架設(shè)起腦科學(xué)與教育的橋梁

教育是人類動(dòng)用各種手段，獲取知識(shí)和技能、塑造人的心智的社會(huì)性活動(dòng)，教育與以闡明腦的工作原理和機(jī)制為目標(biāo)的腦科學(xué)(神經(jīng)科學(xué))有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

腦科學(xué)是當(dāng)代前沿科學(xué)之一，解析腦的奧秘是人類認(rèn)知面臨的重大挑戰(zhàn)。之所以這么說(shuō)，首先是因?yàn)榇竽X是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，它所包含的神經(jīng)細(xì)胞總數(shù)達(dá) 860 億，這些細(xì)胞并非獨(dú)立存在，而是通過數(shù)量高于神經(jīng)細(xì)胞數(shù)千倍的突觸聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成神經(jīng)環(huán)路。這種環(huán)路是大腦實(shí)施某一特殊功能的基本單元。進(jìn)而，神經(jīng)環(huán)路的結(jié)構(gòu)和活動(dòng)方式并非一成不變，而是處于動(dòng)態(tài)變化之中。更重要的是，腦具有高度的可塑性，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及活動(dòng)方式，隨著機(jī)體的發(fā)育、所處環(huán)境的改變，在其功能實(shí)施的過程中不斷改變，從而又增加了解析時(shí)的難度。從認(rèn)識(shí)世界的視角而言，對(duì)腦的研究是一種所謂的自我指涉性(self-referential)研究，即認(rèn)識(shí)的主體腦對(duì)其自身的研究，存在固有的哲學(xué)上的困難，這不可避免地為這一領(lǐng)域的發(fā)展設(shè)置了障礙。

近年來(lái)，隨著技術(shù)上的巨大進(jìn)步和認(rèn)識(shí)上的突破，我們對(duì)腦的工作原理和機(jī)制的認(rèn)識(shí)發(fā)生了革命性的變化。人們清楚地認(rèn)識(shí)到，人腦的高級(jí)功能 ( 如感知、認(rèn)知、思維、智力等 ) 是多個(gè)神經(jīng)環(huán)路相互作用所形成的腦的大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的結(jié)果。在這樣一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)都是處于不同區(qū)域、不同層次的眾多神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)的綜合，從根本上來(lái)說(shuō)，各

類信號(hào)在時(shí)間域和空間域中的分布模式，才對(duì)這些高級(jí)功能的實(shí)施具有關(guān)鍵的意義。這就好比一首交響曲，決定其產(chǎn)生聽覺印象的，并非單個(gè)音符所發(fā)出的聲音，而是一群音符組織起來(lái)所形成的旋律。在腦科學(xué)的其他領(lǐng)域，研究進(jìn)展也十分迅速，認(rèn)識(shí)到腦的可塑性是學(xué)習(xí)、記憶等生理過程的生物學(xué)基礎(chǔ)，就是其中的突出成果。所有這些研究清楚地表明，對(duì)腦的活動(dòng)及其工作原理和機(jī)制的認(rèn)識(shí)，對(duì)于教育至關(guān)重要。這必然引起人們對(duì)教育神經(jīng)科學(xué)研究的高度重視。

在這樣的背景下，法國(guó)神經(jīng)科學(xué)家斯坦尼斯拉斯 ·迪昂撰寫的《腦與意識(shí)》《腦與閱讀》《腦與數(shù)學(xué)》《精準(zhǔn)學(xué)習(xí)》等著作相繼出版。迪昂是法國(guó)科學(xué)院院士，在認(rèn)知研究的許多領(lǐng)域中都有杰出的貢獻(xiàn)，是國(guó)際著名的認(rèn)知科學(xué)大家。他的這些著作深入淺出、生動(dòng)地闡述了教育神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)和進(jìn)展，引起了社會(huì)各界的強(qiáng)烈反響。

《精準(zhǔn)學(xué)習(xí)》一書，可謂教育神經(jīng)科學(xué)的概論，對(duì)大腦如何進(jìn)行學(xué)習(xí)做了全景式的系統(tǒng)闡述，用扎實(shí)的證據(jù)說(shuō)明，為什么學(xué)習(xí)能力是人腦最偉大的才能；介紹了學(xué)習(xí)的四大核心支柱；同時(shí)也精當(dāng)?shù)仃U述了與學(xué)習(xí)有關(guān)的其他方面，例如，注意和睡眠在學(xué)習(xí)過程中的重要性等。在另外三本書中，作者更是對(duì)計(jì)算閱讀意識(shí)等三個(gè)迥然不同的專題，以一位認(rèn)知科學(xué)家的視角，分別做了細(xì)致的剖析。

在《腦與數(shù)學(xué)》一書中，這位數(shù)學(xué)認(rèn)知領(lǐng)域公認(rèn)的權(quán)威科學(xué)家，綜合對(duì) 數(shù)學(xué)思維過程的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)人類計(jì)算能力、先天稟賦的理解，改變了我們 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的觀念，改進(jìn)了數(shù)學(xué)的教育方式。《腦與閱讀》則涉及人類閱讀之 謎。作者對(duì)人腦閱讀能力的形成、發(fā)展，以及對(duì)如何重塑大腦及其行為所作 的深入思考，耐人尋味。

