神經教育學——架起教育學與神經科學的橋梁
教育是人類重要的實踐活動之一。廣義的教育與人類活動相伴隨，有人類活動就有人的學習與教育。人的勞動、生活、社會活動、遊戲活動等和其身體動作、體力、體質直接相關，而人的學習與教育則和其腦、神經繫統、心智密不可分。
神經科學是探討腦與神經繫統活動及規律的科學，在過去相當長的時期內局限在神經解剖與神經繫統整體的研究。20 世紀60 年代以來，隨著細胞生物學、分子生物學、進化生物學、發展生物學的研究，神經科學進入分子、細胞、神經突觸、神經環路、神經繫統、有機體與環境多層次的研究時代。對神經遞質的合成、維持、釋放、受體間的相互作用的研究，對信息傳遞中核酸、蛋白、酶等分子活動序列的研究，及神經突觸信號傳遞的研究，對腦的重要部位如大腦皮層、邊緣繫統、丘腦、海馬、嗅球、視網膜功能的研究，對學習、記憶等腦高級功能的研究等，都提高到一個嶄新的水平。這些矚目的進展展示了一幅神經活動及其機制的精彩畫面，深刻地改變了人類對腦活動與其工作原理的認識，使神經科學成為富有活力的學科之一。
人類對“心智”的探索經歷了從“黑箱”到“灰箱”，再到“晶體”的過程。早期心理物理學對感知覺的研究通過反應時、正確率等指標推知心理過程。20 世紀初，以鐵欽納（Titchener）為代表的內省學派遭到以華生（Watson）為代表的行為主義學派的強烈攻擊。行為主義者認為隻有外在行為纔是客觀的，作為“心靈”的黑箱隻能通過行為分析來還原。20 世紀中葉以後，認知心理學以“人機類比”來取代行為主義的黑箱理論，紐阨爾（Newell）和西蒙（Simon）提出的物理符號繫統假設認為，任何一個繫統如果它的行為表現出智能，就必然具有輸入符號、輸出符號、存儲符號、復制符號、建立符號結構、條件下遷移這六種功能；反過來說，任何一種繫統，如果能執行這六種功能，那麼，它的行為就能表現出智能的特征。由此得出下面三條推論：（1）既然人具有智能，它就一定是一個物理符號繫統；（2）既然計算機是一個物理符號繫統，它就一定能表現出智能，這是人工智能的基本條件；（3）既然人是一個物理符號繫統，計算機也是一個物理符號繫統，那麼就能用計算機模擬人的活動。這樣，人的心智這一“黑箱”就可以通過計算機的物理符號繫統表征它，類比它，使心智“灰箱”化。
神經科學的主要研究對像——腦是復雜的有機體，它由上千億個神經細胞組成，這些細胞又通過百萬億個連接突觸集聚成神經網絡。它是人類認識世界的後疆域，正如神經科學的奠基人卡赫（Cajal）所言，“隻要大腦的奧秘尚未大白天下，宇宙將永遠是個謎”。 20 世紀90 年代以來，隨著認知神經科學的興起，以細胞記錄技術的電生理研究和遺傳學研究等，繪就了神經環路的腦圖景，以腦成像技術繪就了繫統的大腦圖譜，使得心智活動的大腦不再是黑箱而是心智的“晶體”，初步揭開了心智與腦的部分奧秘，實現了腦腦活動的觀察和記錄。人類對心智與腦的認識躍上了新階段。目前對腦的探索與研究成為人類主要的科學目標之一，發達國家及國際組織紛紛推出各自的“腦科學計劃”，推進對腦的基礎研究和應用研究。
