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      神經(jīng)科學(xué)研究開始共享與集成數(shù)據(jù)
      
        
      
            佚名
            2024-05-21 05:34:46
        
      

        
      
           
      神經(jīng)科學(xué)研究開始共享與集成數(shù)據(jù)
      全球各種大腦圖譜計(jì)劃正在展開
      ，中國(guó)臺(tái)灣的計(jì)劃似乎有些小
      。當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家正在研究果蠅，通過單個(gè)神經(jīng)元成像逆向編輯其大腦
      。他們的工作已經(jīng)以驚人詳細(xì)的程度制作了大腦電路的三維圖像
      。
      研究人員僅需要一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和一個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器就能追蹤單個(gè)細(xì)胞并將其縮放回神經(jīng)束交織的網(wǎng)絡(luò)中。這些布線圖看起來像掛毯上五顏六色的線
      ，它們可以非常清晰地表明哪些細(xì)胞簇控制具體的行為
      。通過刺激具體的神經(jīng)線路，研究人員能夠提示一只果蠅拍打其左翅或是搖頭
      ，這一技能去年11月在美國(guó)加州圣迭戈舉行的神經(jīng)科學(xué)年會(huì)上導(dǎo)致參會(huì)者整個(gè)下午特別激動(dòng)
      。
      但臺(tái)灣新竹清華大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Ann-Shyn Chiang說，即便是對(duì)于這樣一個(gè)小生物
      ，也耗費(fèi)了該團(tuán)隊(duì)整整十年以每個(gè)細(xì)胞10億字節(jié)的比率繪制6萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元
      。這甚至不足果蠅屬大腦神經(jīng)細(xì)胞的一半。若以此推算
      ，利用同樣的方式繪制人腦中的860億個(gè)神經(jīng)元將要花費(fèi)1700萬(wàn)年
      ，Chiang在會(huì)議上報(bào)告說。
      其他的技術(shù)更加易于處理
      。2016年7月
      ，一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)發(fā)表了人腦褶皺外層--大腦皮層的圖譜。很多科學(xué)家認(rèn)為這是到目前為止最詳細(xì)的人腦連接圖
      。然而
      ，即便在其最高空間分辨率（1立方毫米），每個(gè)立體像素（三維物體最小的可分辨元素）均包含數(shù)千萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元
      。這與以單細(xì)胞繪制果蠅神經(jīng)元連接圖可謂差別懸殊
      。
      所以，在神經(jīng)生物學(xué)的世界里
      ，大數(shù)據(jù)確實(shí)是龐大的數(shù)據(jù)量
      。盡管計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M(jìn)步，"大數(shù)據(jù)"革命數(shù)十年前曾席卷基因組學(xué)領(lǐng)域
      ，如今神經(jīng)科學(xué)家仍在努力應(yīng)對(duì)他們所在領(lǐng)域的新革命
      。
      有多大
      這一部分是因?yàn)闊o論是什么物種
      ，大腦都如此巨大、關(guān)聯(lián)度如此之高
      。但它也來自于細(xì)胞難處理的維度
      。哺乳動(dòng)物的神經(jīng)元主要延伸（即軸突）是其最小分支（樹突）長(zhǎng)度和寬度的20萬(wàn)倍。如果用意大利面代表樹突
      ，那些神經(jīng)元自身就超過1公里的1/3
      ，或是4個(gè)美式足球場(chǎng)。
      在實(shí)驗(yàn)室中
      ，研究人員通過成百上千個(gè)重疊的大腦切片圖像堆疊跟蹤其數(shù)千個(gè)投影
      ，從而繪制每個(gè)神經(jīng)元。以光為基礎(chǔ)的顯微鏡能夠承載0.25~0.5微米的分辨率
      ，這足以跟蹤一個(gè)神經(jīng)元的主體
      。但想要揭示突觸（通過電子或化學(xué)信號(hào)流的分鐘信號(hào)銜接點(diǎn)）
      ，納米成像電子顯微鏡是必需的
      。更高的像素意味著觀測(cè)領(lǐng)域更小和更多圖片。更多圖片意味著更多數(shù)據(jù)
      。
      "我們不再是應(yīng)對(duì)百萬(wàn)字節(jié)
      ，甚至是千兆字節(jié)。"洛杉磯南加州大學(xué)神經(jīng)成像實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Arthur Toga說
      ，"我們應(yīng)對(duì)的是兆兆字節(jié)
      。將它從一個(gè)地方挪到另一個(gè)地方就是一個(gè)問題。"兩兆兆字節(jié)的數(shù)據(jù)將填滿很多臺(tái)式機(jī)的硬盤
      。
      Chiang的果蠅團(tuán)隊(duì)對(duì)1兆兆字節(jié)的圖像進(jìn)行了梳理
      ，以重建1000個(gè)神經(jīng)細(xì)胞--少于果蠅屬大腦的1%。HCP明尼波利斯明尼蘇達(dá)大學(xué)共同首席研究員Kamil Ugurbil說
      ，為了繪制人類大腦皮層圖像
      ，HCP研究人員分析了來自210名健康青年人的6兆兆字節(jié)的核磁共振（MRI）成像數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室可以從該項(xiàng)目的網(wǎng)站或更大的數(shù)據(jù)集中下載那些數(shù)據(jù)
      ，每次下載那些8兆兆字節(jié)的文件需要花費(fèi)200美元
      。
      電生理學(xué)研究在計(jì)算方面也變得更加吃力。今天
      ，研究人員通常每次記錄數(shù)百個(gè)神經(jīng)元
      。很快，它將會(huì)達(dá)到數(shù)千個(gè)
      ；在5年內(nèi)
      ，將達(dá)到成千上萬(wàn)個(gè)，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Alexandre Pouget說
      。"這是我們將要發(fā)生的跳躍式前進(jìn)
      。"
      劍橋哈佛大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Florian Engert說
      ，如果你記錄小鼠大腦神經(jīng)元活動(dòng)20分鐘，那么將會(huì)產(chǎn)生約500拍字節(jié)的"閃爍"
      ，其中神經(jīng)細(xì)胞放電代表為像素值的變化
      。
      神經(jīng)學(xué)家沒有可以對(duì)比的模型，沒有將神經(jīng)連接和活動(dòng)行為
      、記憶或認(rèn)識(shí)相關(guān)連的地圖
      。考慮到大腦巨大的錯(cuò)綜復(fù)雜性
      ，馬里蘭州美國(guó)精神健康研究所負(fù)責(zé)人Greg Farber說
        ，問題"并不在于我們有過多的數(shù)據(jù)，而是我們遠(yuǎn)沒有達(dá)到需要解決這個(gè)復(fù)雜問題的數(shù)據(jù)"
        。
      搭建橋梁
      過去17年
        ，鹽湖城猶他大學(xué)研究神經(jīng)發(fā)育紊亂的系統(tǒng)神經(jīng)學(xué)家Julie Korenberg和同事一直研究在恒河猴中繪制大腦邊緣系統(tǒng)。這種靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦有60億個(gè)神經(jīng)元
        ，而人類大腦則有860億個(gè)
        。但在研究模型中，恒河猴與小鼠或果蠅相比同人類血緣關(guān)系最近
        。
      Korenberg的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個(gè)三維協(xié)調(diào)模型
        ，與恒河猴大腦中各種神經(jīng)成像數(shù)據(jù)相匹配，這些數(shù)據(jù)包括從整個(gè)大腦MRI連接到單細(xì)胞公焦數(shù)據(jù)以及一些區(qū)域的電子顯微鏡亞細(xì)胞分辨率
        。他們?cè)诮?一個(gè)讓你在一個(gè)圖像上選擇一個(gè)點(diǎn)并以另一種分辨率來看這個(gè)點(diǎn)的系統(tǒng)"
        ，國(guó)立精神衛(wèi)生研究所（NIMH）影響社會(huì)行為和社會(huì)認(rèn)知項(xiàng)目領(lǐng)頭人Janine Simmons說，該機(jī)構(gòu)為Korenberg的研究提供了部分支持
        。Simmons說
        ，它有些類似谷歌地球，例如
        ，你可以將焦距從40 ×直接轉(zhuǎn)變?yōu)? ×
        ，但卻不能得到這些變焦尺度之間的層次。
      利用20×共焦透鏡繪制恒河猴大腦邊緣系統(tǒng)圖像將需要巨大的數(shù)據(jù)集
      ，每個(gè)動(dòng)物遠(yuǎn)超過600兆兆字節(jié)
      。到目前為止，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)收集了約100兆兆字節(jié)的數(shù)據(jù)信息
      ，可以通過30太字節(jié)的本地服務(wù)器與云端儲(chǔ)存連接的聯(lián)網(wǎng)儲(chǔ)存設(shè)備獲取
      。Korenberg說，研究人員可以用縮小尺寸的數(shù)據(jù)集和一臺(tái)性能良好的筆記本電腦解決一些問題
      。但操作大規(guī)模的三維共焦數(shù)據(jù)集需要特別的工作站
      ，即便如此傳遞每個(gè)平鋪的圖片也很緩慢。
      然而，這項(xiàng)尚待發(fā)表的研究"有可能成為連接這一領(lǐng)域最重要的進(jìn)展"
      。紐約市西奈山醫(yī)院神經(jīng)解剖學(xué)家Patrick Hof說
      ，他曾與Korenberg合作過。例如
      ，Korenberg說
      ，這些數(shù)據(jù)可以幫助科學(xué)家將在特定神經(jīng)紊亂（如精神分裂癥和自閉癥）中看上去很重要的基因聯(lián)系起來，從而了解確切的大腦線路異常
      。
      文化轉(zhuǎn)變
      隨著科學(xué)家將可能的范圍向前推動(dòng)
      ，他們?cè)诮⒁粋€(gè)計(jì)算通道以應(yīng)對(duì)日益加大的工作量，此外還在建立新的工具共享和可視化最終生成的數(shù)據(jù)
      。但緩解神經(jīng)科學(xué)家的數(shù)據(jù)問題
      ，需要的不只是工具研發(fā)，還需要文化轉(zhuǎn)變
      。很難讓人們"放開他們的數(shù)據(jù)"
      ，加州斯坦福大學(xué)心理學(xué)家Russell Poldrack說，他用神經(jīng)成像研究學(xué)習(xí)和記憶
      。它可能會(huì)成為"一代人的事情"
      ，他說，千禧一代人"比我們這一代人更喜歡共享編碼和數(shù)據(jù)"
        。Poldrack擔(dān)心
        ，一流科學(xué)家可能會(huì)因?yàn)榭茖W(xué)"與他們認(rèn)為其應(yīng)該具有的價(jià)值不匹配"而沮喪
        ，并離開這個(gè)領(lǐng)域
        。
      但態(tài)度在逐漸轉(zhuǎn)變，首先是那些針對(duì)軟件的
        ，其次是數(shù)據(jù)
        。傳統(tǒng)上，神經(jīng)成像實(shí)驗(yàn)室會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間下載和裝載同樣的β測(cè)試軟件
        。"為各種軟件失靈和計(jì)算瓶頸開路
        ，編寫大量累贅的編碼以及進(jìn)行他們自己的數(shù)據(jù)管理解決方案，以處理同樣的問題"
        。加州大學(xué)戴維斯分校神經(jīng)科學(xué)博士生David Grayson說
        。更糟糕的是，很多非研究性任務(wù)被委托給學(xué)生
        、博士后和年輕科學(xué)家
        。
      傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)模式對(duì)此沒有幫助。研究人員通常會(huì)設(shè)置假設(shè)
        ，并在其團(tuán)隊(duì)內(nèi)獨(dú)立地考慮自己的想法
        。在這樣的環(huán)境中，研究并未把人帶到一起，而是將他們分散開來
        ，華盛頓西雅圖艾倫腦科學(xué)研究所的Hongkui Zeng說
        。"你需要讓自己不同。需要在該領(lǐng)域建立自己的身份
      ，你需要做一些與他人不同的事情
      。"
      在談到大腦研究時(shí)，"完成"是個(gè)移動(dòng)性的目標(biāo)
      。對(duì)于神經(jīng)科學(xué)工具包來說也是如此
      。在神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)的講話中，Chiang感嘆繪制一只果蠅大腦的一半圖譜居然花費(fèi)了10年
      。他們與中國(guó)臺(tái)灣的物理學(xué)家合作
      ，正開始利用一種叫作同步加速器X射線斷層掃描的技術(shù)大幅提高數(shù)據(jù)認(rèn)知。"它僅需要不到10分鐘就繪制一只果蠅的大腦圖像
      ，其中包含數(shù)千個(gè)高爾基染色單個(gè)神經(jīng)元
      。"Chiang說，他的團(tuán)隊(duì)正在小鼠和豬身上嘗試該方法
      。
      科學(xué)家繪制果蠅完大腦高清圖是為了追蹤神經(jīng)元之間的連接嗎？
      7月24日?qǐng)?bào)道
      ，科學(xué)家近日首次對(duì)黑腹果蠅的整個(gè)大腦進(jìn)行了足夠詳細(xì)的成像
      ，從而能探測(cè)每個(gè)神經(jīng)元之間的單獨(dú)連接，或者說突觸
      。由此獲得的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)可幫助研究人員描繪支撐果蠅嗅聞
      、嗡嗡叫、空中飛行等各種行為的神經(jīng)回路
      。
      

