腦科學范文10篇

人腦是自然神奇而又復雜的造化，一直被教育者視為不可捉摸的“黑箱”。自20世紀80年代以來，著新技術、新方法的應用，腦科學的研究逐漸繁榮，科學家們開始從不同角度揭示人類認知活動的腦機制。各國教育教學專家根據這些新成果在教育教學領域展開實驗，為課堂教學實踐提供了寶貴的啟示。

為了更好地改進教師的教，促進學生科學學，根據腦科學、教育學和心理學領域的最新展，我們為教師提如下12條建議，供教學時參考。

1．情感幫助記憶。當個體的情感系統處于活躍狀態時，學習和記憶的效果最好。作為成人，我記得最牢的是童年時那些與積極或消極的情感體驗相關的經歷。因此，教師在課堂上可以用一些方法激發學生積極的學情感以增強記憶，如保持教學情；運用變化和運動來激發興趣；聯系學生或自己的生活經驗使課程個性化；安排趣味性活動、特別事件或旅行等。

2．高挑戰與低威脅。挑戰能促進學習，威脅會妨礙學習。當環境富于挑戰，并鼓舞孩子們勇于探索，腦的學習效果最好。當腦收到“威脅”信號，它會轉化為一種原始的求生模式，學習會被抑制。肯定的表揚、獎勵和競爭都是制造挑戰的方法，且不會對學生造成過度威脅。批評和懲罰也可以制造挑戰，且有助于學校制度的建立，但不應過分強和濫用。例如，不應以過量的作業作為懲罰手段。

3．讓孩子動一動。運動促進血液循，并向腦輸送更多氧。當學生坐20分鐘以上時，大量血液會在臀部和腳部聚集。這時讓學生站起來，就能促進他的血液循環。一節45分鐘的課，學生若有機會站起來，他們腦部的供血量會顯著增加。因此教師進行長時間教學時，要通過提問、集體活動等形式，讓學生動一動，提高腦的學習效率。

4．笑與學習。幽默能夠促進學習。研究表明幽默能夠使記憶保持率從15％提高到5％。笑的時候，更多血液輸入大腦，同時帶來更多的氧。笑還能導致大腦向血液中釋放一種化學物質，減輕學習的痛苦感，并使人感到舒服。幽默能夠創造積極的情感氛圍，并有助于高學生的注意力。因，教師要善于運用幽默，而慎用諷刺！

【摘要】腦科學和認知科學普遍認為，“學習”是大腦神經回路受到外界刺激而形成的活動，“教育”是一種外界刺激的控制活動。從語文教學視角出發，腦科學研究的相關成果對語文教學具有重要的意義。因此，本文將從腦科學的角度關注語文閱讀教學，將腦科學的相關研究成果與語文教育相結合，試圖為語文閱讀教學提供更科學的理論和實踐依據。

【關鍵詞】腦科學;語文閱讀;語文教學

一、腦科學的含義

隨著現代醫學的發展，我們逐漸了解了大腦的結構和功能，這促進了一門新科學——腦科學的發展。腦科學是一門以神經生物學為基礎的科學，是一門研究大腦、心理現象和規律的學科。本文所涉及的腦科學主要是關于人類大腦的結構和功能，特別是與大腦的認知活動密切相關的部分。

二、基于腦科學的語文閱讀教學價值

（一）提高閱讀教學效率

1一句廣告語的誤導

“不能讓孩子輸在起跑線上”被很多家長視為真理，因此即使有些幼兒園的花費要超過大學的花費，有些家長也會在所不惜。有意思的是，“不能輸在起跑線上”既不是教育專家或學者提出來的，也不是工作在一線的教師提出來的，而是武漢健民藥業龍牡壯骨顆粒的一句廣告語。其原文是“治療兒童缺鈣，不讓孩子輸在起跑線上”，原意是讓幼兒擁有強健的身體，并不是指腦力開發。著名作家鄭淵潔寫道：“近年來，在教育領域對家長誤導最嚴重的一句話就是‘別讓孩子輸在起跑線上’。一些家長由于擔心自己的孩子輸在起跑線上，通過各種培訓班給孩子灌輸與其年齡不同步的知識，揠苗助長。”

2正確看待一些學前教育機構

曾有人提出這樣的質問：學前教育還是“教育”嗎？這并不是危言聳聽，原因是市場化運作下的學前教育正在走向“非教育”甚至“反教育”。①自從學前教育改制以來，政府鼓勵民間資本辦學，一方面使得學前教育發展繁榮，一方面也出現了重盈利而輕教育的態勢。音樂、美術、舞蹈等各種各樣的藝術特長班，奧爾夫音樂、蒙氏教具等名目繁多的教育以及識字、雙語、珠心算等訓練班，其中有多少機構是披著美麗的學前教育外衣，進行的卻是“非教育甚至是反教育”的訓練。國內有機構宣稱“早教市場，黃金萬兩”，越來越多的貴族幼兒園、天價幼兒園讓人明白學前教育市場有利可圖，有些學前教育機構為了爭取生源而不惜迎合家長的需求，公開喊出“一切為家長服務”的口號，而全然不顧學前教育是為幼兒服務的宗旨。

由于學前教育還未被納入義務教育體系，也缺乏相關的法律法規來指導約束學前教育市場，導致學前教育的發展很大程度上依賴于民間資本。我們從經濟學角度得知，資本的本性是追逐利益，而資本對于稀缺資源的競爭必然會導致一定程度的混亂，所以像上述高喊“一切為家長服務”口號的學前教育機構誤導甚至欺騙望子成龍心切而又不明真相的家長也是在所難免的。

