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”核心素養(yǎng)培育研究》重點(diǎn)課題，共計(jì)立項(xiàng)子課題15項(xiàng)，市級(jí)課題5項(xiàng)。院內(nèi)成立“腦·育”課題組，由具有心理學(xué)、課程與教學(xué)論、教育大數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)與評(píng)估等多學(xué)科背景的6名博士、14名研究成員組成融合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

師培先行，開展“腦·育”種子教師培訓(xùn)。邀請(qǐng)北京師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、西南大學(xué)等知名腦科學(xué)專家學(xué)者開展10余場(chǎng)報(bào)告會(huì)，培訓(xùn)“腦·育”種子教師1500余人次。

數(shù)據(jù)畫像，開展基于大腦學(xué)習(xí)能力的認(rèn)知測(cè)評(píng)。運(yùn)用腦科學(xué)測(cè)評(píng)軟件，對(duì)成都地區(qū)小學(xué)和初中學(xué)生8000余人次開展了基于大腦五大認(rèn)知能力即專注力、記憶力、思維力、反應(yīng)力、自控力的抽樣測(cè)評(píng)和大數(shù)據(jù)分析，對(duì)學(xué)習(xí)能力現(xiàn)狀進(jìn)行數(shù)據(jù)畫像。

深耕課程，探索“因腦施教”的課堂有效策略。重點(diǎn)開展基于腦科學(xué)為導(dǎo)向的腦育課程體系建設(shè)，探索“因腦施教”的課堂教學(xué)策略。組織開展腦育先行課例、優(yōu)秀研究課例評(píng)選活動(dòng)，評(píng)選出涵蓋各學(xué)科的“腦·育”獲獎(jiǎng)?wù)n例120余節(jié)，匯編專輯兩期等。

區(qū)域性推進(jìn)的行動(dòng)路徑和階段成效

建構(gòu)以腦科學(xué)為導(dǎo)向的課程體系，讓學(xué)習(xí)過程可見。課程與課堂是學(xué)校教育的主陣地、主渠道，尤其是在“雙減”政策背景下，如何減負(fù)增效向課堂教學(xué)要質(zhì)量，如何促進(jìn)腦科學(xué)從“實(shí)驗(yàn)室”走進(jìn)“教室”，如何推動(dòng)學(xué)校教師成為“大腦的變革者”，必須要發(fā)揮課程的“中介作用”，搭建科學(xué)系統(tǒng)的“腦·育”課程框架。成都教科院把以腦科學(xué)為導(dǎo)向的“腦·育”課程體系構(gòu)建和實(shí)施作為區(qū)域推進(jìn)的最重要路徑，以“腦·育，讓學(xué)習(xí)可見”為指導(dǎo)思想，先后開展了腦·育先行課例研究，腦·育專項(xiàng)課例研究、腦·育學(xué)科融合課例研究，初步構(gòu)建了腦·育課程體系。

一是構(gòu)建實(shí)施腦·育專項(xiàng)訓(xùn)練課程。基于腦科學(xué)的教育目標(biāo)體系包括有機(jī)知識(shí)體系、強(qiáng)大認(rèn)知能力和持久學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。其中，學(xué)生需要提升注意、記憶、思維、反應(yīng)、自控、心理韌性以及情緒調(diào)節(jié)等大腦核心學(xué)習(xí)能力，也需要了解大腦的結(jié)構(gòu)功能、工作原理、學(xué)習(xí)策略、科學(xué)保護(hù)和提升等基礎(chǔ)知識(shí)，這也是一線教師得以順利開展腦科學(xué)教育的理論基礎(chǔ)。對(duì)此，項(xiàng)目組引進(jìn)北京師范大學(xué)腦科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的研究成果《腦與心理發(fā)展》階梯課程資源，以心理教師和班主任為實(shí)施主體，對(duì)注意、記憶、思維、反應(yīng)和自控力等核心學(xué)習(xí)能力進(jìn)行了專項(xiàng)課程實(shí)踐。專項(xiàng)課程通過大腦故事、腦科學(xué)體驗(yàn)活動(dòng)、腦科學(xué)導(dǎo)航、大腦測(cè)評(píng)與訓(xùn)練等進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，以達(dá)到對(duì)大腦核心學(xué)習(xí)能力進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練和提升的目的。以全國展示課《捕捉螢火蟲——腦科學(xué)視域下小學(xué)生集中注意力訓(xùn)練》為例，教師以注意分散的兩種不同大腦加工機(jī)制（參與目標(biāo)導(dǎo)向的自上而下的注意，參與刺激驅(qū)動(dòng)的自下而上的注意）為理論基礎(chǔ)，以“尋找螢火蟲—鎖定螢火蟲—捕捉螢火蟲”三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)為明線，以“自動(dòng)注意—主動(dòng)注意—控制注意”為暗線，綜合運(yùn)用體驗(yàn)式游戲、討論、閱讀、訓(xùn)練等教學(xué)方法，將注意力相關(guān)的腦科學(xué)知識(shí)和積極的大腦塑造觀貫穿課堂始終，從而引導(dǎo)學(xué)生了解注意分散的普遍性和集中注意的腦機(jī)制，幫助學(xué)生訓(xùn)練增強(qiáng)注意力的基本方法，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)提升大腦能力的積極態(tài)度。

