脑科学对教育的启示及其应用

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1、脑科学对教育的启示及其应用脑科学对教育的启示及其应用杨元魁杨元魁东南大学学习科学研究中心东南大学学习科学研究中心儿童发展与学习科学教育部重点实验室儿童发展与学习科学教育部重点实验室中国科协中国科协“做中学做中学”科学教育改革实验项目教学中心科学教育改革实验项目教学中心江苏汉博教育培训中心江苏汉博教育培训中心2013.12.18 2013.12.18 辽宁沈阳辽宁沈阳2003年，国际心智、脑和教育学会（年，国际心智、脑和教育学会（IMBES）成立，这是基于实证的神经教育学诞生的标成立，这是基于实证的神经教育学诞生的标志志神经教育学基于学习科学的研究之上，但是神经教育学基于学习科学的研究之上，但是

2、它本身不属基础研究学科，也就是说，它它本身不属基础研究学科，也就是说，它主主要不是发现学习的规律，而是在运用已经发要不是发现学习的规律，而是在运用已经发现的规律，来解决教育问题现的规律，来解决教育问题，和所有教育学，和所有教育学一样是一门应用科学，更像工程学和医一样是一门应用科学，更像工程学和医学学也和传统的教育学一样，需要考虑不同文化也和传统的教育学一样，需要考虑不同文化和历史背景的独特性，考虑价值取向，必须和历史背景的独特性，考虑价值取向，必须和教育实践紧密相连和教育实践紧密相连学习科学对学习的共识学习科学对学习的共识注重教，也注重学注重教，也注重学创设学习环境创设学习环境 适合的刺激适合

3、的刺激建立在学习者已有知识上的重要性建立在学习者已有知识上的重要性反思的重要性反思的重要性剑桥学习科学手册，剑桥学习科学手册，2009对于儿童来说，学习的最佳方法是建立在基于原有对于儿童来说，学习的最佳方法是建立在基于原有知识基础的环境中学习；如果教学没有包含学生的知识基础的环境中学习；如果教学没有包含学生的已有知识，那么学生学到的知识仅够其通过考试，已有知识，那么学生学到的知识仅够其通过考试，而在课堂之外，持有的依然是错误的前概念而在课堂之外，持有的依然是错误的前概念新的学习科学关注教学技巧，也关新的学习科学关注教学技巧，也关注学生的学习过程。注学生的学习过程。2003年，年，“国际心智、脑

4、与教育学会国际心智、脑与教育学会”成立成立2002年，东南大学成立了我国第一个年，东南大学成立了我国第一个“学习科学研究中心学习科学研究中心”2011年年9月月22-24日日 美国纽约科学院举办了美国纽约科学院举办了“学习的认知神经科学：对教育的启示学习的认知神经科学：对教育的启示”研讨会研讨会总结：神经教育学将改变总结：神经教育学将改变对国家教育政策的讨论对国家教育政策的讨论改变学习、教学和教师的培养改变学习、教学和教师的培养2013年年8月，教育部启动了月，教育部启动了“脑与学习科学专项研究计划脑与学习科学专项研究计划”，召开了两次专家研召开了两次专家研讨会讨会中国认知科学学会中国认知科学

5、学会，成立于，成立于2011年年2013年年11月月30日在北京召开了第一届学术大会启动会日在北京召开了第一届学术大会启动会第一届学术大会将于第一届学术大会将于2014年年6月月28-30日在北京举行日在北京举行皮亚杰是第一个把教育视为科皮亚杰是第一个把教育视为科学，并进行实证研究的科学家，学，并进行实证研究的科学家，他在他在5050年前就对教育研究的发年前就对教育研究的发展作出了正确的预言。展作出了正确的预言。我确信，在生命和精神之间，或是说在生物我确信，在生命和精神之间，或是说在生物和心理之间不存在边界。当一个有机体基于和心理之间不存在边界。当一个有机体基于他已获得的经验，并适应新的环境时

6、，那就他已获得的经验，并适应新的环境时，那就是心理过程。是心理过程。 皮亚杰皮亚杰 1969年年GardnerGardner提出未来需要的五种心智提出未来需要的五种心智1)专业的心智，至少学一种专业，需要十年的过程，或者转向和其他不同的专业磨合2)综合的心智，当大量知识流过你的视野时，你需要去关联、理解和评估这些来自不同领域和地方的信息 3)创新的心智，因此你就能建立新的工作领域4)尊重别人的心智，不能不宽容和不尊重别人5)伦理心智，以使你的工作不仅是出自于自己的兴趣，也为改善所有人的生活质量而努力儿童学习者在很多方面区别于成人，对儿童学习者的研究显示学习随着时间的推移呈现出动态图景。 在某些

7、特殊领域，比如生物学和物理学的因果关系、数、语言等，婴儿和幼儿具有极强的好学易学的先天素质 儿童缺乏知识和经验，但并不缺乏推理能力 早慧的知识可以起动学习过程，但由于有限的经验和逻辑思维系统的不完善，儿童的知识包含错误概念 儿童能够通过纯粹的意愿和努力学习，但当儿童被要求学习他并不具优势的领域时则需要具备有目的的学习策略1414学习科学对儿童学习者的研究学习科学对儿童学习者的研究儿童需要理解学习的含义，需要反思他们自己和别人的学习，元认知技能为学习提供了策略性的能力儿童是问题的解决者，又是问题的制造者儿童的好奇心和坚持性需要得到成人的支持和帮助1515学习科学对儿童学习者的研究学习科学对儿童学