3對相關腦科學研究成果的誤解

優勢教育是一種強調先天優勢，并以優勢帶動其它方面的發展，從而達到全面發展的教育方法；優勢教育是引導孩子學會自覺地挖掘潛能，發展強項的教育，是素質教育的一種操作模式；是建立在受教育者先天優勢的科學理解基礎之上的人性化教育過程。然而，優勢教育理論依據有多種說法，我認為以下幾種比較容易理解，便于操作實踐。

一、在腦科學研究基礎之上的教育方式

美國著名腦科學家斯佩里的研究證明：人腦兩半球存在功能上的高度分化，右腦比較沉默，長于辨認形體；左腦比較積極，長于言語功能。這一研究證明了右腦事實上在許多方面比左腦優越，如在具體思維上，對空間的認識能力以及對復雜文字的理解能力等方面都優于左腦，尤其是在音樂理解和情緒表達時更是如此。

斯佩里博士的研究表明左腦為數學型，擔任著語言、計算、邏輯思維方面的任務；而右腦則是負責欣賞音樂、繪畫，從整體上接受事實、承擔真感、預測的責任，也就是掌管著人們感情方面的事情。

最近幾年，隨著腦科學研究取得了重大突破，“全腦革命”“全腦開發”“全腦教育”也隨之興起。有學者提出了“全面開發人腦”的三層含義：第一是指以人腦為核心的整個身心功能的全面發展，因為腦與整個身心密不可分；第二是指腦各個部分的全面開發；第三是指人腦三個層次水平的全面開發，三個層次是指：現有水平（顯能）、潛能水平（潛能）和自我調控水平（“反思”功能）。

隨著腦科學研究的不斷深入，科學家對大腦的思維功能區已形成共識。大腦可分為知識智慧區（左前），經驗智慧區（左后），創造智慧區（右前），感覺智慧區（右后）四個主腦區；機械記憶區（左顳）及情境記憶區（右顳）兩個輔助區。四個主腦區都有優勢，即全腦優勢，但超常兒童是很少的，鳳毛麟角，約大部分的人都具有1—3個主腦優勢區。就像世界上沒有完全相同的兩片樹葉，世界上也不存在兩個完全一樣的大腦。每個人都有屬于自己的獨特的優勢區，并且隨著年齡的增長逐漸定型，形成特有的優勢通道。因此，教育不但要從幼兒抓起，更不應忽視孩子大腦各不相同的事實，因此，在教育教學中要努力發展孩子的優勢，加以引導和教育。

優勢教育是一種強調先天優勢，并以優勢帶動其它方面的發展，從而達到全面發展的教育方法；優勢教育是引導孩子學會自覺地挖掘潛能，發展強項的教育，是素質教育的一種操作模式；是建立在受教育者先天優勢的科學理解基礎之上的人性化教育過程。然而，優勢教育理論依據有多種說法，我認為以下幾種比較容易理解，便于操作實踐。

一、在腦科學研究基礎之上的教育方式

美國著名腦科學家斯佩里的研究證明：人腦兩半球存在功能上的高度分化，右腦比較沉默，長于辨認形體；左腦比較積極，長于言語功能。這一研究證明了右腦事實上在許多方面比左腦優越，如在具體思維上，對空間的認識能力以及對復雜文字的理解能力等方面都優于左腦，尤其是在音樂理解和情緒表達時更是如此。

斯佩里博士的研究表明左腦為數學型，擔任著語言、計算、邏輯思維方面的任務；而右腦則是負責欣賞音樂、繪畫，從整體上接受事實、承擔真感、預測的責任，也就是掌管著人們感情方面的事情。

最近幾年，隨著腦科學研究取得了重大突破，“全腦革命”“全腦開發”“全腦教育”也隨之興起。有學者提出了“全面開發人腦”的三層含義：第一是指以人腦為核心的整個身心功能的全面發展，因為腦與整個身心密不可分；第二是指腦各個部分的全面開發；第三是指人腦三個層次水平的全面開發，三個層次是指：現有水平（顯能）、潛能水平（潛能）和自我調控水平（“反思”功能）。

隨著腦科學研究的不斷深入，科學家對大腦的思維功能區已形成共識。大腦可分為知識智慧區（左前），經驗智慧區（左后），創造智慧區（右前），感覺智慧區（右后）四個主腦區；機械記憶區（左顳）及情境記憶區（右顳）兩個輔助區。四個主腦區都有優勢，即全腦優勢，但超常兒童是很少的，鳳毛麟角，約大部分的人都具有1—3個主腦優勢區。就像世界上沒有完全相同的兩片樹葉，世界上也不存在兩個完全一樣的大腦。每個人都有屬于自己的獨特的優勢區，并且隨著年齡的增長逐漸定型，形成特有的優勢通道。因此，教育不但要從幼兒抓起，更不應忽視孩子大腦各不相同的事實，因此，在教育教學中要努力發展孩子的優勢，加以引導和教育。

一般傳統的課堂教學是教師滔滔不絕地講、學生昏昏欲睡地聽．革除這心理學西方創新思維觀探析西方創新思維觀是隨著心理學發展的歷史脈絡實現的，特別是心理學流派的更迭演變給予創新思維觀以多維度的面貌；創新思維是一種復雜的心理現象，是創造力的核心，人類所創造的物質文明和精神文明成果在一定意義上都是創新思維的結晶。在報告中明確指出：增強政治領導本領，要堅持“戰略思維、創新思維、辯證思維、法治思維、底線思維”①的“五大思維”形式，創新思維被列入到國家的綱領性文件中，可見，我國對創新思維高度重視的程度。當前國內學者對創新思維的研究多從科學思維方法論的維度進行梳理，忽略了創新思維在心理學視域中的探討和研究。從西方心理學視角出發，考察西方心理學流派的發展軌跡，探索創新思維觀的嬗變與發展，有利于揭示創新思維的發生特征及規律，對提升人的創新思維能力、對新時代我國建設創新型國家具有重要價值。

