教育的目的是為未來培養(yǎng)人才，所以我們必須了解在十年、二十年以后，這個時代究竟需要什么樣的人才?，F(xiàn)在有一個詞叫未來已來，隨著科技的進步和時代的發(fā)展，未來正加快到來。知識的爆炸、信息的迭代、元宇宙、人工智能等等，技術(shù)不斷升級的時代，究竟會給我們帶來什么樣的影響？其實大家可以看到，目前腦科學(xué)和人工智能的發(fā)展，正在快速地影響整個社會，從根本上改變?nèi)撕蜕鐣年P(guān)系，以及人類生存和發(fā)展的模式。

新時代對學(xué)習(xí)提出了什么要求？

國際著名的管理咨詢機構(gòu)“麥肯錫”在2017年提出，人工智能的到來將會替代大概50%的工作。我們知道，由于自動化流水線、生產(chǎn)線的發(fā)明，取代了大量的體力勞動者，現(xiàn)在大部分人從事的正是技能的勞動。所謂的技能勞動，就是通過一定的專業(yè)培養(yǎng)和訓(xùn)練后所能夠完成的工作，包括司機、翻譯、醫(yī)生、程序員等等工作。我們未來從事的工作更多是一些創(chuàng)新的勞動，包括藝術(shù)創(chuàng)作、科研工作等等。在這種情況下，甚至對我們的科研工作都造成了很大的沖擊。

現(xiàn)在的人工智能也可以去做考古了，它能夠識別人類以前沒有辦法識別的古代的文字，準(zhǔn)確率比現(xiàn)在的歷史學(xué)家還要高。所以在人工智能快速發(fā)展的時代，未來究竟是什么？基于此，很多有識之士在開始重新思考未來的教育目標(biāo)。

比如耶魯大學(xué)的原校長理查德·萊文教授說，如果一個學(xué)生從耶魯大學(xué)畢業(yè)后，居然擁有某種專業(yè)的知識和技能，這是耶魯教育最大的失敗。

我們現(xiàn)在的基礎(chǔ)教育更多的也是為了傳授孩子知識和技藝。但是如果在知識更新迭代的時代，技能已經(jīng)會被人工智能取代的時代，我們還在培養(yǎng)這樣的知識和技能，確實是我們教育的失敗。

從另外一個角度看，我們中國的錢穎一教授曾提出，人工智能將使中國教育僅存的優(yōu)勢蕩然無存。

中國傳統(tǒng)教育的優(yōu)勢是什么？大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化的教育，通過統(tǒng)一的教材，統(tǒng)一的課程，統(tǒng)一的考試，統(tǒng)一的人才衡量的標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)一大堆技能人才。但是在人工智能到來之后，這樣的技能人才的培養(yǎng)模式，已經(jīng)遠遠不能夠適宜創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

基于腦科學(xué)，新學(xué)習(xí)的本質(zhì)是什么？

智能時代，什么才是最好的學(xué)習(xí)和最好的教育？回答這樣的問題，作為一個腦科學(xué)工作者，我希望從人腦的學(xué)習(xí)和發(fā)展的本質(zhì)上去尋找它的答案。

學(xué)習(xí)的目的是適應(yīng)環(huán)境。在幾十億年的漫長進化歷程中，智能的智慧并不是在我們出生的時候，就在腦袋里面裝滿各種各樣的知識，相反，我們生下來的時候，就是一些本能，再加上非常強大的學(xué)習(xí)能力，讓我們成為一個世界的公民。把一個嬰兒放在全世界任何的一個地方，他都可以快速地學(xué)習(xí)當(dāng)?shù)氐恼Z言，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，掌握當(dāng)?shù)氐奈幕?，在?dāng)?shù)啬軌虺掷m(xù)地生存和發(fā)展，這是進化給我們帶來的最重要的智慧。在未來環(huán)境不確定的情況下，最有效的智能是擁有非常強大的學(xué)習(xí)能力。