8、习者的研究主要内容主要内容一、脑的基本原理一、脑的基本原理二、执行功能与学习二、执行功能与学习三、情绪与学习三、情绪与学习四、具体学科的学习四、具体学科的学习一、脑的基本原理一、脑的基本原理什么是脑什么是脑?脑是人最重要的器官脑是人最重要的器官人之所以独特因为人有独特的脑，脑死亡人之所以独特因为人有独特的脑，脑死亡了实际上作为人的主要特征就不复存在了了实际上作为人的主要特征就不复存在了脑是世界上我们接触到的最复杂的系统脑是世界上我们接触到的最复杂的系统脑的基本结构单元脑的基本结构单元神经元神经元 神经元神经元 Neuron 细胞体细胞体 Cell Body轴突轴突Axon树突树突Dendrit

9、e人脑中含有数千亿人脑中含有数千亿(1011)的神经元的神经元突触（突触（Synapse）神神经经元元与与神神经经元元之之间间，或或神神经经元元与与非非神神经经细细胞胞之之间间的的一一种种特特化化的的细细胞胞连接，称为连接，称为突触突触。突触是神经元之间进行突触是神经元之间进行联联系系和和生生理理活活动动的的关关键键性结构。性结构。出生时看到第一张面孔出生时看到第一张面孔神经剪除神经剪除人出生时，大脑皮层的每个神经元有大约人出生时，大脑皮层的每个神经元有大约2500个突触；两到三岁时，每个神经元突触个突触；两到三岁时，每个神经元突触的数目达到大约的数目达到大约15000个；成年以后，每个神个；

10、成年以后，每个神经元突触的数目大约是经元突触的数目大约是7500个。个。人的经历决定哪个连接将被加强，哪个将被人的经历决定哪个连接将被加强，哪个将被修剪；反复被激活的连接将得到保存。修剪；反复被激活的连接将得到保存。突触生长和剪除突触生长和剪除面孔识别的特异性面孔识别的特异性在发育不同阶段突触连接和密度的变化在发育不同阶段突触连接和密度的变化通常说灰质变化是一个通常说灰质变化是一个倒倒U 型型的曲线的曲线大脑皮层大脑皮层5-20岁人脑的发育岁人脑的发育01481216年龄年龄 语言语言高级认知功能高级认知功能369-3-6月月 年年 感觉通路感觉通路（视觉、听觉）（视觉、听觉）发展速度发展速度

11、我们只使用了我们只使用了10%的脑吗？的脑吗？10%的说法是怎么开始的？的说法是怎么开始的？可能始于对爱因斯坦所说的话的错误引用；可能始于对爱因斯坦所说的话的错误引用；也有可能源于也有可能源于1908年年WilliamJames的一句话，他的一句话，他写到：写到：“我们只使用了我们所有心理和生理资源我们只使用了我们所有心理和生理资源的一小部分。的一小部分。没有科学证据表明我们只使用了没有科学证据表明我们只使用了10%的脑！的脑！我们使用了全部的脑！我们使用了全部的脑！只使用只使用10%的脑意味着什么？的脑意味着什么？睡眠与学习睡眠与学习不同年龄阶段所需要的睡眠时间不同年龄阶段所需要的睡眠时间出

12、生时出生时 16小时小时7岁岁 10.5小时小时14岁岁 8.5小时小时21岁岁 7.75小时小时睡眠有两种基本的形式：睡眠有两种基本的形式：慢波睡眠、快速眼动睡眠慢波睡眠、快速眼动睡眠睡眠对记忆的影响睡眠对记忆的影响近年的大量研究发现：近年的大量研究发现：“在发生新认知之后稍微睡一会儿，能巩在发生新认知之后稍微睡一会儿，能巩固和提高从新经验中学习的后期影响固和提高从新经验中学习的后期影响”大脑在慢波睡眠过程中记住陈述性或情景大脑在慢波睡眠过程中记住陈述性或情景记忆的内容记忆的内容非陈述性记忆（技能）则是在快速眼动睡非陈述性记忆（技能）则是在快速眼动睡眠过程中被编码存储眠过程中被编码存储睡眠问

13、题睡眠问题世界卫生组织对世界卫生组织对14个国家，个国家，15个地区，个地区，25916位基层医疗系统就诊的病人调查位基层医疗系统就诊的病人调查显示：有显示：有27%的人有睡眠问题。的人有睡眠问题。中国睡眠研究会公布的结果是中国成中国睡眠研究会公布的结果是中国成年人失眠发生率为年人失眠发生率为38.2%，而，而50%的学的学生缺少睡眠。生缺少睡眠。 （大众科技报（大众科技报20090322）中小学生睡眠不足的主要原因中小学生睡眠不足的主要原因学校上学时间过早：尤其是中学学校上学时间过早：尤其是中学择校：学校离家远，需要早起择校：学校离家远，需要早起作业太多作业太多兴趣班、辅导班兴趣班、辅导班上

14、海市副市长沈晓明教授领衔的上海市副市长沈晓明教授领衔的“睡眠对儿睡眠对儿童生长发育影响的研究及其应用童生长发育影响的研究及其应用”获得获得2011年国家科技进步二等奖年国家科技进步二等奖对目前中小学校作息制度的改革提出建议，对目前中小学校作息制度的改革提出建议，并以上海市部分中小学校为试点进行了干预并以上海市部分中小学校为试点进行了干预效果评价，完成了通过研究推动干预措施出效果评价，完成了通过研究推动干预措施出台，再到措施效果评估的完整应用台，再到措施效果评估的完整应用建议不妨考虑适当减少学生的家庭作业，早建议不妨考虑适当减少学生的家庭作业，早上到校时间推迟半个小时上到校时间推迟半个小时左脑左

