【芥末翻】是芥末堆全新推出的一檔學術欄目， 由芥末堆海外翻譯社群的小夥伴們助力完成。 我們致力於將全球經典或是前沿的教育理念、教育技術、學習理論、實踐案例等文獻翻譯成中文， 並希望能夠通過引進這類優質教育研究成果， 在全球教育科學的推動下， 讓更好的教育來得更快！
本文呈現了神經科學的研究對教育和學習產生影響的政策與實踐， 旨在概述和彙集這些關鍵資訊及潛在政策解讀。 本文探討的主題包括：終身學習；老齡化；整體教育方法；青年期的大腦發育與認知狀態；特定年齡階段的學習形式及課程；解決“三大障礙”（閱讀障礙、計算障礙、癡呆症）；神經科學可能會逐步擴展評估和選擇的問題。概述
經過二十年有關大腦研究的開創性工作， 教育界開始認識到， “瞭解大腦”是開闢教育研究、政策以及實踐改革的新路徑。 本報告綜合現有的腦科學對學習的研究方法並且將其應用於教育界來解決關鍵問題。 本報告既不提供不成熟的解決方案， 也不認為基於腦科學的研究是萬能的， 而是旨在為對現階段認知神經科學和學習的這個交叉領域研究現狀、未來十年的研究方向及政策影響做出客觀評價。
第一章是報告的基本內容，
人的一生中大腦是如何學習的？
儘管在人的一生中， 大腦都是可塑的， 但是對於特定的學習類型， 在某個特定的時期中大腦的可塑性最強， 即存在著接受教育的最佳時期。 對於感覺刺激， 例如語音， 以及對於某些情感和認知體驗， 例如語言接觸， 大腦可塑性的最佳時期相對嚴格， 局限在某一特定階段。 而對於詞彙學習等其他技能， 大腦可塑性最強的時期並不局限在某個特定階段， 即在人的一生中的任何時間都能取得同等的學習效果。
現有關於青少年的神經影像學研究發現， 青少年的大腦還不成熟， 而且青春期後大腦的發育出現顯著的變化。 青春期是情緒發展的關鍵時期，
中老年人對任務處理的經驗會降低大腦活動水準。 從某種意義上講， 這樣會更有效率。 但是隨著年齡的增長， 當我們不用大腦處理任務的次數越來越多， 大腦也會逐漸退化。 研究表明， 學習是預防大腦功能減低的有效途徑， 也就是說， 那些一直保持學習（不論是通過成人教育、工作還是社會活動）的中老年人， 他們延緩神經性疾病的可能性更高。
環境的重要性
有關大腦的研究結果表明， 後天的培養對學習過程至關重要， 它為恰當的學習環境提供了方向。
在大腦中心， 有個結構被稱為邊緣系統， 歷史上也有人將其稱為“情緒腦”。 現有證據表明， 我們的情緒會重塑大腦神經組織。 壓力過大或強烈恐懼的情境會使大腦驅動情緒調節的神經過程， 在此過程中， 人們的社會判斷和認知表現會找尋應對此情境的折中方案。
在兒童和老年人所處的社會環境中， 有效地管控情緒是成為一名高效學習者的關鍵技能；自我調節能力更是行為和情緒技能中的最重要技能之一。 情緒直接作用于心理過程， 例如注意力、問題解決的能力以及社交。 神經科學吸收認知心理學和兒童發展的研究， 開始著眼於研究不同腦區的功能， 而這些腦區的活動和發展與自我調控直接相關。
語言、讀寫能力與大腦
人類從出生開始，大腦就在生理上就已經具備了習得語言的能力，而語言習得過程需要經驗的支援。語言學習的有效性與年齡之間的存在負相關關係，一般來說，人們接觸一門語言的年齡越小，其學習的成功率越高。神經科學已經著手對比在語言學習過程中，幼兒和成年人的大腦的差異。這個研究與教育政策有關，特別是外語教學，因為學生通常都在青春期之後才開始學習外語。當然，青少年和成人也能學好新語言，但是卻會面對更多困難。
在語言學習中，大腦中對於聲音（語音學）和意思（語義學）兩個方面的直接處理非常重要，其重要性可以回應在閱讀教學中能否發展具體的語音技能的經典爭論，有時也被稱為“音節教學”和“整體語言教學”的文本浸染。理解大腦對語音和語義的處理過程，可以幫助我們在讀寫能力教學中採用平衡的方法。這種方法根據人們所關注的語言形態，可能更多針對“語音”或“整體語言”學習。
閱讀中涉及的大腦環路大部分是跨語言共用的，但也存在一些差異，語言學習的特定方面需要啟動不同功能的腦區，例如不同的解碼或單詞認知策略。本報告中主要討論的是字母語言“深度”學習中拼寫的重要性，深層語言（將聲音映射到富有變化的字母上），例如英語、法語，相較於淺層語言，如芬蘭語、土耳其語會其拼寫和發音會更加一致。在這種情形下，特定的大腦結構會支援人們對特定語言的閱讀。
閱讀障礙這一問題非常普遍，甚至跨越文化和社會經濟的界限。一般來說，閱讀障礙與大腦左半球的後方區域與有關，這個腦區受損會導致處理語言聲音元素功能受損，皮層不規則這一特徵也用作判斷閱讀障礙的標誌。儘管這些困難（比如分不清楚發音相似的詞）對語言學習影響相對較小，但是對於閱讀字母語言來說卻是一個難題，因為字母語言需要將發音與正確的拼寫相對應。神經科學正要開啟識別和干預的新方法。
算術與腦
算術和讀寫能力一樣，需要生物學知識和經驗的協同作用才能在大腦中建構。正如特定大腦結構的發育是隨著語言進化的，也有一些結構是隨著數量感覺形成的。而且和語言一樣，僅由基因決定的大腦結構不能支援數學計算，因為它們需要與那些不是專門用於完成此項任務的輔助神經回路共同配合，而且還會受到先前經驗的影響。因此，無論是在學校、家庭、遊戲之中，教育扮演著重要角色，而神經科學在應對教育挑戰中發揮了寶貴作用。
儘管神經科學的研究仍處於起步階段，但是這個領域在過去的十年取得了重大進展。研究表明，即使是完成非常簡單的數值運算，也需要啟動大腦中很多不同部分的腦區，並且需要多個結構一起配合共同完成。僅僅是數字的簡單展示，涉及一串複雜的回路，調動數感、視覺、語言表徵。計算則需要調用其他更為複雜的分散式網路。根據討論的問題，這些網路要隨著變化，減法主要調動下頂葉區域的腦回，而加法和乘法需要調動其他腦區。目前對高等數學的研究還不是很多，但是至少我們知道處理不同問題需要啟動大腦中不同的腦區。
從腦科學的視角出發瞭解數學的潛在發展路徑對教學策略的設計有著積極影響。不同的教學方法會形成不同的神經通路，從而造成學習效果的差異。例如相較于現有的較為成熟的教學策略，學習訓練這種策略發展的神經通路效果較差。從神經科學發展出來的“支持”教學策略，不是僅給出學生正確或錯誤的判斷，而是生提供更豐富的細節。這與形成性評價的思路大體一致。
儘管計算障礙、數值等價閱讀障礙的神經機制仍處在研究之中，與特定數學障礙的生物學特性研究發現，數學不僅僅是文化建構，它需要特定的腦結構以及腦功能完整性。由腦神經缺陷造成的計算障礙可能通過針對性的干預得以恢復，因為腦具有可塑性，與數學有關的神經回路具有靈活性。
