第1章
惠及所有人的教育脑科学

不了解大脑如何学习的教学就像在设计手套时不了解手的样子。如果教室成了学习的场所，那么大脑——学习的器官——就必须被理解和适应。

——莱斯利· A .哈特（ Leslie A.Hart ）
《人类大脑和人类学习》（ Human Brain and Human Learning ）

在我们研究有关学习的科学（即研究大脑如何学习）的早期，我们碰到了文化“防火墙”。每当我们谈到大脑和学习时，家长们总认为与之相关的科学知识只对那些学习有困难、可能被诊断为有学习障碍的学生有用。然而，我们很快就意识到神经科学对所有人都很重要，无论成绩优异的学生（以下简称“优秀学生”），还是经常被忽视的表现一般的学生（以下简称“良好学生”），以及学习有困难的学生。例如，执行功能（即大脑制订计划、组织和执行的能力）对每个人来说都很重要，这种功能与大脑的额叶高度相关。额叶是大脑发育最晚的一个区域，至少到个体25岁左右才完全发育成熟。然而，在教育领域，谈到执行功能通常只是作为一种“障碍”与学生联系在一起。

在从小学、中学到大学、研究生乃至读博士的整个求学过程中，个体的前额叶皮层一直在发育。这个过程虽然受遗传因素的影响，但它自始至终都受到环境、学生的经历及他们对这些经历的反思和解读方式的影响。这就是神经可塑性，而学校无论好坏，无论是否主动参与，都在其中发挥着作用。

让我们仔细看看学校在影响学生执行功能发展方面提供的技能：解决问题、优先排序、提前思考、自我评估、长期规划、评估风险和回报及情绪调节。包括优秀学生、良好学生和学习有困难的学生在内的所有学生在尽力掌握这些技能后都能从中受益（见图1-1）。

然而，执行功能——对学习、工作和生活至关重要的技能，所有学生都能从中受益的技能，学校可以有意识地帮助学生获得的技能——却成为学校不敢谈论的内容。因为一次这样的讨论的最好的情况是导致学生被贴上“有学习障碍”的标签，而最坏的情况是一所学校被认为是为有学习障碍的学生所提供的。

就执行功能而言，至少有20年的发展关键窗口期，在这段时间，学校可以影响学生大脑神经通路的重塑。可悲的是，大多数学校要么忽视这一窗口期，要么对相关研究一无所知，任由具有神经可塑性的大脑自然发展。我们倾向于在小学阶段早期向学生传授教育脑科学方面的知识，然后放手，对年龄越大的学生越是如此，认为他们会边做边学。因此，教育脑科学的真正价值在于我们可以在学校教育的所有阶段帮助所有学生，我们可以帮助他们重塑大脑，让他们成为更好的学习者和学习成绩更好的学生。

通过我们在如何教学、如何评估、如何指导学习方面采取的举措，可以让所有学生都达成以上目标。但要想让这些举措被推广，首先要能够让人们在公共场合谈论它，不让“所有人”这样的关键词被轻易否定，也不让学生被贴上“有学习障碍”这一过于简单的可怕标签。

首先，区分“大脑”（brain）和“心智”（mind）这两个术语至关重要。在我们早期的经验中，总是将这两个词混用。但当听到因记忆研究而闻名的诺贝尔奖得主埃里克·坎德尔博士谈到他的著作《启示的年代》（ The Age of Insight ）时，我们意识到将“大脑”和“心智”混用是不准确的。那么，我们接下来做了什么呢？我们给坎德尔博士发了邮件，他帮助我们厘清了思路。

这门新的心智科学建立在我们的心智和大脑不可分割的原则之上。大脑是一个复杂的器官，具有强大的计算能力——它构建我们的感官体验，调节我们的想法和情绪，控制我们的行动。它不仅负责相对简单的身体活动，如跑步和吃东西；而且负责我们认为代表人类典型特征的复杂行为，如思考、说话和艺术创作。从这个角度来看，我们的心智是由大脑执行的一系列操作。