15、脑or右脑？右脑？大脑优势？大脑优势？左半脑左半脑语言语言 数学数学 逻辑逻辑 右半脑右半脑空间能力空间能力 面部识别面部识别 美术美术 音乐音乐每个脑半球都优先支每个脑半球都优先支配着某些行为。当然，配着某些行为。当然，一般来说普通人的两一般来说普通人的两个半脑协同工作，它个半脑协同工作，它们之间通过胼胝体联们之间通过胼胝体联系并传递信息。系并传递信息。没有科学证据表明创造性水平与右半没有科学证据表明创造性水平与右半球的活动之间存在着相关性球的活动之间存在着相关性同样，也没有科学证据表明分析性与同样，也没有科学证据表明分析性与逻辑性思维依赖于左脑，或者左脑是逻辑性思维依赖于左脑，或者左脑是专

16、门负责数学与阅读的专门负责数学与阅读的科学家们认为，虽然脑的两个半球的科学家们认为，虽然脑的两个半球的功能存在不对称性，但是并不是分开功能存在不对称性，但是并不是分开来运行的，而是共同完成所有的认知来运行的，而是共同完成所有的认知任务任务在教育上划分所谓的在教育上划分所谓的“左脑左脑”和和“右脑右脑”是错误的！是错误的！任何所谓的任何所谓的“左脑教育左脑教育”、“右脑右脑教育教育”、“左脑开发左脑开发”、“右脑开右脑开发发”也都是错误的！也都是错误的！环环境境基基因因身身体体行行为为脑脑家庭、学校、家庭、学校、同伴、社区、同伴、社区、文化文化4646压力与学习压力与学习HPA轴：轴：下丘脑垂体

17、肾上腺下丘脑垂体肾上腺短促而强烈的情绪刺激使短促而强烈的情绪刺激使我们自卫或形成强烈而持我们自卫或形成强烈而持久的记忆久的记忆适当的应激状态使我们的适当的应激状态使我们的记忆能够改进记忆能够改进早期的忽视和虐待早期的忽视和虐待长期慢性的压力长期慢性的压力会使会使HPA激素系统异常激素系统异常人人在在恐恐惧惧等等负负面面情情绪绪的的影影响响下下，进进行行高高级级思思维维的的前前额额叶叶皮皮层层激激活活下下降降，一一些些神神经经元元会会变变得得“静静寂寂”，而而无无法法工工作作。一一些些恐恐怖怖的的记记忆忆会会保保留留得得很很长长久久，甚甚至至影影响响一一生生。恐恐惧惧对对儿儿童童的的影影响响最大

18、，因为儿童的情绪控制能力较弱。最大，因为儿童的情绪控制能力较弱。神神经经科科学学家家已已经经发发现现：长长期期存存在在的的慢慢性性压压力力，会会使使学学生生身身体体受受到到长长期期的的严严重重损损害害，并并使使海海马马萎缩。萎缩。用科学概念表达用科学概念表达“减负减负”二、执行功能与学习二、执行功能与学习儿童发展和学习的两大基石儿童发展和学习的两大基石执行功能（执行功能（ExecutiveFunction）情绪能力（情绪能力（EmotionalCompetence）执行功能执行功能广义上来讲，执行功能是指对个体的意识和广义上来讲，执行功能是指对个体的意识和行为进行监督和控制的各种操作过程。行为

19、进行监督和控制的各种操作过程。包括三个方面：包括三个方面：抑制控制（抑制控制（inhibitorycontrol）工作记忆（工作记忆（workingmemory）认知灵活性（认知灵活性（cognitiveflexibility）许多学习问题和障碍都与执行功能的发展水许多学习问题和障碍都与执行功能的发展水平密切相关！平密切相关！执行功能的重要性执行功能的重要性可以有效地预测学业成绩可以有效地预测学业成绩是一个终身发展的过程是一个终身发展的过程与额叶的发育水平密切相关！与额叶的发育水平密切相关！额叶额叶是执行功能的是执行功能的神经科学基础神经科学基础包括四个部分：包括四个部分：-外侧前额叶皮层外侧

20、前额叶皮层-腹内侧前额叶皮层腹内侧前额叶皮层-额极额极-内侧额叶皮层内侧额叶皮层（1）抑制控制）抑制控制执行功能的核心成分，决定多种心理过程如执行功能的核心成分，决定多种心理过程如何协同工作。何协同工作。典型测试：白天典型测试：白天-黑夜任务、延迟满足黑夜任务、延迟满足要求儿童看到实验者出示画有太阳的卡片时，就要求儿童看到实验者出示画有太阳的卡片时，就报告晚上；而当实验者出示画有月亮的卡片时就报告晚上；而当实验者出示画有月亮的卡片时就报告白天。报告白天。抑制控制差带来的问题：执行力差，拖延。抑制控制差带来的问题：执行力差，拖延。冲动控制冲动控制延迟满足延迟满足（2）工作记忆）工作记忆信息的意识

21、加工，有点类似于电脑的内存，是有一定容量的。工作记忆让我们用已有的信息来整合当前的感觉信息，使我们可以有意识、有效地操作记忆（如思考、谈论、背诵），从而保证将其存储在长时记忆中。工作记忆不是孤立的通往长时记忆的通道，相反，大多数进入脑的感觉信息只是暂时的。记忆的信息加工模型记忆的信息加工模型工作记忆的时间和容量工作记忆的时间和容量如果没有背诵或持续的注意，在工作记忆如果没有背诵或持续的注意，在工作记忆中的信息只能保持大约中的信息只能保持大约15-20秒秒神奇的数字神奇的数字“7”工作记忆的容量问题：电话号码、音阶的音工作记忆的容量问题：电话号码、音阶的音符数、一个星期的天数，等等符数、一个星期