消除有關神經科學的誤解
在過去的幾年中，流傳了越來越多有關大腦的謠言，即有關神經科學的誤解。它們與教育相關並且演化成為錯誤的教學方法、和對學習的誤解。這些誤解往往產生於一些科學合理化的元素，這讓鑒別和反駁這些誤解變得更加困難。因為這些誤解或不完整性、或缺乏根據亦或者事虛假的。所以為了防止教育陷入困境，我們要消除誤解。
l 我們沒有時間可以浪費，因為大腦的所有重要因素都是在三歲時就決定了。
l 有些特定的內容必須在關鍵時期教授和學習。
l 但是，我曾在書中得知，我們只開發了大腦的10%。
l 我是左腦人，她是右腦人。
l 讓我們面對現實吧——男人和男孩的大腦和女人和女孩的大腦就是不同的。
l 一個小孩的大腦只能在同一時間學習一種語言。
l 提高記憶力。
l 邊睡覺邊學習。睡覺的時候大腦在進行自我學習
教育神經科學的倫理規範與組織機構
我們到底為了什麼？為了誰？現在很重要的是，我們需要重新思考腦成像的資料以及如何避免這些資料的濫用。例如，我們如何確保神經科學提供的醫療資訊保密性，並且資訊沒有洩露到商業機構或教育機構中。大腦成像可以呈現的個體特定的、曾經隱藏的資訊越多，就會有越來越多的人質問這些資訊如何應用於教育之中。
影響大腦產品的使用：醫療與非醫療之間的界限並非總是很清晰，尤其是問題出現在健康個體服用影響大腦的物質時。比如，在存在一定內在風險的情況下，就好像體育運動中服用興奮劑一樣，父母是否有權給孩子們服用藥品來輔助他們在學習成績上精進呢？
大腦與機器的結合：生物器官和技術的結合不斷進步。這種結合的好處對於那些殘疾人來說顯而易見，比如遠距離控制機器。然而引發人們深切關注的是，同樣的技術也可以用於控制個體行為。
如果可以的話，神經科學在教育中的重要應用將是一個全然不同的場景，例如評價教師的好壞是通過識別教師對學生大腦的影響。當然，創造上述的一個相對科學、規範的教育系統的過程中也存在風險。
雖然教育神經科學還處於初級階段，但是隨著跨學科研究的戰略發展策略，它會為科學和教育界服務，走向國際視野。構建一個共同的話語體系是關鍵的一步，此外還要確立共用的方法。教育實踐和學習研究之間應建立互惠關係，這與醫學和生物學的關係類似，共同創建和維持可持續的雙向流動來支持結合腦科學的教育實踐。
目前，一些機構的成立、網站的發佈、方案的出臺表明了教育神經科學的發展前景。本報告中可以看到領域內前沿研究的案例成果。他們包括日本科學技術研究所、德國烏爾姆大學神經科學與學習轉化中心、丹麥學習實驗室、英國劍橋大學的教育神經科學中心、美國哈佛大學教育學院的“心智、大腦、教育”研究所。
關鍵資訊及潛在政策解讀
教育神經科學不斷產生有價值的新知識來指導教育的政策和實踐。神經科學對很多問題的結論建立在已有知識和日常觀察之上，但其重要的貢獻在於，它實現了問題從相關關係到因果關係的轉化，即在理解熟悉模式的背後機制之後，據此找出有效的解決方案。在其他問題上，神經科學正在產生新知識，從而開闢新途徑。
腦研究為終身學習的整體目標提供了重要的神經科學證據支持，即教育沒有年齡歧視，更不是只針對年輕人。儘管年輕人有更強的學習能力，但神經科學證實，學習是一項終身活動並且持續時間越長，學習越有效。
神經科學為教育提供了更為廣泛的利益，特別是人口老齡化。神經科學在教育的更廣泛利益（超越單純的商業價值，並影響政策制定）上，提供了強有力的額外加成。因為神經科學確立的學習干預方案是解決社會耗資巨大的大量老年癡呆問題的有效應對措施。
整體性的解決方案需要身體與心理、情感和認知的相互依賴。我們不能僅僅關注加強大腦認知的功能或者以績效為最終導向制定方案，而是應當認識到身心健康、情感和認知都緊密相關，分析和創造相互依存。
瞭解青春期——高潛力，低控制：對青春期的瞭解非常重要，因為在個體教育生涯中，這個時期的教育效果最為持久。這個階段，青少年認知能力較強（高潛力），但是情感還不成熟（低控制）。這並不意味著重要選擇應當推到成年之後，但確實表明某些重要選擇並非一旦確定不可更改。
更好地為課程和教育的階段及水準提供神經科學見解：下面的說法很微妙，即個體在參與特定的學習活動（前文已詳細探討了語言學習）時，存在“敏感期”而沒有所謂的學習必須發生的“關鍵期”。報告中關於早期學習研究的堅實基礎奠定了幼稚教育和基礎教育的重要性。
確保神經科學對專業學習挑戰的貢獻，也包括對“三大障礙”（閱讀障礙、計算障礙、癡呆症）的貢獻。就最近幾年才引起人們關注的閱讀障礙為例，人們可以通過檢查聽覺皮層（有些情況是視覺皮層）是否符合常態這一特徵來判斷是否患有閱讀障礙，我們可以運用這一特徵在孩子很小的時候做檢測和鑒定。雖然早期干預和晚期干預都可能使閱讀障礙患者治癒，但是早期干預的成功率會更高。
更個性化的評估來改進學習，而非篩選和淘汰：神經影像學可能提供了強有力的機制來確定學生個性化學習特徵和初始能力，但是同時它也可能導致比現在更強力度的篩選和淘汰。
未來教育神經科學研究優先發展的關鍵領域直接來源於報告，但是不會有具體的規劃。未來研究的具體規劃包括更科學地瞭解不同形式的學習內容的最佳發展期，情感發展和評估、特定的教學材料和環境如何影響學習、大腦中語言和數學學習的持續分析。如果這些研究能夠有所發現，可能對跨學科研究的學習科學的誕生奠定基礎。
這是本報告期望得到的結果，也是報告以此為標題的原因。我們期許利用日益發展的新知識來構建教育系統，來滿足學習個性化和普及化的要求。
結論和未來展望
經過七年在學習科學領域的開拓性活動，一方面我們可能會誇大學習科學可能帶來的益處，另一方面在我們也可能會找到隱藏在背後的疏漏，這些疏漏需要在我們做出結論前進一步地研究。關於後者，我們需要更多的研究，我們會在下面提出進一步研究的關鍵路線。關於前者，結論部分不會給出具體的建議但會列出大致的方向啊。這個領域發展還不成熟的說法是有道理的，畢竟神經科學和教育之間的關係太過複雜。但是也有少數關於未來神經科學的研究，內容富有智慧且充滿前景，可以作為證據支持，明確地為教育政策和實踐提供具體的建議。事實上，在2002年發佈的《理解大腦——走向新的學習科學》報告中提出了活動的消息，即我們應當謹防過度簡化或還原論的方法，因為這種方雖然可能幫你獲得上頭條的謀利的機會，但是也是知識失真的源頭。
