精准学习

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，从而又增加了解析时的难度。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，而是一群音符组织起来所形成的旋律。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，在认知研究的许多领域中都有杰出的贡献，是国际著名的认知科学大家。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，翔实地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。这套丛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。

这套书的主编周加仙研究员，20 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，二者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