学习和学习科学
学习和学习科学
顾名思义，学习科学研究中心应围绕学习来进行科学研究工作和科学普及工作。知识经济的社会是一个终生学习的社会。在这个社会里，教育向终生学习体系转变，它无论对国家、地区、家庭和个人来说，都是为维护今日之生存，为争得明日之发展最重要的投资。对这样一个复杂、重要、涉及每个人的社会活动，没有符合科学原则的科学研究来支撑，就不可能循着正确道路发展。今日中国之教育正处于快速发展和深刻变革的时期，特别要警惕浮躁和急功近利的行为，需要提倡科学精神和科学态度，学习科学的研究和普及更有现实的意义
知识的本质和获得机制是最古老和最复杂的哲学问题之一。在科学研究的时间进程中，人们不断地探索和积累知识。这些知识包括对如下三个问题的认识和了解[1]，它们是
1. 他人的和自己的心智问题；
2. 周围世界的问题；
3. 语言的问题。
我们每个人的知识是如何获得的呢?现在认为来自三个途径：
1. 经过长期进化、由DNA编程决定、先天具有的知识（innate knowledge）；
2. 后天经过学习而获得的知识（powerful learning ability）；
3. 从成人教导中潜移默化而成。成人无意识的教导─—内隐学习（Unconscious tuition from adults）。
西方哲学从一开始就和自然科学结合得很紧密，从苏格拉底、亚理斯多德等开始就是这样，他们是哲学家，同时也是科学家，被称为西方现代哲学之父的笛卡尔，也同时是科学家。所以，对认识论的研究一直是西方哲学的核心。东方哲学则是和道德、修身、治家、平天下联系在一起，主要在我们现在称之为社会科学的领域中发展。中国古代的哲学在辩证思维、中庸之道等社会道德与伦理方面是很有建树的。
马克思主义哲学的引入，使中国哲学中关于认识论的研究走上了正确的道路。毛主席在实践论中写道：“马克思主义者认为，只有人们的社会实践，才是人们对于外界认识的真理性的标准。实际的情形是这样的，只有在社会实践过程中（物质生产过程中，阶级斗争过程中，科学实验过程中），人们达到了思想中所预想的结果时，人们的认识才被证实了”。
关于学习的定义也有很多。我们倾向于这样的定义：学习是使主体产生行为或行为潜能的相对恒久变化的过程。
一般说学习科学有两重含义：一方面是指对科技的学习（学科学），即研究如何使学生通过学习科技，不仅仅是能获取知识，更重要的是要掌握获取知识的科学方法，培养科学精神、科学态度和科学研究能力。学习科学另一方面的含义，也许也是更重要的方面，是指为了科学地学习而研究学习的科学，即把学习置于有关科学的指导之下。学习的科学（SCIENCE OF LEARNING or LEARNING SCIENCE）是一跨学科的，新的研究领域。
学习的科学就是要研究学习的规律，研究学生如何有效地从原有知识和能力，向新知识和能力的转移。中国成语“举一反三”和“触类旁通”都很好地表述了学习的某些规律。目前研究学习主要有两类方法：一类是从现有教育学和心理学，以及成功的实践中提出规律（研究专家们的学习规律）；另一类是基于跨学科的更为基础的研究，它涉及教育、神经科学、认知心理学、发育生理学、计算机科学、人类学和社会心理学等学科，我们称其为学习科学。我们的学习科学研究中心更关注后一类的研究，即在通常所说的科学研究原则指导下，科学的有关学习的研究[2]。
脑科学和学习科学
学习科学研究中心强调基于认知神经科学（Cognitive Neuroscience）和情感神经科学（Affective Neuroscience）基础上的学习科学研究。这样做，不仅是因为它们是科学研究的前沿，是人类学习过程的物质基础，更是由于对今日“应试教育”影响还在增长的中国社会来说，没有“硬科学”的支撑，很难在和“应试教育”的较量中取胜，更谈不上为适应未来先进社会教育改革服务。
十余年前，当有关儿童发展的主要研究还未涉及大脑时，几位有远见卓识的科学家就开创了认知神经科学这一新的研究领域。近年来神经科学取得了巨大进展，尤其是过去10年，即20世纪90年代，被称作大脑的十年，所取得的成就超过了这以前在整个人类文明史所积累的成就。现在有许多新方法、新仪器可以用于脑研究，涉及从分子生物学到行为科学的广泛领域，尤其是正电子成像（PET）和功能磁共振成像（fMRI）等非侵入式成像技术的发明与应用，可说是一大突破，它们提供了从外面详细观察大脑内部活动的可能。现在，脑科学可以从实验研究中提供有关数据，以证实许多有关学习机理的假设和发现。从这些众多的研究进展中，我们可以得到一些初步的结论：