這個章節彙集了前面分析的主題當中的主要內容和結論。此章會提出一些更加寬泛的主題和挑戰，可能會打開或者重構我們對未來教育制度的形式和性質的論辯。如果我們見證了學習科學的誕生，新觀點、新證據將快速發展並改變當前面貌。我們無需坐以待斃，僅僅等待研究成果的出現。教育研究與創新中心的部分任務就是説明經濟合作與發展組織國家思考他們未來的發展規劃。這些結論高度概括，正是為了為接下來的討論提供必要動力，以便各國在前面章節提供的廣闊議題上開展討論。
關鍵資訊和結論
科學史上重大的革命，雖然性質萬殊，卻又共同之點，就是把支撐人類自大的巨柱，一根又一根地推翻。
——Stephen Jay Gould
---教育神經科學不斷產生有價值的新知識來指導教育的政策和實踐
本卷將介紹神經科學對教育政策和實踐的廣泛貢獻，從年齡上看，覆蓋了從嬰兒期到老年期的年齡階段；從知識出發，涵蓋從特定主題領域到有關情緒和動機的知識；從學習角度看，既包括輔導學習，也包括一般意義理解下的學習。這表明，神經科學對教育貢獻的多元化。
在眾多問題上，神經科學得出的結論建立在許多其他來源的現有知識上，例如心理學研究、課堂觀察、成果調查。在本卷當中我們也討論了一些案例，例如飲食對提高學習成績的影響、青春期風暴、自信心和動機對教育成功的關鍵作用。這些案例並不是全新的問題，但是神經科學提供了更多證據支持，原因如下：
l 神經科學開啟了對因果關係的理解，而非僅僅是相關關係；同時，將領域內的重要問題的研究視角從依靠直覺或意識判斷轉向證據支援的視角；
l 神經科學通過揭示影響發生機制，來為確定有效的干預措施和解決方案助力。
在其他問題上，神經科學的研究不斷精進，開闢新研究路徑。例如，對專家和新手大腦活動模式差異的研究，有助於了我們對“理解”和“掌握”兩個概念進行深入瞭解。此外，對不同年齡段大腦活動的研究，有助於規避年齡風險，實現有效的終身學習相關研究也會嘗試解釋在其他領域擅長的學生會在某一領域出現障礙的原因，並給出相應有針對性的建議。
神經科學對教育的另一個重要貢獻在於：
l 研究不斷深化知識基礎，將學習作為人類和社會生活的中心，並貫穿於不同的制度安排之中，並將其稱為“教育”。
l 神經科學作為一種不斷發展的方法，揭示了迄今為止隱藏的個體特徵，在今後可能用於治療，例如克服閱讀中的問題或障礙。最後，神經科學可以用於選拔或提升學習成績，同時也需要考慮之前提出的很多棘手的倫理問題。
l 神經科學和其他學科一樣，一方面能夠告訴人們如何設計和優化不同的教學實踐，特別是教學實踐的時間地點如何與學生最佳學習發生地點和時匹配。另一方面的問題在於，如何組織日常教學。除此之外，目前知識的現實應用也是值得思考的。
---腦研究為終身學習的整體目標提供了重要的神經科學證據支持，特別是人口老齡化問題
在有關學習系列研究中，最有力的發現就是關於大腦“可塑性”這一顯著性特徵。可塑性指的是，大腦由於經驗和實踐的需要，發展和改造內部結構的行為。比如當某一部分不必要時，這個部分就會退化更新。這個過程貫穿整個生命時期，也包括老年時代。個人對自己的自身要求以及對學習的需要是可塑性的。你學得越多，你可以學習的也就越多。我們不支持教育是有年齡限制的，也不認為最好的教育最好集中在年輕人身上，儘管他們的學習能力很強。神經科學研究告訴我們，學習是一個終身的活動，你持續學習的時間越長，學習的效果越好。
出於要為政策和實踐尋找證據支點的需求，我們認為擴大對教育的“更大利益”的理解顯得愈發重要，這種理解是超越當下經常提到的占主導地位的“成本效益”分析的經濟標準。越來越多的證據表明教育應該應用于公民健康的實踐中（參見CERI的“學習的社會產出”）。這個報告鞏固了關於學習具有更大效益的觀點，即通過神經科學研究發現，很多老齡化人群面臨老年癡呆症問題，可以通過學習干預來解決。
即通過改進診斷方法、增強鍛煉、適當有效的藥物治療、良好的教育干預的結合可以對保持身體健康、預防疾病起到積極作用。
---我們需要基於身心、情感和認知相結合的整體方案
隨著國內外對認知能力的強烈關注，對教育的狹隘理解的風險可能相伴而來。我們不應該只關注大腦強化認知的功能，也不應該以結果導向制定方案。我們需要的是整體性的解決方案。這個方案中，身體與心理、情感和認知都緊密相關，分析和創造相互依存。
良好的飲食、運動、睡眠方式通過對大腦功能的影響進而對學習產生影響越來越大。對老年人來說，認知參與（例如下國際象棋或者玩填字遊戲），定期體育鍛煉、積極的社交活動可以有效促進學習，延緩大腦的退化。
---我們需要更好地理解青春期（高潛力、低控制）
本報告特別從大腦在青年期的發育階段、情感成熟度兩個角度出發，揭示青春期的本質。
神經科學為青春期及其發生的變化提供了新視角，這個階段對於個人教育生涯的發展發揮著重要作用。通常來說，這個階段涵蓋了教育發展的第二階段，對未來個人、教育、職業關鍵選擇產生長期深遠影響。此時，青年人正處在青春期，他們認知能力較強（高潛力），但情感不夠成熟（低控制）。
顯然，這並不意味著重要選擇應當推到成年之後，但確實表明某些重要選擇並非一旦確定不可更改。我們需要進一步探索差異化學習機會（正式和非正式），以及進一步認識青春期的軌跡。
神經科學也發展出“情緒調節”這一關鍵概念。有效地管控情緒是成為一名有效學習者的關鍵技能。情緒調節會影響日常的方方面面，例如注意力集中與否、能否解決問題以及人際關係的處理。在年輕人青春期的關鍵時期，鑒於他們情緒的“低控制”特徵、培養他們成熟情感的價值顯得更為重要，我們所思考的如何將情緒調節引入課程、發展制定的方案可能會對學生未來發展助力。
在處理課程問題時，我們需要考慮時間和週期
心理學家，例如皮亞傑工作長期影響了我們對與個體發展與學習之聯繫的理解。現在教育神經科學引入了皮亞傑模型（包括已有的嬰兒能力證明），同時通過“學習敏感期”的研究擴大對學習時間和週期的理解。
報告中的說法很微妙，沒有必須學習的“關鍵期”，但是神經科學確實認為，關於終生存在的可塑性的理解，告訴我們人們總是能打開新的知識大門。另一方面，它也給“敏感期”賦予精確界定，即個體特別擅長從事某項學習活動的最佳時期。
在日益全球化的今天，本報告突出了語言學習的案例。一般來說，越早開始學習外語，學習效果越好。對比成年人、適齡在校學生、嬰兒三者，他們的大腦活動存在明顯差異：年齡越大，在語言學習時啟動的腦區就越多，學習效率也就越低。即便如此，成年人同樣有能力掌握一門新語言。