作为这一领域的教育者，我们用“我们的心智是由大脑进行的一系列操作”这样的表达，让我们的话听起来更可信。

其次，我们发现，谈论“优秀的教学”比谈论“帮助学生更好地学习”会让讨论更顺利。虽然这两者相辅相成，但前者是每个家长都想要的——无论学校的类型、地理位置或经济情况如何，都有可能拥有最好的教学；而后者往往会带来一种反应——“我的孩子不需要任何帮助，你在暗示什么？”

最后，在MBE科学领域有很多关于优秀教学内容的研究，但不包括本书第3章列出的“不合理教学策略清单”和“12项有效的教学策略”。相关研究正在进行中，清单也在继续得到丰富，身为兼具研究人员属性的老师（见第12章）将在完善清单方面发挥至关重要的协同作用。

因此，我们正处于一个可以开始为所有人科普教育脑科学的时刻。我们可以通过优秀的教学来帮助所有学生重塑大脑，以提升他们的心智能力。而“优秀的教学”并不是一种虚无缥缈的说法，它涉及老师进行或不进行哪些教学实践。这些实践的具体性质看起来会有所不同，会随着课堂环境而有所变化，但现在有足够多的MBE科学研究来验证它们并列出清单。

是的，我们指的是所有学生——年龄阶段和能力水平各不相同的学生。无论学生“飞得多高”，教育脑科学都能让他们“飞得更高”，甚至还能帮助他们开拓有趣的新方向，以及获得更多的睡眠时间。多数教育类图书都不会特别提及的在大多数学校里表现还不错的“良好学生”，他们可以通过教育脑科学提升自己的技能、知识和信心。即使是学习有困难的学生，教育脑科学也可以提升他们的技能、知识和信心。

教育脑科学不仅会影响老师开展哪些教学实践及学校或教育部门的管理者如何设定教学实践执行要求的标准，还会影响家长要求学校开展哪些教学实践。因此，我们写这本书的目的有两个：一是告诉你以上描述的科学性；二是展示被MBE科学验证的教学实践都有哪些。

假设我们现在参与一场关于神经科学如何真正让优秀学生、良好学生和学习有困难的学生都受益的讨论，我们可以思考一下该怎么做。我们认为，第一步是让老师掌握神经发育模式的知识，因为研究表明，这是提高学生学习效果的关键一步。

截至2016年，存在四种神经发育培养模式：神经科学与课堂模式，大脑定向教学模式，心智培养模式，“大脑与学习”模式。这些模式的研究水平、实际应用水平各不相同，但都表明了可以将学术研究领域的思想转化为老师可用的训练形式。

此外，《大脑定向教学模式》（ The Brain Targeted Teaching Model ）一书的作者，美国约翰霍普金斯大学教育学院教授玛丽亚·哈迪曼的研究也指出这种训练能提高学生的学习能力。我们知道，有些老师想要采用一种可持续的方式，以研究为基础去改变自己的教学实践并评估这种尝试的影响。因此，我们希望《教育脑科学》这本书能满足这些老师的需求。

最重要的是，这些模式给老师提供了一个神经发育的视角，通过它，老师既能以俯瞰的视角观察每个学生和他们的学习进度或课堂情况，又能以日常视角观察他们每周或每天的课堂情况。

例如，我们把心智培养模式和霍华德·加德纳（Howard Gardner）的多元智能理论进行对比。对加德纳的多元智能理论的一个常见误解是，老师应该根据每个学生的优势（语言、数学、运动、音乐、人际关系、内心成长）量身定制教学方法，这其实是一种神经学谬论，就和“左右脑”一样。其实，老师不应该根据每个学生的优势来量身定制教学方法。尽管每个学生都有自己的学习偏好，但研究证明，所有学生都是在老师采用多种教学方法时学得最好。主题不同，最佳的教学方法也不同。老师应该根据学习内容进行区分，而不是根据学生的学习风格。不幸的是，这种对加德纳的理论的曲解非常普遍。