1. 我们的心智（Mind）与肉体（Body）不是分离的，而是和我们大脑中神经元的组织结构、树突结构、突触的树突棘等形态有关，和神经递质有关。它们不仅取决于基因，也取决于经历，特别是学习的经历，并从良好的经历中受益；
2. 发育不仅是一个受生物规律驱动的进化过程，也是能因学习而促成的主动发展过程。学习可以改变大脑的结构，这些结构的变化改变着大脑的某些功能。换句话说，学习能在一定程度上组织和改组大脑；
3. 研究表明，大脑在人的一生中都有可塑性，但有些经历在童年特定敏感时期有极其强大的影响，而其它一些经历影响大脑的时间则可能长得多。
4. 我们不仅要关注儿童的智力发育，更要注意儿童的情感的发育。儿童时期具有的情绪能力，而不是他们的IQ，是他们以后生活中能否成功的最好预示。儿童情感的早期发展，和智力一样都深受经历的影响。
认知神经科学和情感神经科学开始对教育工作者非常感兴趣的问题提出一些解释，也许不是最终答案，但却给我们以深刻的启迪。在过去数十年中，我们在了解有关脑及其解剖和生理知识方面取得了显著的进展，而且，这种进展现在已经对教育的理论和实践产生了影响。1999年，经合组织的教育研究和创新中心（OECD/CERI）设立了“学习科学和脑的研究：对教育政策和实践的潜在意义”这样一个研究计划，其目的主要是在脑科学和学习科学研究者之间架起一座桥梁，促进科学家、教育实践者和政策制定者之间的合作和对话。这种对话和合作是十分重要的，因为随着现代科学尤其是神经科学的进展，它可以促进对学习过程新的理解，鼓励有价值的发现，改善教育决策与实践者的知识背景。OECD/CERI从2000年6月到2001年4月，分别在纽约Sackler研究所，西班牙的Granada和日本东京举行了三次高层论坛，专题讨论学习科学与脑研究的问题。今年四月在伦敦召开了第二阶段的开题会。我们中国代表团应邀参加了会议。我们学习科学研究中心将参加这一国际性的研究网络。
努力推进“做中学”科学教育改革
“做中学”幼儿和小学科学教育改革（以下简称“做中学”），是在世纪之交，国际上一些科学家主动采取的联合行动。这场改革的兴起有其鲜明的时代背景：一方面，我们处在科学技术迅猛发展的新世纪，科学技术不仅对经济、而且对政治、文化等社会生活的各个方面产生着深刻的影响；国民科学素质的高低关系着国家经济和社会的发展的步伐，关系着人类文明发展的方向，关系着人类社会和自然环境危机的预测和驾驭。另一方面，现在幼儿园和小学里科学教育很薄弱，甚至没有设置专门的科学课程，教师的科学知识缺乏，教育方法比较陈旧，家庭和父母也非常需要科学教育的思想来养育儿童。科学家们本着对未来的责任感，根据自己的科学实践，提出并亲自和教育界一起合作实践着这项改革。
大约在十五年前，美国诺贝尔物理奖获得者Leon Lederman提出了“Hands On”的学习模式。五年前，由法国的诺贝尔物理奖获得者Georges Charpak将其引入法国，称为 “La Main à La Pâte”，意为“动手和面”，也是动手做的意思。这些教学改革已经取得了公认的成功，被有关国家列为教育改革的主要内容。2000年11月，20多个国家的科学家、教育家、政府官员和教师在国际科学联盟（ICSU）主持下，汇聚北京对小学科学与数学教育进行研讨，Leon Lederman亲自起草了《北京宣言》[2]。2001年，中国教育部和中国科协共同在中国发起类似的科学教育试验，取名为“做中学”。
这项“做中学”幼儿和小学科学教育改革是以教育方法的改革作为切入点，带动教学改革和素质教育的一个系统工程。法国“动手和面”项目设有十项原则，根据中国的现状，我们的“做中学”也提出了九项原则，我们认为，这些都做到了才算是这项改革的实践。我们还强调，参与这项改革的教师一定要事先经过专门的培训。这项改革由教育部和中国科协联合发起，但不是行政行为，所以我们不设进度要求，不设指标，要求确保质量。我们认为，进行科学教育更应强调科学的实事求是的精神。
我们中的大多数是从事自然科学研究的，对教育理论并不熟悉，甚至可以说知之甚少，我们需要和教育工作者共同合作，从教育实践中获得知识，再上升到理性认识，也是在“做中学”。我们需要进一步对“做中学”进行科学的研究，要从认知神经科学和情感神经科学的研究中寻求对“做中学”的科学支持。有关“做中学”已经积累了不少的信息，大家可以从汉博网[2]上找到。
努力推动“做中学”科学教育改革将是学习科学研究中心的主要任务之一。
重视对孩子情绪能力的培养