本報告消除了關於多語言學習會衝擊母語學習說法的誤解，事實上，學習另一種語言可以加強孩子對母語的學習能力。
這些都是教育中的重要問題。這些發現鞏固了某些學習類型的學習特定學習時段的研究基礎，即從傳統的經驗視角轉向以證據為支撐的視角。他們認同良好的學習基礎對終身學習的重要性，因此也進一步強調早期幼稚教育和基礎教育的重要角色，不是以此為終止，而是為了啟蒙。
同時，報告提醒大家注意，不要過分強調孩子三歲的轉檯對之後學習的決定性影響。
---神經科學可以對重大學習挑戰做出貢獻
神經科學的貢獻在於他助力研發診斷和有效干預的方法，而且很有可能用於檢測以下三種障礙上，即閱讀障礙、計算障礙、癡呆症。
閱讀障礙：到目前為止，閱讀障礙的原因尚不清楚，但是已有發現認為主要原因是聽覺皮層不規則（也可能是視覺皮層）。直到最近，這些特徵可以在很小的時候被診斷出來。早期干預通常比後期干預的成功率更高，但是兩種干預都有可能幫助患者治癒。
目前人們認為，計算障礙和閱讀障礙的原因類似，但是早期檢測以及干預手段都不發達。
癡呆症：上面提到了關於學習和癡呆症的重要發現，我們認為，在延緩阿爾茨海默病發作、降低發病程度的所有干預措施中，教育是最有效、最可取的預防方法。關於讀寫能力更為一般意義上的理解中談到，英語閱讀中，大腦中對語音和直接處理語義的過程非常重要，這表明，針對讀寫能力教學，平衡語音和語義的教學法在非淺層字母語言教學中非常有效。
在計算能力上，因為人類對理解世界中的數位具有與生俱來的能力，正式數學教學應當建立在非正式數學理解的基礎之上。因為數字和空間在人的大腦中緊密相連，所以將數字和空間聯繫在一起是強有力的教學方法。
---更個性化的評估來改進學習，而非選拔和淘汰
腦呈現的潛力可能會對教育產生深遠影響，也可能引發重大倫理問題。關於大腦如何運作的知識，以及大腦結構和過程如何反映學習者能力和掌握能力的相關內容，都可以作為評估傳統教學以及學習者是否處在學習關鍵期的標準。很多傳統評估方式，例如通過填鴨教育獲得成功的教學方式已經被認為是理解力低下的“非腦友好型”方式。
但是除了這些一般性的發現之外，神經科學的研究結果最終也可能被用於個體學習者發現他們真正掌握的確定材料、或者瞭解他們的動機和焦慮層級等問題。如果正確使用神經科學研究成果，對個體的關注可以為形成性評價（OECD，2005）和個性化評價提供強有力的基礎評價工具。
這些與許多國家追求的更 優秀的教育課程和教學實踐個性化相關（OECD，2006）。神經影像學為基於個性化的機制提供了潛在的強有力基礎。同時，對大腦的研究表明，個體特徵還未定型，在基因功能和經驗、可塑性之間存在持續相互作用。因此，我們應當對構成個體能力因素的概念保持謹慎的態度。
但是另一方面，神經影像學的個體應用可能產生比現在已有的工具更有效的選擇和淘汰工具。生物簡歷可能存在風險，但是對大學或雇主等用戶來說可能具有潛在吸引力。如果他們採用神經影像學為基礎的方式來拒絕或否定學生或者候選人，因為他們沒有表現出足夠的學習能力和潛力（特別是他們的大腦可塑性顯示出潛在學習潛力時），那麼這將是神經影像學的價值濫用。神經影像學如果是用來作為選拔老師或學生的工具，那麼這種教育過度“科學”的概念是令人生厭的。
未來教育神經科學研究的關鍵領域
如果我們重視對知識的追求，我們就必須自由地跟隨知識可能引導我們到達的任何地方。
Adlai E. Stevenson Jr.
下面的研究領域不是教學神經科學研究有趣的領域詳盡介紹，相反，它們是在分析此報告之後展示的優先研究領域。其中有一些粗略呈現的領域仍需進一步加深瞭解。
這個報告從神經科學出發，具有教育領域的應用性和醫療領域的應用性，它使神經科學界認識到自身的寶貴意義，具有更好地理解人類學習活動的教育目的，並具有普適性，適用人群不論是天賦異稟還是身患殘疾，不論年齡老幼，也不僅僅為了那些需要補習的人。
在未來，可以更好地理解不同類型學習的最佳學習時期，特別是在青年和老年人。這包括“敏感期”的研究，即特定學習領域的學生能力最強的最佳學習時期，例如語言學習。
瞭解不斷增長的知識和逐漸下降的記憶力、處理能力之間的聯繫。可以更多地研究老齡化進程，特別是在老年和中年人群中，通過研究學習能力的變化和探索如何利用學習延緩衰老。
大腦中情緒表達需要很多。接下來的調查可以借鑒心理學和神經影像學的研究，探索壓力之下的學習和記憶，需要哪些神經機制的調節。關於此調查一個具體的問題就是，青春期的情緒腦是如何與不同類型的課堂環境發生交互作用。
未來研究中，人們需要更好地理解環境對調查結果的影響力，以及在不同環境中結果的適用性和可轉移性。研究者需要進一步分析適當的學習材料和特定環境之間的關鍵作用，消除那些質疑環境影響力的看法。
實性研究揭示了營養是如何對大腦發育產生有益影響的，並且更多的研究表明這個影響與教育領域直接相關。未來有望在神經科學領域深入瞭解教育與營養、體育鍛煉、睡眠、音樂和創造性表達的相關聯繫。
在未來，應該進一步瞭解學生人群（尤其是性別）和社會文化差異，但它也是一個誤解的雷區。神經科學當然不應該納入種族主義或性別歧視的固有定型觀念。
神經科學對進一步建立大腦中數學差異化圖譜是非常有用的，這種分析圖譜是建立在對可分離技能和大腦功能以及二者互聯性的基礎上。 借此分析圖譜，幫助學習者識別克服“數學焦慮”。
理解不同的大腦活動：神經網路、認知功能和記憶的作用。再真實情境中，比較專家和一般學習者的差異，這將有助於明確成功學習的原理、發線有效且有針對性的教學方法。
學習科學的誕生
最近神經科學的快速發展為教育領域提供了有力的新視角，與其同時教育研究也積累了大量理論基礎。神經科學的視角為教育中學習的研究提供了全新的重要視角，教育的知識可以幫助神經科學研究直接引入教育具體領域。因為兩個領域發展迅速，但它們都有著根深蒂固的學科文化和專業領域的研究方法和話語體系，這可能會給兩個領域專家之間的相互理解彼此帶來困難。因此，全新的跨學科領域的出現可以促進來自不同學科的觀點與視角的結合。教育實踐和學習研究之間應建立互惠關係，這與醫學和生物學的關係類似，共同創建和維持可持續的雙向流動來支持結合腦科學的教育實踐。研究人員和實踐者可以共同合作，來確定相關研究的教育目標、討論研究結果的潛在影響。一旦實施基於腦科學的教育實踐，實踐者應當系統地檢查其結果的有效性，並通過共用課堂教學結果回饋，不斷完善研究方向。建立與教育實踐和腦科學研究密切結合的研究學校是穩固跨學科工作的有效方法。
