教育神经科学核心主题的演变——基于2007~2020年《心智、脑与教育-USB迷|专注于互联网分享

2024年5月4日发(作者：家清绮)

Vol.31 No.5 2021

【开栏语】每一次技术的突破都带来了教育的革命。21世纪以来，人类借助各种神经影像技术与方法，开始探

索自身的主观精神世界，客观地了解学与教背后的生理机制，从此开启了一个以神经科学相关研究证据为基础

的教育新世纪，由此诞生了教育神经科学这一新兴学科。作为一门横跨文理的交叉学科，教育神经科学的发展

推动了神经科学、心理学与教育学的融合，强化了神经科学、认知科学的相关研究成果在教育中的应用，促进

了教育研究、教育决策与教育实践的科学化，其发展对于国民素质的提升和综合国力的增强具有重要价值与意

义。在此背景下，本专栏推出了四篇教育神经科学领域的研究论文：第一篇分阶段阐释了教育神经科学的核心

主题，揭示了教育神经科学核心主题的演变过程，指出我国教育神经科学的发展要加强跨学科对话、警惕神经

神话，阐明教育神经科学学科是神经科学与教育学两个学科的交叉和心智、脑与教育三个学科的多重交叉并存，

聚焦于以复杂教育情境为基础的神经科学研究；第二篇从创造力脑机制的测评视角来探索创造力的本质，可以

更深入地理解创造力与脑的关系，并推动创造力脑机制测评技术在教育研究中的应用；第三篇从教育神经科学

的视角，分析了从创新思维活动到学思维活动课程的发展过程，有助于推动脑科学、认知科学与教育学的交叉

融合研究；第四篇介绍了数学学习的脑机制，展示了脑科学在数学课程教学中的具体应用，可为探索基于脑科

学的学科教育创新提供参考。期待本专栏的研究成果可以抛砖引玉，吸引广大学术界的同仁进一步深化教育神

经科学的研究与应用。

教育神经科学核心主题的演变

——基于2007～2020年《心智、脑与教育》杂志刊发的335篇论文分析

张婧婧

于玻

周加仙

[通讯作者]

（1．北京师范大学教育技术学院，北京 100875；

2．北京师范大学远程教育研究中心，北京 100875；

3．华东师范大学教育学部教育心理学系，上海 200062）

摘要：教育神经科学作为一门新兴交叉学科，得到了国际相关组织、高校以及许多研究者的关注。在此背景下，

文章收集《心智、脑与教育》杂志于2007～2020年刊发的335篇学术论文，采取文献计量法，绘制概念网络图，

分阶段阐释了教育神经科学的核心主题，由此揭示了教育神经科学核心主题的演变过程，发现：2007～2020年

教育神经科学的核心主题整体上没有发生颠覆性的改变，研究对象主要包括学龄前儿童、中小学生、大学生和

成人学习者，研究内容聚焦于学习、绩效、教育、认知、学生等方面。基于此，文章探讨了教育神经科学发展

对我国的启示，指出现阶段教育神经科学的研究多以心理学与认知科学作为桥梁来联结教育与神经科学，未来

的研究需要更多地进行神经科学与教育之间的耦合，运用教育神经科学的研究成果来质疑并修正传统的认知理

论，并以教育与学习发生的情景作为复杂系统，来衍生出基于神经科学、认知科学的教育基础研究。

关键词：教育神经科学；核心主题；概念网络图；认知科学

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2021）05—0005—13 【DOI】10.3969/.1009-8097.2021.05.001

一教育神经科学的研究概况

受“教育回归学习”国际浪潮的影响，学习作为教育中的核心概念，重返教育研究的主阵

地。在此背景下，我国教育部联合国家自然科学基金委员会，陆续启动了一系列措施来推动教

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育与学习科学的发展

[1]

。教育的问题归根结底需要回到“人是如何学习的”这一问题上，而脑是

负责人类学习的重要器官，神经科学作为研究神经机制的一门科学，对教育的重要性不言而喻。

1 教育神经科学的界定

近年来，随着生物科学、信息科学等学科的飞速发展，以及各种研究技术与方法的不断完

善

[2]