对加德纳的多元智能理论更准确的解释是存在个体差异——每个人都在一些方面做得更好，在另一些方面做得较差。心智培养模式的框架有三个层次的分类，类似加德纳的多元智能理论的精细分类。我们这里所说的是以大脑的神经发育需求为基础的层次，其中八个最广泛的分类类别是记忆、注意、语言、空间秩序、时间秩序、神经运动功能、社会认知和高阶认知。

心智培养模式最初被设想为一种描述学习有困难的学生的优势和劣势的方法，着眼于帮助他们识别自己的优势和弥补自己的劣势，也就是一种识别和解决个体差异的方法。这种设想很好，而且它完全可以作为实现这种目标的工具，但我们发现它有着更大的作用，即可以让所有学生受益。

在每次我们举办心智培养模式的研讨会时，都会出现顿悟时刻。此刻，老师意识到这种模式的强大之处，即通过它可以从每天、每周的日常视角和俯瞰视角观察和调整他们的课程。每个学科和学科内的每项内容都有其相应的神经发育需求。心智培养模式允许老师将教学内容、教学方法和教学评估这三者对应的神经发育需求保持一致。当他们这样做时，所有学生都会受益，不仅如此，学生们还能看到并理解这种“公平”。

不过心智培养模式的作用远不止于此。老师通过这个视角来看待他们的课程，往往会激发出更具创新性和创造性的教学和评估方式。这有利于提升学生学习的积极性和参与度，并让老师各有特色，这对所有学生都有帮助。另外，这种模式还能帮助老师平衡他们每天和每周对学生的神经发育需求。例如，这种模式下，学生在语言处理、记忆存储和检索方面的信心就不会日复一日地受到打击。

相反，老师在有意识地提出相应神经发育需求之前，总是执着于学科固有的需求，并以此要求学生。此外，通过增加对学生要求的多样性，老师可以使自己的课堂更具有挑战性，同时激发学生参与的积极性。更具挑战性使学生为了获得高分必须掌握更多的神经发育方面的需求。

学习有困难的学生可能会被要求做一些他们认为自己更擅长的事情；优秀学生可能会被要求挑战更高的难度；良好学生也不能总待在舒适区，而会被要求从对他们来说容易的任务转到更难的任务。教给老师学生神经发育的框架，既能激励他们，也能使他们有能力改变教学和评估的模式，并根据学习内容而不是学习风格来调整教学方法。正如前文所说，这些都是被研究证明了能提高学生学习效果的因素。

通过给老师配备一个神经发育框架和一个观察工作的新视角，我们已经在普及教育脑科学的道路上迈出了第一步。通过使用“12项有效的教学策略”中的方法，以及避免使用“不合理教学策略清单”中的方法，我们又向前迈进了两步。在后续章节中，我们还将呈现更多步骤。最后，我们想看看面向所有人的教育脑科学是如何适用于最优秀、最聪明和“飞得最高”的人，从而适用于每个人的。

以评分为主要方式的传统学校考试，对那些善于听老师讲课、阅读课本和记住所见所闻的学生来说很容易。那么，如何提升这些学生的能力呢？如何培养他们的韧性呢？老师可以让他们阅读更多书、记忆更多知识或者缩短完成作业的时间。但这真的会给他们带来压力吗？是，这可能会给他们带来压力，但他们在内心知道自己能够完成这些任务。也许他们有足够清晰的自我认知，知道这些其实是他们擅长做的事情。

做一件你知道如果有更多的时间自己就能做到的事给你带来的“时间不够”的紧迫感，与做一件你知道自己不擅长且结果很可能失败的事让你承受的压力是完全不同的。别担心，我们在第7章中会讲到，如果压力持续时间较短，而且是发生在一个支持性的环境中，那么承受这种可忍受的压力是一件好事。如何让最优秀和最聪明的学生走出他们的舒适区？怎样才能给他们创设这样的环境——让他们意识到要想成功，就必须发展新的能力、知识和信心？神经发育框架提供的知识为老师们提供了一个很好地解答这些问题的工具箱。

