为什么教师需要了解脑的学问？学生的脑袋里究竟在想些什么？怎样才能让脑科学为教师所用？

脑科学领域正在迅速发展。对于热衷于探究人如何思考、学习和行动的人来说，认知与脑科学是让人十分着迷的学科。每年有关大脑及其功能的信息量都以无与伦比的速度迅速增长。对于教师而言，理解和展望其中的许多新增信息和新的见解是至关重要的。当代的教育工作者处于一个前所未有的位置上，他们是在教育这一历史悠久的行业中首批将认知神经科学运用于班级教学和教育政策设计中的。如果可以将对大脑学习方式的认识融入实践中，学生和教师都会受益。

每位教师都可将从神经科学、认知心理学和教育研究中所获得的见解引入教学实践。本书为教师提供了神经科学、认知心理学和教育研究理解的基础，作为教师在整个职业生涯中使用的基础。本书为课堂积极和有力改变提供了希望，提供了神经科学和认知心理学领域的最新进展，以深入浅出的方式让教师理解行为背后的关键，从而获得成长，让课堂和教学更加完善。《教师不可不知的脑科学知识：脑科学指导下的教学设计原则》以大脑为基础的原则展示了大脑和大脑如何与我们所知道的课堂行为和学习有关。作者将学习科学的三个领域结合在一起，使它们与每个教师和学习者的工作相关，填补了教师教育文本的空白。本书涵盖了12项基于脑科学研究的教学指导核心原则，而对于核心基本原则的分析则在一个由七个指导原则组成的框架中进行，每一个指导原则都由一组相关的背景加以细致分析和解释，简洁、易懂、结构清晰，尤其是对于教师教育而言，本书所提到的知识对所有教师来说都是可以理解和相关的，即使是那些说自己不喜欢科学的老师。学习要点向读者介绍即将发生的事情，情景总结所涵盖的材料，包括神经可塑性和身体变化的基础；营养、运动和睡眠如何影响学习；情绪、态度和压力在大脑功能中的主要作用；等等。

凯瑟琳斯卡利斯是俄勒冈大学的一位颇富盛誉的副教授，她曾在国内和国际中诸多杰出师生科学素养提升项目中作出贡献。玛丽费尔德是一位资深作家，作为一名专职记者、编辑和大学传播主管，她专注于探索和获取科学和技术相关的复杂资料，并将其转化为对读者而言有趣且有用的信息。

陈斐娴，毕业于华东师范大学，参与多次教育教学及科研实践，具有脑科学领域、课堂教学、儿童行为干预等方面的扎实学识。现任深圳市第二特殊教育学校教师。杨长江，医学博士，华东师范大学学前教育系副教授，硕士生导师。长期从事儿童脑科学研究，主持国家自然科学基金、全国教育科学课题、上海市教育科学课题等多项研究，采用跨学科的研究方法，将脑科学的理论应用于儿童早期的教育实践。

第1章 脑科学的核心原则和大观念第2章 神经可塑性第3章 认知和教学设计第4章 编码策略和记忆第5章 详述教学设计第6章 睡眠、锻炼和营养第7章 大脑的情绪功能和态度第8章 压力第9章 大脑中的反馈和循证第10章 敏感期第11章 课程纵览第12章 行动计划附录A 核心开发技术报告附录B 核心参考资源总结