，从教育的视角去理解人脑的运行规律与学习机制，成为当今和未来教育研究需要解决的新

问题。目前，世界上各组织机构与研究人员对这个新兴领域的定义尚未达成共识，学界使用“心

智、脑与教育”、“神经教育学”、“教育生物学”、“脑与学习科学”等不同的术语来指代这一跨

学科领域

[3]

。2004年，周加仙

[4]

在其博士论文中，从历史发展的分析视角，系统地提出了关于教

育神经科学的学科构想，并指出“教育神经科学是将神经科学、心理学、教育学整合起来，研

究人类教育现象及其一般规律的、横跨文理的新兴交叉学科”

[5]

。国内外学者也纷纷从不同的角

度来分析这一学科的性质，如胡谊等

[6]

认为，教育神经科学本质上是认知神经科学的一个分支。

与此观点相对的是，一些教育研究者认为，该学科的本质是教育学，如韦钰将神经教育学定义

为“新形成的基于科学研究的教育学”

[7]

。

2 教育神经科学的研究成果

作为新兴交叉学科，教育神经科学的研究内容与学科发展得到了研究者的高度关注。例如，

国际心智、脑与教育学会（International Mind, Brain and Education Society，IMBES）会议主席

Schwartz

[8]

梳理了2007～2014年学会年度会议的主题与目标，并总结、反思了学会年度研究中

的经验教训，认为与早期“从脑到心智，再到教育”的三步模型相比，“脑、心智与教育”三者

交叉的模型更为合理。Hobbiss等

[9]

对66篇阐述心智、脑与教育研究目标的论文进行了SWOT

分析，认为跨学科研究的优势与机会多于弱点和威胁。Bruer

[10]

探究了教育神经科学与学习科学、

神经科学和教育学之间的关系，对教育神经科学进行了学科定位，并对Web of Science数据库中

1997～2015年教育神经科学的相关文献进行了共引分析，指出：当前教育神经科学位于神经科

学和心理学研究的子领域之间，但仍与教育研究文献中突出的问题和主题相距甚远。戴伟辉

[11]

以“Distance Education”与“Internet”、“Intelligent/Intelligence”、“Neuro”组成联合关键词进行

检索，统计了1977～2017年Scopus文献库中相关文献的数量并绘制出折线图，发现“‘Internet+’

Distance Education”逐渐开始向“AI+”、“Neuro+”转变，并认为神经教育科学和神经管理学将

成为现代教育理论与方法新发展的理论框架。郑旭东等

[12]

以“脑电图”（EEG或

Electroencephalogram）和“教育”（Education）、“教学”（Teaching）、“学习”（Learning）为关

键词，对2000～2019年WoS与Scopus数据库中的1154篇英文文献进行共引分析，这些文献被

聚类为情绪识别、脑的自我调节、动作技能习得、深度学习、联想学习、脑机接口等六大主题，

且发现脑电技术逐渐成为教育领域研究的重要手段。

可以看到，上述研究使用了多种关键词的不同组合来获取研究数据，通常采用共被引分析

或内容分析的方法来探究心智、脑与教育三大领域之间的关系。在探究学科之间的关系或是学

科交叉的主题方面，研究者大多采用内容分析法对主题进行分类。然而，主题分类并不能有效

地揭示多学科交叉的发展，反而进一步分裂了多学科中所涉不同方向的研究内容。在一个研究

领域中，主题之间的关系往往是不可割裂的，并不能通过简单的分类方法来进行解释。而对于

一个新兴的交叉学科来说，学术期刊发表的论文通常能够反映出该学科的发展历程。鉴于此，

本研究选取国际心智、脑与教育学会的官方学术期刊——《心智、脑与教育》（Mind, Brain, and

Education）作为研究对象。此期刊聚焦于各个年龄段学习与发展的基础规律和创新发现，涉及

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生物学、神经科学、认知科学、社会情感科学、教育等多个学科，尤其强调教育实践与生物学、