22、的天数，等等工作记忆容量的年龄特征工作记忆容量的年龄特征5岁儿童只能岁儿童只能2 （2）个数字）个数字7岁时，平均回忆岁时，平均回忆3个数字个数字11岁时，平均回忆岁时，平均回忆5个数字个数字几乎每两年增加一个，直到几乎每两年增加一个，直到15岁岁外侧前额叶皮层可能为外侧前额叶皮层可能为存储于其它皮层区域中存储于其它皮层区域中信息的维持提供了瞬时信息的维持提供了瞬时的缓冲的缓冲数学能力与工作记忆数学能力与工作记忆数学计算几乎都与数学计算几乎都与“工作记忆工作记忆”密切相关，密切相关，工作记忆的容量决定了计算的精度和准确工作记忆的容量决定了计算的精度和准确度。度。一般而言，工作记忆较弱的儿童其数

23、一般而言，工作记忆较弱的儿童其数学学能力能力一般也不好一般也不好，通过执行功能的训练，通过执行功能的训练可以取得较好的结果。可以取得较好的结果。此外，有很多儿童空间工作记忆较差，将此外，有很多儿童空间工作记忆较差，将来学习几何的时候会出现很多问题来学习几何的时候会出现很多问题，尤其，尤其是辅助线问题。是辅助线问题。（3）认知灵活性）认知灵活性包括注意的保持性、灵活性、规则转换的能包括注意的保持性、灵活性、规则转换的能力等力等所谓的所谓的“粗心粗心”，主要是，主要是注意的保持性注意的保持性和和灵灵活性活性方面的问题方面的问题没有没有“不专心不专心”这回事，脑总是专注于某些这回事，脑总是专注于某些

24、事情所谓事情所谓“不专心不专心”，只不过是孩子或学生，只不过是孩子或学生没有专注于我们所认为的有意义或重要的事没有专注于我们所认为的有意义或重要的事情，也就是说，注意具有选择性情，也就是说，注意具有选择性红红绿绿注意忽视注意忽视数学中的规则转换数学中的规则转换儿童的朴素认儿童的朴素认知对学习的影响知对学习的影响威斯康辛卡片分类任务威斯康辛卡片分类任务可以考察额叶功能可以考察额叶功能外侧前额叶皮层损伤的外侧前额叶皮层损伤的病人完成该任务存在困病人完成该任务存在困难难不同年龄阶段的儿童完不同年龄阶段的儿童完成情况也不一样成情况也不一样可以采用该任务对儿童可以采用该任务对儿童的额叶功能进行评估的额叶

25、功能进行评估提高执行功能和学业水平的最好方法提高执行功能和学业水平的最好方法鼓励儿童的热情和兴趣，带给他们快乐和鼓励儿童的热情和兴趣，带给他们快乐和自豪感；自豪感；降低儿童的压力降低儿童的压力鼓励儿童积极锻炼身体鼓励儿童积极锻炼身体给儿童归属感和社会认同感给儿童归属感和社会认同感给学生足够的机会重复练习执行功能，并给学生足够的机会重复练习执行功能，并逐步提高练习水平逐步提高练习水平执行功能发展的干预方法执行功能发展的干预方法注意力和动作协调性的干预注意力和动作协调性的干预沿着一条直线或曲线走沿着一条直线或曲线走手上拿着一个汤匙，汤匙手上拿着一个汤匙，汤匙里面放满水，要求不能洒里面放满水，要求不

26、能洒出来出来手里拿一个铃铛，走的过手里拿一个铃铛，走的过程中铃铛不能响程中铃铛不能响三、情绪与学习三、情绪与学习儿童发展和学习的两大基石儿童发展和学习的两大基石情绪能力（情绪能力（EmotionalCompetence）执行功能（执行功能（ExecutiveFunction）“学习力学习力”的心理学和神经科学解释的心理学和神经科学解释情感推动注意，注意推动学习情感推动注意，注意推动学习RobertSylwester为什么能够成功为什么能够成功,情商起决定性作用情商起决定性作用王选王选AlllearninghasanemotionalbasePlato情绪和情绪能力情绪和情绪能力情绪是个体心理体

27、验的重要组成部分情绪是个体心理体验的重要组成部分功能主义学派认为情绪是个体与环境意义事功能主义学派认为情绪是个体与环境意义事件之间关系的心理现象，具有建立、维持和件之间关系的心理现象，具有建立、维持和改变个体与外界关系的功能，因此情绪的这改变个体与外界关系的功能，因此情绪的这种功能被广泛地认为是一种能力，即情绪能种功能被广泛地认为是一种能力，即情绪能力力情绪的成分情绪的成分生理激活：包括自主神经系统和中枢神经生理激活：包括自主神经系统和中枢神经系统的激活系统的激活外显表情：面部表情、语音、姿势外显表情：面部表情、语音、姿势内在体验：即主观体验，每种具体情绪的内在体验：即主观体验，每种具体情绪的

28、主观体验都不一样主观体验都不一样基本情绪基本情绪基本情绪在不同的文化中差异很小，具有基本情绪在不同的文化中差异很小，具有跨文化的普遍共性，有以下六种：跨文化的普遍共性，有以下六种：高兴（高兴（Happy）愤怒（愤怒（Anger）悲伤（悲伤（Sad）惊讶（惊讶（Surprise）恐惧（恐惧（Fear）厌恶（厌恶（Disgust）面部表情面部表情恐惧情绪恐惧情绪社会情绪社会情绪社会情绪是指在社会性发展过程中形成的情社会情绪是指在社会性发展过程中形成的情绪，需要较多社会经历的卷入，与文化密切绪，需要较多社会经历的卷入，与文化密切相关。相关。自我意识情绪：对自己情绪的理解和表达，包自我意识情绪：对自己