一、創新思維觀在西方心理學流派間的嬗變

對創新思維的研究可以追溯到古希臘哲學，柏拉圖（Plato）、亞里士多德（Aristotle）的理論中都蘊含了豐富的創新思維思想。古希臘文明中，希臘眾神被認為是反映人類精神的獨特象征。柏拉圖將人類的創造力歸功于繆斯女神的圣靈附身。直到亞里士多德從形式邏輯角度對創新思維進行了系統性研究，西方對創新思維的認識才首次放棄了對繆斯女神的依賴，走向了人的理性世界。亞里士多德認為，形式邏輯三段論的前提是一種將觀察到的經驗由直覺上升到一般原理的創新思維活動。在德國古典哲學時期，創新思維的理論達到了新的高度。康德（ImmanuelKant）和黑格爾（G．W．F．Hegel）都對創新思維與非創新思維做出了區分，他們都認為非創新思維只是解釋概念的形式和外延關系的形式邏輯，而并沒有產生新的概念知識。但康德認為創新思維是一種先驗邏輯，它是利用思維的能動性、依靠想象來對感性知識進行聯結以產生新知識的過程；而黑格爾認為創新思維是一種從歷史形態把握其創新規律的辯證邏輯，揭示的是主客觀辯證統一的思維實質。在這期間，創新思維的心理問題也進入了哲學家們的研究視野中，如康德、黑格爾、費希特（JohannG．Fichte）都在不同程度上將想象作為創新思維的心理機能。總體來看，西方在19世紀之前盡管還沒有形成對創新思維的心理學研究，但實際上這些研究也涉及到了一定的心理學內容，因此，將該時期稱為對創新思維研究的萌芽階段。從19世紀下半葉開始，創新思維的心理學研究進入了起步階段。隨著德國古典哲學的終結，心理學逐漸從哲學的母胎中脫離而出自成一門學科，科學主義心理學嘗試用自然科學的方法破解思維、意識、感覺、想象等經典哲學問題。在學術討論一片繁榮的局面下，有關創新思維的心理學研究成果逐漸涌現，豐富了人們對自身高級認知功能的心理活動的認識。1879年，德國心理學家馮特（WilhelmWundt）在萊比錫大學建立科學心理學后，心理學產生了構造主義、機能主義、行為主義、格式塔主義、精神分析流派、人本主義等流派。按照斯滕伯格（RobertJ．Sternberg）的觀點，構造主義、機能主義和行為主義“對創造力研究沒有任何貢獻”。①不可否認，鐵欽納（EdwardB．Titchener）的結構主義將心理現象看成是靜止“元素”的狹隘思想使其在心理學史中只能是曇花一現。但實際上，機能主義、行為主義的分支———新的新行為主義、格式塔主義、精神分析流派和人本主義都呈現了不同的創新思維觀。（一）機能主義：創新思維的進化觀。誕生于19世紀末20世紀初的機能主義心理學是受到進化論思想和實用主義思想的影響，并在與結構主義的交鋒中產生的。機能主義主張創新思維的適應性特點，對創新思維研究的貢獻主要有三點：其一，用進化論解釋心理現象的觀點蘊含了創新思維是神經系統表現形式的思想，為創新思維的腦科學研究提供了理論支持。其二，機能主義心理學的先驅英國心理學家高爾頓（Fran－cisGalton）所著的《遺傳的天才》一書是比較被公認的最早用科學方法對創新思維進行研究的系統科學文獻，他所開創的“自由聯想”實驗推進了創新思維在心理測量方面的研究。其后來的著作《英國的科學家們：他們的稟賦和教養》《人類才能及其發展的研究》《自然的遺傳》被認為是“開創了創造性心理學這一心理學分支”。②其三，機能主義先驅威廉•詹姆斯（WilliamJames）的《心理學原理》從將心理學當作一門自然科學的基本前提出發，主張心理學的對象應該研究人類心理活動與腦生理活動的關系，預示了創新思維在心理和腦生理研究中的合理性，同時也指出了“天才”在遺傳和環境中的相互作用。（二）新的新行為主義：創新思維的建構觀。行為主義是心理學的“第一勢力”。20世紀20年代，經典行為主義的創立革新了心理學傳統的以內省法研究主觀意識的方法，經典行為主義者將人的心理現象歸結為刺激－反應（S－R）的模式，認為這一過程并無意識的參與，更無創新思維可言。但在20世紀30年代后誕生的新行為主義和新的新行為主義為“意識”回歸到心理學，進而對將創新思維引入心理學的研究視域中起著很大的作用。新行為主義的代表人物托爾曼（EdwardChaseTolman）對行為主義的極端觀點進行了修正，在刺激與行為之間引入了一個有機體作為中介變量，使S－R變成了S－O－R，但這一觀點的弊端在于讓這一模式過于主觀化。為了解決行為主義領域的這種危機，新的新行為主義者對行為主義進行了改造，將行為主義與建構論結合在一起，探索在環境的影響下思維在行為中的調解作用，強調心理過程的流動性、積極性和主動性。（三）精神分析流派：創新思維的潛意識觀。心理學的“第二勢力”精神分析流派誕生于19世紀末，其代表人物弗洛伊德（SigmundFreud）對創新思維的研究極為深入。他在1908年出版的《作家與白日夢》中將創新思維從人格的角度進行了精神分析，并且主要闡述了創新思維與潛意識的關系。弗洛伊德將人的創新思維歸為一種潛意識活動的性本能升華，在對夢的解析中他將人的潛意識活動稱為初級思維過程（primary－processthinking），而將人在意識狀態下所展現出的邏輯性的、規范性的思維稱之為次級思維過程（second－ary－processthinking）。精神分析流派其他代表人物的觀點與弗洛伊德有所不同，如榮格（CarlGustavJung）主張創新思維來源于內心沖突、童年創傷和集體潛意識中的情結。而阿德勒（AlfredAdler）的思想中隱含了創新思維是為了彌補自身缺陷而產生的觀點。精神分析流派的潛意識觀點對創新思維在靈感、頓悟等非邏輯思維上的研究具有重大意義，但由于精神分析流派的心理學家們過于注重對創新思維在潛意識層面的研究，因而忽略了次級思維過程的邏輯成分在創新思維中的作用。在弗洛伊德等早期精神分析學家們看來，具有創新思維的藝術家總是離神經癥不遠。隨著創新思維研究的不斷深入，心理學在20世紀50年代左右就證實了神經癥并非與人的創造性有直接關系。盡管弗洛伊德是一位從生理醫學走向心理學的學者，但在創新思維的問題上，他和他同時代的精神分析者們都沒有在神經生物層面上加以探索。（四）格式塔主義：創新思維的整體觀。20世紀20年代初，誕生于德國的格式塔主義心理學是在反對構造主義和行為主義的聲音中建立起來的，其理論觀點主張從有機體對環境做出反應的整體觀研究心理現象，認為創新思維是“通過頓悟來改造舊的格式塔而建立新的格式塔”①的過程。科勒（WolfgangKohler）從頓悟角度在問題解決情境中理解創新思維，主張頓悟是創新思維的本質，但缺乏對頓悟機制的解釋。該流派的另一位代表人物韋特海默（MaxWertheimer）在《創造性思維》中描述了愛因斯坦創立相對論以及高斯（CarlFriedrichGauss）和伽利略（GalileoGalilei）在科學發現時的創新思維過程，主張從整體結構的角度對創新思維進行研究，如他強調邏輯思維與非邏輯思維的互補，并且強調了作為問題解決的創新思維過程。可以說，格式塔主義心理學是開創創新思維研究的最重要心理學理論流派，因為幾乎在所有關于創新思維研究的理論著作中都可以看到格式塔心理流派的身影。（五）人本主義：創新思維的自我實現觀。20世紀50年代誕生于美國的人本主義心理學，在其誕生后近30年的發展中迅速成為了西方心理學的一項革新運動，被稱為心理學的“第三勢力”。針對行為主義對創新思維的環境決定論和精神分析對創新思維的性本能決定論，人本主義心理學的創新思維研究主張從自我認識、自我發現的角度研究創新思維，強調從人的本性、價值和潛能來挖掘創新思維。20世紀60年代，羅洛•梅（RolloMay）在《創造的勇氣》中主張人要通過創造性的活動來達到自我實現，并且肯定了勇氣在創新思維中的重要作用。除此之外，馬斯洛（AbrahamHaroldMaslow）提出的“高峰體驗”也可以被看作是對創新思維具體情境的探索。