行为、认知层面研究之间的相互关系，囊括了基于实验室环境的基础研究与基于实践环境的应

用研究。本研究采用Leximancer软件机器学习的方法，对《心智、脑与教育》期刊上发表的论

文进行主题提取与分类，形成论文主题的概念网络图，并通过核心主题团和主题中关键概念的

分析，来探析教育神经科学核心主题的演变，以获知教育神经科学的学科发展状况。

二研究样本与基本情况

1 研究样本

本研究选取《心智、脑与教育》期刊自2007创刊至2020年正式发表的学术论文作为样本

数据，通过Web of Science核心合集数据库检索，限定文章类型为“Article”，共得到335篇论

文的题目和摘要，其年度发文数量折线图如图1所示。

图1 《心智、脑与教育》期刊年度发文数量折线图

图1显示，2007～2010年由于《心智、脑与教育》期刊刚刚创刊，发文数量有小幅波动；

2011～2015年，发文数量较为稳定；2016～2018年，发文数量相对较少；2019～2020年，发文

数量迅速攀升。综合考虑发文数量与时段长度（4～5年），本研究将《心智、脑与教育》期刊所

发论文归为3个阶段，即2007～2010年的起步阶段（93篇）、2011～2015年的稳步发展阶段（127

篇）和2016～2020年的迅速提升阶段（115篇）。

鉴于文献计量法能够清晰、直观地展现学科发展脉络，本研究采取文献计量法，同时应用

Leximancer（Lexiportal 5 Academic）软件的半监督学习功能，对文献分析结果进行了可视化呈

现：首先，由Leximancer形成种子概念，人工删除一些无关词汇（如“During”、“Findings”等），

并对同义词进行合并（如将“Student”和“Students”合并为“Students”）；随后，由Leximancer

根据共现频率将种子概念聚类为主题团，并为主题团自动生成主题词；最后，由Leximancer通

过概念地图的方式，可视化呈现主题团与概念之间的关系。

基本情况

（1）国家、高校发文分布

采用WoS数据库的分析检索结果功能对335篇论文数据进行统计，本研究发现：共有41

个国家及地区在《心智、脑与教育》期刊上发表文章，有17个国家的发文数量≥5篇，其中以

美国、英国、加拿大、德国等国的发文数量居多，尤其是美国发表的论文数量遥遥领先，我国

（内地）发表了5篇论文，其中，周加仙团队发表了3篇。在高校发文分布方面，哈佛大学、

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宾夕法尼亚联邦高等教育系统、伦敦大学等的发文数量较多。其中，哈佛大学的研究成果最多，

这与Fischer教授率先在哈佛大学教育研究院建立“心智、脑与教育”学科、随后成立“国际心

智、脑与教育学会”并创刊其官方学术期刊《心智、脑与教育》密不可分。

（2）研究类型

本研究将335篇论文分为非实证研究、实证研究两大类，其中实证研究又分为普通实证研

究和使用了神经认知测量（Neurocognitive Devices，ND）技术的实证研究两种。如图2所示，

2007～2009年，《心智、脑与教育》期刊发表的非实证研究论文较多，占比超过了70%；随着

该领域理论的不断丰富和ND技术的发展，非实证研究的占比不断走低，虽然在2018年有所反

弹，但整体呈下降趋势，且在2013年以后占比都保持在50%以下。2007～2020年，实证研究

的占比虽有起伏，但整体上不断提高；其中，普通实证研究论文和使用了ND技术的实证研究

论文数量都呈上升趋势，但使用ND技术的实证研究论文数量仍远低于普通实证研究论文数量。

图2 2007～2020年实证研究与非实证研究的数量统计

（3）研究方法

在教育神经科学领域，使用的ND技术主要包括脑电图（Electroencephalogram，EEG）、功

能性磁共振成像（functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）、眼动追踪（Eye Tracking）、