为什么我们要重视对孩子情绪能力的培养，我今年在OECD四月份的会上应邀做了一个发言[4]，有关内容可以参见[2]，不再重复。作为补充，我们需要讨论并明确一些概念，这里提出一种意见，供大家讨论。
情绪和情感是有别于认知（Cognition）、思维（thinking）和行动（action）的复杂的心理状态或过程，目前在科学界对情绪的定义似乎还没有取得一致的意见。我们建议对一些概念作如下的解释：
Affection：情感（总称），和Emotion常常同义。
Emotion：情绪，主要指瞬间的、自发的生理和心理过程，属本能的、基础的情绪。它常常不受主观意识控制，而和生物基础联系紧密。其中初级情绪（primary emotion）产生于边缘系统。杏仁体和前扣带回是主要起作用的部分。次级情绪（secondary emotion）的刺激可能仍然由杏仁体直接处理，但也可以有思维过程参与分析，即同时激活前额皮层，前额皮层再运用初级情绪的回路。次级情绪涉及的脑区较大。情绪是某种精神评估过程的组合，或简单，或复杂，它主要是改变了身体的状态，产生带有某种情绪的身体状态，但是也会改变大脑本身，如神经递质的改变[5]。基本的情绪可以分成两类：正面的包括：爱、快乐和惊讶；负面的情绪包括害怕、愤怒和悲伤。这种分类有生物学的基础。在处理情绪时左右脑是不平衡的，但对不同的情绪不平衡的情况不同。研究已经证明，大脑皮层两个半球都涉及情绪，正面情绪主要在大脑皮层的左半部处理，负面的在右半部处理，所以人可以同时存在强烈的正面情绪和负面情绪[6]。
Feeling：感情或感觉，是有意识的感知，即我们对体内发生的所有那些变化，以及我们的认知功能参与共同作用时所产生的十分微妙的变化的感知。（认知和理智参与），并不是所有的情绪都可以感觉，也不是所有的感觉都始于情绪。
Passion：激情、热情─强烈的感情。我们一直认为，创新是激情驱动下的直觉思维，希望能找到脑科学基础的支持。
Mood：心情，通常是一种温和的、变化缓慢的情感背景，倾向于不间断的情感状态。
Expression：情感的表达。
Emotional competency：情绪能力，指产生和控制以情绪为基础的外化行为表现的能力。我们把它分成两类：
1） 应对压力的能力（Competency of cope stress）：压力来自变化、挑战和失败。在压力下所具有的内部的自知智力:正确和全面的了解自己，协调地构造适合自己在生活中有效工作的模式,如乐观、自信、进取，责任等。
2） 社会交往的能力（Competency of social communication）：人际智力，即了解他人的能力。如合作和团队精神、有效地表达交往能力、善于协调和处理人际关系等。
情绪能力的研究是一项跨文化的研究，应该对各种研究成果进行有机的整合，在此基础上，我们要自己做实验，要建实验室，也要和医院合作，要和“做中学”科学教育结合，要发展自己的情绪识别软件。
发布于10月31日 20:39 | 评论数(14) 阅读数(2949)
评论
请教韦老师几个问题：
一、情感的培养这一提法很好。孟子的“动心忍性”说（“天欲降大任于是人也……”），是否就是情感培养？
二、你说“孩子能记住什么，不仅依靠经验，还要根据科学的实证研究。”我怎么发现有许多问题是“科学的实证”无法的证实的？特别是教育的问题，你怎么“证实”，我都能“证伪”。因为“证伪”容易，只要找一个反例就行。而教育的因素之复杂，一个反例能否就给说明证明的有效性呢？
请看我对儿童情绪培养的一篇随笔。我们认为情感是我们脑高级功能中不可分割的重要部分。情感并不是总是负面的。
我说的是科学的研究，即基于实证的科学研究，不管它的结果是“证实”还是“证伪”，只要是“求是”。
刚刚通过链接看了东南大学学习科学研究中心的主页，又喜又忧，喜的是韦钰先生牵头做了这么有意义的事情，忧的是怕研究流于形式。
在介绍中心的文字上有几个字眼我是不愿意看到的：“中国第一个......”，“中国教育部原副部长......”我真的担心这些东西起到负面的作用，引来庸庸之辈，浪费钱啊。
所以恳请韦钰先生关键时候能把把关，做学问的同时也要组织运作好。人员该少的时候就少，要真正少而精，真正做事情才进入队伍！
因为是blog，所以直言！请原谅。
谢谢，有时也会无奈。
韦钰校长现在所从事教育领域--正如很多科学家遇到的问题相似，就是人才的错位，韦钰校长所做的事情很多都是与现实相关不密切而形式大于内容的多一些，希望切合实际的研究，我是东南大学一名普通本科生，我个人非常崇敬您，但是您的专长是您的的科学。