二是構(gòu)建探索腦·育學(xué)科融合課程。基于腦科學(xué)的學(xué)習(xí)能力提升，要與現(xiàn)行國家課程有機(jī)融合，才能對(duì)教師帶來持久的影響力，才能在學(xué)校教育中產(chǎn)生強(qiáng)大的生命力。項(xiàng)目組發(fā)揮教科院學(xué)科教學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)，積極探索以腦科學(xué)為導(dǎo)向的學(xué)科融合課程研究。首先，引導(dǎo)試點(diǎn)學(xué)校以課題研究的方式探索腦科學(xué)與具體學(xué)科的結(jié)合研究，如《基于腦科學(xué)的小學(xué)數(shù)學(xué)核心學(xué)習(xí)能力養(yǎng)成實(shí)踐研究》《腦科學(xué)為導(dǎo)向的小學(xué)語文主題式閱讀教學(xué)策略研究》《腦科學(xué)導(dǎo)向下小學(xué)體育教學(xué)提高學(xué)生反應(yīng)力的策略與實(shí)踐》等。其次，鼓勵(lì)語文、數(shù)學(xué)、英語、體育、音樂等各學(xué)科教師開展腦科學(xué)融合教學(xué)研究。如在語言類學(xué)科教學(xué)中，可以適當(dāng)講授其中的腦科學(xué)原理，靈活運(yùn)用想象、聯(lián)想、意義、直觀、諧音等諸多方法，有意識(shí)地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)記憶，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)、方法與能力的同步提升。以小學(xué)數(shù)學(xué)《腦力大比拼——腦科學(xué)視域下小學(xué)生數(shù)學(xué)思維力培養(yǎng)》一課為例，教師選取數(shù)學(xué)課堂中的經(jīng)典游戲“算24點(diǎn)”為教學(xué)載體，一方面繼續(xù)鞏固加、減、乘、除四則運(yùn)算數(shù)學(xué)能力，另一方面遵循兒童腦的發(fā)展規(guī)律，利用樹形圖將學(xué)生隱性思維顯性化，促進(jìn)學(xué)生大腦思維的順向和逆向發(fā)展，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。同時(shí)通過讓學(xué)生初步感知與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)相關(guān)的大腦科普知識(shí)，理解大腦是如何處理數(shù)學(xué)知識(shí)的，幫助他們樹立起主動(dòng)關(guān)注自身大腦發(fā)展的意識(shí)。該執(zhí)教教師陽艷霞指出，大腦的發(fā)展與教育無處不在，在課堂教學(xué)中做到學(xué)科與腦科學(xué)的無痕結(jié)合，讓學(xué)習(xí)過程可見，是未來學(xué)科“腦·育”課程的前進(jìn)方向。

以腦科學(xué)為導(dǎo)向的課程系列研究正逐步改善著教師的觀念，促進(jìn)了教師由以前單純關(guān)注知識(shí)教學(xué)、考試教學(xué)轉(zhuǎn)向更關(guān)注運(yùn)用腦科學(xué)規(guī)律和方法開展教學(xué)，吸引了更多的教師參與“因腦施教”的教學(xué)變革行動(dòng)中。結(jié)合了腦科學(xué)的學(xué)科課堂，可以更好地尊重學(xué)生的生理特點(diǎn)和心理需求，更加符合學(xué)生的大腦認(rèn)知規(guī)律，使課堂呈現(xiàn)主動(dòng)積極、生機(jī)勃勃的樣態(tài)。

開展以腦科學(xué)為導(dǎo)向的實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)，讓大腦“燃”起來。腦科學(xué)與教育的結(jié)合，不僅需要進(jìn)入課堂主陣地，在課程上進(jìn)行系統(tǒng)建構(gòu)，還需要融入生動(dòng)活潑的校園文化活動(dòng)中，讓腦科學(xué)知識(shí)普及起來，讓學(xué)生的大腦“燃”起來，在豐富新穎的趣味性、體驗(yàn)性活動(dòng)中發(fā)展出促進(jìn)學(xué)生身心健康、善學(xué)樂學(xué)的良好氛圍。

腦育試點(diǎn)學(xué)校成都市經(jīng)開區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校開展了“魔法校園——腦科學(xué)嘉年華”大型游園活動(dòng)。嘉年華活動(dòng)特設(shè)展示區(qū)和體驗(yàn)區(qū)，展示區(qū)呈現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)意科幻畫作品、創(chuàng)意表情投票區(qū)、學(xué)科思維導(dǎo)圖區(qū)和科學(xué)創(chuàng)意展示區(qū)。體驗(yàn)區(qū)則設(shè)置了創(chuàng)意DIY體驗(yàn)區(qū)、思維游戲體驗(yàn)區(qū)和腦科學(xué)互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)等。思維游戲區(qū)通過各種思維游戲工具，訓(xùn)練學(xué)生的專注力、手眼協(xié)調(diào)能力，激發(fā)全腦思維；腦科學(xué)互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)則通過腦機(jī)設(shè)備讓學(xué)生感受大腦的神奇，盡情開啟大腦運(yùn)動(dòng)。