二、當代西方創新思維觀的科學主義趨勢

早在心理學創立之初，心理學就沿著兩個支流發展，一是以客觀實驗為范式的主流科學主義取向的心理學，二是處于邊緣的以主觀經驗為范式的人文主義取向的心理學。20世紀中葉，在心理學家吉爾福特（J．P．Guilford）的積極倡導下，創新思維的心理學研究進入了迅速發展期；到了21世紀，在心理學和腦科學的雙重推動下，創新思維的研究走向了科學主義。科學主義取向的心理學研究主張從還原論上對人的心理進行研究；人文主義取向的心理學主張從整體性關注人當下的生存狀況、主觀性、意義、價值、潛能和自我實現等主題。從上述心理流派對創新思維研究的歷史脈絡來看，各個學派提供的創新思維觀對創新思維的當展產生了不可忽視的影響和引導，在心理學的眾多流派中，精神分析心理學、格式塔心理學和人本主義心理學作為人文主義心理學的代表流派在揭示創新思維的本質上具有重大意義，但我們可以看到近年來創新思維的研究在向著整合的趨勢下仍然保留并強化了科學主義的態度，主要可以從研究對象、研究方法和研究理論上來對科學主義心理學趨勢下的創新思維觀進行概括。（一）從研究內容上看科學主義趨勢下的創新思維觀。科學主義對創新思維的研究，將人的“自然屬性”作為研究內容，認為創新思維由客觀、普遍的物理或生理因素決定，弱化其作為社會、文化和歷史中的人的屬性，即將無法驗證的價值、意義等主觀經驗排除在外。當代對創新思維的前沿研究主要集中在對腦生理的研究上。不難發現，自21世紀以來有關人類心理最有價值的發現往往與腦科學緊密地聯系在一起，主要特點是依靠事件相關電位（ERP）、腦電圖（EEG）、正電子發射斷層掃描（PET）、功能性核磁共振成像（fMRI）、經顱磁刺激（TMS）等技術為人類能夠“看到”腦的認知活動的功能定位和動態過程提供了認知神經科學上的證據。因此，心理學家們將心理過程研究的視角擴展到了神經生物的層面上。如研究發現發散思維與多巴胺系統區域的灰質含量成正相關，這個區域包括背外側的前額葉皮層、雙側基底神經節、黑質、腹側被蓋區。①其他研究在創新思維的言語維度方面發現其與人腦右楔葉、右楔前葉在灰質密度上呈正相關。②但現存的研究大多數都是從腦生理與創新思維的相關性來解釋二者的關系，而并非是成因果關系；甚至有些研究把相關性的研究結果用因果關系來解釋。人類產生創新思維的原因是多方面的，特別是社會、文化、歷史等因素對促進創新思維的產生也發揮了巨大的作用。因此，未來的研究仍然可以繼續從什么樣的環境可以使創新思維的腦生理發揮出最大的潛能這一角度來探索二者的關系。（二）從研究方法上看科學主義趨勢下的創新思維觀。科學主義創新思維的研究效仿自然科學的研究方法，主張在嚴格的實驗室控制下采取量化研究和實驗研究等方法揭示人的創新思維本質。當代對創新思維研究在方法上的突出特點就是采用科學的心理測驗方法和腦成像方法研究個體差異。對創新思維的測量可以追溯到機能主義先驅心理學家高爾頓的“自由聯想”測驗法，隨著吉爾福特將發散思維作為創新思維的最重要特征，發散思維成了測量創新思維的重要指標，其中比較著名的有《托蘭斯創造性思維測驗》（TorranceTestsofCreativeThinking）、《創造力測驗》（Wal－lach－KoganCreativityTests）和《寫標題測驗》（PlotTitlesTest）等。對創新思維進行科學的測量無疑加深了人們對創新思維的理解，但是這些測驗在隨后的幾十年中都面臨了不同層次的批判，《創造力測驗》的發明者沃拉克甚至在后來否定了自己的測驗在測量創新思維時的有效性。盡管對創新思維的測驗存在著一定的弊端，但是我們仍然能看到當今這些測驗在教育、人才選拔等應用領域的貢獻。除了對創新思維的心理測量研究，還出現了依靠技術、儀器和設備的實驗控制法，如ERP、EEG、fMRI、PET和TMS等技術對創新思維的實驗研究產生了一系列的研究成果，補充了近百年來關于創新思維在哲學、心理學上的觀點。但測驗法和實驗法都將被試置于確定的情景中，忽視了創新思維在現實環境中的普遍意義。此外，對創新思維在發散思維、遠距離聯想和人格上的測量僅僅是創新思維的一個方面，而不能準確地測量人全部的創新思維。實驗室條件下進行的研究，被試往往要求帶著電極帽或者躺在特定密閉的設備中進行實驗，為了獲得精確的腦數據，被試往往被要求盡量保持不動。然而，這與我們日常的創新思維活動的情境是相違背的。這種實驗的環境設置、指導語以及相關流程已經對人類的創新思維產生了干擾。根據具身認知的研究，雙手交替的動作可以提高發散思維任務上的表現，而將物體放置在一起的動作可以促進收斂思維任務的表現，這說明人們的身體動作本身就會對創新思維的產生帶來一定的影響。而戶外散步等動作由于可以抑制那些限制創造性認知的無意識的心理障礙，從而可以提高發散思維和收斂思維任務的表現。①因此，未來的研究還應在實驗情境的設置上提高對創新思維研究的生態效度。（三）從研究理論上看科學主義趨勢下的創新思維觀。從研究理論上來看，科學主義采用元素分析的“切片化”方法來研究人的創新思維，將創新思維分解為基本的心理因素或生理因素，進而說明創新思維的不同心理現象和其復合體的形成規律，而且研究多關注于創新思維的非邏輯成分而忽視從整體上研究創新思維。從創新思維的心理和腦生理的因素分析是一種對人類高級認知功能的最低級解釋，這些結構和功能只是揭示了創新思維自然發生的基礎，但不可替代人類的創新思維活動。正如貝多芬的交響樂不僅僅是由一系列音符進行拼湊，徐志摩的詩也不只是一堆漢字的結合體。腦科學的方法與技術只能讓我們觀測到創新思維腦的生理活動和工作機制，但不能讓我們觀察到創新思維的本質。用元素分析的方法只是對人創造性的消解、能動性的忽視和本性的遠離。此外，大多數研究都側重于創新思維的某個方面，特別是注重對創新思維非邏輯成分的研究，其結果是不但難以把握創新思維的全貌，甚至會以偏概全地引起對創新思維的誤解。造成這一結果的原因主要是有相當多的研究對創新思維本質的理解過于狹隘。狹義的創新思維強調創新思維的隨機性、突發性和靈活性，因此，很多研究都側重于對創新思維醞釀階段和明朗階段中的自覺思維、靈感思維、頓悟思維等非邏輯思維形式的研究，而缺乏對創新思維在準備階段和驗證階段的研究，這兩個階段運用到的思維形式主要是邏輯思維。特別是缺乏對創新思維驗證階段的深入研究甚至是忽視。如在創新思維領域，有很多研究將注意力集中于對精神疾病或心理疾病的研究，這種想法起源于19世紀早期弗洛伊德的精神分析理論。但值得注意的是，由精神疾病或心理疾病產生的情緒表達是不加以約束的和脫離現實世界的，這與作為人類最高級的認知能力———創新思維差距甚遠，因為缺乏了對產生的創新思維的驗證是不具價值的創新思維。對創新思維本質認識的缺乏，導致了剛剛消除了創新思維“天賦”的優越感，又給創新思維冠上了“異常”的自卑感。因此，我們應該將研究的焦點重新指向于創新思維的驗證階段。然而，在驗證階段對思維成果的重新驗證與修訂并不僅僅是對創新思維成果的準確性和有效性的驗證與修訂，還應該將意義和倫理問題引入創新思維的驗證階段。對創新思維的元素分析或非邏輯方面的研究雖然有利于人們深入理解創新思維的本質，但阻礙了人們對創新思維的整體把握。若不將創新思維在整體上加以理解，就會造成很難根據一個創新思維的心理和腦的系統來有效地開展教育實踐上的應用研究。