      
“可以說
      ，這個(gè)數(shù)據(jù)集及其創(chuàng)造的研究機(jī)會(huì)是神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域最近發(fā)生的最重要的事情之一?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      ！辈⑽磪⑴c最新工作的美國(guó)哈佛大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家Rachel Wilson表示
      ，“世界上任何對(duì)此感興趣的人都可以下載這個(gè)數(shù)據(jù)集并且查明任何兩個(gè)神經(jīng)元之間是如何‘對(duì)話’的?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      ！?/p>
      
同人類頭骨中的約1000億個(gè)神經(jīng)元相比
      ，含有10萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元的果蠅大腦非常初級(jí)。但霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所珍妮莉亞研究園區(qū)神經(jīng)科學(xué)家Davi Bock認(rèn)為
      ，果蠅不只是“你在吃晚餐時(shí)從酒杯上揮手趕走的小污點(diǎn)”
      。果蠅大腦中的一些系統(tǒng)，比如負(fù)責(zé)探測(cè)和記憶氣味的系統(tǒng)——可能和人類共享“通用的準(zhǔn)則”
        。
      
為闡明單個(gè)突觸的特征
        ，Bock和同事利用了和傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡相比能分辨更細(xì)微細(xì)節(jié)的電子顯微鏡
      。他們將果蠅大腦浸在含有重金屬的溶液中。這些重金屬同神經(jīng)元的細(xì)胞膜和突觸的蛋白質(zhì)捆綁在一起
      。Bock解釋說
      ，這使得大腦看上去像一團(tuán)面條，并且外面是黑色的
      ，里面是白色的
      。隨后，研究者用金剛石刀將大腦切成約7000片
      。每片都會(huì)被來自顯微鏡的電子束撞擊以產(chǎn)生圖像
      。
      