功能性近红外光谱（functional Near-Infrared Spectroscopy，fNIRS）、心电图（Electrocardiogram，

ECG）、事件相关电位（Event-related Potential，ERP）、脑磁图（Magnetoencephalography，MEG）

等。在2013年之前，教育神经科学领域更多地应用了唾液测量技术（如皮质醇、α-淀粉酶、褪

黑素等），有5项相关研究；有2项研究应用了ECG技术，而MEG技术仅在2018年有1项研

究进行了应用。后期，EEG（14项相关研究）、fMRI（10项相关研究）、ERP（6项相关研究）、

眼动追踪（6项相关研究）等技术相继被更多地使用。

三教育神经科学的核心主题

1 2007～2010年起步阶段的核心主题

采用Leximancer（Lexiportal 5 Academic），本研究分阶段绘制了论文主题的概念网络图。其

中，2007～2010年论文主题的概念网络图如图3所示，可以看出：2007～2010年教育神经科学

以教育主题为起点，形成四大核心主题团和九个主题，处于起步阶段。

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图3 2007～2010年论文主题的概念网络图（N=93篇，主题尺寸=38%）

（1）教育核心主题团

教育核心主题团包括教育和伦理两个主题：①在教育主题方面，“心智”、“脑”、“教育”与

“神经科学”概念相连，这几个概念同时与“科学”、“实践”概念相连，体现了教育神经科学

既关注科学研究，也关注教育实践。②在伦理主题方面，《心智、脑与教育》期刊在2010年第4

卷设立了专栏“应对教育神经科学与伦理学：对社会的启示”来讨论教育神经科学的伦理问题，

包括通过生物技术（尤其是药物）改善青少年学习绩效的利弊

[13]

、神经科学研究生专业课程中

的伦理培训

[14]

，以及神经科学或脑科学在探究人类伦理的神经生物学基础上的研究进展等

[15]

。

（2）学习核心主题团

学习核心主题团包括学习和变化两个主题，且学习主题与教育、认知、儿童主题都有重叠。

①学习主题方面，其“社会性”概念在一定程度上说明教育神经科学关注儿童的社会技能，如

社会互动、社会适应、社会认知等。2010年，Visser等

[16]

通过对特殊儿童进行社交干预，发现

群组干预与单独干预对儿童攻击性行为的影响无明显差异，从特殊学校转入普通学校的儿童出

现了攻击性下降的倾向。“技能”概念通过“学习”概念与变化主题中的“变化”概念相连，因

为青少年期本身就是一个身体和精神变化剧烈的时期

[17]

，而新技能的学习机制可能是分布式神

经网络同步的变化，可以通过脑电图来测量与分析

[18]

。②变化主题方面，主要指概念转变和表

征转变。2007年，Singer

[19]

提出要在教学中关注表征的转变，而不仅仅是概念的转变，并提出

了促进表征变化的模型与策略。

（3）认知核心主题团

认知核心主题团包括认知与儿童两个主题：①认知主题方面，其“执行”概念主要以执行

控制、执行认知、执行功能的形式出现。2008年，Blair等

[20]

表示执行认知可能与过程性、概念

性知识协同作用，在一些情况下对数学的问题解决能力产生影响。同年，Kloo等

[21]

认为学生在

学校中需要调节自己的社交行为、控制冲动行为等，因此执行控制可能是学生在学校中成功学

习的基础。②儿童主题方面，其“复杂性”概念主要是指儿童行为、技能、判断、理解等的复

杂性。2007年，Rappolt-Schlichtmann等

[22]

发现，儿童的认知过程是动态的；对大多数儿童来说，

情境支持会在短时间内大幅提升儿童技能表现的复杂性（例如，如果教师对于物体为什么下沉

或漂浮提供了实验情境和推理论证，那么儿童对该现象解释的复杂性会短暂地大幅提高）。

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（4）绩效核心主题团

绩效核心主题团包括绩效、学生和睡眠三个主题：①绩效主题方面，其“空间”概念表明

学生在学校教育过程中的空间处理能力（如空间表征能力、空间想象力等）受到一定的关注。

2008年，Anderson等

[23]

探究了不同认知风格与几何问题表现之间的关系，发现具有言语演绎

（Verbal Deductive）和空间意象（Spatial Imagery）认知风格的学生比具有对象意象（Object

Imagery）认知风格的学生在解答几何问题上的表现更好。②学生主题方面，其“心理”概念通

常以心理表征、心理状态、心理旋转、脑力绩效（Mental Performance）的形式出现。2008年，

Valdez等

[24]

