架設起腦科學與教育的橋梁

教育是人類動用各種手段，獲取知識和技能、塑造人的心智的社會性活動，教育與以闡明腦的工作原理和機制為目標的腦科學(神經(jīng)科學)有著千絲萬縷的聯(lián)系。

腦科學是當代前沿科學之一，解析腦的奧秘是人類認知面臨的重大挑戰(zhàn)。之所以這么說，首先是因為大腦是一個極其復雜的系統(tǒng)，它所包含的神經(jīng)細胞總數(shù)達 860 億，這些細胞并非獨立存在，而是通過數(shù)量高于神經(jīng)細胞數(shù)千倍的突觸聯(lián)結(jié)起來，形成神經(jīng)環(huán)路。這種環(huán)路是大腦實施某一特殊功能的基本單元。進而，神經(jīng)環(huán)路的結(jié)構(gòu)和活動方式并非一成不變，而是處于動態(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)以及活動方式，隨著機體的發(fā)育、所處環(huán)境的改變，在其功能實施的過程中不斷改變，從而又增加了解析時的難度。從認識世界的視角而言，對腦的研究是一種所謂的自我指涉性(self-referential)研究，即認識的主體腦對其自身的研究，存在固有的哲學上的困難，這不可避免地為這一領域的發(fā)展設置了障礙。

近年來，隨著技術上的巨大進步和認識上的突破，我們對腦的工作原理和機制的認識發(fā)生了革命性的變化。人們清楚地認識到，人腦的高級功能 ( 如感知、認知、思維、智力等 ) 是多個神經(jīng)環(huán)路相互作用所形成的腦的大型神經(jīng)網(wǎng)絡活動的結(jié)果。在這樣一種神經(jīng)網(wǎng)絡中，單個神經(jīng)細胞的活動都是處于不同區(qū)域、不同層次的眾多神經(jīng)細胞活動的綜合，從根本上來說，各

類信號在時間域和空間域中的分布模式，才對這些高級功能的實施具有關鍵的意義。這就好比一首交響曲，決定其產(chǎn)生聽覺印象的，并非單個音符所發(fā)出的聲音，而是一群音符組織起來所形成的旋律。在腦科學的其他領域，研究進展也十分迅速，認識到腦的可塑性是學習、記憶等生理過程的生物學基礎，就是其中的突出成果。所有這些研究清楚地表明，對腦的活動及其工作原理和機制的認識，對于教育至關重要。這必然引起人們對教育神經(jīng)科學研究的高度重視。

在這樣的背景下，法國神經(jīng)科學家斯坦尼斯拉斯 ·迪昂撰寫的《腦與意識》《腦與閱讀》《腦與數(shù)學》《精準學習》等著作相繼出版。迪昂是法國科學院院士，在認知研究的許多領域中都有杰出的貢獻，是國際著名的認知科學大家。他的這些著作深入淺出、生動地闡述了教育神經(jīng)科學的基礎和進展，引起了社會各界的強烈反響。

《精準學習》一書，可謂教育神經(jīng)科學的概論，對大腦如何進行學習做了全景式的系統(tǒng)闡述，用扎實的證據(jù)說明，為什么學習能力是人腦最偉大的才能；介紹了學習的四大核心支柱；同時也精當?shù)仃U述了與學習有關的其他方面，例如，注意和睡眠在學習過程中的重要性等。在另外三本書中，作者更是對計算閱讀意識等三個迥然不同的專題，以一位認知科學家的視角，分別做了細致的剖析。

在《腦與數(shù)學》一書中，這位數(shù)學認知領域公認的權(quán)威科學家，綜合對 數(shù)學思維過程的認識，以及對人類計算能力、先天稟賦的理解，改變了我們 數(shù)學學習的觀念，改進了數(shù)學的教育方式�！赌X與閱讀》則涉及人類閱讀之 謎。作者對人腦閱讀能力的形成、發(fā)展，以及對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》一書中，對有著世界之結(jié)稱謂的意識問題進行討 論，用豐富的實驗資料，解析了人類主觀意識的客觀規(guī)律，對夢的神經(jīng)機制 作了引人入勝的分析。他以實證方法確定了意識現(xiàn)象涌現(xiàn)的必要條件，從而 提出了有關意識的全腦神經(jīng)工作空間的富有啟發(fā)性的假說。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，值得我們深思。例 如，他對人工智能和人腦學習能力的比較是一個既有理論高度又有現(xiàn)實 意義的重要問題。特別是機器人 ChatGPT 的問世，顛覆了人類固有的思維 定勢，引起了人類社會的恐慌。對這個問題作正確的引導，將會促進社會的 進步，而誤導輿論，則有可能引起災難性的后果。作者適時地提出了自己 的觀點，促使人們盡可能以冷靜的態(tài)度對這場炙熱的討論做出自己正確的 判斷。

另一個例子是關于人腦并非白板的論述。作者認為，在人腦中對應 某種文化學習的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能是由遺傳和進化決定的，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。文化學習的過程，就是借助人腦的可塑 性，把遺傳、進化決定的有關神經(jīng)資源重新分配給文化學習這一新功 能，使之獲得對高級文化進行編碼的能力。這就意味著，由進化、遺傳決定 的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能，會對后天的文化學習產(chǎn)生重大的影響。簡言之，人腦并非白板，而是在出生時就攜帶著由進化、遺傳所帶來的痕跡，因此，要想使數(shù)學、第二語言、科學等學科學習更有成效，都必須找到與之相應的神經(jīng)環(huán)境。這些論述生動地體現(xiàn)了作者對論述主題的出色把握，以及對內(nèi)容的精準駕馭，翔實地顯示了一位科學大家的風采，這些著作在國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，架設起了腦科學與教育間的橋梁。腦科學研究所取得的大量成果，對教育顯然具有重要的意義，而教育實踐又會對腦科學研究提出更高的要求。這套叢書所顯示的雙向促進作用，賦予了這種交流更豐富的內(nèi)涵。迪昂院士的這些著作，不僅對于從事腦科學及相關研究的專家們有重要的參考價值，對教育實踐者有指導意義，對于廣大讀者提高知識素養(yǎng)也大有裨益。

這套書的主編周加仙研究員，20 多年來一直致力于教育神經(jīng)科學的專業(yè)發(fā)展與研究工作。2010 年，她邀請迪昂院士來華東師范大學，擔任該校教育神經(jīng)科學研究中心的榮譽教授，二者從而建立了長期的合作研究關系。她本人就是教育神經(jīng)科學領域中一位優(yōu)秀的專家，在探索中國文字學習、數(shù)學學習對腦、認知與行為的影響，在運用人腦學習的規(guī)律，提升教育的質(zhì)量方面，卓有成績，且對中文、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隊，還親自參與翻譯，并校譯了全部譯文，保證了譯文的準確流暢。相信這套叢書的出版，不僅會促進我國教育神經(jīng)科學的基礎研究，也將有力地推動教育實踐和教育決策走向科學化的進程。

中國科學院院士，復旦大學教授

2023 年 2 月 28 日