這一過程需要每秒能捕捉100幀的相機(jī)、一個(gè)使每個(gè)大腦切片快速進(jìn)入納米尺度位置的機(jī)器人系統(tǒng)
      ，以及將由此獲得的2100萬(wàn)幅圖片拼湊在一起的軟件
      。產(chǎn)生的重建圖使研究人員得以聚焦單個(gè)突觸的特征。
      

      
“這篇論文從技術(shù)成就的角度來說絕對(duì)是杰作
      ?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ！甭蹇朔评沾髮W(xué)神經(jīng)生物學(xué)家Cornelia Bargmann表示。Bargmann研究秀麗隱桿線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)
      。秀麗隱桿線蟲的302個(gè)神經(jīng)元的布線圖
      ，或者說連接組在1986年發(fā)表。為獲得果蠅的類似圖像
      ，研究人員不得不利用獲得的最新圖像追蹤每個(gè)神經(jīng)元同它在大腦內(nèi)“聆聽”和“對(duì)話”的其他每個(gè)神經(jīng)元之間的關(guān)聯(lián)
      。
      
迄今為止，Bock及其團(tuán)隊(duì)針對(duì)大腦中一小部分神經(jīng)元完成了此項(xiàng)工作
      。這部分大腦涉及學(xué)習(xí)和記憶氣味
      ，被稱為蕈形體。這項(xiàng)日前在《細(xì)胞》雜志上得以描述的研究
      ，提供了關(guān)于果蠅嗅覺系統(tǒng)的新細(xì)節(jié)
      。比如，將氣味信息傳遞給蕈形體細(xì)胞的神經(jīng)元形成了異常緊密的束狀物
      。目前，Bock團(tuán)隊(duì)正在尋找關(guān)于果蠅如何從環(huán)境中嗅到氣味的線索
      。
      教育神經(jīng)科學(xué)對(duì)課堂教學(xué)的啟示怎么樣，好不好
      心智
      、腦與教育以及教育神經(jīng)科學(xué)旨在將生物科學(xué)
      、認(rèn)知科學(xué)和發(fā)展科學(xué)聯(lián)系起來，為教育奠定堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)(Fischer, 2007,2009; Rodriguez, 2012)
      。要達(dá)到這一目標(biāo)
      ，就必須在教育實(shí)踐者和科學(xué)研究者之間建立合作關(guān)系，共同設(shè)計(jì)出與教育實(shí)踐和政策有關(guān)的研究。傳統(tǒng)的認(rèn)知科學(xué)研究模式中
      ，研究者在學(xué)校搜集數(shù)據(jù)
      、分析數(shù)據(jù)并撰寫研究報(bào)告，這種研究模式忽視了教師和學(xué)生的作用
      ，因此
      ，無法適應(yīng)學(xué)科整合發(fā)展的新要求。目前亟需一種讓研究者和教師合作起來的研究方式
      ，探索對(duì)教育產(chǎn)生影響的知識(shí)
      。教育實(shí)踐者能夠提出有用的研究問題，形成有用的研究方案
      ，產(chǎn)生有用的研究證據(jù)
      ，從而提高學(xué)校的教育質(zhì)量，提升其他教育環(huán)境中的教育實(shí)踐
      。

      科學(xué)研究與實(shí)踐的結(jié)合有助于我們發(fā)現(xiàn)研究的問題
      ，并產(chǎn)生可用的知識(shí)（usable knowledge）。以醫(yī)學(xué)為例
      ，臨床醫(yī)務(wù)工作者
      ，如外科醫(yī)生和護(hù)士等，與教學(xué)醫(yī)院及其他實(shí)踐部門的生物學(xué)研究者合作
      ，將研究工作與臨床疾病與健康問題結(jié)合起來
      ，在當(dāng)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐中，如干預(yù)和治療方面取得了重大進(jìn)展
      。研究與實(shí)踐的結(jié)合在許多領(lǐng)域都已經(jīng)常規(guī)化了(Hinton & Fischer, 2008)
      。在氣象學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合
      ，分析氣候
      ，預(yù)測(cè)天氣（如美國(guó)國(guó)家大氣研究中心,http://www.ncar.ucar.edu/research/meteorology/)。雅芳和露華濃這類化妝品公司斥數(shù)億資金研究皮膚護(hù)理
      、化妝和保健等問題
      ，他們根據(jù)研究證據(jù)，并結(jié)合實(shí)踐知識(shí)
      ，生產(chǎn)了數(shù)以千計(jì)的產(chǎn)品
      。汽車制造業(yè)、食品加工業(yè)
      、農(nóng)業(yè)
      、化學(xué)、建筑業(yè)等主要現(xiàn)代行業(yè)都建立在堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)之上
      ，而這些研究都是以實(shí)踐問題為導(dǎo)向的
      ，比如研究成果如何發(fā)揮作用
      ，以及如何適用于不同情境。芝麻街將研究與實(shí)踐聯(lián)結(jié)起來
      ，提出了新的研究模型
      ，從一開始就不斷地檢測(cè)項(xiàng)目的有效性（Lesser，1974）
      。

      但是教育領(lǐng)域卻沒有多少實(shí)踐性的研究
      。沒有研究的支撐，教育在某種程度上來說已經(jīng)落后了
      。早在1896年
      ，教育哲學(xué)家杜威就提出建立實(shí)驗(yàn)學(xué)校的構(gòu)想，為教學(xué)研究提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
      。但是他的遠(yuǎn)見卓識(shí)并沒有受到大家的重視
      。教育中沒有常規(guī)的基層組織來研究與評(píng)估學(xué)習(xí)和教學(xué)的有效性。露華濃和豐田公司都可以花費(fèi)數(shù)億資金研究如何提高化妝品和汽車的質(zhì)量
      ，學(xué)校怎么就能夠簡(jiǎn)單地采用所謂的“最佳教育實(shí)踐”而不搜集證據(jù)
      ，弄清楚究竟什么樣的教育是真正有效的呢？

      由于缺乏研究基礎(chǔ)
      ，世界上許多政府正在建立像PISA（國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目
      ；經(jīng)合組織，2007a）這樣的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試來評(píng)估學(xué)校的學(xué)習(xí)
      。這些評(píng)估在確定學(xué)與教的有效性方面存在著嚴(yán)重的問題
      ，一部分原因在于它們將教師和學(xué)生的意見排除在外，另一部分原因在于它們只評(píng)估了狹窄領(lǐng)域的技能
      。本田汽車公司能用競(jìng)賽的成績(jī)來評(píng)估汽車的性能
      ，而不管日常駕駛的速度嗎？化妝品公司能每年只對(duì)大廳里的人進(jìn)行測(cè)試嗎
      ？在學(xué)校和其他學(xué)習(xí)環(huán)境中
        ，教育必須對(duì)學(xué)生在學(xué)校的真實(shí)表現(xiàn)作出評(píng)估。而這些評(píng)估應(yīng)由教師
        、研究者和學(xué)生共同設(shè)計(jì)
        ，用以測(cè)試哪些內(nèi)容得到了有效地學(xué)習(xí)，哪些內(nèi)容學(xué)生還沒有掌握
      。Daniel和Poole（2009）把這類研究稱為 教育生態(tài)學(xué)（pedagogical ecology）
      。