提出，不仅环境条件、饮食摄入、练习效果、任务性质等因素会影响脑力绩效，昼

夜节律和睡眠时长也是重要的影响因素。值得注意的是，《心智、脑与教育》期刊的研究对象包

括各年龄段的人，其中“儿童”主题中的“儿童”主要指小学之前的幼儿园阶段或是更早一些

的婴幼儿，而“学生”主题中的学生包括小学生、中学生、大学生乃至成人学习者。③睡眠主

题方面，目前全球范围内的儿童与青少年由于上课时间过早而缺乏睡眠，进而影响学业成绩，

研究者认为可以通过向学生、家长、教师普及睡眠知识，并改变学校上课时间、改善营养等来

解决这一问题

[25][26][27]

。

2 2011～2015年稳步发展阶段的核心主题

2011～2015年论文主题的概念网络图如图4所示，可以看出：2011～2015年教育神经科学

共形成了三大主题团和八个主题，处于稳步发展阶段。

图4 2011～2015年论文主题的概念网络图（N=127篇，主题尺寸=42%）

（1）教育核心主题团

教育核心主题团包括教育、教学和干预三个主题：①教育主题方面，其“训练”概念是指

教育神经科学研究可以为教师培训提供指导；“情境”概念通常以社会场景和文化场景为主，体

现了教育神经科学不仅仅关注神经与教学层面，还试图挖掘根植于人类社会的教育教学规律。

②教学主题方面，其“互动”概念主要指师生互动（也有研究指人际交往）。可以看出，教育神

经科学既关注学习脑的研究，也关注教学脑的研究

[28]

；教学脑是一个囊括所有教与学过程的术

语，是动态的、情境的，是可以指导研究的框架

[29]

。2013年，Rodriguez等

[30][31]

的研究论述了

有关教学脑框架的假设，即认为教育教学过程涉及教师系统、学生系统、师生互动系统的相互

作用：教师的互动意识对于教学的成功至关重要，是教育改革必须关注的内容。③干预主题方

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面，教育神经科学领域的许多研究往往采用实验干预的手段，来探究其对学业表现、认知过程

等的影响。其中，“问题”概念通常以问题解决的形式出现，说明问题解决能力（尤其是数学方

面）是本阶段教育神经科学重点关注的高阶能力之一。

（2）学习核心主题团

学习核心主题团包括学生和学习两个主题。其中，“学生”主题中出现了“艺术”概念，且

与“学习”概念相连，表明教育神经科学中的学习不仅指学校的分科学习，也关注艺术教学、

艺术整合对于人脑、认知过程、学习效果的影响。研究发现，与常规的分科教学相比，在学科

中整合艺术的教学更有利于学生对所学内容的长期保留

[32][33]

。值得一提的是，《心智、脑与教育》

期刊在2011年第5卷的专栏“艺术、学习与脑：从研究到学校、家庭和社区的实践”中，集中

探讨了艺术对学习过程的促进作用，以及如何在家庭教育和学校教育中发挥艺术的作用。

（3）绩效核心主题团

绩效核心主题团包括绩效、儿童、阅读三个主题：①绩效主题方面，演化出了“青少年”

概念，主要针对初中生和高中生的记忆、注意力、技能习得等方面，重点强调这一年龄段学生

在心智、脑与认知发展上与低龄段学生呈现出的不同规律。②儿童主题方面，其“个人”概念

往往指的是个体差异。2013年，Rose等

[34]

指出，随着年龄、环境的变化，个人的心理、脑甚至

基因组有很大的可变性，所以解释个体的可变性对于理解个体至关重要。与起步阶段相比，本

阶段的儿童主题中新增了“玩耍”概念，强调玩游戏和玩具（如拼图、积木等）对儿童发展的

重要作用。2013年，Weisberg等

[35]