學(xué)習(xí)的過程是塑造大腦。人腦大概有860億個神經(jīng)元，每個神經(jīng)元有1000到10000個神經(jīng)連接，這樣一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，決定了我們所有的知識、技能、習(xí)慣、態(tài)度等等。我們的價值觀都是由這樣的連接所組成，學(xué)習(xí)的過程也是對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行塑造的過程。要想實現(xiàn)科學(xué)的學(xué)習(xí)、高效的學(xué)習(xí)，必須要符合人腦發(fā)展的規(guī)律。

所以從人腦的角度，我們發(fā)現(xiàn)兩個重要的啟示：一是學(xué)習(xí)最核心的是要培養(yǎng)強大的學(xué)習(xí)能力；二是學(xué)習(xí)要遵循大腦的活動規(guī)律。

• 基于腦科學(xué)的學(xué)習(xí)力結(jié)構(gòu)體系

學(xué)習(xí)力究竟包含什么？基于大腦的結(jié)構(gòu)和功能以及我們對人腦過去幾十年的研究，學(xué)習(xí)力包含至少三個非常關(guān)鍵的重要成分。

首先是在我們兩耳之后的區(qū)域，它是人腦形成有機知識體系和知識存儲的地方，它包含了從具體到抽象各個層次緊密聯(lián)系、融匯貫通、靈活使用的知識體系，而不是我們現(xiàn)在所強調(diào)的碎片化的、死記硬背的知識。

除了有機的知識體系以外，我們還要培養(yǎng)強大的認(rèn)知能力，這就是我們大腦前額葉的一個重要功能。它是人類智能的一個非常重要的區(qū)域，但它本身并不存儲知識。比如這個地方受損了以后，我們該記得的相關(guān)的知識，我們所認(rèn)識的人都不會受到影響。但是如果沒有這樣的一些關(guān)鍵的區(qū)域，我們就沒有辦法學(xué)習(xí)新的知識，沒有獲取知識、分析知識并進行創(chuàng)新的能力。

除了外側(cè)的前額葉以外，在我們大腦的內(nèi)側(cè)部分，是整個人的動機系統(tǒng)。所謂的動機就是人的發(fā)動機和方向盤，方向盤決定了我們的價值觀，發(fā)動機決定了我們在這個過程當(dāng)中行動的度。所以要培養(yǎng)這種持久的學(xué)習(xí)的動力，我們需要讓學(xué)習(xí)者充滿熱愛與激情，具備成長性思維，同時通過自我控制能力去調(diào)節(jié)情緒，延遲滿足。

現(xiàn)在的孩子有時選擇躺平，就是由于學(xué)習(xí)動力的不足，或者有些心理健康的問題。所以有機的知識體系、強大的認(rèn)知能力和持久的學(xué)習(xí)動機，是一個完整的學(xué)習(xí)力所具備的三個非常關(guān)鍵的成分。

如果我們?nèi)タ磭獾暮芏嘟逃?，它之所以讓我們覺得很好，其實也在于他們是在培養(yǎng)學(xué)生的有機知識體系、強大的認(rèn)知能力以及持久的學(xué)習(xí)動力。而我們現(xiàn)在所強調(diào)的對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，其實也需要從這三個角度來進行。世界上沒有脫離有機知識體系的抽象的創(chuàng)新，從這個意義上來講，學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是能夠?qū)崿F(xiàn)從學(xué)生短期的學(xué)業(yè)成績和他終身長期發(fā)展的結(jié)合的，也是我們對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必然要求。

基于腦科學(xué)的學(xué)習(xí)力結(jié)構(gòu)體系

• 好的學(xué)習(xí)需要遵循大腦發(fā)育的規(guī)律

要培養(yǎng)強大的創(chuàng)新能力，我們必須要遵循大腦發(fā)育的規(guī)律。比如在0到3歲的時候，更多的是感知覺區(qū)域的發(fā)展；到3到6歲的時候，更多是一些聯(lián)合皮層的發(fā)展和成熟的過程；到小學(xué)階段，更多的是外側(cè)前額葉認(rèn)知能力發(fā)展的過程；初高中則更多是內(nèi)側(cè)前額葉自我控制能力和價值觀發(fā)展形成的階段。所以在不同的階段，我們要有不同的學(xué)習(xí)的重點。而任何超前的或者延后的知識學(xué)習(xí)，都是不利于我們整個人的學(xué)習(xí)能力的發(fā)展和培養(yǎng)的。