      一、 心智
      、腦與教育

      20世紀(jì)90年代后期，心智
      、腦與教育運(yùn)動(dòng)同時(shí)在世界上的許多地方興起
      。巴黎
      、東京、布宜諾斯艾利斯
      、馬薩諸塞州的劍橋市以及世界上的其他許多地方同時(shí)開展這類運(yùn)動(dòng)
      。這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)旨在將生物學(xué)、認(rèn)知科學(xué)與教育聯(lián)結(jié)起來
      ，進(jìn)而加深我們對(duì)教與學(xué)的理解
      。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織的Bruno della Chiesa等人在巴黎發(fā)起了“學(xué)習(xí)科學(xué)與腦科學(xué)研究”項(xiàng)目，聯(lián)合科學(xué)家與教育者開展教育研究
      。他們出版了2本關(guān)于學(xué)習(xí)科學(xué)與腦科學(xué)的書(OECD, 2002, 2007b)：《理解腦：走向新的學(xué)習(xí)科學(xué)》
      、《理解腦：新的學(xué)習(xí)科學(xué)的誕生》。Hideaki Koizumi及其同事在東京開啟了系列性的縱向研究
      ，把生物學(xué)和教育聯(lián)系起來
      ，最終創(chuàng)辦了兒童學(xué)協(xié)會(huì)，并開始對(duì)日本兒童的發(fā)展和學(xué)習(xí)進(jìn)行縱向研究(Koizumi, 2004)
      。阿根廷的Antonio Battro在布宜諾斯艾利斯出版了《半個(gè)腦足矣》一書
      ，敘述了只有半個(gè)腦但發(fā)育大體正常的男孩Nico的案例。同時(shí)Battro和他的同事還在學(xué)校與醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間開展合作研究
      。美國(guó)哈佛大學(xué)的Kurt Fischer
      ，Howard Gardner等人啟動(dòng)了國(guó)際上第一個(gè)“心智、腦與教育”研究生培養(yǎng)專業(yè)
      ，將生物學(xué)尤其是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)納入教育
      。這個(gè)專業(yè)項(xiàng)目是在哈佛大學(xué)“心智—腦—行為”項(xiàng)目的基礎(chǔ)上設(shè)立的，但是研究側(cè)重于學(xué)校的教與學(xué)活動(dòng)(Blake & Gardner, 2007; Fischer, 2004, 2007)
      。與之同時(shí)
        ，美國(guó)的Kenneth Kosik, Anne Rosenfeld和Kelly Williams主辦了學(xué)習(xí)與腦的全國(guó)性會(huì)議，該會(huì)議旨在幫助教師了解神經(jīng)科學(xué)和遺傳學(xué)中與教育有關(guān)的知識(shí)(http://www.edupr.com/)
        。仿佛就在瞬間
        ，將生物學(xué)與教育結(jié)合起來的活動(dòng)如雨后春筍般在世界的許多地方涌現(xiàn)出來！

      來自世界各地的研究團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)出濃厚的合作興趣
        。2004年“國(guó)際心智
        、腦與教育學(xué)會(huì)”（International Mind, Brain, and Education，IMBES）成立
        ，2007年學(xué)會(huì)的官方學(xué)術(shù)期刊《心智
        、腦與教育》（Mind, Brain, and Education）創(chuàng)刊。在歷史上擁有40多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的羅馬梵蒂岡科學(xué)院也積極推動(dòng)這一新興領(lǐng)域的發(fā)展
        。2003年
        ，梵蒂岡科學(xué)院在其誕辰400周年的慶典活動(dòng)中，邀請(qǐng)哈佛大學(xué)主持“心智
        、腦與教育”專業(yè)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Kurt Fischer教授
        、阿根廷的Antonio Battro等國(guó)際學(xué)者
        ，召開了有關(guān)心智、腦與教育的研討會(huì)
        。此次會(huì)議還出版了一本專輯《受教育的腦：神經(jīng)教育學(xué)的誕生》
        。國(guó)際大型研究項(xiàng)目、面向腦科學(xué)研究者和教育者的會(huì)議
        、專業(yè)書籍以及各種各樣的新興活動(dòng)
        ，使得這個(gè)全新的研究領(lǐng)域充滿了勃勃生機(jī)。目前世界上開設(shè)了許多專業(yè)培養(yǎng)項(xiàng)目
        ，例如
        ，美國(guó)達(dá)特茅斯大學(xué)(Coch, Michlovitz, Ansari, &Baird, 2009)、南加州大學(xué)(Immordino-Yang, 2007)
      、德克薩斯大學(xué)阿靈頓分校(Schwartz &Gerlach, 2011)
      、英國(guó)劍橋大學(xué) (Goswami, 2006)、中國(guó)上海華東師范大學(xué)（2010）
      、美國(guó)哈佛大學(xué)(Hinton & Fischer, 2008)等國(guó)際知名大學(xué)率先啟動(dòng)了“心智
      、腦與教育”專業(yè)培養(yǎng)項(xiàng)目，這些專業(yè)培養(yǎng)項(xiàng)目的培訓(xùn)者
      、研究者和教育者將生物學(xué)和教育學(xué)聯(lián)系起來
      。此外，法國(guó)的巴黎和日本的東京也正在醞釀進(jìn)一步的行動(dòng)計(jì)劃
      。

      把實(shí)踐
      、研究和政策聯(lián)系起來的努力已經(jīng)成為有關(guān)腦科學(xué)、遺傳學(xué)和教育學(xué)學(xué)術(shù)期刊的熱點(diǎn)問題
      。但是
      ，必須指出的是，由于腦科學(xué)的應(yīng)用可以增加產(chǎn)品的銷售量
      ，一些以營(yíng)利為目的的人打著腦科學(xué)的旗號(hào)
      ，向?qū)W校教育者和家長(zhǎng)推銷所謂的“基于腦”的商業(yè)產(chǎn)品，這是不負(fù)責(zé)任的行為(McCabe & Castel, 2008)
      。這種局面不僅令人感到遺憾
      ，而且還造成了與腦科學(xué)和遺傳機(jī)制有關(guān)的神經(jīng)神話大行其道(Fischer, Immordino-Yang, & Waber, 2007; Goswami, 2006; Hinton, Miyamoto, & dellaChiesa, 2008; Katzir & Paré-Blagoev, 2006)。目前
      ，大多數(shù)有關(guān)腦和身體的知識(shí)往往是錯(cuò)誤的(OECD, 2007b)
      ，市場(chǎng)上已經(jīng)出版的有關(guān)“基于腦的教育”的許多書籍都建立在不正確的神經(jīng)神話的基礎(chǔ)之上。一些所謂的“基于腦的教育”的基礎(chǔ)是
      ，學(xué)生有腦
      。他們提供的所謂腦功能的“知識(shí)”是不科學(xué)的，他們并沒有把真正科學(xué)的腦功能知識(shí)作為基礎(chǔ)。例如
        ，人們并不是運(yùn)用半個(gè)腦（左半腦或者右半腦）
        ，而是左右腦全用
        。同樣
        ，男孩和女孩的腦之間也不存在巨大的性別差異?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ；谀X的教育所產(chǎn)生的“神經(jīng)神話”與生物科學(xué)領(lǐng)域有關(guān)DNA等的研究以及腦科學(xué)的研究進(jìn)展產(chǎn)生了鮮明的對(duì)照(Goldhaber, 2012)
        。研究揭示，過去所形成的有關(guān)遺傳如何塑造身體和腦的觀點(diǎn)存在著根本性的錯(cuò)誤
        ，當(dāng)前
        ，科學(xué)家才剛剛開始破解DNA和RNA塑造人的身體和腦的奧秘?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ？茖W(xué)家對(duì)人類遺傳的理解又返回到小學(xué)一年級(jí)的水平
        。

      由于教育神經(jīng)科學(xué)和心智、腦與教育中存在的這一情況
        ，教育神經(jīng)科學(xué)的培訓(xùn)必須讓接受培訓(xùn)的人形成批判性思維
        ，能夠質(zhì)疑基于腦的教育主張是否具有科學(xué)性。教育者和研究者首先要問的問題是：“證據(jù)說明了什么
      ？”總之
      ，研究者和教育者必須合作，把生物學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到教育中
      ，為教育奠定科學(xué)的基礎(chǔ)
      。研究者和教育者之間建立起這種合作，才能夠充分地運(yùn)用神經(jīng)影像技術(shù)與工具來分析學(xué)習(xí)
      ，從而打開學(xué)習(xí)的黑匣子
      ，闡明教與學(xué)是如何發(fā)揮作用的(Hinton & Fischer, 2008; Rodriguez, 2012)。

