科学技术飞速发展的今天，人工智能技术受到万众瞩目，但人类对自身智能——人脑，了解依然有限，对思维与意识如何发生依然不甚明了。因此，对大多数人来说，脑科学高深又复杂，更遑论运用它。本书将脑科学知识与教学实践相结合，深入浅出地讲解了如何利用新的神经生物学研究来揭示大脑是如何学习的，以及为什么会产生某种行为。比如怎样让大脑为学习作好准备，怎样提高学生的记忆与高水平思维，怎样通过具身认知来学习，等等。总而言之，整本书的重点在于让抽象的脑科学变得具体，教师通过脑科学进行教育变革，帮助学生提高学习成绩，重新点燃学习热情，从而改善每个孩子的生命质量。
《教育变革：利用脑科学改善教学与校园文化》将教育学、心理学、脑科学的专业知识与课堂教学结合起来，既提供理论知识，又提供实践案例。
利用脑科学改善教学与校园文化，帮助读者运用脑科学知识来应对诸如考试中作弊、缺乏学习动机、校园欺凌等各种负面行为。
为脑科学与教学铺路架桥，一方面解释了脑科学如何影响教学，另一方面阐明了如何在课堂与学校中应用这些前沿的科学研究。
编辑推荐篇章：
高水平思维让学习更轻松/023
悖论：学得慢和天赋异禀的学生/125
关于作弊的科学研究/131
新的校园欺凌/148
让脑科学知识成为改善教学的力量
科学技术飞速发展的今天，人类显得越来越强大，上天入地，探索宇宙，似乎无所不能，尤其是人工智能技术也开始大显身手，但实际上我们人类对自身智能——人脑——了解依然十分有限，对“意识”“思维”等是如何发生的依然不甚明了，大脑作为宇宙中最复杂的系统之一，依然有许多未解之谜等待人类去探究。因此，在许多人看来，脑科学知识很高深，难以理解，教师也普遍认为脑科学知识离自己的教育教学很遥远。不过，在下这个结论之前，我们先来看看在日常教育实践中一些常见的做法：
尊重学生，鼓励学生，建立良好的师生关系；
创建良好的班级氛围和学习氛围；
教授新知识时精心设计教学活动，将以前学过的知识与新知识联系起来；
设计教学活动让学生亲自动手操作，亲身体验；
复习时，用各种图形表现形式向学生展示单元的整体结构……
这些做法是很多优秀教师的经验之谈，也是被不断证实为有效的教学实践，可是为什么会奏效？很少有人能说清楚，我们仅仅是知其然，而不知其所以然。其实这些有效的教学活动背后都隐含着大脑工作和学习的原理，若用脑科学知识来解释一些教育教学原则、现象，我们就会恍然大悟、豁然开朗。
脑科学的研究告诉我们，大脑的基本功能依次是：生存反应，满足情绪的需要，认知学习（Carter，1998）。在让学生开始学习之前，我们先要满足他们的情绪需要，要让学生感到安全、快乐，积极的情绪能提升他们的学习效果，激发创造力，而处于压力环境下所产生的负面情绪如紧张、焦虑、恐惧等则会损害注意、记忆，对学习有不利影响。因此，营造学习的情绪氛围是教师每日工作中最重要的事情。尊重学生，鼓励学生，不仅仅是师德的要求，也是为了让教学更高效。
大脑在学习新事物时，最初会感觉比较费力，因为它需要更多的专注和努力。在获得一项新技能的过程中，大脑自然倾向于放弃，或回归到熟悉的方法，因为这样的处理更自动化。将新知识与先验知识联系起来，一方面是降低了新知识的难度，使学生更容易接受，新知识也更容易进入长时记忆，另一方面则是让学生与学习内容建立了情感连结，使新知识与学生具有更多联系，更有意义。
每个感官处理信息的方式都略有不同，并各自以独特的方式将信息存储在大脑中。如果在教学过程中让学生动手操作，去感知，去体验，激活各种感官，那么他们将获得更多的存储和检索信息的方法，这样的教学方式会让学生学得更快，记得更牢。近些年来大受欢迎的项目式学习、小组合作探究、综合实践活动等教学方式效果显著，原因也在于此。