教育神經科學有利於推動真正的學習科學的形成。它甚至可以作為跨學科的其他領域的模擬模型。我們希望本報告的出版有助於推動真正的學習科學的誕生並成為跨學科融合的持久典範。
相關名詞：
生物神經網路(Biological neural network):一般指生物的大腦神經元，細胞，觸點等組成的網路，用於產生生物的意識，幫助生物進行思考和行動。
閱讀障礙(Dyslexia、reading disorder、alexia)：閱讀障礙症簡單說來它是一種大腦綜合處理視覺和聽覺資訊不能協調而引起的一種閱讀和拼寫障礙症。要特別注意區分它和那種因為智力低下而引起的閱讀障礙症，相反很多患者是智商極高，甚至包括天才型的人。象達芬奇，愛迪生，愛因斯坦，甘迺迪在兒童時代都被認為成績極差的“笨孩子”，最後科學家發現他們都屬於閱讀障礙症的典型例子。它的表現特徵主要反映在識字閱讀方面，其原因也是複雜而多面的，但兒童時期可以進行科學的矯正。
計算障礙（Dyscalculia)：計算障礙亦稱“失算症”或“計算不能”，是指數學符號認識和運用障礙。
癡呆症（Dementia）：稱失智症，其字來自拉丁語（de-意指“遠離” + mens意指“心智”）。是腦部疾病的其中一類，此症導致思考能力和記憶力長期而逐漸地退化，並使個人日常生活功能受到影響。
>>聲明
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而這些腦區的活動和發展與自我調控直接相關。語言、讀寫能力與大腦
人類從出生開始，大腦就在生理上就已經具備了習得語言的能力，而語言習得過程需要經驗的支援。語言學習的有效性與年齡之間的存在負相關關係，一般來說，人們接觸一門語言的年齡越小，其學習的成功率越高。神經科學已經著手對比在語言學習過程中，幼兒和成年人的大腦的差異。這個研究與教育政策有關，特別是外語教學，因為學生通常都在青春期之後才開始學習外語。當然，青少年和成人也能學好新語言，但是卻會面對更多困難。
在語言學習中，大腦中對於聲音（語音學）和意思（語義學）兩個方面的直接處理非常重要，其重要性可以回應在閱讀教學中能否發展具體的語音技能的經典爭論，有時也被稱為“音節教學”和“整體語言教學”的文本浸染。理解大腦對語音和語義的處理過程，可以幫助我們在讀寫能力教學中採用平衡的方法。這種方法根據人們所關注的語言形態，可能更多針對“語音”或“整體語言”學習。
閱讀中涉及的大腦環路大部分是跨語言共用的，但也存在一些差異，語言學習的特定方面需要啟動不同功能的腦區，例如不同的解碼或單詞認知策略。本報告中主要討論的是字母語言“深度”學習中拼寫的重要性，深層語言（將聲音映射到富有變化的字母上），例如英語、法語，相較於淺層語言，如芬蘭語、土耳其語會其拼寫和發音會更加一致。在這種情形下，特定的大腦結構會支援人們對特定語言的閱讀。
閱讀障礙這一問題非常普遍，甚至跨越文化和社會經濟的界限。一般來說，閱讀障礙與大腦左半球的後方區域與有關，這個腦區受損會導致處理語言聲音元素功能受損，皮層不規則這一特徵也用作判斷閱讀障礙的標誌。儘管這些困難（比如分不清楚發音相似的詞）對語言學習影響相對較小，但是對於閱讀字母語言來說卻是一個難題，因為字母語言需要將發音與正確的拼寫相對應。神經科學正要開啟識別和干預的新方法。
算術與腦
算術和讀寫能力一樣，需要生物學知識和經驗的協同作用才能在大腦中建構。正如特定大腦結構的發育是隨著語言進化的，也有一些結構是隨著數量感覺形成的。而且和語言一樣，僅由基因決定的大腦結構不能支援數學計算，因為它們需要與那些不是專門用於完成此項任務的輔助神經回路共同配合，而且還會受到先前經驗的影響。因此，無論是在學校、家庭、遊戲之中，教育扮演著重要角色，而神經科學在應對教育挑戰中發揮了寶貴作用。
儘管神經科學的研究仍處於起步階段，但是這個領域在過去的十年取得了重大進展。研究表明，即使是完成非常簡單的數值運算，也需要啟動大腦中很多不同部分的腦區，並且需要多個結構一起配合共同完成。僅僅是數字的簡單展示，涉及一串複雜的回路，調動數感、視覺、語言表徵。計算則需要調用其他更為複雜的分散式網路。根據討論的問題，這些網路要隨著變化，減法主要調動下頂葉區域的腦回，而加法和乘法需要調動其他腦區。目前對高等數學的研究還不是很多，但是至少我們知道處理不同問題需要啟動大腦中不同的腦區。
從腦科學的視角出發瞭解數學的潛在發展路徑對教學策略的設計有著積極影響。不同的教學方法會形成不同的神經通路，從而造成學習效果的差異。例如相較于現有的較為成熟的教學策略，學習訓練這種策略發展的神經通路效果較差。從神經科學發展出來的“支持”教學策略，不是僅給出學生正確或錯誤的判斷，而是生提供更豐富的細節。這與形成性評價的思路大體一致。
儘管計算障礙、數值等價閱讀障礙的神經機制仍處在研究之中，與特定數學障礙的生物學特性研究發現，數學不僅僅是文化建構，它需要特定的腦結構以及腦功能完整性。由腦神經缺陷造成的計算障礙可能通過針對性的干預得以恢復，因為腦具有可塑性，與數學有關的神經回路具有靈活性。
消除有關神經科學的誤解
在過去的幾年中，流傳了越來越多有關大腦的謠言，即有關神經科學的誤解。它們與教育相關並且演化成為錯誤的教學方法、和對學習的誤解。這些誤解往往產生於一些科學合理化的元素，這讓鑒別和反駁這些誤解變得更加困難。因為這些誤解或不完整性、或缺乏根據亦或者事虛假的。所以為了防止教育陷入困境，我們要消除誤解。
l 我們沒有時間可以浪費，因為大腦的所有重要因素都是在三歲時就決定了。
l 有些特定的內容必須在關鍵時期教授和學習。
l 但是，我曾在書中得知，我們只開發了大腦的10%。
l 我是左腦人，她是右腦人。
l 讓我們面對現實吧——男人和男孩的大腦和女人和女孩的大腦就是不同的。
l 一個小孩的大腦只能在同一時間學習一種語言。
l 提高記憶力。
l 邊睡覺邊學習。睡覺的時候大腦在進行自我學習
教育神經科學的倫理規範與組織機構
我們到底為了什麼？為了誰？現在很重要的是，我們需要重新思考腦成像的資料以及如何避免這些資料的濫用。例如，我們如何確保神經科學提供的醫療資訊保密性，並且資訊沒有洩露到商業機構或教育機構中。大腦成像可以呈現的個體特定的、曾經隱藏的資訊越多，就會有越來越多的人質問這些資訊如何應用於教育之中。