29、情绪的理解和表达，包括自豪、自信、害羞、括自豪、自信、害羞、羞耻、尴尬、愧疚、骄羞耻、尴尬、愧疚、骄傲傲等等。等等。指向他人的情绪：他人情绪的理解和反应，包指向他人的情绪：他人情绪的理解和反应，包括同情、同感、羡慕、妒忌等等。括同情、同感、羡慕、妒忌等等。社会情绪能力社会情绪能力社会情绪所产生的功能同样被认为是一种社会情绪所产生的功能同样被认为是一种能力，称之为社会情绪能力能力，称之为社会情绪能力，即指，即指在社会在社会情景中做出有效的和适当的行为的能力情景中做出有效的和适当的行为的能力。Phillip（2007）等根据研究需要，将社会情等根据研究需要，将社会情绪能力定义为和他人进行友好的互动

30、（不绪能力定义为和他人进行友好的互动（不羞涩也不退缩），表现出亲社会行为（与羞涩也不退缩），表现出亲社会行为（与别人分享、友好地态度），很少表现出攻别人分享、友好地态度），很少表现出攻击性和破坏性行为击性和破坏性行为。最重要的两种社会情绪能力最重要的两种社会情绪能力同感（同感（empathy）感同身受的能力感同身受的能力自尊（自尊（self-esteem）通过胜任某件事情，建立起来的一种成通过胜任某件事情，建立起来的一种成就感和自信感就感和自信感同感（同感（Empathy）的定义及特征）的定义及特征Singer(2006)认为同感是指对他人情绪和精神认为同感是指对他人情绪和精神状态的理解及对其

31、行为的推测。同时指出同状态的理解及对其行为的推测。同时指出同感是指这样的能力：感是指这样的能力：1）产生同感的人处于一种情绪状态下；）产生同感的人处于一种情绪状态下；2）这种情绪与另一个人的情绪是同形的；）这种情绪与另一个人的情绪是同形的；3）这种情绪是通过观察或者模仿另一个人的情绪）这种情绪是通过观察或者模仿另一个人的情绪而产生的；而产生的；4）产生同感的人能意识到自己当前情绪产生的原）产生同感的人能意识到自己当前情绪产生的原因在于他人而非自身。因在于他人而非自身。相关研究结果相关研究结果5-7岁的孩子中，看到自己母亲苦恼的表情岁的孩子中，看到自己母亲苦恼的表情却一点都不担心的孩子，长大以后

32、极有可却一点都不担心的孩子，长大以后极有可能具有能具有“反社会反社会”倾向。倾向。研究者认为，研究者认为，“培养孩子对他人需要的注培养孩子对他人需要的注意和关怀意和关怀”可能是预防他们日后品行不端可能是预防他们日后品行不端的有效方法。的有效方法。干预的方法：游戏、角色扮演、情绪识别干预的方法：游戏、角色扮演、情绪识别和表达的训练。和表达的训练。镜像神经元镜像神经元镜像神经元镜像神经元（mirrorneurons）是脑内一组）是脑内一组特定的神经元特定的神经元最初在猴脑的前运动皮最初在猴脑的前运动皮层腹侧的位置发现层腹侧的位置发现人脑中的镜像神经元系统人脑中的镜像神经元系统大量研究表明人脑中同样

33、存在能够匹配观大量研究表明人脑中同样存在能够匹配观察到的行为和自己执行行为的镜像神经元察到的行为和自己执行行为的镜像神经元系统系统这些结果表明镜像神经系统可能是人类进这些结果表明镜像神经系统可能是人类进行模仿学习的基础，进而也是人类心理理行模仿学习的基础，进而也是人类心理理论的获得、同感能力、社会交往等的神经论的获得、同感能力、社会交往等的神经机制机制同感的神经基础同感的神经基础镜像神经元镜像神经元两名同学之间的亲密合作两名同学之间的亲密合作杨元魁杨元魁,叶兆宁叶兆宁. “做中学做中学”对小学生同感能力发展的对小学生同感能力发展的影响影响. 课程课程教材教材教法，教法，2011，31（5）：）

34、：82-86基基线线中性中性正性正性负负性性0.10.20.30.40.50.60.70.80.91高水平高水平组组低水平低水平组组不同同感能力水平的儿童在不同同感能力水平的儿童在不同不同情绪诱发情绪诱发下的皮电水平变化下的皮电水平变化Wisconsin大学大学RichardDavidson研究团队对脑研究团队对脑电前额不对称性（电前额不对称性（FrontalEEGAsymmetry）的）的大量研究工作表明：情绪状态在脑中是侧化大量研究工作表明：情绪状态在脑中是侧化的：的：消极情绪（如悲伤、厌恶和恐惧等）都集中消极情绪（如悲伤、厌恶和恐惧等）都集中在右半脑在右半脑积极情绪（如快乐与幸福感等）都

35、集中在左积极情绪（如快乐与幸福感等）都集中在左半脑半脑因此可以通过脑电对儿童情绪状态进行筛查因此可以通过脑电对儿童情绪状态进行筛查情绪控制的神经基础情绪控制的神经基础由于前额皮层发育不完善，儿童的由于前额皮层发育不完善，儿童的情绪调节能力较差，因此情绪调节能力较差，因此不要当着别人的面批评学生，容易引发不要当着别人的面批评学生，容易引发自卑或退缩自卑或退缩批评要就事论事，不要进行人身攻击批评要就事论事，不要进行人身攻击不要在同班树立学习榜样，这只会导致不要在同班树立学习榜样，这只会导致人际关系紧张人际关系紧张研研究究表表明明：儿儿童童时时期期具具有有的的情情绪绪能能力力，而而不不是是他他们们的