      二
      、 認(rèn)知模型與改善教育的可能性

      在語(yǔ)言與交往的過程中
      ，人們常常運(yùn)用模型來理解和分析周圍所發(fā)生的一切。這些模型便構(gòu)成了我們思維和感知模式的基礎(chǔ)
      。幾十年來
      ，人類學(xué)家和認(rèn)知科學(xué)家已經(jīng)就我們?nèi)绾芜\(yùn)用這些模型的問題進(jìn)行了分析(Benedict, 1934; Levi-Strauss, 1966)。最近
      ，認(rèn)知科學(xué)的研究說明了這些模型如何影響人類的思維
      ，如何形成腦與學(xué)習(xí)的神經(jīng)神話。其中最直接的分析來自Lakoff和Johnson（1980）的一個(gè)框架
      ，該框架說明人們是如何使用無意識(shí)范疇的模型來理解我們自己和他人的
      ，其中包括20世紀(jì)形成的所有腦模型（Vidal，2007）
      。

      （一） 腦格和知識(shí)傳遞

      目前
      ，人類的心智模型把腦看作學(xué)習(xí)和意識(shí)的核心
      ，Vidal稱之為腦格的塑造。腦是自我和人格的核心
      。從最極端的角度來講
      ，人等同于自己的腦，就像小說里所描述的
      ，人就像是桶里裝的腦
      ，一個(gè)人最核心的部分似乎就是他/她的腦。根據(jù)這個(gè)觀點(diǎn)
      ，人的身體
      、人際關(guān)系甚至人類文化都只是腦格這個(gè)核心的背景。我們所有人都被囊括在這個(gè)模型中
      ，就好像是說
      ，學(xué)習(xí)僅僅發(fā)生在腦中，而忽視了身體對(duì)學(xué)習(xí)的影響以及個(gè)人所處環(huán)境對(duì)他/她是誰(shuí)以及做什么的影響
      。在這個(gè)模型里
      ，學(xué)習(xí)包括在腦中存儲(chǔ)知識(shí)的過程，知識(shí)存儲(chǔ)在腦中
      ，等候我們?nèi)ナ褂?div   id="d48novz"   class="flower left">
      ，腦就好像是一個(gè)類似于圖書館或者計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間。一幅漫畫或許能夠更清晰地解釋這個(gè)模型：我在早晨醒來時(shí)去下載今天要用到的所有信息
      ，然后根據(jù)我的工作要求去加工這一信息
      。難道我們每個(gè)人僅僅只是一臺(tái)完成工作的信息處理器嗎？

      我們?cè)偎伎家幌聦W(xué)校中所發(fā)生的教與學(xué)活動(dòng)
      。這種神話或者模型與人類文化中普遍流行的模型相結(jié)合
      ，即知識(shí)是信息的傳遞(Lakoff & Johnson, 1980; Reddy, 1979)。人們的學(xué)習(xí)就是獲得某個(gè)對(duì)象
      ，如一個(gè)想法
      、一個(gè)概念、一種思維或是一個(gè)事實(shí)
      ，然后擁有這個(gè)對(duì)象
      ，并對(duì)它進(jìn)行控制。如果要把這個(gè)對(duì)象教給另外一個(gè)人
      ，則通過簡(jiǎn)單地傳遞即可
      ，就好像通過一根導(dǎo)管來傳遞一樣：他們以這種方式把信息灌輸給某人，然后這個(gè)人就擁有了這些信息
      。人們也可以將知識(shí)置于其他地方
      ，例如，書本、網(wǎng)站或者他人
      。

      人們常常會(huì)運(yùn)用灌輸這個(gè)比喻來談?wù)搶W(xué)與教的活動(dòng)
      ，因?yàn)樵谶@些常見的例子中，人們常常無意識(shí)地運(yùn)用這個(gè)比喻
      ，有時(shí)則是為了幽默
      。“Jon和Howard互相講故事
      ?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      ！薄癓aura把這個(gè)想法告訴了Herman，但是他弄混了
      。”“Laura在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了一種解釋
      ?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！薄癇ennett竊取了Megan的假設(shè)?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！?“我告訴你答案了
      ，你為什么還不明白？你是笨蛋嗎
      ？”人們可以操縱概念
      、觀點(diǎn)以及想法，也可以在心智中運(yùn)作
      ?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！癏erkimer無法擺脫這種想法，他沉迷于其中
      ?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！?“你心里在想什么？”

      根據(jù)這種知識(shí)傳遞的模型
      ，教師通過與學(xué)生分享知識(shí)對(duì)象來教學(xué)
      ，然后學(xué)生就擁有了這些對(duì)象。至少學(xué)生應(yīng)該擁有這些知識(shí)對(duì)象
      。如果學(xué)生不能熟練地運(yùn)用這些工具
      ，人們就認(rèn)為他很愚笨或是懶惰。有時(shí)人們也將這歸罪于教師
      ，因?yàn)榻處煕]有有效地傳遞信息
      。從廣義上說，人們把知識(shí)看成是學(xué)生必須接受和運(yùn)用的信息
      。當(dāng)然
      ，許多老師和學(xué)生也意識(shí)到教與學(xué)并不是按照這個(gè)模型進(jìn)行的，然而灌輸?shù)谋扔鞒涑庠谌祟惖恼Z(yǔ)言和文化中，很難擺脫
      。

      （二） 知識(shí)通過活動(dòng)來建構(gòu)

      學(xué)習(xí)真是這么簡(jiǎn)單嗎
      ？如果這樣的話，要掌握某項(xiàng)技能或主題只需要學(xué)習(xí)一些事實(shí)
      ，例如
      ，在明尼蘇達(dá)州的哪個(gè)地方可以找到一片好的土地，種植某種莊稼的時(shí)間
      ，種子要埋多深
      ，需要雨水還是灌溉，諸如此類的事情
      。能把這些事實(shí)集中起來的農(nóng)民就能學(xué)會(huì)如何在明尼蘇達(dá)州種莊稼嗎
      ？但是學(xué)習(xí)并不是這樣的！把地種好遠(yuǎn)比知道一些事實(shí)復(fù)雜得多
      。農(nóng)民首先要運(yùn)用知識(shí)把幾個(gè)月內(nèi)的一系列活動(dòng)協(xié)調(diào)整合起來：計(jì)劃
      、播種、生長(zhǎng)和收獲
      ，同時(shí)還要繼續(xù)學(xué)習(xí)如何改善生長(zhǎng)條件
      ，防止害蟲等等更多內(nèi)容。

      認(rèn)知科學(xué)的研究有力地說明
      ，知識(shí)是基于活動(dòng)的(Piaget, 1952)
      。為了能夠在我們所生存的世界做得更好，就必須根據(jù)這個(gè)世界的要求來塑造我們的行為
      。腦科學(xué)告訴我們
      ，要學(xué)會(huì)在明尼蘇達(dá)州種莊稼，必須實(shí)實(shí)在在地改變我們腦（和身體）的生理結(jié)構(gòu)和機(jī)能：改變神經(jīng)元
      、突觸
      ，改變腦的激活模式，所有這些都有助于在明尼蘇達(dá)州的耕作工作(Hubel & Wiesel, 1970; Singer, 1995)
      。僅僅接觸信息和事件
      ，而不去作用于這些對(duì)象，則不能塑造我們的腦和身體
      ，也無法為耕種或者環(huán)境中的其他任何活動(dòng)做好準(zhǔn)備
      。