影響大腦產品的使用：醫療與非醫療之間的界限並非總是很清晰，尤其是問題出現在健康個體服用影響大腦的物質時。比如，在存在一定內在風險的情況下，就好像體育運動中服用興奮劑一樣，父母是否有權給孩子們服用藥品來輔助他們在學習成績上精進呢？
大腦與機器的結合：生物器官和技術的結合不斷進步。這種結合的好處對於那些殘疾人來說顯而易見，比如遠距離控制機器。然而引發人們深切關注的是，同樣的技術也可以用於控制個體行為。
如果可以的話，神經科學在教育中的重要應用將是一個全然不同的場景，例如評價教師的好壞是通過識別教師對學生大腦的影響。當然，創造上述的一個相對科學、規範的教育系統的過程中也存在風險。
雖然教育神經科學還處於初級階段，但是隨著跨學科研究的戰略發展策略，它會為科學和教育界服務，走向國際視野。構建一個共同的話語體系是關鍵的一步，此外還要確立共用的方法。教育實踐和學習研究之間應建立互惠關係，這與醫學和生物學的關係類似，共同創建和維持可持續的雙向流動來支持結合腦科學的教育實踐。
目前，一些機構的成立、網站的發佈、方案的出臺表明了教育神經科學的發展前景。本報告中可以看到領域內前沿研究的案例成果。他們包括日本科學技術研究所、德國烏爾姆大學神經科學與學習轉化中心、丹麥學習實驗室、英國劍橋大學的教育神經科學中心、美國哈佛大學教育學院的“心智、大腦、教育”研究所。
關鍵資訊及潛在政策解讀
教育神經科學不斷產生有價值的新知識來指導教育的政策和實踐。神經科學對很多問題的結論建立在已有知識和日常觀察之上，但其重要的貢獻在於，它實現了問題從相關關係到因果關係的轉化，即在理解熟悉模式的背後機制之後，據此找出有效的解決方案。在其他問題上，神經科學正在產生新知識，從而開闢新途徑。
腦研究為終身學習的整體目標提供了重要的神經科學證據支持，即教育沒有年齡歧視，更不是只針對年輕人。儘管年輕人有更強的學習能力，但神經科學證實，學習是一項終身活動並且持續時間越長，學習越有效。
神經科學為教育提供了更為廣泛的利益，特別是人口老齡化。神經科學在教育的更廣泛利益（超越單純的商業價值，並影響政策制定）上，提供了強有力的額外加成。因為神經科學確立的學習干預方案是解決社會耗資巨大的大量老年癡呆問題的有效應對措施。
整體性的解決方案需要身體與心理、情感和認知的相互依賴。我們不能僅僅關注加強大腦認知的功能或者以績效為最終導向制定方案，而是應當認識到身心健康、情感和認知都緊密相關，分析和創造相互依存。
瞭解青春期——高潛力，低控制：對青春期的瞭解非常重要，因為在個體教育生涯中，這個時期的教育效果最為持久。這個階段，青少年認知能力較強（高潛力），但是情感還不成熟（低控制）。這並不意味著重要選擇應當推到成年之後，但確實表明某些重要選擇並非一旦確定不可更改。
更好地為課程和教育的階段及水準提供神經科學見解：下面的說法很微妙，即個體在參與特定的學習活動（前文已詳細探討了語言學習）時，存在“敏感期”而沒有所謂的學習必須發生的“關鍵期”。報告中關於早期學習研究的堅實基礎奠定了幼稚教育和基礎教育的重要性。
確保神經科學對專業學習挑戰的貢獻，也包括對“三大障礙”（閱讀障礙、計算障礙、癡呆症）的貢獻。就最近幾年才引起人們關注的閱讀障礙為例，人們可以通過檢查聽覺皮層（有些情況是視覺皮層）是否符合常態這一特徵來判斷是否患有閱讀障礙，我們可以運用這一特徵在孩子很小的時候做檢測和鑒定。雖然早期干預和晚期干預都可能使閱讀障礙患者治癒，但是早期干預的成功率會更高。
更個性化的評估來改進學習，而非篩選和淘汰：神經影像學可能提供了強有力的機制來確定學生個性化學習特徵和初始能力，但是同時它也可能導致比現在更強力度的篩選和淘汰。
未來教育神經科學研究優先發展的關鍵領域直接來源於報告，但是不會有具體的規劃。未來研究的具體規劃包括更科學地瞭解不同形式的學習內容的最佳發展期，情感發展和評估、特定的教學材料和環境如何影響學習、大腦中語言和數學學習的持續分析。如果這些研究能夠有所發現，可能對跨學科研究的學習科學的誕生奠定基礎。
這是本報告期望得到的結果，也是報告以此為標題的原因。我們期許利用日益發展的新知識來構建教育系統，來滿足學習個性化和普及化的要求。
結論和未來展望
經過七年在學習科學領域的開拓性活動，一方面我們可能會誇大學習科學可能帶來的益處，另一方面在我們也可能會找到隱藏在背後的疏漏，這些疏漏需要在我們做出結論前進一步地研究。關於後者，我們需要更多的研究，我們會在下面提出進一步研究的關鍵路線。關於前者，結論部分不會給出具體的建議但會列出大致的方向啊。這個領域發展還不成熟的說法是有道理的，畢竟神經科學和教育之間的關係太過複雜。但是也有少數關於未來神經科學的研究，內容富有智慧且充滿前景，可以作為證據支持，明確地為教育政策和實踐提供具體的建議。事實上，在2002年發佈的《理解大腦——走向新的學習科學》報告中提出了活動的消息，即我們應當謹防過度簡化或還原論的方法，因為這種方雖然可能幫你獲得上頭條的謀利的機會，但是也是知識失真的源頭。
這個章節彙集了前面分析的主題當中的主要內容和結論。此章會提出一些更加寬泛的主題和挑戰，可能會打開或者重構我們對未來教育制度的形式和性質的論辯。如果我們見證了學習科學的誕生，新觀點、新證據將快速發展並改變當前面貌。我們無需坐以待斃，僅僅等待研究成果的出現。教育研究與創新中心的部分任務就是説明經濟合作與發展組織國家思考他們未來的發展規劃。這些結論高度概括，正是為了為接下來的討論提供必要動力，以便各國在前面章節提供的廣闊議題上開展討論。
關鍵資訊和結論
科學史上重大的革命，雖然性質萬殊，卻又共同之點，就是把支撐人類自大的巨柱，一根又一根地推翻。
——Stephen Jay Gould
---教育神經科學不斷產生有價值的新知識來指導教育的政策和實踐
本卷將介紹神經科學對教育政策和實踐的廣泛貢獻，從年齡上看，覆蓋了從嬰兒期到老年期的年齡階段；從知識出發，涵蓋從特定主題領域到有關情緒和動機的知識；從學習角度看，既包括輔導學習，也包括一般意義理解下的學習。這表明，神經科學對教育貢獻的多元化。
在眾多問題上，神經科學得出的結論建立在許多其他來源的現有知識上，例如心理學研究、課堂觀察、成果調查。在本卷當中我們也討論了一些案例，例如飲食對提高學習成績的影響、青春期風暴、自信心和動機對教育成功的關鍵作用。這些案例並不是全新的問題，但是神經科學提供了更多證據支持，原因如下：
l 神經科學開啟了對因果關係的理解，而非僅僅是相關關係；同時，將領域內的重要問題的研究視角從依靠直覺或意識判斷轉向證據支援的視角；