回东南四大才子：
我觉得就国内的情况而言，对学习科学、脑科学以及对儿童的科学教育的关注实在太少了，所以就现在的情况而言只是我们自己闷头做是不行的，我们必须大力宣传，以得到更多人的理解和支持。
实际上，我们对自己的宣传也没有任何虚假或者商业性的成分。相信大家都知道，一门新学科的诞生和发展总要经过一些波折，但就科学教育这个领域而言，我们已经落后太多了，我们等不起这个时间。但只要有更多热心的人加入其中，关心儿童的教育问题，我们的目的就达到了。
回拓：
我们的研究并不只包括对科学教育和做中学，我们也有很多实际性的研究做，这些都是为了对教育评估而开展的。欢迎到我们这里来参观！
韦老师本人也一直在进行儿童情绪和脑科学方面的研究，而且我认为教育家和科学家的身份并不冲突，因为教育本来就应该以科学为指导。
拓同学，
你作为一个本科生勇于质疑的勇气让人钦佩，
但结论实在过于草率和无知。
韦钰老师目前的工作跟现实之紧密我相信超过她
以前从事的任何专业。
而且更加难能可贵的是，这种理论并非高悬于半空中，
而是有了很多实践，所谓星星之火，可以燎原，
这些实践积累到一定程度，会在全社会引发一场
从观念到实践的革命。
呵呵，许多人把脑科学，学习科学看作是人文科学，是教育学的研究范畴，其实认知心理学、儿童心理学、认知神经科学、脑科学等都是交叉性很强的科学。拓同学的结论可以理解！
支持韦老师
做中学的理论应该该属于无意识学习的范畴，无意识学习unconscious learning.希望韦老师多多介绍，好吗？
韦教师作的是关于孩子成长的大工作，是关乎国家未来的大事情，随着实践的进行，希望收到大的成效。
这是一项可以获得诺贝尔奖的科学研究基础工作。
希望一路走好。
某剑桥大学前校长这样评价剑桥大学说：”与其说我们剑桥的土壤好，不如说我们有各种不同类型的优异种子“。我想：人有不同，路也不同。
学习科学的发展有重大意义，但是任何学科都是在复杂的事物中寻求共性，知识可应用的范围越宽，其共性内涵越大。共性有一般的指导意义，但在针对个体时，更要注意其特殊性。学术问题可以讨论，是否可以推广要掌握度。
《生老病死、喜怒哀乐》是任何人都会经历的，真实的经历和过程是严酷的老师，它只能使有反思能力的人越来越成熟。我们会面对考试落榜、离异、疾病、失业、亲友的去世等等，我们必须面对所有可能在自己身上发生的问题，在疾病中学会面对疾病，在失败中学会面对失败，在死亡临界时候学会愉快地离开，人们个体的体验是宝贵财富，具有不可取代性。内因是主导，外因只能通过内因起作用。人的情绪能力是在真实生活中铸造的，还是培养出来的？
很高兴看到贵中心大力推动学习科学的研究，我相信这个方向对于教育发展具有关键性的作用。国际上这个领域的主要组织是：The International Society of the Learning Sciences (
"Researchers in the interdisciplinary field of learning sciences, born during the 1990’s, study learning as it happens in real-world situations and how to better facilitate learning in designed environments – in school, online, in the workplace, at home, and in informal environments. Learning sciences research is guided by constructivist, social-constructivist, socio-cognitive, and socio-cultural theories of learning."
Learning sciences are "dedicated to the interdisciplinary empirical investigation of learning as it exists in real-world settings and how learning may be facilitated both with and without technology."
由该学会组织的《剑桥学习科学手册》今年很快就要出版了，是学习科学发展的一个里程碑性的著作：
明年的国际学习科学大会现在正在征文：
发表评论