他在《腦與意識(shí)》一書中，對(duì)有著世界之結(jié)稱謂的意識(shí)問題進(jìn)行討 論，用豐富的實(shí)驗(yàn)資料，解析了人類主觀意識(shí)的客觀規(guī)律，對(duì)夢(mèng)的神經(jīng)機(jī)制 作了引人入勝的分析。他以實(shí)證方法確定了意識(shí)現(xiàn)象涌現(xiàn)的必要條件，從而 提出了有關(guān)意識(shí)的全腦神經(jīng)工作空間的富有啟發(fā)性的假說(shuō)。特別需要指 出的是，在這些著作中，作者自然地把自己的研究成果融入其中，從而在全 景式的畫面上展示了個(gè)人的特色。

他在這套書中就某些特殊問題提出了自己的觀點(diǎn)，值得我們深思。例 如，他對(duì)人工智能和人腦學(xué)習(xí)能力的比較是一個(gè)既有理論高度又有現(xiàn)實(shí) 意義的重要問題。特別是機(jī)器人 ChatGPT 的問世，顛覆了人類固有的思維 定勢(shì)，引起了人類社會(huì)的恐慌。對(duì)這個(gè)問題作正確的引導(dǎo)，將會(huì)促進(jìn)社會(huì)的 進(jìn)步，而誤導(dǎo)輿論，則有可能引起災(zāi)難性的后果。作者適時(shí)地提出了自己 的觀點(diǎn)，促使人們盡可能以冷靜的態(tài)度對(duì)這場(chǎng)炙熱的討論做出自己正確的 判斷。

另一個(gè)例子是關(guān)于人腦并非白板的論述。作者認(rèn)為，在人腦中對(duì)應(yīng) 某種文化學(xué)習(xí)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能是由遺傳和進(jìn)化決定的，這些結(jié)構(gòu)與功能聯(lián) 結(jié)在人類文明開啟之前就已經(jīng)存在。文化學(xué)習(xí)的過程，就是借助人腦的可塑 性，把遺傳、進(jìn)化決定的有關(guān)神經(jīng)資源重新分配給文化學(xué)習(xí)這一新功 能，使之獲得對(duì)高級(jí)文化進(jìn)行編碼的能力。這就意味著，由進(jìn)化、遺傳決定 的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能，會(huì)對(duì)后天的文化學(xué)習(xí)產(chǎn)生重大的影響。簡(jiǎn)言之，人腦并非白板，而是在出生時(shí)就攜帶著由進(jìn)化、遺傳所帶來(lái)的痕跡，因此，要想使數(shù)學(xué)、第二語(yǔ)言、科學(xué)等學(xué)科學(xué)習(xí)更有成效，都必須找到與之相應(yīng)的神經(jīng)環(huán)境。這些論述生動(dòng)地體現(xiàn)了作者對(duì)論述主題的出色把握，以及對(duì)內(nèi)容的精準(zhǔn)駕馭，翔實(shí)地顯示了一位科學(xué)大家的風(fēng)采，這些著作在國(guó)際上所引起的熱烈反響是完全可以理解的。

迪昂院士的這套書，架設(shè)起了腦科學(xué)與教育間的橋梁。腦科學(xué)研究所取得的大量成果，對(duì)教育顯然具有重要的意義，而教育實(shí)踐又會(huì)對(duì)腦科學(xué)研究提出更高的要求。這套叢書所顯示的雙向促進(jìn)作用，賦予了這種交流更豐富的內(nèi)涵。迪昂院士的這些著作，不僅對(duì)于從事腦科學(xué)及相關(guān)研究的專家們有重要的參考價(jià)值，對(duì)教育實(shí)踐者有指導(dǎo)意義，對(duì)于廣大讀者提高知識(shí)素養(yǎng)也大有裨益。

這套書的主編周加仙研究員，20 多年來(lái)一直致力于教育神經(jīng)科學(xué)的專業(yè)發(fā)展與研究工作。2010 年，她邀請(qǐng)迪昂院士來(lái)華東師范大學(xué)，擔(dān)任該校教育神經(jīng)科學(xué)研究中心的榮譽(yù)教授，二者從而建立了長(zhǎng)期的合作研究關(guān)系。她本人就是教育神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中一位優(yōu)秀的專家，在探索中國(guó)文字學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)腦、認(rèn)知與行為的影響，在運(yùn)用人腦學(xué)習(xí)的規(guī)律，提升教育的質(zhì)量方面，卓有成績(jī)，且對(duì)中文、英文均駕馭自如，是翻譯此類著作的不二人選。她不僅組織了翻譯團(tuán)隊(duì)，還親自參與翻譯，并校譯了全部譯文，保證了譯文的準(zhǔn)確流暢。相信這套叢書的出版，不僅會(huì)促進(jìn)我國(guó)教育神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究，也將有力地推動(dòng)教育實(shí)踐和教育決策走向科學(xué)化的進(jìn)程。

中國(guó)科學(xué)院院士，復(fù)旦大學(xué)教授

2023 年 2 月 28 日