l 神經科學通過揭示影響發生機制，來為確定有效的干預措施和解決方案助力。
在其他問題上，神經科學的研究不斷精進，開闢新研究路徑。例如，對專家和新手大腦活動模式差異的研究，有助於了我們對“理解”和“掌握”兩個概念進行深入瞭解。此外，對不同年齡段大腦活動的研究，有助於規避年齡風險，實現有效的終身學習相關研究也會嘗試解釋在其他領域擅長的學生會在某一領域出現障礙的原因，並給出相應有針對性的建議。
神經科學對教育的另一個重要貢獻在於：
l 研究不斷深化知識基礎，將學習作為人類和社會生活的中心，並貫穿於不同的制度安排之中，並將其稱為“教育”。
l 神經科學作為一種不斷發展的方法，揭示了迄今為止隱藏的個體特徵，在今後可能用於治療，例如克服閱讀中的問題或障礙。最後，神經科學可以用於選拔或提升學習成績，同時也需要考慮之前提出的很多棘手的倫理問題。
l 神經科學和其他學科一樣，一方面能夠告訴人們如何設計和優化不同的教學實踐，特別是教學實踐的時間地點如何與學生最佳學習發生地點和時匹配。另一方面的問題在於，如何組織日常教學。除此之外，目前知識的現實應用也是值得思考的。
---腦研究為終身學習的整體目標提供了重要的神經科學證據支持，特別是人口老齡化問題
在有關學習系列研究中，最有力的發現就是關於大腦“可塑性”這一顯著性特徵。可塑性指的是，大腦由於經驗和實踐的需要，發展和改造內部結構的行為。比如當某一部分不必要時，這個部分就會退化更新。這個過程貫穿整個生命時期，也包括老年時代。個人對自己的自身要求以及對學習的需要是可塑性的。你學得越多，你可以學習的也就越多。我們不支持教育是有年齡限制的，也不認為最好的教育最好集中在年輕人身上，儘管他們的學習能力很強。神經科學研究告訴我們，學習是一個終身的活動，你持續學習的時間越長，學習的效果越好。
出於要為政策和實踐尋找證據支點的需求，我們認為擴大對教育的“更大利益”的理解顯得愈發重要，這種理解是超越當下經常提到的占主導地位的“成本效益”分析的經濟標準。越來越多的證據表明教育應該應用于公民健康的實踐中（參見CERI的“學習的社會產出”）。這個報告鞏固了關於學習具有更大效益的觀點，即通過神經科學研究發現，很多老齡化人群面臨老年癡呆症問題，可以通過學習干預來解決。
即通過改進診斷方法、增強鍛煉、適當有效的藥物治療、良好的教育干預的結合可以對保持身體健康、預防疾病起到積極作用。
---我們需要基於身心、情感和認知相結合的整體方案
隨著國內外對認知能力的強烈關注，對教育的狹隘理解的風險可能相伴而來。我們不應該只關注大腦強化認知的功能，也不應該以結果導向制定方案。我們需要的是整體性的解決方案。這個方案中，身體與心理、情感和認知都緊密相關，分析和創造相互依存。
良好的飲食、運動、睡眠方式通過對大腦功能的影響進而對學習產生影響越來越大。對老年人來說，認知參與（例如下國際象棋或者玩填字遊戲），定期體育鍛煉、積極的社交活動可以有效促進學習，延緩大腦的退化。
---我們需要更好地理解青春期（高潛力、低控制）
本報告特別從大腦在青年期的發育階段、情感成熟度兩個角度出發，揭示青春期的本質。
神經科學為青春期及其發生的變化提供了新視角，這個階段對於個人教育生涯的發展發揮著重要作用。通常來說，這個階段涵蓋了教育發展的第二階段，對未來個人、教育、職業關鍵選擇產生長期深遠影響。此時，青年人正處在青春期，他們認知能力較強（高潛力），但情感不夠成熟（低控制）。
顯然，這並不意味著重要選擇應當推到成年之後，但確實表明某些重要選擇並非一旦確定不可更改。我們需要進一步探索差異化學習機會（正式和非正式），以及進一步認識青春期的軌跡。
神經科學也發展出“情緒調節”這一關鍵概念。有效地管控情緒是成為一名有效學習者的關鍵技能。情緒調節會影響日常的方方面面，例如注意力集中與否、能否解決問題以及人際關係的處理。在年輕人青春期的關鍵時期，鑒於他們情緒的“低控制”特徵、培養他們成熟情感的價值顯得更為重要，我們所思考的如何將情緒調節引入課程、發展制定的方案可能會對學生未來發展助力。
在處理課程問題時，我們需要考慮時間和週期
心理學家，例如皮亞傑工作長期影響了我們對與個體發展與學習之聯繫的理解。現在教育神經科學引入了皮亞傑模型（包括已有的嬰兒能力證明），同時通過“學習敏感期”的研究擴大對學習時間和週期的理解。
報告中的說法很微妙，沒有必須學習的“關鍵期”，但是神經科學確實認為，關於終生存在的可塑性的理解，告訴我們人們總是能打開新的知識大門。另一方面，它也給“敏感期”賦予精確界定，即個體特別擅長從事某項學習活動的最佳時期。
在日益全球化的今天，本報告突出了語言學習的案例。一般來說，越早開始學習外語，學習效果越好。對比成年人、適齡在校學生、嬰兒三者，他們的大腦活動存在明顯差異：年齡越大，在語言學習時啟動的腦區就越多，學習效率也就越低。即便如此，成年人同樣有能力掌握一門新語言。
本報告消除了關於多語言學習會衝擊母語學習說法的誤解，事實上，學習另一種語言可以加強孩子對母語的學習能力。
這些都是教育中的重要問題。這些發現鞏固了某些學習類型的學習特定學習時段的研究基礎，即從傳統的經驗視角轉向以證據為支撐的視角。他們認同良好的學習基礎對終身學習的重要性，因此也進一步強調早期幼稚教育和基礎教育的重要角色，不是以此為終止，而是為了啟蒙。
同時，報告提醒大家注意，不要過分強調孩子三歲的轉檯對之後學習的決定性影響。
---神經科學可以對重大學習挑戰做出貢獻
神經科學的貢獻在於他助力研發診斷和有效干預的方法，而且很有可能用於檢測以下三種障礙上，即閱讀障礙、計算障礙、癡呆症。
閱讀障礙：到目前為止，閱讀障礙的原因尚不清楚，但是已有發現認為主要原因是聽覺皮層不規則（也可能是視覺皮層）。直到最近，這些特徵可以在很小的時候被診斷出來。早期干預通常比後期干預的成功率更高，但是兩種干預都有可能幫助患者治癒。
目前人們認為，計算障礙和閱讀障礙的原因類似，但是早期檢測以及干預手段都不發達。
癡呆症：上面提到了關於學習和癡呆症的重要發現，我們認為，在延緩阿爾茨海默病發作、降低發病程度的所有干預措施中，教育是最有效、最可取的預防方法。關於讀寫能力更為一般意義上的理解中談到，英語閱讀中，大腦中對語音和直接處理語義的過程非常重要，這表明，針對讀寫能力教學，平衡語音和語義的教學法在非淺層字母語言教學中非常有效。