三、西方創新思維觀對我國創新思維研究的啟示

【摘要】自20世紀90年代以來，新技術、新方法的應用，腦科學的研究逐漸繁榮，科學家們開始從不同角度揭示人類認知活動的腦機制。各國教育教學專家根據這些新成果，在教育教學領域展開試驗，為課堂教學實踐提供了寶貴的啟示。

【關鍵詞】腦科學；外感官刺激；學習記憶

為更好地改進教師的教法，提高學生科學學習效果，根據腦科學研究的最新成果，提供如下實踐。

一、多感官參與學習

學習主要依賴各外部感覺器官，如視覺、聽覺和運動感覺等，通過腦干神經傳入大腦皮層。學習時，參與學習的感官越多越好，學生越可能掌握。教師要想法調動學生的多感官參與。如；使用圖畫、圖表和實物演示等來給視覺刺激；向學生解釋，也可讓他們反過來向你解釋；為學生創設身臨其境的情景機會等。讓他們參與學習。

二、情感幫助和激趣記憶

摘要近年來隨著的蓬勃，如何更有效地建設網絡資源日益成為重要而迫切的。本文闡述了網絡課件設計中存在的人機工程學問題，目的是我們在設計網絡課件時應盡量滿足者生理和心理的需要，以使學習者學習更舒適、更高效。

關鍵詞人機工程學Web課件設計

ResearchofErgonomicsinWeb-basedCoursewareDesign

AbstractInthelastyears,wehaveseenaproliferationofnetworkeducation.Howtoconstructtheresourcesofnetworkeducationeffectivelyhasbeenanimportantandimminencyproblem.Inthisarticle,theauthorpresentstheergonomicproblemsinweb-basedcoursewaredesign.Web-basedcoursewaredesignshouldbebasedonlearner’sneedsinphysiologyandpsychologyaspossibleaswecan.

KeyWordsErgonomicsWeb-basedcoursewareDesign

近年來，隨著網絡教育的蓬勃發展，如何更有效地建設網絡資源日益成為重要而迫切的問題，對于網絡資源的一個重要組成部分--網絡課件的設計，人們進行了大量的和工作，取得了階段性的成果。但網上運行的課件還存在很多不盡人意的地方，比如形式單一、枯燥、操作不便、界面設計不合理等等，那么Web課件的設計應該遵循怎樣的思路和方向才能近可能地滿足學習者的生理和心理的需要，以使學習者操作更便捷，學習更高效呢？很顯然，在當前形勢下研究這個問題具有重要的意義。

五、科學技術

該部分內容包括科學技術與社會、科學常識與科學前沿問題、高新技術及其產業化。

（一）科學技術與社會

1．科學技術及其作用

科學技術現代科學技術的特點和發展趨勢科學技術的發展規律科學技術的社會作用信息社會科學技術進步與經濟增長知識經濟科學技術是先進生產力的集中體現和主要標志

2．科學技術發展的戰略、方針和政策

一、引言

人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）近年來成為了人們關注的焦點，最初這個概念是在1956年達特茅斯會議上提出，并被正式確立為一門學科，歷經三次高潮三次低谷的發展。1997年，IBM開發的人工智能“深藍”打敗人類的國際象棋冠軍。2016年3月，谷歌開發的AlphaGo以4:1的明顯優勢戰勝多次榮獲世界冠軍的李世石。自此人工智能在學術研究、行業發展和資本市場表現活躍。伴隨神經網絡、腦科學研究的迅速進步，人工智能在云計算和大數據等相關技術的支持下，迅速被運用到各個領域。以人工智能為核心的新技術與教學融合將成為下一個核心驅動力。在2018年的《人工智能發展白皮書》[1]中，提到教育智能化將會成為教育領域的發展方向，人工智能將會引發教育理念和教育生態的深刻變革。全球主要發達國家當前都在加速教育教學創新，積極開發教育新產品，推進教育教學創新。2018年4月，《高等學校人工智能創新行動計劃》[2]提出了未來的人才培養新模式，要增設“人工智能+X”的復合專業培養，眾高校也相繼成立了人工智能學院和相關專業，如南京大學、中國科學院大學、西安電子科技大學、上海交通大學等，結合近幾年教育部“新工科”教育改革的背景，為外語教學與研究帶來了新的契機。傳統的外語教學中一直存在教學質量和效果不理想的困境，我們要充分利用日趨成熟的人工智能技術開展一場深層次的變革，重塑外語教育的時代性、個性化的新形態。人工智能在神經網絡、深度學習和蒙特卡洛數搜索法等技術使用后，逐步形成神經網絡“大腦”來進行復雜精準的數據處理，初步有了人類高級智能的“學習能力”。人工智能在教育中所需用到的技術主要包括[3]：①自然語言理解技術，這讓計算機與人之間能用自然語言來有效溝通，包括機器理解、機器翻譯等。②人機交互技術，包括語音識別、語音合成、情感交互等。③知識圖譜技術，指建立語義網絡，使用網絡中的關系來分析解決問題。④生物特征識別技術，包括指紋識別、語音識別、人臉識別等。