作为本书作者之一，人们总问我，为什么要写这本书？我和其他作者一起写这本书有什么必要吗？为什么教师和教育工作者们需要了解脑的学问？《教师不可不知的脑科学知识》这本书源于我自2005年起在俄勒冈大学为教育工作者们教授的一门高级学习理论课程，叫作;教学分析。这门课的;学生都是平均有20年或更长的教学经验的小学校长和老教师。他们说，如果要上一门关于学习理论的课程，他们希望可以从中学到一些新鲜的内容，这些内容在他们的工作中也能够具有很高的实用性和重要性。因此，这门课程的重心是培养教师或其他教育工作者的一种科学素养。正如它的名字，我们分析了教与学相关的文献，反思认知心理学、神经科学和教育研究的融合是否为教师们提供了任何有用的东西，同时仔细思考记忆、情绪、态度和动机等领域的研究发现。令我感到十分惊喜和欣慰的是，教育工作者们很快就投入了相关阅读和思索，且孜孜不倦。他们的求知欲越来越旺盛，尤其想了解脑和脑的工作机制。我的课程一开始是一个小型的博士研讨会，之后规模成倍扩大，上课的房间也越来越大，上课的过程还在很多网站上直播。刚进入这个领域的新教师、退伍军人和校长也开始报名上课，他们想知道他们的领导和同事在学什么。这就是我和其他作者一起写这本书的一部分原因。教师和教育工作者需要了解脑科学，这是有充分的根据的。如果给他们提供相关的途径，他们不仅会来，而且还会带他们的朋友和同事来。因为不论是管理者还是教师，是新手还是熟练工，他们都很想了解脑科学，且从脑科学中得到了许多共鸣。毕竟，有哪位教育工作者没好奇过学生的脑子里究竟在想些什么呢？教师又是教学一线工作者，所以对他们来说，能了解脑科学，他们感到很兴奋。此外，教育工作者们发现科学知识并不像他们一开始想象的那么难。对脑科学领域有所了解之后，他们渐渐习惯于跟进了解脑科学的新进展。在我和其他作者合作写这篇文章的时候，如果没有不断产生的新研究，我们很难写完一章。教师对于了解正风靡的知识领域是非常有激情的。撰写本书的另一个原因是考虑到脑科学领域当前的状况。每天新闻报道中都有关于脑的科学发现，研究期刊和学术会议也正爆发式地刊登和讨论这些科学发现。尽管脑研究非常艰辛，但新的知识时代即将来临。例如，今天刚入职的新教师可能在以后30年或更长的职业生涯中会被不断涌现的关于学生学习方式的新信息所包围。这意味着每位教师都需要有脑科学知识基础，以便未来能够理解新的研究发现。因此，我们必须为教育工作者了解脑科学提供可参考的框架。美国教育咨询委员会和各国教育咨询委员会对此持有同样的观点。不论是美国国家科学院（the U.S. National Academies），还是经济合作与发展组织（Organisation for Economic Cooperation and Development， OECD），他们在面向教师的科学和政策咨询报告中都建议教师了解大脑和思维的科学，否认了教师不需要了解脑科学。尽管脑科学还未探索完全，但已有许多重要的发现可以为我们所用，每个教师都应该了解它们。怀疑主义也是有根据的，教师应能够评估这些要求。在给教师上课的这一段愉快旅程中，我们了解到了一些重要的信息。首先，我们发现在交流中要让教师发声，这很重要。因此，读者会发现，教师的叙述是本书的重点，同时还有对神经科学家和认知心理学家的简介和访谈。故事和叙事是大脑学习的一种主要方式，大脑将它们视为一种证据或;社会性证明，因为它展现了对他人有价值的或令人信服的经历。其次，我们认为，教师缺少的是一本重点聚焦于融合神经科学、认知心理学和教育研究这三门心智科学的教科书。把这三门科学的内容放在一起很重要，因为教师很忙，他们没有时间自己收集所有的新信息。参加脑科学会议的一位教育工作者说，她被那两天的讲座和讲习班深深吸引，所以她想把这些信息也带回给同事了解。但是由于这些信息松散、没有被整合，她很难共享给他人。因此本书旨在将丰富的信息及其可适用的场景整合起来，以供教师分享。最后，教师们会发现脑科学已不是一门要自主选择学习的学科，而是已内化于自身的存在。这太神奇了。如果你对脑科学知识了然于胸，你将成为在教师午饭时间引领话题的;核心人物。你的同事之前可能对于学生的一些学习行为不太理解，而当你分享的脑科学知识启发了你的同事，让他一下子明白了那些行为时，令人惊奇的事情就发生了。教师们会发现，脑科学不仅可以运用到他们的教学实践中，还能启发他们的学习实践。这是非常有价值的。

第1章 脑科学的核心原则和大观念第一部分：理解核心本章将介绍七项核心指导原则：每位教师、教育工作者和领导都应了解，以便于将脑科学应用到课堂中，并为能够在这个新兴领域内终身学习打下基础。本章涵盖了寻找脑科学通用依据的研究。紧随本部分之后，将有一个标题为;核心的框架的部分。这一单独的部分将总结指导原则，并为每项原则介绍一组相关的大观念。这些原则解释了为什么教育工作者应该对此感兴趣。大观念则介绍了教育工作者们应该了解的内容。小课堂注意力：指人的心理活动集中于环境中特定的信息或刺激，而忽略其他信息或刺激。脑执行关键功能的生物器官，如接收、组织、处理、指导、储存、运用和传播信息与思考。教育工作者可用的脑科学基础概念提供已被该领域研究界所了解的大脑和思维运作机制的信息。教学设计为产生有效的教学系统而进行的分析、综合和评价的扩展过程。学习基于经验产生的思想、态度、行动或行为上的相对持久的变化。元认知监控、反思、调节和控制自己思维的过程。神经科学流言脑科学或认知心理学研究的某一个方面因被广泛误解或过度简化而误用的情况。可塑性大脑物理结构产生变化的能力。