发现，有指导的玩耍（Guidedplay）介于直接教学（Direct

Instruction）和自由玩耍（Freeplay）之间，能够提供学习目标并创造学习环境，其效果优于直

接教学法。此外，数值学习也是本阶段儿童相关研究关注的内容。2015年，Libertus

[36]

提出，人

们对于数字信息有两种表征方式：一种是天生就有的、快速估计数量的近似数字系统，一种是

通过受教育而习得的精确数字系统，即数学能力的核心。③阅读主题方面，其“阅读”概念与

绩效主题中的“记忆”概念相连，体现了记忆与阅读之间的复杂关系。2015年，Nevo等

[37]

的研

究表明，学生在幼儿园时期的语音复杂记忆可以在一定程度上预测其1年级、2年级的阅读技能，

而在幼儿园时期的视觉空间记忆可以预测其2年级、5年级的理解能力。

3 2016～2020年迅速提升阶段的核心主题

2016～2020年论文主题的概念网络图如图5所示，可以看出：2016～2020年教育神经科学

共形成了三大主题团和七个主题，处于迅速提升阶段。

（1）学习核心主题团

与前面两个阶段教育和学习均为两个单独的主题不同，本阶段教育融入学习，整合为学习

这一个主题。原因可能在于，随着时间的发展实证研究增加，研究者对于教育与学习本身的讨

论减少，且在学科融合发展方面已经达成了共识，研究聚焦于学习认知与学生个体发展方面。

（2）绩效核心主题团

绩效主题团包括儿童、绩效、阅读、语言四个主题：①儿童主题方面，其“推理”概念和

“神经”概念相连，体现了教育神经科学对儿童推理能力的关注，包括空间推理、数学推理、

类比推理、因果推理等；“神经”概念更多地指神经机制、神经网络、神经关联、神经基础，强

调知识获取微观层面的机制。②绩效主题方面，绩效位于概念网络图的核心位置，通过“学校”、

“过程”等概念与其它主题相连，说明对学生绩效的研究离不开学校教育、课堂教学过程等。

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绩效主题中的“注意力”概念一直以来都是教育神经科学研究中的重要议题，其与学业成果紧

密相关。③阅读主题方面，阅读与执行功能相连，揭示了两者之间的联系。2018年，Brock等

[38]

发现，儿童的执行功能可以在多个时间点预测未来的阅读成绩。④语言主题方面，“语言”概念

与儿童主题中的“干预”概念相连，主要指在语言发展关键期通过对婴幼儿进行早期外语干预，

能够有效提升二语习得的效果

[39][40]

。

图5 2016～2020年论文主题的概念网络图（N=115篇，主题尺寸=36%）

（3）学生核心主题团

学生核心主题团包括学生和Alpha两个主题：①学生主题方面，其“学业”概念是核心，

研究者通常将学业成果作为实验的因变量。在本阶段，学习主题中演化出了“身体”概念。2016

年，Mavilidi等

[41]

提出，在课堂中融入与教学相关的体育活动，有助于学龄前儿童地理空间的

学习。此外，适当的身体锻炼有助于激发内在学习动机

[42]

、改善认知功能及提高学习成绩

[43]

。

②Alpha主题方面，主要以Alpha波段（Alphaband）、Alpha能量（Alphapower）和Alpha不对

称性（Alpha Asymmetry）的形式出现，涉及脑电波的测量。

四教育神经科学发展对我国的启示

整体来看，2007～2020年教育神经科学的核心主题没有发生颠覆性的改变，研究对象主要

包括学龄前儿童、中小学生、大学生和成人学习者（既包括普通学生也包括特殊学生），研究内

容聚焦于学习、绩效、教育、认知、学生等方面。在过去的10多年，《心智、脑与教育》期刊

中联结教育与神经科学的概念性论文递减，而关注认知的实证研究增多——当然，在实证研究

中使用认知神经科学技术的研究还不多，且主要以传统的心理学研究范式为主。现阶段，教育

与神经科学的融合仍通过心理学学科来连接，主要表现为以认知为纽带，采用认知科学的范式

与方法来研究教育中的学习与认知问题，并逐步拓展到认知神经科学领域。面向未来，我国应

借鉴教育神经科学研究主题演化的规律与经验，从以下方面深化教育神经科学的研究：

1 加强跨学科对话，警惕神经神话

教育与神经科学的交叉融合可划分为三大类：①对教育问题的神经与生理机制及其规律的

研究；②教育对神经与生理机制的作用和影响，以及神经与认知的可塑性如何反作用于教育；

③如何转化神经科学的研究成果并将其应用于教育实践。然而，我们不能忽视的是，目前教育

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领域和神经科学领域之间还存在着大量的神经神话（Neuromyths）