36、的IQ，是是他他们们以以后后生生活活中中能能否否成成功功的的最最好好预预示示；但但是是，目目前前正正规规的的教教育育和和大大部部分分的的家家长长们们，强强调调的的是是认认知知能能力力，忽忽略略了了情情绪绪能能力培养的重要性。力培养的重要性。摘自摘自OECD-CERI学习科学第一次会议纪要学习科学第一次会议纪要五个核心的社会情绪能力五个核心的社会情绪能力（1）自我感知：）自我感知：能准确的评估自己的感觉、兴趣、能准确的评估自己的感觉、兴趣、价值取向和强项，保持一种有充分根据的自信价值取向和强项，保持一种有充分根据的自信的感觉。的感觉。 （2）自我驾驭：）自我驾驭：能调节自己的情绪，以应对压力能调

37、节自己的情绪，以应对压力控制冲动，面对挫折能坚忍不拔，不断的确立控制冲动，面对挫折能坚忍不拔，不断的确立和总结趋向实现个人和学业目标的进展，并能和总结趋向实现个人和学业目标的进展，并能适当的表达自己的情绪。适当的表达自己的情绪。（3）社会感知：）社会感知：能够了解他人的感觉，理解他人能够了解他人的感觉，理解他人的观点，认可和欣赏个人之间和群体之间的异的观点，认可和欣赏个人之间和群体之间的异同。认可和能运用家庭、学校和社区处理人际同。认可和能运用家庭、学校和社区处理人际关系的能力。关系的能力。五个核心的社会情绪能力五个核心的社会情绪能力（4）处理人际关系的能力：）处理人际关系的能力：在人际交往中

38、能正在人际交往中能正确的处理自己的情绪、在合作的基础上建立和确的处理自己的情绪、在合作的基础上建立和维持健康和有益的人际关系、抵制不合理的社维持健康和有益的人际关系、抵制不合理的社会压力、适当防止、驾驭和以适当方式解决人会压力、适当防止、驾驭和以适当方式解决人际冲突、在需要时能寻求帮助。际冲突、在需要时能寻求帮助。 （5）能负责任地做出决策：）能负责任地做出决策：能在考虑伦理规范、能在考虑伦理规范、安全、适当的社会规范、尊重他人、对后果做安全、适当的社会规范、尊重他人、对后果做出考虑之后做出决策；能在特定的学业和社会出考虑之后做出决策；能在特定的学业和社会环境下运用这种决策能力。环境下运用这种

39、决策能力。2011年美国最新的一项对年美国最新的一项对213所开展所开展SEL的学的学校，以及校，以及270,034名接受名接受SEL学习的学生（涵学习的学生（涵盖幼儿园到中学）进行的元分析研究表明，盖幼儿园到中学）进行的元分析研究表明，与控制组相比，参与与控制组相比，参与SEL学习的学生表现出更学习的学生表现出更好的社会和情绪技能、态度、行为以及学习好的社会和情绪技能、态度、行为以及学习成绩成绩建议开展面向幼儿园建议开展面向幼儿园-中学的儿童社会情绪学中学的儿童社会情绪学习课程或项目，促进儿童的全面发展习课程或项目，促进儿童的全面发展社会情绪能力学习社会情绪能力学习十年实践后评测的结果十年实

40、践后评测的结果基于实证性科学基于实证性科学研究基础上的社研究基础上的社会情绪能力学习会情绪能力学习社会情绪能力社会情绪能力改善了自我对他改善了自我对他人和学校的态度人和学校的态度提高了课堂有利提高了课堂有利于学习的氛围于学习的氛围在标准的学习测在标准的学习测试中提高了试中提高了11个个百分点百分点学生获得学生获得行为问题行为问题攻击行为攻击行为消极情绪消极情绪减少因减少因上述原上述原因引起因引起的失败的失败引自引自Durlak.J.A. 等等Child Development （82），），2011 儿童气质儿童气质什么是气质？什么是气质？气质是一种相对稳定的、独立的心理特征，气质是一种相对稳

41、定的、独立的心理特征，是由情绪等衍生来的心理特征，它是人与是由情绪等衍生来的心理特征，它是人与人之间，除了高矮胖瘦等在生理上、或在人之间，除了高矮胖瘦等在生理上、或在智力上的个别差异以外，另一项与生俱来智力上的个别差异以外，另一项与生俱来的个别差异。的个别差异。气质受到先天因素和后天因素的共同影响。气质受到先天因素和后天因素的共同影响。气质的分类气质的分类四种类型（始于四种类型（始于希波克拉底希波克拉底）（）（对吗？对吗？）胆汁质：相当与神经活动强而不均衡型胆汁质：相当与神经活动强而不均衡型多血质：相当于神经活动强而均衡的灵活型多血质：相当于神经活动强而均衡的灵活型粘液质：相当于神经活动强而均

42、衡的安静型粘液质：相当于神经活动强而均衡的安静型抑郁质：相当与神经活动弱型抑郁质：相当与神经活动弱型1-2岁时，如果遇到陌生的人、不熟悉的物体或是事件，会表现出不同的行为反应。气质倾向为高反应组的儿童表现出退缩、躲避、甚至被慑服的情绪和行为反应；而另一组具有低反应气质倾向的儿童，则表现出愿意接近陌生人和不熟悉物体的行为。Kagen按照两岁左右儿童对陌生情景的反应，将前一类儿童归类为具有抑制型（Inhibited）气质的儿童；而后一类则称为非抑制型（Uninhibited）气质的儿童。他们在以后的发展途径，以及成年以后性格形成的过程，表现出不同的特点。KagenKagen的预测：的预测：杏仁核对