二、人工智能支持下的外語教學改革

我國外語教學的整體效率近年來一直不高，大學生的英語學習效果主要是通過全國大學生四六級考試的成績來體現，雖然近年來加入了口語考試，但是學生的英語溝通交流水平總體還是令人擔憂，應用能力遠沒有達到熟練實用水平。大學英語的發展方向是要提高質量，增強實效。大學英語的改革目標是要將人文性、實效性、數字化與工具性相結合。隨著00后即將成為大學校園的主力軍，他們在學習和認知模式、信息技術運用習慣方面有著鮮明的特色，技術、閱圖、創新、急切成為了他們的標識，被認為是“數字原住民”[4]，他們更傾向于用智能化方式去獲取數字化資源學習。但是面對海量且品種繁多的外語學習資源，如何滿足個性化學習需求，提高學習效率，重構有效適切的外語教學新模式成為了外語教師們探索科研的新目標。目前市場上比較普遍的在線教育大多是一對一視頻，或者把一些教師的課做成視頻放在線上播放，這其實只是教學場所的改變，教育方式并沒有發生本質變化，如果學生不自覺，效果有時候還沒有線下的實體課程好。人工智能則可以使用語音識別和自然語言處理技術來解決口語語音和文本的詞法、語法分析和語義理解，增加多元交互的學習環境，極大提升學習效果[5]。隨著人工智能研究的日益成熟，“智慧學習”和“深度學習”被賦予了新的內涵，智慧學習以建構主義、混合學習和現代教學學習理論為理論基礎，整合增強現實、云計算、移動通信、大數據等先進信息技術的增強型數字學習[6]。深度學習可以通過神經網絡來模擬人腦的學習過程來抽象表達現實世界的大量數據。目前典型的深度學習模型有遞歸神經網絡（RNN,RecurrentNeuralNetworks）、卷積神經網絡(CNN,ConvolutionalNeuralNetworks)以及深度信念網絡（DBN,DeepBeliefNet-works）等，其中由于RNN多用于處理時間序列，所以其較多應用在口語訓練、口語測試等方面[7]。近幾年，從市場中已知的人工智能運用于外語教育的產品來看，主要分為幾類：英語語音測評、智能批改+習題推薦、教育機器人、智能陪練，其中前三類較多，而分級閱讀和智能陪練的較少。比如語音測評類的有科大訊飛、流利說、馳聲、朗播網等，智能批改類的有極智批改、批改網、作業盒子、貍米教育等，教育機器人類的有寒武紀智能、UBTECH、LEZHI、好兒優等。1.英語語音評測———AI口語老師和智能口語考試系統。英語口語學習與測評是我國英語教育中的重要組成部分。為了測評學習者的口語語音語調、標準度、流利度以及口頭表達能力，通過NLP（自然語言處理）以及語音識別等技術開發，外語教學市場上出現兩類“英語語音評測”的產品：AI口語老師和智能口語考試系統。這兩類產品可以替代教師對學生的口語陪練、口語考試測評及評分統計等相關工作，通過機器輔助學習，極大提高了教師的工作效率，同時實現了口語自適應學習。人工測評往往伴隨著一些主觀因素，智能評測可以有效地避免這類問題，更具客觀性、穩定性，高效完成自動評分和成績統計以及學情分析任務。從目前英語語音測評產品的現狀來看，優點是分析結果相對準確，覆蓋多種口語類型，從發音到對話、朗讀涵蓋多種口語學習和考試類型，包括音標發音、短文朗讀、看圖說話、口頭作文等。短時間可以做出反饋，快速給出評分，同時給出精細的分析。當然，這類產品也會有一定不足，受口語發音本身的不確定性和語音采集的設備條件等因素的影響，英語語音測評結果會出現一定的偏差，但總體結果相對準確。現階段此類產品的測試結果是反饋學生發音中的單詞讀錯、遺漏或者語法有誤等問題，但是無法檢測出學習者的語調和連讀等錯誤。這類產品雖然會根據學生口語情況進行個性化教學和測評，但互動性仍不足，模式化明顯，長時間練習只是幾種方案方式在循環，多樣性和互動性還有待提高。以目前市場上較為知名的英語流利說為例，流利說開發了世界領先的多粒度和多維度的實時語音識別和評估引擎和游戲化教學，讓各水平語言愛好者輕松練口語。每日更新地道美語對話提供好玩上癮的對話闖關游戲，通過硅谷的實時語音分析技術，讓用戶輕松愉快練口語。目前有超過3000萬人使用流利說，積累了中國人2.75億分鐘口語數據。2.智能批改+習題推薦。智能批改如圖1所示，可以部分減輕教師批改作業的繁重任務。完整的流程是教師先從線上布置作業，系圖1智能批改圖統地利用豐富的語料庫資源，使用自然語言處理、圖像識別以及數據挖掘等人工智能技術把學習者的作業與語料庫進行檢測對比，進行自動批改，給出個性化的學情分析報告，對拼寫、語法、句型和搭配方面能夠迅速地標注錯誤部分和錯誤原因，在作業量巨大的情況下，會比教師的批改結果更為細致，教師和家長能在學習者的作業提交后馬上得到反饋并了解最新的學習進展，并據此來實時調整學習進度和難度并推薦合適的習題。