長期以來心理學研究和微觀教育學（教學）研究一直停留在“教”與“學”的簡單行為觀察、演繹和推測基礎上，將“教”與“學”內在的心智活動假設為“黑箱”，隻能通過外部的活動條件、外在刺激對教育者、學習者所引起的反應、主觀報告和內省來推測心智活動的特點與規律。神經科學研究的新進展為“教”與“學”提供了更翔實、更精確的神經基礎，但目前對“教”與“學”、自我、意識、心智的神經機制遠未達到全面了解的程度，迫切需要在教育情境的水平和教育活動的整體水平上進行跨層次的交叉研究, 這一跨學科的研究驅動呼喚著神經教育學的誕生。
近年來神經科學與教育學的關繫成為熱門討論話題，概括起來形成了以下幾大熱點：一是各國推出關於神經科學、腦科學與教育的研究計劃，如經濟合作與發展組織（OECD）啟動“學習科學與腦科學研究”, 歐盟啟動“計算技能與腦發育”研究，日本文部科學省啟動“腦科學與教育”研究等；二是關注腦科學與教育的人纔培養，如美國哈佛大學教育學院、英國劍橋大學、日本東京大學，我國東南大學、北京師範大學、華東師範大學、浙江師範大學等都建立了相關的研究生培養項目和相應的研究機構；三是建立相關的學術組織、出版學術刊物，如2003 年成立“國際心智、腦與教育協會”（International
Mind, Brain, and Education Society，簡稱IMBES），哈佛大學創辦了Mind, Brain,
and Education 雜志是標志性事件；四是召開有影響力的學術會議，如OECD、歐盟、中法“做中學”項目分別召開多次有影響的國際會議，IMBES 定期在梵蒂岡召開“心智、腦與教育”的國際研討會，浙江師範大學在杭州永久性舉辦“發展神經科學與早期教育”雙年度國際研討會等；五是發表大量學術論文或研究評論，討論教育與神經科學的關繫。
從整體狀況來講，神經科學與教育的關繫類似於神經科學與醫學的關繫，甚至比與醫學的關繫更復雜。一方面，神經科學是基礎科學，其使命是對神經繫統特別是腦活動奧秘的探索，其研究的深入與精細程度決定我們在教育實踐、醫療實踐對神經活動、心智活動的認識水平和理解水平。另一方面，腦的復雜性不僅是腦的遺傳密碼、分子、細胞水平層面的復雜性，更重要的是它在特定條件與情境形成腦的多樣復雜性：在疾病方面有病變的腦，如自閉癥的腦、帕金森癥的腦、唐氏綜合征的腦、老年痴獃的腦、腦癱的腦、植物狀態的腦等，在發展中形成了胎兒的腦、嬰兒的腦、幼兒的腦、學齡兒童的腦、青少年的腦、成人的腦、老年的腦等，在發展內容方面形成了認知腦、情緒腦、社會腦、文化腦等，在教育中形成數學腦、語言腦、運動腦、科學腦、技能腦、美術腦、音樂腦等，紛呈多樣的腦的形態、結構、功能，特別是多樣的工作機制。這些都從整體層面和廣義生態層面展現了腦的復雜性。
神經科學與教育始終有緊密的相互關聯。神經科學的基本發現、基本理論和基本原理在影響著教育實踐。諸如腦是智能的基礎，腦具有可塑性，腦的發展具有關鍵期，腦功能有能動性，心智與行動有統一性，腦功能是遺傳與環境相互作用的產物，腦與心智有個體差異，等等。在腦與心智研究的基礎上，可以歸納一繫列的教育原則，諸如：基於腦與學習的關繫的以腦為基礎的教育原則，基於腦可塑性的人可“教”與“學”的教育原則，基於腦的早期發育特性的教育應早的教育原則，基於腦發育關鍵期的實時性的教育原則，基於腦發育規律的循序漸進的教育原則，基於腦功能的復雜性的全面與特長教育相結合的教育原則，基於腦功能的能動性的主體性教育原則，基於腦的動機功能的啟發式教育原則，基於心智與行為統一性的“知”與“行”統一的教育原則，基於腦功能是遺傳與環境相互作用產物的優化環境創設的教育原則，基於腦與智能有個體差異的因材施教的教育原則，基於腦的基礎感知功能的直觀性教育原則，基於腦的記憶規律的鞏固性教育原則，基於腦的情緒功能的愉悅性教育原則，基於腦功能的終身可塑性的終身教育原則，等等。總之，神經科學的基本發現和研究積累，充實和豐富了傳統的教育原則。