      學(xué)校學(xué)習(xí)也同樣從活動(dòng)開始。如果學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單到只是獲得一些知識(shí)
      ，那么學(xué)生們就不需要接受那么多年的教育
      ，就可以成為21世紀(jì)的勞動(dòng)者。熟練閱讀的能力需要多年的學(xué)習(xí)
      ，與之類似
      ，解釋戰(zhàn)爭(zhēng)的起因
      ，寫一則花香的故事或分析從一座塔上拋下一個(gè)小球的落地運(yùn)動(dòng)也是如此。知識(shí)的代際傳遞需要每一代人來重新建立
      ，它并不是簡(jiǎn)單地給予或者傳遞(Vygotsky, 1978)
        。在這個(gè)知識(shí)和技術(shù)發(fā)展日新月異的歷史時(shí)期，僅僅記住事實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠
        ！

      令人高興的是
        ，認(rèn)知科學(xué)研究者和腦科學(xué)研究者已經(jīng)進(jìn)行了一個(gè)多世紀(jì)的研究，分析人類如何創(chuàng)造和使用知識(shí)
        。學(xué)生要有效地學(xué)習(xí)
        ，就必須通過自身積極的活動(dòng)來塑造他們的腦(Baldwin, 1894; Bartlett, 1932; Piaget, 1952; Singer,1995)。如果是學(xué)習(xí)片段性知識(shí)
        ，灌輸比喻可以描述學(xué)習(xí)發(fā)生的特征
        ，但如果是要運(yùn)用知識(shí)而不僅僅是復(fù)述信息片段，那么
      ，認(rèn)知科學(xué)研究者和神經(jīng)科學(xué)研究者都證明
      ，需要用積極的建構(gòu)模型來取代灌輸比喻。人類通過運(yùn)用知識(shí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而創(chuàng)造出知識(shí)
      。皮亞杰（1952）關(guān)于學(xué)習(xí)的基本模型是用心智把握概念，并在心理和物理上操縱這些概念
      。他非常喜歡的一個(gè)例子就是數(shù)學(xué)
      ，數(shù)學(xué)里的基本運(yùn)算包括運(yùn)用加減乘除運(yùn)算，對(duì)物體進(jìn)行組合與分類
      ，以產(chǎn)生數(shù)字
      。我們?nèi)祟惏央[喻作為模型來解釋我們的思維和活動(dòng)，由此創(chuàng)造了思維的工具
      。

      三
      、架起創(chuàng)建學(xué)習(xí)通路的橋梁

      一個(gè)有力地證明模型和隱喻在兒童發(fā)展中具有強(qiáng)大作用的例子是，兒童直觀地建立起數(shù)軸模型的方法
      。Case and Griffin (1990,Griffin & Case, 1997)首先說明了這一點(diǎn)
      。他們通過教兒童運(yùn)用數(shù)軸來幫助兒童理解數(shù)字，這是一種非常有效的教育干預(yù)措施
      ，數(shù)軸模型為算術(shù)奠定了基礎(chǔ)
      。明確地教兒童運(yùn)用數(shù)軸，可以促進(jìn)兒童將數(shù)量有效地類推到一系列數(shù)字任務(wù)中并產(chǎn)生有效的遷移
      。這一干預(yù)非常有效
      ，它解釋了數(shù)量問題中50%的變化。

      圖0.1 數(shù)軸的概念結(jié)構(gòu)

      在Case 和 Griffin工作的基礎(chǔ)上
      ， Susan Carey和她同事的研究揭示了兒童每次使用一個(gè)數(shù)字建立起心理數(shù)軸的過程(Carey,2009; Dehaene, 1997; LeCorre et al., 2006)
      。他們首先用1表示一個(gè)真實(shí)的數(shù)字
      ，然后用更大的數(shù)字（2、3
      、4）表示“多”
      。兒童要學(xué)好幾個(gè)月才開始用2表示真實(shí)的數(shù)。接著用3和4表示“多”
        。然后
        ，他們把數(shù)字3放到數(shù)軸上作為一個(gè)真實(shí)的數(shù)。在兒童學(xué)到3或者4時(shí)
        ，他們概括出規(guī)則
        ，建立起心理數(shù)軸模型，在數(shù)軸的一端加一個(gè)數(shù)字便向前移動(dòng)1的位置
        。這個(gè)例子很好地說明了兒童是如何運(yùn)用活動(dòng)來建立思維模型的
        。兒童在加工過程中，實(shí)實(shí)在在地構(gòu)建出數(shù)軸的心理模型
        。

      四
        、 為教育創(chuàng)建研究的基礎(chǔ)

      教育研究應(yīng)該是日常教育活動(dòng)的一部分，一個(gè)用來指導(dǎo)教育政策和實(shí)踐的常規(guī)組成部分
        。心智
        、腦與教育運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)是通過將人類發(fā)展、生物學(xué)
        、認(rèn)知科學(xué)與教育聯(lián)系起來
        ，為教育研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，科學(xué)地提高學(xué)習(xí)與教學(xué)的質(zhì)量
        。我們有很好的工具來創(chuàng)建這個(gè)基礎(chǔ)
        ，但是基層組織和傳統(tǒng)積淀都很薄弱。John Dewey (1896)很久以前就呼吁進(jìn)行教育研究和發(fā)展
        ，來闡明學(xué)習(xí)和教學(xué)的基礎(chǔ)
        ，但是到目前為止，只有芝麻街 (Lesser, 1974)和幾個(gè)研究團(tuán)隊(duì)響應(yīng)了這個(gè)號(hào)召
        。

      其他的許多行業(yè)都廣泛地開展了實(shí)踐研究來鞏固他們的實(shí)踐
        ，例如，農(nóng)業(yè)
      、化學(xué)
      、氣象學(xué)、甚至化妝品行業(yè)
      。改善教育研究的基礎(chǔ)需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)更為穩(wěn)固的基層組織用于教育研究
      。這種研究必須是堅(jiān)實(shí)的、有用的
      、有科學(xué)證據(jù)支持的
      ，它還必須與教學(xué)以及教育環(huán)境中的學(xué)習(xí)聯(lián)系起來
      ，這些教育環(huán)境包括學(xué)校、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)
      、電視
      、互聯(lián)網(wǎng)……我們提出以下三個(gè)建議來創(chuàng)建一個(gè)有用的、有意義的教育研究基礎(chǔ)
      。

      （一） 創(chuàng)設(shè)研究型學(xué)校

      這些建議的背后是一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：我們必須創(chuàng)建一個(gè)機(jī)構(gòu)來支持教師和研究者的有益合作
      ，促進(jìn)研究的雙方提出對(duì)學(xué)習(xí)和教學(xué)有用的問題。幸運(yùn)的是
      ，我們有一個(gè)模型可供借鑒：教學(xué)醫(yī)院
      。在這些醫(yī)院里，研究者和實(shí)踐者一起參與設(shè)計(jì)
      、修改有用的程序和治療方案
      ，產(chǎn)生有實(shí)效的聯(lián)結(jié)研究和實(shí)踐的方法,培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究者和實(shí)踐者。同樣
      ，在農(nóng)業(yè)中
      ，研究者和農(nóng)民共同努力,通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試來改進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備，并嘗試不同的種植方法
      。但是
      ，教育缺乏這種基層組織來創(chuàng)建科學(xué)的學(xué)習(xí)和教學(xué)的基礎(chǔ)，盡管教育中已經(jīng)做了如下探索：教師有目的地設(shè)計(jì)干預(yù)工具來促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教學(xué)
      。但目前我們應(yīng)該做的是直接測(cè)試這些干預(yù)措施的效果
        ，看看哪些是有效的,哪些是無效的。