當然，也會有一些美中不足，如學生作業的主題相關性、篇章結構和內在邏輯性、思想的創新性等方面提示還略有欠缺。iWrite2.0英語寫作與評閱系統，通過在大型語料庫中來挖掘聯想詞庫，運用大數據技術，同時探索基于人工神經網絡的深度學習來提高作文評閱的智能程度[8]。科大訊飛開發的產品在2015年某國家級英語考試中在翻譯題和作文題的評分準確度比大多數專家教師的評分準確度還要高，同時評卷系統還指出具體語法格式錯誤和措辭不當等問題。3.分級閱讀。英語分級閱讀，可以根據學生的不同認知水平來選擇階梯式的讀物，匹配適合學生個人的書目，解決了學生閱讀太難的書會失去閱讀興趣、閱讀難度低的書無法提升閱讀能力的問題，使其感受閱讀的樂趣。全世界時下有幾種熱門的閱讀分類體系：藍思分級（Lexile）、AR分級法（AcceleratedReader）、A-Z分級法（GRL/GuidedReadingLevel）。國內目前在分級閱讀方面的產品主要有：ReadingPro、新東方旗下的多納學英語、嘰里呱啦、英語總動員、巴布閱讀等，各有其產品的優勢和不足。在國外，以美國為例，已有70%的美國公辦學校使用Newsela，有40萬教師和超過400萬學生用戶，閱讀文章數超過5700萬。Newsela通過自適應的真實內容分級閱讀將新聞聚合并分級，為不同閱讀水平的學生提供閱讀內容。人工智能的分級閱讀相較于傳統分級閱讀，可更為高效地測定分析，依據不同學生的興趣愛好和閱讀能力的學習數據挖掘行個性化精準閱讀，使學生閱讀興趣明顯提高，學生閱讀習慣大為改進，大大提高了教師的工作效率，把教師從收集和推薦書目，閱讀監督學生等大量機械式重復性工作解放出來，同時實現了學生自適應閱讀，達到了分級閱讀的核心目的。教師和家長也可快捷精準地全方位監測分析學生的學習情況。4.智能學情分析和智能情緒識別。智能學情分析是指在積累了學生學習成績、學習進度、學習習慣等數據后，對其進行智能分析，并給出分析報告，協助教師對學生學習情況進行管理，設計個性化教學方案，為學生量身定制不同于他人的學習策略和學習方法，讓孩子更為有效地學習。做智能學情分析的如極客大數據的“極課EI（EducationIntelligence）”是采用“IPH適應性教學模型”和“集中式動態學業檔案管理”兩大專利技術，采集作業和考試中動態化的海量數據并進行大數據智能算法分析，基于行為和關系數據的知識圖譜來制定學生的具體自適應學習方案[9]。根據官方數據，“極客大數據”的活躍使用學校已超過1800所，收集3200萬份學生作業考試數據，180萬教師、學生及家長的使用習慣。每個孩子都是與眾不同的，有自己獨特的天賦特性、偏好和天生優勢，也有不同于別人的弱點。解決孩子的學習問題，應當用個性化的方法適應其在學習上的要求。因而這種學習活動對于每個學生而言都是有意義的，因為是由學生自發的興趣來驅動的。智能情緒識別目前主要由教育培訓機構和技術公司合作開發，如好未來、VIPKID,通過人工智能圖像識別技術，智能情緒識別可以識別學生課堂表情來判斷學生學習的興趣、困難點和集中度。2018年10月，新東方正式的首款AI類教育產品BlingABC“AI班主任”[10]，可以通過人臉屬性分析和檢測、語音識別、NLP（NaturalLanguageProcessing）等人工智能技術來發現學生在語言學習中的問題，根據學生上課時的參與度、回答時長、情緒表現和學習結果來進行量化分析。5.教育機器人。教育機器人除了在科學、技術、工程和數學（STEM）教育方面起著重要作用，在外語教學中的應用也越來越普遍。機器人可以根據學生的認知能力來為其定制學習內容，引導互動學習來營造母語式的外語學習環境，在潛移默化中提高外語語言能力。從早期2016年簡單的聊天學習機器人如著名語言學習AppDuolingo(多鄰國)的永久免費的外語學習chatbox[11]，開始只允許用戶打字對話，到擁有智能復雜功能的機器人，如科大訊飛的“阿爾法大蛋”，好未來旗下勵步英語聯合機器人領域領先的ROOBO公司推出的小布機器人[12]，與此配套的Let’sChat系統，可以進行進行語音識別、口語評測、繪本伴讀等功能，能夠智能適配學生的學習水平來進行因人施教。通過教育機器人的輔導和在線教育的講解，可以精準定位學生的薄弱知識點到納米級別來實現因材施教的“智適應”的理想學習方式[13]。借助自然語言處理和情感機器人，通過陪伴學生的成長來增加其對人的關懷[14]。