来自神经和认知科学研究的许多有价值的发现，比如情绪、注意、记忆、运动、睡眠等等，不断加深了我们对认知和学习的理解，也改变了我们以往的一些错误观念，比如，对运动的偏见。一直以来，从学校到教师再到家长，都普遍忽视了孩子们的体育锻炼，然而运动对于大脑的发育具有非常重要的作用。再比如，教育领域非常重视“教”，各类师资培训往往都致力于如何提高教师“教”的水平和技巧，而学生的“学”一直以来备受忽视，怎样让学生愿意学，学得快，学得好？这些重要问题却少有人关注。
神经和认知科学的发展日新月异，但是实验室里的研究能真正专门用于教学的很少，在研究和实践之间还需要一座桥梁，为教育者们提供有用的、可操作的方法，这本书就是在做搭建桥梁的工作。书中一方面整合了神经科学和心理学的相关研究成果，解释了它们是如何影响教育的，另一方面阐明了如何在课堂与学校内应用这些前沿的科学研究。
本书的前6章介绍了基于脑科学研究的教学方法，比如，怎样让大脑为学习作好准备，提高记忆的策略，学习发生的三个层次，怎样通过具身认知来学习，怎样提高学生的高水平思维等。之后的章节告诉我们如何运用脑科学研究来应对校园里的各种负面行为，比如缺乏学习动机、校园欺凌等。最令教师和家长头疼的是孩子厌学，逃避学习，作者解释了大脑中多巴胺的分泌如何影响孩子的学习与生活，教师如何提升孩子的自我控制力和注意力，以促进孩子的成功。科技进步从来都是一把双刃剑，学生可以通过手机、电脑等电子设备轻易地获取丰富的资源，因而他们使用这些多媒体技术的时间大大增加，与人面对面互动的时间却在减少，这成为他们同理心逐渐消退的重要原因，而同理心消退不仅严重影响了他们的社会行为，比如导致更多的欺凌事件发生，也严重影响了他们的学业成绩。研究发现，提高学生的社交技能，改善学生之间的关系，可以减少欺凌、言语冲突和身体冲突，营造安全、友好的校园氛围。此外，第15章的课例附录呈现了一堂社交技能课，非常详细地介绍了如何让学生学会识别并正确解读非语言线索，提高亲和力和社交技能。
随着神经和认知科学的发展，越来越多的教与学的秘密将被揭示出来，我们将能更有效地提升教与学的效果，更科学、理性地应对孩子的各种问题行为。尊重科学，同时也让我们的教育回归到了原点——尊重每个独特的大脑，尊重每个独特的个体。
这本书的翻译由我和叶川合作完成，叶川是北京大学基础医学院在读博士，他翻译了本书的第一章，并负责把关本书中的专业术语与概念。在翻译过程中还获得了北京师范大学赵希斌老师、中国科学院心理所李甦老师、陕西师范大学陈旭海老师的悉心指导，在此致以衷心的感谢。同时也感谢我的领导李永梅，同事杨坤、韩贝多……是你们的鼓励让我有勇气接受这个挑战。由于译者水平有限，在翻译中出现的错误，请读者不吝指正。
任红瑚
导言
学习动力并非仅仅与学业成功相关，人类大脑有奖励学习的机制，这一机制不是为了学术追求，而是为了生存。一个健康的大脑，其自身的维持和调整需要每天学习新的东西。因此，失去学习动力的学生不仅可能在学校中失败，而且也可能在生活中失败。他们的健康成长取决于每天学习所带来的奇妙转变。