      實(shí)驗(yàn)研究首先創(chuàng)設(shè)一種條件或干預(yù)
        ，然后評(píng)估其結(jié)果。在醫(yī)學(xué)中
        ，干預(yù)可以是一項(xiàng)治療措施
        ，如藥物、手術(shù)
        、疫苗接種
        ，或治療方案,然后對(duì)功能或健康進(jìn)行測(cè)試。在學(xué)校
      ，教師努力教學(xué)(一個(gè)干預(yù)),接著要么通過直接測(cè)試
      ，要么通過觀察學(xué)生隨后的活動(dòng)來評(píng)估學(xué)生的理解或技能水平。

      盡管這是大家共同的美好愿望
      ，但是醫(yī)學(xué)和教育在評(píng)估聯(lián)結(jié)研究和實(shí)踐的方式上存在很大差異
      。在世界各地,每個(gè)高質(zhì)量醫(yī)學(xué)院至少與一所教學(xué)醫(yī)院建立密切的關(guān)系，這是研究和實(shí)踐相結(jié)合地方
      。然而在教育領(lǐng)域
      ，全世界幾乎沒有研究型學(xué)校
      ，即專門從事學(xué)與教的研究學(xué)校，其目的是為教育實(shí)踐提供科學(xué)基礎(chǔ)
      。

      教育需要一個(gè)像教學(xué)醫(yī)院一樣的機(jī)構(gòu)
      ，也就是我們所說的研究型學(xué)校，通過研究型學(xué)校來建立教育實(shí)踐者和研究者之間的對(duì)話
      ，并確立針對(duì)教育實(shí)踐的研究問題和方法(Hinton and Fischer, 2008)
      。研究型學(xué)校應(yīng)該是真實(shí)的學(xué)校(包括公立學(xué)校和私立學(xué)校),它們應(yīng)該與大學(xué)（通常與教育學(xué)院）結(jié)盟。在研究型學(xué)校
      ，教師和研究者應(yīng)該協(xié)作創(chuàng)建聯(lián)系實(shí)踐的研究并培養(yǎng)未來的研究者和實(shí)踐者
      。就像教學(xué)醫(yī)院，研究型學(xué)校必須關(guān)注實(shí)際問題
      ，關(guān)注教育機(jī)構(gòu)中（包括中小學(xué)
      、幼兒園和高等教育機(jī)構(gòu)）哪些做法是可行的，哪些是不可行的
      。

      《心智
      、腦與教育》雜志已經(jīng)發(fā)表了教育者的很多文章，他們強(qiáng)調(diào)在學(xué)校做研究時(shí)要注意的實(shí)際問題 ( 例如, Coch, Michlovitz, Ansari, & Baird, 2009; della Chiesa, Christoph, & Hinton, 2009; Kuriloff, Richert, Stoudt, & Ravitch, 2009; Kuriloff, Andrus, & Ravitch, 2011)
      。研究型學(xué)校建立在杜威(1896)的觀點(diǎn)之上
      ，他在一個(gè)世紀(jì)以前就建議教育工作者創(chuàng)辦實(shí)驗(yàn)學(xué)校,當(dāng)時(shí)他是打算作為教育研究中心來運(yùn)行的。杜威(1900) 在芝加哥大學(xué)建立了實(shí)驗(yàn)學(xué)校
      ，其目的是為了檢驗(yàn)基于認(rèn)知科學(xué)和心理學(xué)的教育實(shí)踐
      ，以測(cè)試它們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中是如何運(yùn)行的。

      不幸的是
      ，現(xiàn)在幾乎沒有真正的實(shí)驗(yàn)學(xué)校了
      。今天，大多數(shù)被稱為“實(shí)驗(yàn)學(xué)?div   id="4qifd00"   class="flower right">
      ！钡膶W(xué)校不做研究
      ，而是服務(wù)于大學(xué)教員的孩子。因此
      ，杜威界定的問題依然存在：盡管芝麻街的極好例子證明了教育研究相當(dāng)有效
      ，但是全世界都忽視了科學(xué)的教育研究。現(xiàn)在是建立真正的研究型學(xué)校
      ，為教育政策和實(shí)踐提供研究基礎(chǔ)的時(shí)候了
      。

      （二） 建立學(xué)習(xí)和發(fā)展數(shù)據(jù)庫(kù)

      為教育研究奠定基礎(chǔ)的另一種關(guān)鍵方式是建立關(guān)于學(xué)習(xí)和發(fā)展的大型數(shù)據(jù)庫(kù)。有一個(gè)很好的例子可以說明這種數(shù)據(jù)庫(kù)的重要作用
      ?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！八劳雎史治鰣?bào)告系統(tǒng)“（Fatality Analysis Reporting System）是美國(guó)交通事故和安全數(shù)據(jù)庫(kù)(Hemenway, 2001)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建于1966年
      ，收集交通事故的系統(tǒng)數(shù)據(jù)
      ，尤其是死亡率
      。該系統(tǒng)為高速公路工程、汽車設(shè)計(jì)等方面的分析提供了有效數(shù)據(jù)
      。從某種程度來說
      ，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，使得過去50年的交通事故
      、傷亡率大幅下降
      。

      在美國(guó)教育方面,公共服務(wù)機(jī)構(gòu)和聯(lián)邦政府已經(jīng)開始建立數(shù)據(jù)庫(kù),包括美國(guó)國(guó)家教育進(jìn)展評(píng)估(http://nces.ed.gov/NationsReportCard/)，國(guó)際兒童語(yǔ)料庫(kù)
      ，主要集中在語(yǔ)言發(fā)展上(MacWhinney,1996), 美國(guó)兒童健康與人類發(fā)展研究所的兒童保健項(xiàng)目(NICHD Early Child Care Research Network,1994
      ，2006) ，這些數(shù)據(jù)庫(kù)都是根據(jù)《不讓一個(gè)孩子掉隊(duì)法案》建立的
      。但是
      ，這些數(shù)據(jù)庫(kù)并不關(guān)注課堂中的學(xué)習(xí)和教學(xué)方法，也不關(guān)注其他學(xué)習(xí)環(huán)境
      。理想的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)和教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)
      ，類似芝麻街為兒童電視學(xué)習(xí)所做的先驅(qū)性工作。僅錄入標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試還不夠
      ，因?yàn)檫@并不代表學(xué)校的正常學(xué)習(xí)
      。我們需要關(guān)注學(xué)校中的真實(shí)學(xué)習(xí)，包括對(duì)課堂實(shí)踐的評(píng)估
      。我們需要超越意識(shí)形態(tài)和一般性評(píng)價(jià)或觀點(diǎn)
      ，實(shí)現(xiàn)真正的循證實(shí)踐和政策。

      （三） 培養(yǎng)教育工程師

      此外,我們需要培養(yǎng)一種新型的教育者,專門負(fù)責(zé)創(chuàng)建實(shí)踐和研究之間的有用聯(lián)結(jié)
      。他們將會(huì)在短期內(nèi)把教育變成一項(xiàng)基于研究的事業(yè)
      ，這正是哈佛大學(xué)心智、腦與教育專業(yè)課程和國(guó)際心智
      、腦與教育學(xué)會(huì)的中心目標(biāo)
      。這些教育工作者可以把神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和課堂學(xué)習(xí)結(jié)合起來
      ，創(chuàng)建教育活動(dòng),以提高多元化教育背景中的學(xué)習(xí),包括學(xué)習(xí)軟件或兒童電視的設(shè)計(jì)。在經(jīng)典科學(xué)中
      ，這種轉(zhuǎn)化聯(lián)結(jié)的作用非常重要,如化學(xué)
      、生物學(xué)和物理學(xué)的研究成果, 同樣在處理實(shí)際問題時(shí)也很有效，這些知識(shí)可以用于建設(shè)橋梁,生產(chǎn)新型的肥皂,或阻止水道中物種的入侵
      。在物理專業(yè)中
      ，這種專業(yè)人士稱為工程師
      。政府和商業(yè)部門都需要工程師來將科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐
      。