三、人工智能在外語教育中的研究熱點方向

查閱各種資料發現，人工智能近幾年在外語教育中的研究熱點方向主要有：①知識表示與教育知識圖譜，其研究熱點是以知識點及課程為中心的圖譜和以教學及資源為中心的圖譜。②認知診斷，其研究熱點是使用大數據分析技術彌補傳統IRT模型的不足。③學習者建模，其研究熱點是針對學習主體對象的學習者進行建模，對學習者知識狀態的識別和診斷。④教育試題資源表征，其研究熱點是使用深度學習模型對多源異構教育資源進行深度表征。⑤機器閱讀理解與批閱，其研究熱點是基于深度學習的機器閱讀理解。⑥智能教育系統，其研究熱點是教育機器人、游戲化教學、對話形式的學習，建立動態模型。⑦腦科學與教育的結合，其研究熱點是交叉學科研究，教師對“神經神話”的認知，對腦科學的信念，以及教師自身的腦科學素養。人工智能在外語教育中的運用將推動外語學習的精準測評、個性教學和因材施教。配合直播、游戲、VR等技術的教育人工智能可以極大提高學生的興趣，提高外語的學習效率，有著巨大的應用發展空間。如何融合教育測量、教育理論與人工智能，分析學生的學習效率、能力和水平及目前的知識狀態將成為教師學習研究的方向。