特别报道 | 韦钰:神经教育学与创新力培养
admin / 商周刊
2018-07-19 17:11:21 | 阅读次数:0
最重要的能力,是在不同背景下,针对不同目标的决策和创新,这是个性化的。决定一个人在社会中是不是有成就,就是靠选择,所以教育的目的是培养知情的决策者,这是教育界的难题。

编者按

由北京、上海、天津、重庆、成都、沈阳、深圳、武汉、青岛等二十余城市教科院参与组建的“大城市教科院联盟”,于2016年12月在深圳隆重成立。作为重要的教育智库,联盟肩负着推动国内教育领域脑科学科普以及智能化的使命与责任。

为了更好地发挥联盟的平台作用,同时也为了深入了解基于脑科学的教育应用研究,以及人工智能给教育带来的改变,进一步探讨未来教育变革的深刻内涵,2018年7月6日至8日,在青岛举办了“大城市教科院联盟”全国一次学术年会暨脑科学与教育论坛,邀请了教育部原副部长、中国工程院院士韦钰,北京师范大学校长董奇,中国人民公安大学教授李玫瑾等前来演讲,阐释脑科学研究对教育的重要助力。


▲ 教育部原副部长、中国工程院院士韦钰教授作报告


我已经快80岁了,去年我退休了,为了更好地交接工作,从2017年5月开始,我写了一个个人的微信平台。

今年6月19日,李岚清同志让我们陪着他去参加一个展览,他非常关心教育和脑科学。20年前,他曾经批示,“通过对脑科学的研究,若能提高人的学习认知效率,将是对人类的一大贡献”,后来由我负责这项研究。


更应该推广神经教育学

什么是早期教育?它关注的是母亲怀孕期的胎教到小学以前阶段的教育,是医学和教育的结合。什么是神经科学教育学?这是一门基于实证性科学研究的教育学,是涉及神经科学、分子生物学、生物医学工程和学习科学等学科的跨学科的、转换学科领域。现在我们的教育研究,是基于实证、基于科学的西式教育方式。即使现在有了实证教育学,仍然需要非常多的实践经验来支持,所以搞神经教育学的人必须深入基层实践。

美国的心理学之父威廉·詹姆斯说,心理学是科学,教学是艺术。2000年左右,我跟美国某学院的院长在瑞典开会,那时候脑科学还不算是科学。但现在因为脑科学的研究,使我们很快转换到根据脑研究建立实证式的教育研究。但是这项研究一定是转换研究,研究解决教育上的问题,而不是做基础研究。现在研究的题目,就是教学中存在什么问题,我们用脑科学的知识能不能解决和引导,这是很重要的方向。

现在有人认为,可以用测基因来测行为,这是不靠谱的。我们不能说小孩基因不好就没有前途了,这是不对的。科学上的相关不等于因果关系。比如关于老年痴呆症的研究搞了30年,花费50亿美元,现在的结论是没有找到这个基因。研究人员发现β蛋白在神经元外死亡,τ蛋白在神经元内死亡,发现只是相关,不是因果关系。有老年痴呆症的人不一定有蛋白变形,有蛋白变形的人不一定痴呆,所以美国知名药业公司停止了这个研究。

在座从事教育的人很多是学文科的,你们非常了不起,我尊重你们的过人智慧。但是中国教育界必须要改变一个观念,就是一定要用科学概念和科学模型来做研究。文学研究的概念不是统一的,但搞科学的人必须要概念统一。

我们讲这三个概念——动机、思维、情感,我们研究的心智就是人活着的精神世界,这个精神世界不管是素质还是素养,就是你自己的精神世界。前面三个定义(动机、思维、情感),就是你的心理。但是心理表现成行为,这完全是主观的。行为是心智存在的表现,有了心智就有行为。行为不是心智,不是从行为表现就能表现真正的思想,它只能是一个表现。而现在脑是最近加进来的,是实实在在的生物层的,是客观的东西,完全可以用科学的方法来做。它是心智的基础,是行为的基础。所以这三个概念是要弄清楚的,而且一定用国际通用的科学概念,不要去发明词汇,发明以后你又弄不清楚。比如,中国做的是素质教育,到现在素质教育也不知道是怎么翻译的,找不出相应的外文。现在又提倡素养,素质跟素养又不一样,到现在也不知道素质教育、素养教育具体是什么意思,一开始说素质教育绝对不是应试教育,现在又有人讲素质教育就是应试教育。所以不能自己搞一套概念体系,我们不可能跟全世界打仗。