在計算能力上，因為人類對理解世界中的數位具有與生俱來的能力，正式數學教學應當建立在非正式數學理解的基礎之上。因為數字和空間在人的大腦中緊密相連，所以將數字和空間聯繫在一起是強有力的教學方法。
---更個性化的評估來改進學習，而非選拔和淘汰
腦呈現的潛力可能會對教育產生深遠影響，也可能引發重大倫理問題。關於大腦如何運作的知識，以及大腦結構和過程如何反映學習者能力和掌握能力的相關內容，都可以作為評估傳統教學以及學習者是否處在學習關鍵期的標準。很多傳統評估方式，例如通過填鴨教育獲得成功的教學方式已經被認為是理解力低下的“非腦友好型”方式。
但是除了這些一般性的發現之外，神經科學的研究結果最終也可能被用於個體學習者發現他們真正掌握的確定材料、或者瞭解他們的動機和焦慮層級等問題。如果正確使用神經科學研究成果，對個體的關注可以為形成性評價（OECD，2005）和個性化評價提供強有力的基礎評價工具。
這些與許多國家追求的更 優秀的教育課程和教學實踐個性化相關（OECD，2006）。神經影像學為基於個性化的機制提供了潛在的強有力基礎。同時，對大腦的研究表明，個體特徵還未定型，在基因功能和經驗、可塑性之間存在持續相互作用。因此，我們應當對構成個體能力因素的概念保持謹慎的態度。
但是另一方面，神經影像學的個體應用可能產生比現在已有的工具更有效的選擇和淘汰工具。生物簡歷可能存在風險，但是對大學或雇主等用戶來說可能具有潛在吸引力。如果他們採用神經影像學為基礎的方式來拒絕或否定學生或者候選人，因為他們沒有表現出足夠的學習能力和潛力（特別是他們的大腦可塑性顯示出潛在學習潛力時），那麼這將是神經影像學的價值濫用。神經影像學如果是用來作為選拔老師或學生的工具，那麼這種教育過度“科學”的概念是令人生厭的。
未來教育神經科學研究的關鍵領域
如果我們重視對知識的追求，我們就必須自由地跟隨知識可能引導我們到達的任何地方。
Adlai E. Stevenson Jr.
下面的研究領域不是教學神經科學研究有趣的領域詳盡介紹，相反，它們是在分析此報告之後展示的優先研究領域。其中有一些粗略呈現的領域仍需進一步加深瞭解。
這個報告從神經科學出發，具有教育領域的應用性和醫療領域的應用性，它使神經科學界認識到自身的寶貴意義，具有更好地理解人類學習活動的教育目的，並具有普適性，適用人群不論是天賦異稟還是身患殘疾，不論年齡老幼，也不僅僅為了那些需要補習的人。
在未來，可以更好地理解不同類型學習的最佳學習時期，特別是在青年和老年人。這包括“敏感期”的研究，即特定學習領域的學生能力最強的最佳學習時期，例如語言學習。
瞭解不斷增長的知識和逐漸下降的記憶力、處理能力之間的聯繫。可以更多地研究老齡化進程，特別是在老年和中年人群中，通過研究學習能力的變化和探索如何利用學習延緩衰老。
大腦中情緒表達需要很多。接下來的調查可以借鑒心理學和神經影像學的研究，探索壓力之下的學習和記憶，需要哪些神經機制的調節。關於此調查一個具體的問題就是，青春期的情緒腦是如何與不同類型的課堂環境發生交互作用。
未來研究中，人們需要更好地理解環境對調查結果的影響力，以及在不同環境中結果的適用性和可轉移性。研究者需要進一步分析適當的學習材料和特定環境之間的關鍵作用，消除那些質疑環境影響力的看法。
實性研究揭示了營養是如何對大腦發育產生有益影響的，並且更多的研究表明這個影響與教育領域直接相關。未來有望在神經科學領域深入瞭解教育與營養、體育鍛煉、睡眠、音樂和創造性表達的相關聯繫。
在未來，應該進一步瞭解學生人群（尤其是性別）和社會文化差異，但它也是一個誤解的雷區。神經科學當然不應該納入種族主義或性別歧視的固有定型觀念。
神經科學對進一步建立大腦中數學差異化圖譜是非常有用的，這種分析圖譜是建立在對可分離技能和大腦功能以及二者互聯性的基礎上。 借此分析圖譜，幫助學習者識別克服“數學焦慮”。
理解不同的大腦活動：神經網路、認知功能和記憶的作用。再真實情境中，比較專家和一般學習者的差異，這將有助於明確成功學習的原理、發線有效且有針對性的教學方法。
學習科學的誕生
最近神經科學的快速發展為教育領域提供了有力的新視角，與其同時教育研究也積累了大量理論基礎。神經科學的視角為教育中學習的研究提供了全新的重要視角，教育的知識可以幫助神經科學研究直接引入教育具體領域。因為兩個領域發展迅速，但它們都有著根深蒂固的學科文化和專業領域的研究方法和話語體系，這可能會給兩個領域專家之間的相互理解彼此帶來困難。因此，全新的跨學科領域的出現可以促進來自不同學科的觀點與視角的結合。教育實踐和學習研究之間應建立互惠關係，這與醫學和生物學的關係類似，共同創建和維持可持續的雙向流動來支持結合腦科學的教育實踐。研究人員和實踐者可以共同合作，來確定相關研究的教育目標、討論研究結果的潛在影響。一旦實施基於腦科學的教育實踐，實踐者應當系統地檢查其結果的有效性，並通過共用課堂教學結果回饋，不斷完善研究方向。建立與教育實踐和腦科學研究密切結合的研究學校是穩固跨學科工作的有效方法。
教育神經科學有利於推動真正的學習科學的形成。它甚至可以作為跨學科的其他領域的模擬模型。我們希望本報告的出版有助於推動真正的學習科學的誕生並成為跨學科融合的持久典範。
相關名詞：
生物神經網路(Biological neural network):一般指生物的大腦神經元，細胞，觸點等組成的網路，用於產生生物的意識，幫助生物進行思考和行動。
閱讀障礙(Dyslexia、reading disorder、alexia)：閱讀障礙症簡單說來它是一種大腦綜合處理視覺和聽覺資訊不能協調而引起的一種閱讀和拼寫障礙症。要特別注意區分它和那種因為智力低下而引起的閱讀障礙症，相反很多患者是智商極高，甚至包括天才型的人。象達芬奇，愛迪生，愛因斯坦，甘迺迪在兒童時代都被認為成績極差的“笨孩子”，最後科學家發現他們都屬於閱讀障礙症的典型例子。它的表現特徵主要反映在識字閱讀方面，其原因也是複雜而多面的，但兒童時期可以進行科學的矯正。
計算障礙（Dyscalculia)：計算障礙亦稱“失算症”或“計算不能”，是指數學符號認識和運用障礙。
癡呆症（Dementia）：稱失智症，其字來自拉丁語（de-意指“遠離” + mens意指“心智”）。是腦部疾病的其中一類，此症導致思考能力和記憶力長期而逐漸地退化，並使個人日常生活功能受到影響。
>>聲明
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