• 好的學(xué)習(xí)需要遵循記憶形成的規(guī)律

另一方面，好的學(xué)習(xí)要遵循大腦記憶的規(guī)律。記憶是我們學(xué)習(xí)的一個重要基礎(chǔ)，在這個過程中，我們要依據(jù)大腦的遺忘曲線規(guī)律，或者適度學(xué)習(xí)難度的規(guī)律來充分調(diào)動大腦的資源，同時還要遵循大腦不同的分工的規(guī)律?；蛲ㄟ^技能的系統(tǒng)來學(xué)習(xí)，或通過知識的系統(tǒng)來學(xué)習(xí)，或通過情緒的系統(tǒng)來學(xué)習(xí)。不同的系統(tǒng)要充分地調(diào)用，而且要準(zhǔn)確地使用，才能夠達到有效的學(xué)習(xí)。

• 好的學(xué)習(xí)需要遵循知識建構(gòu)的規(guī)律

我們剛才講，一個知識如果能夠長期地保存和靈活地應(yīng)用，它必須要構(gòu)成一個知識的網(wǎng)。這種知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成就必須要挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，比如我們要實現(xiàn)從輸入到輸出的轉(zhuǎn)變，從老師的教到學(xué)生的學(xué)的轉(zhuǎn)變，我們還要幫助學(xué)生去構(gòu)建知識的空間，利用知識的內(nèi)在聯(lián)系來重新組織學(xué)習(xí)，還要通過類似思維導(dǎo)圖的方式來構(gòu)建知識的網(wǎng)絡(luò)，以及我們現(xiàn)在所謂的項目制的學(xué)習(xí)，也是幫助學(xué)生形成知識網(wǎng)絡(luò)的過程，包括費曼的學(xué)習(xí)方法，實際上都是在幫助我們建構(gòu)這種學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。

• 好的學(xué)習(xí)需要遵循能力提升的規(guī)律

很多人認(rèn)為包括智力在內(nèi)的認(rèn)知能力是天生的。實際上大量的研究表明，如果我們通過科學(xué)的方法，是可以提升大腦的認(rèn)知的，包括它的流體智力。在這個過程當(dāng)中，我們也可以改善大腦的功能來提高包括多巴胺在內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)的活動水平。同時通過可遷移的訓(xùn)練方式，讓它能夠遷移到日常的生活當(dāng)中去改善我們的行為表現(xiàn)和學(xué)業(yè)成績。

• 好的學(xué)習(xí)需要遵循動機塑造的規(guī)律

最后，在學(xué)習(xí)動機的塑造上，我們應(yīng)該依據(jù)人腦的動力體系的培養(yǎng)規(guī)律，充分利用我們的喜好、習(xí)慣等動力系統(tǒng)，再采用一些如社會情緒技能學(xué)習(xí)的方法，把堅韌、激情、自控能力、樂觀態(tài)度和成長性思維作為技能培養(yǎng)，作為習(xí)慣養(yǎng)成，而不僅僅是作為一種知識在傳遞，從而讓它成為我們學(xué)習(xí)的強大動力。

創(chuàng)新實踐開啟新學(xué)習(xí)模式

如何實現(xiàn)腦科學(xué)和教育的有機融合？我們在過去幾年里對這個問題進行了一些初步的探討。

首先我需要強調(diào)的是，腦科學(xué)和學(xué)習(xí)的有機結(jié)合是一場深刻的變革，它不是簡單的教學(xué)方法和教學(xué)實踐的改變，而是涉及到我們的教育目標(biāo)、評價方式、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程和技術(shù)的一場深刻變革。

實際上我們需要有一套完整的體系，在這個體系當(dāng)中，涉及到研究機構(gòu)，大學(xué)人才的培養(yǎng)以及社會的創(chuàng)新機制和實踐。具體來說，我們需要加強腦科學(xué)的基礎(chǔ)研究，來揭示腦智發(fā)育的規(guī)律。其次，我們還要建立腦科學(xué)與教育人才的一套體系。同時我們還需要大力發(fā)展腦智測評和訓(xùn)練的專業(yè)產(chǎn)品和工具。最后我們還需要各個部門之間緊密地協(xié)調(diào)，加強試點和指導(dǎo)，在各個地方進行一些創(chuàng)新的實踐和驗證。