我不反对做素养教育,但更应该推广神经教育学。神经教育学是根据人脑的发展规律来研究人的行为,了解心智,了解人成才的规律。


教育的目的是培养知情的决策者

我认为现在最重要的能力,是在不同背景下,针对不同目标的决策和创新能力,这是个性化的。决定一个人在社会中是不是有成就,就是靠选择。每天早上睁开眼睛就开始选择,选择是不是起床,选择穿哪一件衣服,决策就是买这个衣服或者买这个房子,这都是决策行动。而在中国,现在很多孩子到了20几岁都不知道找什么对象。我们从小就应该培养孩子自己做选择,如果没有选择能力,到社会上寸步难行。

现在很多人关心人工智能对教育的影响,但我认为教师会永远存在,不可能用人工智能来代替。我们怎么教小孩将来立于不败之地,是人工智能给我们考虑的最重要的切入口。

所以教育的目的是培养知情的决策者,这是教育界的难题。创新就是决策,我现在研究脑,研究怎么用脑来讲创新,并了解别的国家已经发展到什么程度。

什么是创新?这依靠个人的实践,就像苹果创始人乔布斯说,“都问我创新是什么?我都有点羞愧,我不知道怎么创新,我看到就做出来了。”这是一种直觉,这类人的个人智慧表达了创新思维的一些重要本质。

我一直邀请丹尼尔·卡内曼到中国来,他提出人的决策系统是双决策,一种是有了概念的决策,一种是直觉。创新是靠直觉,但是也依赖感知的决策。2002年丹尼尔·卡尼曼作为心理学家获得了诺贝尔经济学奖,他将心理学上的现实假设用于经济决策,这对神经教育学而言是鼓励。2004年我们开始跟踪他的研究,因为这个是研究人决策的心理科学的基础。

这里面很重要的一点是,概念在脑中的存储、提取和决策。弹钢琴一开始都对着琴谱,琴谱不对是弹不好的。这就是一开始给的核心概念是对的,核心概念变成直觉,才可能是对的。如果概念错了,他学新概念的时候脑区就抗拒,必须经过思想斗争才能进去。比如一位真正的棋手学进的棋谱已经在脑子里形成了蛋白结合,所以你的教育是建构他的脑,如果把这个脑建构得一塌糊涂,那肯定不会取得成功。打乒乓球,为什么是5岁以前?为了更好地形成直觉,把直觉变成脑中固定的反应。

将来不管科学形势怎么变化,永远会用这些基本的概念去解决科学问题。哪些社会上的基本概念可以让他解决社会问题?这些基本概念教什么?这都是教育正在研究的问题。为什么要从早期开始科学教育?国外现在从孩子3岁开始进行科学教育,尽可能在那些潜概念不对的时候,早一点介入,不让大脑形成蛋白结构,不然后面很难改正。

2009年10月,世界科学联盟建立了探究式教育专家委员会,我们写了一本书叫做《科学教育的原理和大概念》,根据这本书我写了中国小学义务教育阶段科学教育标准,当时未被采用。去年,教育部公布了小学的课业标准。

双层决策系统的执行功能有三个组成部分,工作记忆、抑制控制能力、认知的灵活性。最重要的是抑制控制能力,就是小孩不能随心所欲,让他学会控制,有一定的规矩。控制不住自己的小孩就是多动症。要有发散思维,又要控制自己,这两个决策系统在人的一生当中不断转换。

2017年,英国已经把科学教育用在7-8岁和9-10岁之间的孩子,通过科学教育训练儿童的执行功能,以有利于他们学习抽象的数学和科学概念。这个项目希望能促进儿童前额皮层的发展,增强儿童从感知决策向推理决策的转移。该项目已经在100多个学校进行试点,它的基础就是训练执行功能。我们现在没有那么多的研究成果,可以先跟着别的国家做,搞清楚原理,将研究成果本土化、中国化,这是最好的办法。

