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推荐序1
架设起脑科学与教育的桥梁

教育是人类动用各种手段,获取知识和技能、塑造人的心智的社会性活动,教育与以阐明脑的工作原理和机制为目标的脑科学(神经科学)有着千丝万缕的联系。

脑科学是当代前沿科学之一,解析脑的奥秘是人类认知面临的重大挑战。之所以这么说,首先是因为大脑是一个极其复杂的系统,它所包含的神经细胞总数达860亿,这些细胞并非独立存在,而是通过数量高于神经细胞数千倍的突触联结起来,形成神经环路。这种环路是大脑实施某一特殊功能的基本单元。进而,神经环路的结构和活动方式并非一成不变,而是处于动态变化之中。更重要的是,脑具有高度的可塑性,其形态、结构以及活动方式,随着机体的发育、所处环境的改变,在其功能实施的过程中不断改变,从而又增加了解析的难度。从认识世界的视角而言,对脑的研究是一种所谓的自我指涉性(self-referential)研究,即认识的主体——脑对其自身的研究,存在固有的哲学上的困难,这不可避免地为这一领域的发展设置了障碍。

近年来,随着技术上的巨大进步和认识上的突破,我们对脑的工作原理和机制的认识发生了革命性的变化。人们清楚地认识到,人脑的高级功能(如感知、认知、思维、智力等)是多个神经环路相互作用所形成的脑的大型神经网络活动的结果。在这样一种神经网络中,单个神经细胞的活动都是处于不同区域、不同层次的众多神经细胞活动的综合,从根本上来说,各类信号在时间域和空间域中的分布模式,才对这些高级功能的实施具有关键的意义。这就好比一首交响曲,决定其产生听觉印象的,并非单个音符所发出的声音,而是一群音符组合起来所形成的旋律。在脑科学的其他领域,研究进展也十分迅速,认识到脑的可塑性是学习、记忆等生理过程的生物学基础,就是其中的突出成果。所有这些研究清楚地表明,对脑的活动及其工作原理和机制的认识,对于教育至关重要。这必然引起人们对教育神经科学研究的高度重视。

在这样的背景下,法国神经科学家斯坦尼斯拉斯·迪昂撰写的《脑与意识》《脑与阅读》《脑与数学》《精准学习》等著作相继出版。迪昂是法国科学院院士、国际著名的认知科学大家,在认知研究的许多领域中都有杰出的贡献。他的这些著作深入浅出、生动地阐述了教育神经科学的基础和研究进展,引起了社会各界的强烈反响。

《精准学习》一书,可谓教育神经科学的概论,对大脑如何进行学习做了全景式的系统阐述,用扎实的证据说明,为什么学习能力是人脑最伟大的才能,介绍了学习的四大核心支柱,同时也精当地阐述了与学习有关的其他方面,例如,注意和睡眠在学习过程中的重要性等。在另外三本书中,作者更是对“计算”“阅读”“意识”等三个迥然不同的专题,以一位认知科学家的视角,分别做了细致的剖析。

在《脑与数学》一书中,这位数学认知领域公认的权威科学家,综合对数学思维过程的认识,以及对人类计算能力、先天禀赋的理解,改变了我们数学学习的观念,改进了数学的教育方式。《脑与阅读》则涉及人类阅读之谜。作者对人脑阅读能力的形成、发展,以及对如何重塑大脑及其行为所作的深入思考,耐人寻味。

他在《脑与意识》一书中,对有着“世界之结”称谓的意识问题进行讨论,用丰富的实验资料,解析了人类主观意识的客观规律,对梦的神经机制作了引人入胜的分析。他以实证方法确定了意识现象涌现的必要条件,从而提出了有关意识的“全脑神经工作空间”的富有启发性的假说。特别需要指出的是,在这些著作中,作者自然地把自己的研究成果融入其中,从而在全景式的画面上展示了个人的特色。

他在这套书中就某些特殊问题提出了自己的观点,值得我们深思。例如,他对“人工智能”和人脑学习能力的比较是一个既有理论高度又有现实意义的重要问题。特别是机器人ChatGPT的问世,颠覆了人类固有的思维定势,引起了人类社会的恐慌。对这个问题作正确的引导,将会促进社会的进步,而误导性的舆论,则有可能引起灾难性的后果。作者适时地提出了自己的观点,促使人们尽可能以冷静的态度对这场炙热的讨论做出自己正确的判断。

另一个例子是关于“人脑并非白板”的论述。作者认为,在人脑中对应某种文化学习的神经结构和功能是由遗传和进化决定的,这些结构与功能联结在人类文明开启之前就已经存在。文化学习的过程,就是借助人脑的可塑性,把遗传、进化决定的有关神经资源重新分配给“文化学习”这一新功能,使之获得对高级文化进行编码的能力。这就意味着,由进化、遗传决定的神经结构和功能,会对后天的文化学习产生重大的影响。简言之,人脑并非白板,而是在出生时就携带着由进化、遗传所带来的痕迹,因此,要想使数学、第二语言、科学等学科的学习更有成效,都必须找到与之相应的“神经环境”。这些论述生动地体现了作者对论述主题的出色把握,以及对内容的精准驾驭,充分显示了一位科学大家的风采,这些著作在国际上所引起的热烈反响是完全可以理解的。

迪昂院士的这套书,架设起了脑科学与教育间的桥梁。脑科学研究所取得的大量成果,对教育显然具有重要的意义,而教育实践又会对脑科学研究提出更高的要求。这套书所显示的双向促进作用,赋予了这种交流更丰富的内涵。迪昂院士的这些著作,不仅对于从事脑科学及相关研究的专家们有重要的参考价值,对教育实践者有指导意义,对于广大读者提高知识素养也大有裨益。

丛书的主编周加仙研究员,二十多年来一直致力于教育神经科学的专业发展与研究工作。2010年,她邀请迪昂院士来华东师范大学,担任该校教育神经科学研究中心的荣誉教授,双方从而建立了长期的合作研究关系。她本人就是教育神经科学领域中一位优秀的专家,在探索中国文字学习、数学学习对脑、认知与行为的影响,在运用人脑学习的规律提升教育的质量方面,卓有成绩,且对中文、英文均驾驭自如,是翻译此类著作的不二人选。她不仅组织了翻译团队,还亲自参与翻译,并校译了全部译文,保证了译文的准确流畅。相信这套丛书的出版,不仅会促进我国教育神经科学的基础研究,也将有力地推动教育实践和教育决策走向科学化的进程。


中国科学院院士,复旦大学教授
2023年2月28日 sw7mnugrwB62T9YZJYz38Nh/hxUqulsliCvnpMKH0RqpHEhnv6H+38twT4r2KJcK

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