在科研方面，其實國家做了很大的布局。在 2030 年的國家重大的研究規(guī)劃中，把腦科學(xué)作為了一個重要的研究方向。在中國的腦計劃里面，重點把腦智發(fā)育作為其中的方向，目的就是要研究兒童大腦和認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律，提升正向干預(yù)效能，從而促進我國億萬兒童青少年的健康發(fā)展，提升教育的效率和質(zhì)量。

另外，我們把這樣的教育實踐和各個區(qū)縣教育局、教科院進行緊密的合作，共同探討在區(qū)域?qū)用嫒绾斡媚X科學(xué)推動學(xué)習(xí)變革。在這個過程中，我們發(fā)展了基于腦科學(xué)的學(xué)習(xí)能力的評價體系，從注意力、記憶力、思維力、反應(yīng)力、自控力五大能力的角度，來全面衡量一個孩子學(xué)習(xí)能力的情況。基于這樣的現(xiàn)狀，我們可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進行全面的刻畫，再形成學(xué)生的學(xué)習(xí)畫像。

基于腦科學(xué)的學(xué)習(xí)能力評價體系

我們還可以利用學(xué)習(xí)成績來進行學(xué)業(yè)診斷，這種診斷可以幫助我們?nèi)チ私膺@個孩子，他某些地方學(xué)習(xí)好，是什么原因，某些地方差又是什么原因。同時我們還可以實現(xiàn)對學(xué)習(xí)潛能和未來學(xué)習(xí)效果的預(yù)測，從而實現(xiàn)我們的英才選拔或者學(xué)困篩選。我們也可以基于他現(xiàn)有的學(xué)習(xí)成績和學(xué)習(xí)潛能，來指導(dǎo)他進行高考的選科和走班，以及我們在初高中的分層教學(xué)。甚至對一些特殊的學(xué)生，我們還可以依據(jù)他學(xué)習(xí)能力發(fā)展的現(xiàn)狀進行個性化的干預(yù)。

在這個過程當(dāng)中，我們編寫了相關(guān)的學(xué)習(xí)力提升的教材，包括小學(xué)、初中、高中，重點是通過普及腦科學(xué)的知識來提升學(xué)習(xí)能力的各個方面。我們把這樣的課程和學(xué)校的教學(xué)實踐進行有機的融合。比如我們在體育、心理健康等課程里，有機地融入了這套學(xué)習(xí)力課程體系，從而在不干擾學(xué)校正常教育教學(xué)的情況下，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升和培養(yǎng)。

同時，我們也在一些學(xué)校建設(shè)學(xué)習(xí)力中心。如果未來學(xué)校的教育目標(biāo)是為了提升學(xué)生學(xué)習(xí)的能力，我們就要在學(xué)校建立對應(yīng)的學(xué)習(xí)中心，把腦科學(xué)知識的科普宣傳、測評和訓(xùn)練的技術(shù)和方法，包括基于神經(jīng)反饋虛擬現(xiàn)實的訓(xùn)練技術(shù)，都緊密地融合在學(xué)習(xí)當(dāng)中，從而幫助學(xué)生實現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)能力的干預(yù)、訓(xùn)練和提升。

我們希望通過這樣的綜合努力，能夠把腦科學(xué)和教育進行全面的融合，也希望在全社會的共同努力下，實現(xiàn)腦科學(xué)和教育對未來學(xué)習(xí)的變革。讓每一位老師都成為腦科學(xué)的應(yīng)用專家，讓每一間教室都成為腦科學(xué)的實踐基地，讓每一堂課都成為腦科學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。希望大家能夠一起共同努力，為實現(xiàn)這樣的目標(biāo)不斷地合作。

文章整理自作者2022年「第九屆中國教育創(chuàng)新年會」主論壇主題發(fā)言。

作者 | 薛貴（北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室教授，IDG-麥戈文腦研究所研究員）