[44][45][46]

，这使得许多一线教

师感到困惑，也阻碍了这两个领域的进一步融合。例如，“右脑开发”的课程吸引了那些对脑科

学的知识运用于课程开发的教育工作者，但是左脑开发、右脑开发的概念是一个神经神话

[47]

。

对于“如何促进教育学与神经科学的联结”这一问题，研究者指出，目前这两个领域在概念与

模式上存在较大的差异

[48]

，且神经科学研究者和教育专业人员对基于脑的学习的期望与观点往

往存在矛盾

[49]

，因此加强神经科学工作者和教育工作者之间的交流与合作成为共识

[50][51][52]

。

基于上述分析，神经科学界与认知科学界应以更加通俗易懂的语言和模式向教育界传达可

以应用的研究成果

[53]

，而教育工作者也应在研究与专业发展中纳入神经科学的知识

[54]

。此外，

神经科学工作者和教育工作者应该合作，构建具有协作性的研究共同体和平台

[55]

，以及跨学科

的协作框架，创建具有包容性的研究文化，并采用多学科交叉的方式来解决面对的复杂问题

[56]

。

2 两个学科的交叉与三个学科的多重交叉并存

教育与心理学科之间的联结早已建立

[57]

，且其结合产生了教育心理学、认知科学与教育、

教育咨询等二级学科。教师与心理学家也已建立了合作的关系

[58]

，并就记忆、注意等教育中的

重要问题进行了科学研究。从这个角度出发，早期的研究者认为必须以研究行为的心理学为纽

带来联结教育与神经科学。例如，胡谊等

[59]

认为，教育研究来自现象层面，而神经科学研究来

自自然层面，两者应由兼具自然与现象研究视角的心理学进行联结；而Bruer

[60]

提出，首先要在

教育实践与认知心理学之间架起一座桥梁，然后要在认知心理学与神经科学之间架起一座桥梁。

然而，Thomas等

[61]

认为，以心理学为纽带的教育神经科学发展会存在风险，因为心理因素

并不能涵盖所有的教育与学习问题，诸如饮食、健康、体能、环境等诸多因素也会影响教育与

学习，因此以心理学为纽带的教育神经科学学科发展会制约可以研究和探讨的教育议题。更重

要的是，在解释和预测所观察到的行为时，心理学已经形成了一套学科公认的机制，如“工作

记忆容量有限”。然而，这些机制一般都是通过传统心理学的方法（如任务分析、实验验证等）

得出的。此外，现代认知心理学还受计算机信息加工理论和人工智能技术的影响。在解释工作

记忆机制时，有研究者使用计算机的中央处理器、工作存储、硬盘等与脑、工作记忆、长时记

忆等进行类比，将脑的认知过程比喻为信息加工过程

[62][63]

——实际上，这种类比并不一定能够

揭示人脑的工作模式。从这一角度来看，在认知心理学理论基础上开展的教育研究或者教育实

践同样具有潜在的风险，因为支持这些认知心理的机制并不清楚

[64]

。

随着心理学与神经科学的交叉融合，研究者更多地希望使用神经科学的研究成果来质疑与

修正传统的认知理论，而不是在现有认知理论的指导下探索不同脑区是如何运作的

[65][66]