神經科學與教育結合的重要目標之一是增強其對教育實踐影響的適切性，而不僅僅滿足於對教育原則的充實和豐富。教育適切性實現的方式是“轉化”，而不僅是“理論聯繫實際”、“理論指導實踐”，如同“轉化醫學模式”一樣：一方面神經科學的一些發現和原理是方向性的、導引性的，不是具體技術與操作性的指導指南，要避免重蹈“神經神話”的覆轍；另一方面，神經教育學研究必須提高生態學效度，首先要發現、凝練、形成基於教育需求和“學”與“教”情境的真實問題，再考慮技術問題或建立動物模型，並進行教育情境中神經科學的研究。要克服傳統神經生物學去情境的技術主義、方法中心、還原論研究範式。這是一個相當艱辛的過程，也是神經教育學的重要使命。
為此，需要對教育情境中的神經科學問題進行有益的提煉。從某種意義上說，人類進化的過程也是人類學習的過程，進化中的學習和學習中的進化描繪了大尺度的人類發展問題。進入信息化社會和知識經濟社會，學習與教育成為人的基本生存方式。從終身學習的角度看，個體從生命開始就被置於學習的海洋中，包括胚胎環境、嬰幼兒環境、學校環境、工作環境、退休環境等。個體的生命全程充滿著學習，被置於嵌套式的教育情境中，毫不誇張地說，人的心智與腦是浸泡在教育與學習中。從整體論而言，教育情境中的神經科學研究反映了人重要的存在方式，其研究也具有基礎意義。神經科學是當今發展迅速的基礎學科之一，但神經科學主流研究還很難擺脫分析主義的還原論。盡管當代的還原論已非行為主義時期的還原論，其研究成果的有效應用和學科交叉後的重大突破，都有賴於神經科學與醫學、教育學及其他社會科學的相互滲透與大尺度集成。
腦與心智研究和教育的結合，產生了由腦科學、心理學和教育學集成的交叉學科，這就是神經教育學（Neuro-education）或教育神經科學。神經教育學就是要在關注教育實踐中的神經科學問題的同時，研究神經科學發現、神經科學原理、神經科學理論在教育實踐中的應用，特別是教育條件、教育情境中的神經科學成果的轉化問題。本書就是在這一框架下進行梳理和研究的。
本書是神經教育學的概論，全書共由八章構成，分別對神經教育學的主要方面，包括神經教育學概述、教育的神經基礎、腦的發育與教育促進、腦與德育、腦與育、腦與體育、腦與美育，以及神經教育學的未來等進行繫統闡釋。本書從計劃、相關資料搜集、寫作討論、形成初稿、反復討論初稿到統稿，前後經歷三年時間，參寫人員投入大量精力，但未能彌補資料尚需深度消化、結構尚不完善等不足。進一步研究和完善是我們努力的方向。
本書由浙江師範大學和浙江大學從事神經科學與教育的教師、研究人員集體撰寫。參加撰寫的作者和相關章節如下：前言由唐孝威和秦金亮撰寫，、八章由秦金亮撰寫，第二、三章由盧英俊撰寫，第四、五、六章由夏瓊撰寫，第七章由陶冶撰寫。全書由唐孝威、秦金亮和夏瓊進行統編。
本書撰寫工作得到浙江師範大學杭州幼兒師範學院，特別是學院發展認知神經科學實驗室的支持，以及浙江大學交叉學科實驗室的支持。本書的出版得到浙江省科技廳的資助，特此致謝。
唐孝威，秦金亮