43、新奇事物的反应杏仁核对新奇事物的反应可能是构成可能是构成他们气质差异在大脑中的基础。他们气质差异在大脑中的基础。四、具体学科的学习四、具体学科的学习具体的学科具体的学科语言学习语言学习数学学习数学学习科学学习科学学习体育学习体育学习语言的学习语言的学习语言的四个方面语言的四个方面听、说、读、写听、说、读、写脑在生理上为听和说的获得做好了准备脑在生理上为听和说的获得做好了准备Broca区：主要控制语言的产生区：主要控制语言的产生Wernicke区：主要控制语言的理解区：主要控制语言的理解如果早期语言刺激不够丰富，就会影响到听和如果早期语言刺激不够丰富，就会影响到听和说的能力说的能力脑并没有为读写

44、能力而进化出特定的结构脑并没有为读写能力而进化出特定的结构汉字的学习主要是对字形的理解，同音字多汉字的学习主要是对字形的理解，同音字多且没有严格的形且没有严格的形-音对应或者形音对应或者形-音转换规则音转换规则早期家庭环境为早期阅读能力的发展所奠定早期家庭环境为早期阅读能力的发展所奠定的基础非常重要，早期的阅读最好是伴随着的基础非常重要，早期的阅读最好是伴随着语音的教学，不仅仅是看，父母读出来有助语音的教学，不仅仅是看，父母读出来有助于儿童建立于儿童建立“形形-音音”联系联系请注意：不要走向另外一个极端，即追求识请注意：不要走向另外一个极端，即追求识字的数量。识字和阅读不是一个概念字的数量。识

45、字和阅读不是一个概念阅读障碍阅读障碍阅读障碍很常见阅读障碍很常见获得性阅读障碍获得性阅读障碍：先天或后天的脑损伤，以：先天或后天的脑损伤，以及相应视听觉障碍造成的阅读困难及相应视听觉障碍造成的阅读困难发展性阅读障碍发展性阅读障碍：个体在一般智力、动机、：个体在一般智力、动机、生活环境和教育条件等方面与其他个体没有生活环境和教育条件等方面与其他个体没有差异，也没有明显的视力、听力、神经系统差异，也没有明显的视力、听力、神经系统障碍，但是其阅读成绩明显低于相应年龄的障碍，但是其阅读成绩明显低于相应年龄的应有水平应有水平阅读理解障碍阅读理解障碍阅读理解障碍：是指儿童在阅读时虽然能够正常阅读理解障碍：

46、是指儿童在阅读时虽然能够正常地进行字词解码，拥有正常的词汇量，但地进行字词解码，拥有正常的词汇量，但对语篇对语篇理解上存在严重落后理解上存在严重落后，且这种落后并不是由于智，且这种落后并不是由于智力落后、器质性损伤或情绪问题导致的。力落后、器质性损伤或情绪问题导致的。举例：虽然听写、组词、造句没有问题，但阅读举例：虽然听写、组词、造句没有问题，但阅读成绩差，数学应用题做不了，做了的题也错得很成绩差，数学应用题做不了，做了的题也错得很厉害。如果把这些阅读篇目或应用题读一遍，就厉害。如果把这些阅读篇目或应用题读一遍，就能做对。能做对。干预的方法（干预的方法（1）训练解码速度训练解码速度例如，给出一

47、组无意义的汉字串，例如，给出一组无意义的汉字串，“么州会弄椅么州会弄椅度行度行”，让儿童尽快将呈现的字串朗读出来，让儿童尽快将呈现的字串朗读出来词义训练词义训练例如接龙训练，要求儿童将给出词语的尾字作为例如接龙训练，要求儿童将给出词语的尾字作为首字组词，一直接龙下去。首字组词，一直接龙下去。句法训练句法训练例如句型变换，将例如句型变换，将“把字句把字句”转换为转换为“被字句被字句”句子成分提取：主语、谓语、宾语句子成分提取：主语、谓语、宾语干预的方法（干预的方法（2）记忆的训练记忆的训练工作记忆的训练：数字排序与数字倒背工作记忆的训练：数字排序与数字倒背元认知理解训练元认知理解训练计划：可以一

48、开始给儿童设定问题，让儿童带着计划：可以一开始给儿童设定问题，让儿童带着问题去阅读问题去阅读监控：要求边阅读边标记、做笔记，概括语篇内监控：要求边阅读边标记、做笔记，概括语篇内容容外语学习的问题外语学习的问题在有语境的情况下在有语境的情况下：一般而言，外语教学开：一般而言，外语教学开展得越早，学习的效率和效果就越好，尤其展得越早，学习的效率和效果就越好，尤其是对语法和口音有着重要的影响。是对语法和口音有着重要的影响。研究表明：研究表明：1-3岁的时候将孩子放在外语环境中，脑就会运岁的时候将孩子放在外语环境中，脑就会运用左半球加工语法信息，就像母语者一样。用左半球加工语法信息，就像母语者一样。4

49、-6岁开始学习外语，就意味着脑要通过两个半岁开始学习外语，就意味着脑要通过两个半球来加工语法信息。球来加工语法信息。11岁以后开始学习外语，脑成像的研究发现其激岁以后开始学习外语，脑成像的研究发现其激活模式已经发生异常。活模式已经发生异常。外语学习的问题外语学习的问题这是不是意味着我们要从很小就开始进行外语这是不是意味着我们要从很小就开始进行外语教学？教学？我们是否有必要让孩子从小就开始学习外语？我们是否有必要让孩子从小就开始学习外语？请注意，一般情况下我们孩子学习外语是没有请注意，一般情况下我们孩子学习外语是没有语境的。很多的研究也表明，语境的。很多的研究也表明，在无语境的情况在无语境的情况