为了全面回答这些问题，我们还需要探索教育脑科学涉及的另一个枝蔓——智力的本质。长期以来，我们一直试图给“智力”下定义。当代观点认为，心理测量学意义上的智力、智商和标准化测试是智力的重要组成部分，但不是唯一的组成部分。对“智力”的广义定义还包括创造力，也许还包括人格或社交智力，如韧性、积极性、好奇心和社会认知能力等。

此外，智力并不存在于大脑的某个具体位置，而是涉及大脑各个部分的神经网络，它们共同工作。创造力也是如此。科学家们已经绘制出了负责心理智力和创造性智力的大脑神经网络，不出我们所料，两者的网络并不相同。社交智力的大脑神经网络也与它们不同。这意味着，擅长这三种智力之一的人并不一定就擅长其他两种智力。

来自MBE科学领域的一个重要观点是，智力并不是出生后就固定不变的。先天和后天之争已有定论，答案是两者兼而有之。遗传差异和环境影响会导致个体差异，特别是在幼儿时期。我们都会在某种智力形式上比其他人强或弱。但神经可塑性的存在意味着，当我们在学校里向学生开展教学工作时，我们有可能帮助学生重塑他们的大脑，提高他们的上述三种智力。虽然只是在一定程度上得到提高，但这很重要。

心理智力、创造力和人格或社会认知能力——传统学校强调和鼓励哪一种能力呢？我们认为，多数学校过于强调心理智力而忽略了其他能力，现在是时候纠正这种不平衡了。如果智力是一把三脚凳，无论凳子的三条腿有多么长短不一，它都能立在那里，但你愿意站在那样的凳子上面吗？可见，向所有学生推广广义的智力定义也是普及教育脑科学的一部分。例如，一个学生考试成绩好并不代表他有创造力。神经可塑性意味着我们可以解决这个问题，而看一看学生未来终将踏入的工作领域意味着我们应该解决这个问题。

为了强调这一点，我们可以看看托尼·瓦格纳（Tony Wagner）提出的七项关键能力。这是瓦格纳在采访了数百名商业领袖之后总结出来的，目的是找出年轻人成功所需的技能，以缩小他所说的“全球成就差距”。这些都是职场人士必备的能力，但瓦格纳和很多人都认为，这些能力在已经进入职场的人身上太少见了：

• 批判性思维和问题解决能力；

• 协作能力和领导能力；

• 灵活性和适应性；

• 主动性和创新性；

• 获取信息和分析信息的能力；

• 有效的口头和书面沟通能力；

• 好奇心和想象力。

在瓦格纳的七大生存技能中，哪一项完全依赖于心理智力？哪一项不是？创造力在哪里发挥作用？人格和社会认知能力呢？记住，这些能力是不同的大脑神经网络在发挥作用，拥有较高的心理智力并不意味着你在其他形式的智力方面也很强。学校总是非常关注心理智力，那么其他形式的智力呢？

对那些善于听老师讲课、阅读课本和记住所见所闻的学生来说，大多数的学校作业都很简单。当然，上学也是具有挑战性的，主要是因为有大量的作业，尤其是家庭作业，而不是因为任务的认知复杂性，正如我们将在第10章探讨的那样。学生们取得了优异的成绩，但这样的教育是否反而让他们变得更平庸了呢？想象一下，如果我们能给他们提供所有其他令人惊叹的、具有挑战性的和能深度参与的认知任务会怎样呢？

如果给你一个机会，让你设计一所能真正培养学生们所需的最关键的知识、技能和思维方式的学校，它将会是什么样子？你会采取什么激励措施和给予学生什么样的任务？它是否会像现在的大多数学校一样？

在第10章“家庭作业、睡眠和学习脑”中，我们介绍了斯坦福大学的丹尼斯·波普（Denise Pope）博士称为“应付学业”（doing school）的有害影响。对所有人来说，教育脑科学意味着改变我们的教学实践，产生从“应付学业”到真正学习的根本转变。我们可以看看幼儿园的教室，那里遍布求知欲和学习的内在动机，里面的孩子并不是在“应付学业”，他们在学习的过程中呈现出明显的能量和热情。这种热情会产生什么长远影响？我们如何让每个年级的学生重燃这种学习热情？那将是一项多么惊人的挑战啊！