      這樣的專家將對(duì)教育具有重要的作用，我們可以把他們稱為神經(jīng)教育學(xué)家或教育工程師(Gardner, 2008)。研究型學(xué)?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">？梢詾檫@種專家提供培訓(xùn)。在當(dāng)前許多機(jī)構(gòu)中
      ，已經(jīng)有專業(yè)人士在實(shí)踐和研究之間建立聯(lián)系
      。芝麻街使用實(shí)際的評(píng)估，包括形成性的評(píng)估,以決定其教育計(jì)劃(Lesser, 1974)
      。許多非營(yíng)利組織和公司在教育中專門雇傭具有這種實(shí)踐技能的人
      。例如,美國(guó)特殊技術(shù)應(yīng)用中心(www.cast.org)運(yùn)用教育軟件來促進(jìn)學(xué)習(xí)朝著多種軌跡發(fā)展(Rose & Meyer, 2002)。

      教育神經(jīng)科學(xué)具有巨大的潛力,但我們不能僅僅停留于希望和潛力
      ，而應(yīng)該去創(chuàng)建機(jī)構(gòu)
      ，以創(chuàng)造連接實(shí)踐與研究的有用知識(shí)。我們必須培養(yǎng)能夠在新的世界中做研究的學(xué)生
      ，這個(gè)新世界把心智和腦科學(xué)的研究直接與教育政策和實(shí)踐聯(lián)結(jié)起來
      ，為教育奠定科學(xué)的基礎(chǔ)。

      在各國(guó)政府與國(guó)際組織的積極支持下
      ，心智
      、腦與教育的整合研究以及新興學(xué)科教育神經(jīng)科學(xué)在全球范圍內(nèi)得到了蓬勃的發(fā)展，迄今為止
      ，已有40多個(gè)專業(yè)研究機(jī)構(gòu)
      、專業(yè)學(xué)術(shù)組織以及專業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)構(gòu)誕生（周加仙，2013）
      。心智
      、腦與教育的跨學(xué)科整合研究對(duì)于中國(guó)實(shí)現(xiàn)從人才大國(guó)邁向人才強(qiáng)國(guó)的國(guó)策具有重要的借鑒與參考意義。鑒于此
      ，我們根據(jù)中國(guó)教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展以及教育政策與實(shí)踐的需要
      ，精心選擇了這個(gè)領(lǐng)域中最權(quán)威、最重要的書籍
      ，推薦給讀者
      。入選本套叢書的書籍，有的是重要國(guó)際組織的前沿研討成果
      ，有的是國(guó)際教育神經(jīng)科學(xué)的研究專家根據(jù)自己長(zhǎng)期的科研成果撰寫而成
      ，有的系統(tǒng)而全面地勾勒了該領(lǐng)域的研究成果，這些書籍在不同的領(lǐng)域都具有重要的開拓意義
      。我們相信
      ，這套叢書將對(duì)中國(guó)心智、腦與教育的整合研究以及新興學(xué)科教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展發(fā)揮重要的推動(dòng)作用
      。這套譯叢的主編周加仙老師接受了教育神經(jīng)科學(xué)的系統(tǒng)培訓(xùn)
      ，具有教育學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與心理學(xué)的跨學(xué)科知識(shí)。她發(fā)表了60多篇論文
      ，并撰寫
      、翻譯與合作出版了20多本有關(guān)教育神經(jīng)科學(xué)的著作，主編四套叢書
      。這種知識(shí)背景非常適合本套叢書的翻譯工作
      。我們期待這套叢書能夠讓中國(guó)致力于教育神經(jīng)科學(xué)的研究者、教育政策制定者
      、教育實(shí)踐者更好地把握國(guó)際教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)與熱點(diǎn)問題
      ，為中國(guó)教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展作出積極的貢獻(xiàn)。

      在本套叢書出版之際
      ，我們由衷地感謝中國(guó)國(guó)家教育部社會(huì)科學(xué)司
      、中國(guó)國(guó)家教育部留學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)博士后科學(xué)基金會(huì)
      、上海市教育委員會(huì)
      、上海市人力資源和社會(huì)保障局、北京市教育委員會(huì)對(duì)新興學(xué)科的大力支持
      。感謝韋鈺院士
        、沈曉明副市長(zhǎng)、董奇校長(zhǎng)
        、俞立中校長(zhǎng)
        、任友群副校長(zhǎng)、唐孝威院士
        、陳霖院士
        、鐘啟泉教授、李其維教授
        、周永迪教授
        、桑標(biāo)教授、杜祖貽教授
        、黃紅教授
        、金星明教授對(duì)中國(guó)教育神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展所作出的努力。感謝國(guó)際教育神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的專家為我們推薦了這些優(yōu)秀書籍
        ，他們是法國(guó)科學(xué)院
        、美國(guó)科學(xué)院、美國(guó)工程與藝術(shù)學(xué)院
        、梵蒂岡科學(xué)院院士Stanislas Dehaene 教授
      ，美國(guó)哈佛大學(xué)Kurt Fischer教授，阿根廷教育科學(xué)院
      、梵蒂岡科學(xué)院院士Antonia Battro教授，日本工程院院士
      、中國(guó)工程院外籍院士小泉英明教授
      。 衷心感謝華東師范大學(xué)出版社教育心理分社的彭呈軍社長(zhǎng)對(duì)本套譯叢的大力支持
      ，感謝孫娟編輯對(duì)每一本譯著的認(rèn)真審讀。感謝各位參與翻譯工作的教師與研究生
      ，他們認(rèn)真負(fù)責(zé)
      ，反復(fù)推敲每一個(gè)詞句，盡自己最大的努力
      ，力圖再現(xiàn)原作者的思想精華
      。我們期待著中國(guó)有更多的研究者、實(shí)踐者投身于教育神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域
      ，為實(shí)現(xiàn)人才強(qiáng)國(guó)的中國(guó)夢(mèng)而共同努力
      。
      

          
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      手出好多小水泡，還特別癢
        ？一定要分清是汗皰疹還是手蘚
        ！
      
                        
      對(duì)于女性朋友來講手可謂是“第二張臉”，白皙
        、光滑
        、修長(zhǎng)的雙手，不僅看起來十分靈巧而且還能提升個(gè)人氣質(zhì)
        。不過生活中也有很多人
        ，不僅手部皮膚特別粗糙，而且還特別容易長(zhǎng)小水泡
                
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        ，還特別癢？一定要分清是汗皰疹還是手蘚！" onerror="nofind(this)" >
                 
            
      
 
                
            
      
                
      
                    
                        
      單身貴族易群體性焦慮(單身貴族該怎么做)
      
                        
       　調(diào)查顯示80%的25至40歲的單身男人和女人“是快樂的”
        ，專家提醒“剩男剩女”不快樂的背后隱藏了煩躁
        、焦慮，甚至抑郁等消極情緒
        ，而剛剛過去的情人節(jié)
 
                
            
 
                
            
 
                
            
 
                
            
 
                
            
      
                
      
                    
                        
      寶寶睡覺時(shí)驚厥的癥狀,如何預(yù)防小兒驚厥
      
                              
 
                
            
 
                
            ，不妨看看
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      ？一文科普
      ，不妨看看！" onerror="nofind(this)" >