50、下下，尽管青少年和成年人学习外语的困难较大，尽管青少年和成年人学习外语的困难较大，但是也可以学会，并且学得很好。但是也可以学会，并且学得很好。外语学习的首要因素：从语音开始，要多听！外语学习的首要因素：从语音开始，要多听！外语启蒙老师的口音要好！外语启蒙老师的口音要好！数学的学习数学的学习数学学习的神经基础数学学习的神经基础数学能力涉及非常复杂的神经回路，但一般认为数学能力涉及非常复杂的神经回路，但一般认为顶叶在各种各样的数学运算中发挥了重要的作用，顶叶在各种各样的数学运算中发挥了重要的作用，这个区域的损坏会对数学能力造成巨大的破坏这个区域的损坏会对数学能力造成巨大的破坏数学能力的提高伴随着前

51、额皮层活动水平的降低，数学能力的提高伴随着前额皮层活动水平的降低，这可能是由于脑的效率提高了这可能是由于脑的效率提高了近来的研究发现，人类拥有一个与生俱来的近来的研究发现，人类拥有一个与生俱来的“近近似数字系统似数字系统” ” 以进行以进行估算估算；近似数字系统和在；近似数字系统和在学校的数学能力有关，早期的估算能力可以很好学校的数学能力有关，早期的估算能力可以很好地预测在学校的数学能力地预测在学校的数学能力脑中关于数学的两个原则脑中关于数学的两个原则第一，数学和其他认知领域是分离的，数学第一，数学和其他认知领域是分离的，数学能力与其它认知领域的能力之间没有明显的能力与其它认知领域的能力之间没

52、有明显的相关性。不过，阅读障碍会严重影响题意的相关性。不过，阅读障碍会严重影响题意的理解，对于这部分儿童，传统的纸笔测试不理解，对于这部分儿童，传统的纸笔测试不能有效地考察其数学能力。能有效地考察其数学能力。第二，数学领域所包含的能力之间也能互相第二，数学领域所包含的能力之间也能互相分离。例如，代数好的学生几何未必好，反分离。例如，代数好的学生几何未必好，反之亦然。之亦然。数学的教学数学的教学神经科学研究发现，不同的教学方法为相神经科学研究发现，不同的教学方法为相同的数学知识或技能创造了不同的神经通同的数学知识或技能创造了不同的神经通路。例如，学习路。例如，学习10+10=20死记硬背学习后的

53、提取更强地激活了中顶叶区死记硬背学习后的提取更强地激活了中顶叶区域，并扩展到左角回域，并扩展到左角回策略学习后的提取与前楔叶的激活相联系策略学习后的提取与前楔叶的激活相联系策略教学可以对数学知识产生更牢固的神经编策略教学可以对数学知识产生更牢固的神经编码码数学学习障碍数学学习障碍语义记忆型数学障碍语义记忆型数学障碍对同年龄段其他儿童普遍掌握的数学事实或规则对同年龄段其他儿童普遍掌握的数学事实或规则提取频率低、错误率高，与工作记忆密切相关提取频率低、错误率高，与工作记忆密切相关技能程序型数学障碍技能程序型数学障碍频繁使用不成熟的计算方法，如高年级学生数手频繁使用不成熟的计算方法，如高年级学生数手

54、指头，对计算程序执行的错误率高指头，对计算程序执行的错误率高视觉空间型数学障碍视觉空间型数学障碍不能恰当地排列数字信息、符号混乱、数字遗漏不能恰当地排列数字信息、符号混乱、数字遗漏或颠倒，线条图形认知困难，与视觉有关，也与或颠倒，线条图形认知困难，与视觉有关，也与注意水平有关注意水平有关数学障碍的干预数学障碍的干预加强执行功能的训练（第二部分中已经详述，加强执行功能的训练（第二部分中已经详述，不再赘述）不再赘述）采用多种呈现方式来进行教学采用多种呈现方式来进行教学注重教授学习的策略注重教授学习的策略情感动机干预情感动机干预科学的学习科学的学习Conference on Building Usa

55、ble Knowledge in Mind, Brain, & EducationHarvard Graduate School of EducationOctober 6-8, 2004 即使在概念的改变发生的时候，学生仍然即使在概念的改变发生的时候，学生仍然保留了他们原来的认知和想法，只不过新的保留了他们原来的认知和想法，只不过新的知识抑制了他们原来的认知。知识抑制了他们原来的认知。 Dunber博士提出了一种新的和不同的观点：博士提出了一种新的和不同的观点：前概念前概念神经科学的研究揭示了前概念对后续概念神经科学的研究揭示了前概念对后续概念学习的影响学习的影响当前数据和原有概念一致时，学

56、习和记忆当前数据和原有概念一致时，学习和记忆的区域激活（尾核和副海马区）的区域激活（尾核和副海马区）当前数据和原有概念不一致时，前扣带回当前数据和原有概念不一致时，前扣带回激活，同时背外侧前额皮层、楔形区激活激活，同时背外侧前额皮层、楔形区激活增加增加这意味着错误的前概念只能被压抑住，而这意味着错误的前概念只能被压抑住，而不能被消除掉不能被消除掉科学学习的建议科学学习的建议重视学生的前概念重视学生的前概念围绕核心概念组织教学围绕核心概念组织教学开展探究式科学教育开展探究式科学教育我们需要认识到我们需要认识到神经科学已经作出了重要的教育贡献，在神经科学已经作出了重要的教育贡献，在将来也必定会对教育产生重大的影响，将将来也必定会对教育产生重大的影响，将神经科学应用于教育是大势所趋神经科学应用于教育是大势所趋但是，神经科学不是万能的，当前神经科但是，神经科学不是万能的，当前神经科学的发展水平还远远未能解决或解释所有学的发展水平还远远未能解决或解释所有的教育问题，许多教育问题本身还有待于的教育问题，许多教育问题本身还有待于发现和明确发现和明确谢谢各位老师！谢谢各位老师！