。从这

一角度出发，未来的研究重心可从“人类的认知系统究竟是如何工作的”转移到“在认知过程

中人脑所起到的作用”上来。由此，教育神经科学的发展会逐渐从以心理学为纽带转变以神经

科学为基础。实际上，目前“心智—脑—教育”、“神经—教育”这两种联结都得到了研究者的

认同。在教育神经科学的发展过程中，重要的是在教育学、心理学、神经科学之间建立起平等

互动的关系，这是交叉学科获得可持续发展的重要保证。

3 推动以复杂教育情境为基础的神经科学研究

神经科学是一门研究脑的基础科学，将神经科学中的发现直接转化为真实情境中的教学需

要慎重。Jones

[67]

认为，不存在可以直接指导真实教学的神经科学成果，因为脑的复杂性决定了

认识脑机制的基础科学研究并不容易。政策制定者对循证决策的向往

[68]

、教育工作者摒弃经验

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观察而寻求脑科学来指导实践的热情

[69]

与企业对认知神经科学技术的商业化需求

[70]

汇聚为“合

力”，将还未得到教育实践验证的实验室成果直接运用于教育，这会进一步推动神经神话的诞生。

教育神经科学的实验室成果需要经过系统的分析、过滤，并且需要进行转化应用研究，才能被

运用于教育实践。神经科学与教育的融合是传统的自然科学与社会科学交叉的一种路径，但这

种将认知与学习作为研究对象的科学研究并不能真正解决真实情境下的教育问题，毕竟教育与

学习发生的情境是一个复杂系统，其复杂性并不亚于脑的复杂性。

从复杂系统的视角去看待真实情境下的教育问题，需要对教育神经科学的基础研究成果进

行转化，才能够用于解决教育问题。基于此，在课堂、家庭、博物馆、社交媒体等学习真正发

生的地方，研究者宜采用质性研究、行为研究、课堂观察等多种研究方法来探索其在实践中的

可行性。实际上，解决真实情境中教育与学习问题的难度远远大于自然学科中的探索，因为回

答这类教育问题需要考虑教育情境的复杂性，也需要注意教育研究的多元化和多样性特征。总

之，从复杂系统的视角去解决真实情境的教育与学习问题，应是教育神经科学十分关注的问题。

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Evolution of the Core Themes of Educational Neuroscience

——Based on the Analysis of 335 PapersPublishedin ―Mind, Brain, and Education‖ from 2007 to 2020

ZHANG Jing-jing

YU Bo

ZHOU Jia-xian

3[Corresponding Author]

(1. School of Educational Technology, Beijing Normal University, Beijing, China100875;

2. Research Centre of Distance Education, Beijing Normal University, Beijing, China 100875;

3. Department of Educational Psychology, Faculty of Education, East China Normal University, Shanghai, China 200062)

Abstract: As an emerging interdisciplinary subject, educational neuroscience has attracted the attention of relevant

international organizations, universities and many researchers. Under this context, the paper collected 335 academic

papers published in ―Mind, Brain, and Education‖ from 2007 to 2020, adopted the bibliometric method, drew

conceptual network diagrams, and explained the core themes of educational neuroscience in different stages. It revealed

the evolution process of the core themes of educational neuroscience, and found that the core themes of educational

neuroscience have not undergone subversive changes as a whole from 2007 to 2020. The research objects mainly

included preschool children, elementary and middle school students, college students and adult learners, and the

research contents focused on learning, performance, education, cognition, students and so on. Based on this, the paper

discussed the enlightenment of the development of educational neuroscience to our country. It was pointed out that the

current educational neuroscience research mostly used psychology or cognitive science as a bridge to connect education

and neuroscience, and future research should require more coupling between neuroscience and education, apply the

research results of educational neuroscience to question and revise traditional cognitive theories, and use the education

and learning scenes as a complex system to derive the basic educational research based on neuroscience and cognitive science.

Keywords: educational neuroscience; core theme; conceptual network diagram; cognitive science

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*基金项目：本文受国家自然科学基金面上项目‚汉语阅读教育对神经网络的作用及其机制‛（项目编号：

61877019）、国家自然科学基金青年项目‚在线教育中的集体注意力研究‛（项目编号：61907004）资助。

作者简介：张婧婧，教授，博士，研究方向为学习科学、在线教育，邮箱为**********************.cn。

收稿日期：2021年2月6日

编辑：小米