东南大学禹东川教授正在做一项研究,原理上就是培养孩子的执行功能,通过教学过程去培养怎么样理性思维、控制、发散等,去测量并帮助有多动症的小孩通过计算机反馈增加控制能力。


创新思维的三个网络

创新有两个阶段:首先是产生发散思维,然后回来看看对不对,不对就再进行发散。创新思维最密切有关的三个网络:一个是“静默网络”,让创新思维产生,后来发现人走神的时候才会产生创新思维。另一个是“突起网络”,还有一个是“执行控制网络”。三个主要网络的相互作用完成创新的过程。

2013年,确认了“突起网络”的存在,当时是把患癫痫病的病人头部打开,刺激网络的时候,病人变得非常有劲,好像要跑一百米。就发现突起网络是做动态切换,和控制网络是转换的。这个网络对很多精神病、对很多小孩都是重要的网络。三个主要网络的相互作用完成创新的过程。

有创新能力的,它的节点在前额叶、脑岛和顶叶。创新能力低的,都在边缘系统。现在知道产生创新能力的静默网络,最重要的我认为是在T型区。孩子学习最重要的是动机,我们在中学做探究式科学教育,不是说孩子必须以学习为中心,而是必须以我为中心学习,是主动学习,由老师引导。我们教育走了很多弯路,老师要让孩子们很高兴地主动学习,教师讲20分钟,下面让学生讲。我们教师还做过这个实验,三面黑板,一面教师写,两面学生写,这就是教改吗?你都搞不清楚,就让学生去做?

我到法国看他们幼儿园小孩学习密度概念。密度概念很难教,法国儿童是靠玩来进行主动学习。3岁的孩子拿着绣花针和火柴扔到水里,火柴的体积要比绣花针大,但绣花针沉了、火柴浮了,为什么?最后孩子们就知道不是形状决定沉浮,而是密度,这被称作老师引导下的主动学习。

突起网络是10岁左右开始发展,而且现在发现如果母亲在怀孕期有炎症,就会影响这个网络。突起网络,主要是看多巴胺比值,很多关键的时刻,天才跟神经病的多巴胺比值就是一墙之隔。所以真正创新能力很强的,就证明可能有神经质气质。在孩童时期的表现可能就是捣蛋、比较敏感。如果我们的教育不容忍这些小孩,哪还会有创新。

最近的一些文献,我发现通过感知或认知的决策类型和国家安全有关,可以预测某些人将来会不会形成反社会人格,但绝不是基因决定一切。我们永远有责任把任何基因基础不好的小孩用教育去转变,有教无类。

什么是个别教育?因为孩子的基因和所处社会环境的不断作用,让孩子们千差万别。我们根据个性化教育,帮助他们弥补和发展。现在为解决校园欺凌行为,要求必须限时上报。但这不解决根本问题,你需要研究为什么会造成欺凌?都是什么类型的?欺凌很多是因为有些小孩有社交退缩行为,胆小、不合群,才总被人欺负,所以家长不要过度保护,应该提早发现、提早帮助他们。

皮亚杰把儿童科学概念发展分成不同的阶段,如果儿童出现不符合这个发展阶段的行为,就说明教育出了问题。但皮亚杰部分观点过时了,现在美国科学教育的所有建构主义者,都用马克思主义的建构理论,但偏偏马克思主义的建构理论在中国教育界不流行。

所有的教师和家长,一定要学习脑科学的幼儿基本概念。我们的探究式教育,每个学科都要掌握脑科学相关概念。早期一批科学家对罗马尼亚孤儿院的孩子进行跟踪研究,证明忽视和冷漠会造成儿童早期情感伤害,任何早期有反社会倾向的亲人对孩子也会造成很大的影响。中国有那么多的小孩交给保姆照顾,在世界上也没有那么多小孩在早期如此缺乏家庭教育,要研究这种情况到底会给小孩带来什么伤害,这些伤害怎么样让它复原或者减少,这是我们要去研究的,也希望引起大家的关注。 

(本刊记者孙梦据韦钰在“大城市教科院联盟”全国一次学术年会暨脑科学与教育论坛上的演讲整理,未经本人审阅)


编辑 | 张雅乔

美编 | 孙悦姿

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