引言一位幼儿园教师不耐烦地跺着脚，说：;我没办法介绍这篇文章！这是关于脑的，我怎么会了解脑呢？她当时正在参加一门为教育工作者开设的关于学习理论的课程，每个学生都在课堂上介绍了一次自己的阅读经验。这位幼儿园教师恳切地问：;有人能替我吗？然后她扫视了整个房间的人，满怀希望地问：;也许科学教师可以？;好吧。她叹了口气，;我试试看。轮到她了，她像是给小朋友展示一本图画书一样把她的文章高高举起，说：;这很重要，之前我不想给你们介绍，但现在我想了，让我来告诉你们为什么！她说：;牙医是医生的一种。对于牙医来说，必须了解这时她指着自己的牙齿，全班都看着她，她对全班大声说：;大家说！;牙齿？房间里传来一些回答。3;正确！这位幼儿园教师说。;牙医必须了解牙齿！;足科医生是治疗脚部疾病的医生。她继续说，;一名足科医生必须清楚;脚！这次全班都喊了。;对！她说，;非常好！;现在，一名教师必须知道她指着自己的头部一侧。全班都犹豫了。;头？一位同学试探性地回答道。另一位大喊;头发，并露出困惑的神情。从同学们的反应来看，似乎很多人都不确定答案是什么。这位幼儿园教师很吃惊，;不是！她咆哮道，;不是头！也不是头发！是脑！我们是教师，我们必须了解脑！她开始解释，例如通过知道脑如何形成记忆，教师可以理解为什么要注重让学生将所学的知识与已有的知识相联系，而非学习孤立的知识。因为通过此过程可以将新知识内化于脑，并应用于第二天的测试。没错，她是对的。任何热衷于探究人们怎么思考、学习和行动的人都会觉得认知与脑科学是很让人着迷的学科。大量有关教师发展的国内外报告肯定了神经科学已经发展到一个可以对那些对教育工作者来说非常重要的发现进行批判性思考的水平（National Research Council， 2000）。例如，由38个国家／地区组成的国际合作组织甚至认为将脑科学纳入教学是出于一种道德要求。［请参阅核心指导原则1（1）；OECD，2007年］。当代的教育工作者处于一个前所未有的地位，他们是在教育这一历史悠久的行业中第一批将认知神经科学运用于班级教学和教育政策设计中的人。4将对大脑学习方式的认识应用于教学实践中，学生和教师都能从中受益。脑科学领域正在迅速发展。每年有关大脑及其功能的研究发现都以无与伦比的速度增长。然而，对于教师而言，理解和展望其中的许多新信息和新的见解是至关重要的。例如，麻省理工学院的神经科学家正在利用实时大脑成像技术区分视觉场景记忆中已准备好和尚未准备好进行学习的脑区（Yoo等，2012），并开始识别使大脑准备好加工和记忆信息的条件。同样重要的还有加利福尼亚大学伯克利分校和其他机构的研究，他们已经开始识别干扰我们学习能力的因素。该领域也为我们理解睡眠和营养在学习中所起的作用提供了重要而崭新的思路，其作用远不只是让学生吃好、休息好然后来上课而已。脑科学也阐明了与他人互动的重要性即使是与他人短暂的互动，也能不可估量地增强认知理解力。脑科学领域的一系列发现能够很大程度上帮助教师并造福学生。所以，教育工作者应该学习脑科学是毋庸置疑的。重要的是在这样一个庞大且不断增长的脑科学体系之中，教育工作者们要学习什么？目前什么内容最能够支撑他们在这个日新月异的领域内终身学习？为此，本书为教师和所有教育专业人员明确了有关脑科学的核心知识基础。这一基础被称为;核心，这将在本章中总体介绍，并在之后的各章中对其进行交叉引用和扩展。;核心由针对教育工作者的七个脑科学指导原则组成，这些原则来源于美国及世界各地的教学团体和神经科学家对教师教育教学实践所作的研究。