腦育試點(diǎn)學(xué)校溫江區(qū)鵬程小學(xué)開展了“育體育心? 燃腦提質(zhì)”主題嘉年華活動(dòng)，設(shè)計(jì)研發(fā)了“眼疾手快”“反應(yīng)力燈”“六角反應(yīng)球”“飛行模擬”等28類反應(yīng)力游戲，讓學(xué)生寓教于樂，在活動(dòng)中提高專注力、思維力、反應(yīng)力，讓學(xué)生在活動(dòng)中感受“腦科學(xué)”的神奇力量。

腦育試點(diǎn)學(xué)校錦江外國語小學(xué)則開展了“腦·育融合課程學(xué)科嘉年華活動(dòng)”，通過“最強(qiáng)大腦”社團(tuán)體驗(yàn)活動(dòng)，如“汽車華容道”“記憶棋”“七巧板”“電碰迷宮”“挖空心思”等游戲，在快樂中促進(jìn)了學(xué)生專注力、反應(yīng)力、記憶力、思維力和自控力的訓(xùn)練。

此外，有的學(xué)校還運(yùn)用“正念冥想”等訓(xùn)練方法，堅(jiān)持每天全校午休時(shí)間開展“5分鐘冥想活動(dòng)”，以放松調(diào)節(jié)大腦狀態(tài)，提升專注力、自控力、情緒調(diào)節(jié)能力等，促進(jìn)學(xué)生身心健康發(fā)展。

建設(shè)以腦科學(xué)為導(dǎo)向的物理空間，讓腦科學(xué)在學(xué)校落地生根。通過技術(shù)賦能，打造腦科學(xué)普及和應(yīng)用的物理空間，是成都教科院推動(dòng)腦科學(xué)與教育深度融合的另一條路徑，有利于師生對(duì)腦科學(xué)有更直觀的學(xué)習(xí)和體驗(yàn)，有利于腦科學(xué)在學(xué)校落地生根。

2021年，成都市教科院在北師大腦與學(xué)習(xí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專家團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，以技術(shù)賦能教育，落地建成市級(jí)“心理腦育中心”。該中心以“腦育，讓學(xué)習(xí)可見”為指導(dǎo)思想，集腦科學(xué)與心理學(xué)的科普宣傳、教學(xué)研究、教師培訓(xùn)、數(shù)據(jù)采集及應(yīng)用等多種功能為一體的體驗(yàn)式中心。中心引入腦科學(xué)前沿研究成果，設(shè)計(jì)了科普展示墻，購置了智腦儀、腦模型、益智教具、腦科學(xué)測(cè)評(píng)系統(tǒng)、互動(dòng)腦電訓(xùn)練儀等設(shè)備，供師生體驗(yàn)學(xué)習(xí)、研究實(shí)踐。如智腦儀采用腦電數(shù)據(jù)采集技術(shù)，通過采集人的電腦波信號(hào)，結(jié)合腦電反饋儀將大腦皮層的腦電活動(dòng)實(shí)時(shí)反饋，并有選擇性地通過反饋訓(xùn)練增加特定的腦電活動(dòng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)狀態(tài)，使腦功能得到有效改善。此外，中心還運(yùn)用大腦認(rèn)知測(cè)訓(xùn)系統(tǒng)，開展了三輪基于腦科學(xué)的學(xué)習(xí)能力測(cè)評(píng)，參與學(xué)生達(dá)8000余人次。目前該中心已接待了楊雄里、蘇國輝等中國科學(xué)院院士，以及來自北京、廣州、沈陽、西安、昆明、青島、重慶等市教育代表團(tuán)2000余人次參觀考察。中心的建成在全市發(fā)揮了積極的示范作用，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)校對(duì)腦科學(xué)導(dǎo)向下的物理空間建設(shè)，推動(dòng)腦科學(xué)在學(xué)校落地生根。

近四年來，成都市區(qū)域性推進(jìn)“腦科學(xué)與未來教育”的行動(dòng)路徑和階段成果，促進(jìn)了腦科學(xué)研究成果在基礎(chǔ)教育實(shí)踐中的真實(shí)應(yīng)用，為解碼學(xué)生心智成長規(guī)律、破解“課堂教學(xué)黑箱”進(jìn)行了有益探索。今后，在黨的二十大報(bào)告關(guān)于“實(shí)施科教興國戰(zhàn)略，強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”的重要戰(zhàn)略指引下，成都教育將進(jìn)一步探索以腦科學(xué)為導(dǎo)向的基礎(chǔ)教育教學(xué)新樣態(tài)，開發(fā)適用于本土化的腦育課程資源和教學(xué)指南等，為腦科學(xué)研究從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)W校教室，加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系，貢獻(xiàn)成都教育智慧。

責(zé)任編輯：邢曉鳳