这一段引用的话恰好说明了这本书的目的，即如何利用最新的神经生物学研究来揭示大脑是如何学习的，以及为什么会产生某种行为。当试图将当前的大脑研究应用于行为和学习领域时，一个普遍存在的问题是，主要进行这些研究的两门学科——神经学和心理学，往往关注不相关的问题。神经科学极少关注学习，它常常局限于细胞及其化学功能的研究。而心理学往往关注如何通过规范的行为矫正手段来完成治疗与行为改变。学校心理学工作者了解教育，他们努力将心理测评进行转化，使之对教学与学生行为的改变产生意义。事实上，脑科学与心理学的研究进展都没有被运用于课堂。这本书恰逢其时，因为这个话题虽然被普遍谈及，但很少能超越它的理论层面、进入应用领域，真正帮助教师运用最新的脑科学和心理学的研究与发现。这本书综合了神经科学与心理学的相关研究，不仅解释了它们是如何影响教育的，而且阐明了如何在课堂与学校内应用这些最新的研究。
本书的前半部分描述了运用脑科学研究的一些具体的教学策略，比如，将身体运动融入课程教学，帮助大脑理解抽象概念。后半部分介绍了新的脑神经研究如何引导教师更好地利用课程来达成预期目标，并提供了具体的步骤帮助教师完善课程的内容和结构，促进所有学生的学业进步。如何更好地利用课程很重要，因为当今的课程设计趋势是让教师重点关注更高的学习目标，但大多数课程的结构反而使学生获得高水平思维能力的可能性减少了，这让师生都备感沮丧和挫败。
感到挫败的教师难以尽全力，感到挫败的学生失去了学习的动力，也更容易表现出负面行为。比如，当学生答错问题时，他们得不到多巴胺a的强化，只有在回答正确时才会得到。多巴胺的反馈驱使学生不断地努力，不断地去寻找正确答案。因此，让学生获得成功是修复学习动力的关键。在当下的学术氛围中，所有谈论教学的书都需要关注如何修复学生的学习动力。如果学生不想学，那么最好的教学策略也是无效的。这本书将解释学生失去学习动力这一现象何以越来越严重，以及如何解决这一难题。
今天的教育制度的另一个副产品是学生的负面行为越来越多，这在一定程度上是因为它与技术的互动不断增加。许多教师都意识到科技在网络欺凌等负面行为中所起的作用，很少有教育者认识到这也是学生大脑被重塑的结果，即变得更难以专注，对他人的感受更加冷漠。教师们都在呼吁要寻求更好的办法来提高学生的注意力，减少他们的各种负面行为。这本书提供了预防和处理各种负面行为的策略，用这些独特的方法来应对那些最顽固的学生也被证实是有效的。
当人类的大脑能快速地将新知识与先验知识建立连结的时候，就能轻松地理解新知识。教材编写者和教师一直在为此努力——既要使新知识更容易理解，又要避免过于简化，使之失去学科学习的挑战性。这本书的目标之一就是介绍神经科学的新进展，为常见的教育问题提供解决方案。尽管本书已尽力用通俗的语言来讨论神经科学，但神经科学的一些术语和理论的使用仍是不可避免的。要认识到这一点，即大脑在处理新的术语和概念时会运转得更慢，因为新知识与先验知识没有关联起来。因此，可以预料到，本书中那些探讨我们所熟悉的话题的部分理解起来将会更容易。阅读时认真思考和回顾本书前半部分的一些有挑战性的内容，将有助于我们获得更高水平的理解。
本书的后半部分告诉教师如何运用最新的神经生物学研究来应对今天校园里让人头疼的负面行为。整本书的重点在于让抽象的科学变得具体。许多类似主题的资源不断出现只是为了解释问题。教师最需要的是，如何帮助他们提高学生的成绩，重新点燃学生的学习热情，以及管理学生的行为。
为什么要呼吁教育变革？变革是组织结构在相对短的时间内发生的基本变化。本书关注的许多问题不仅对于年轻人的教育至关重要，对于他们的身体、社会性以及情绪健康都至关重要。当发生的变化真的能够显著地改善每个孩子的生命质量时，我们就必须确保采取快速、果断的行动。
奥拉西奥·桑切斯，曾在美国北卡罗来纳等各州担任教师、行政管理人员、心理健康主任和州教育部顾问。多样的教育背景和工作帮助他将科研与实践融为一体，成为在促进学生复原力和应用脑科学来改善学校成绩方面的杰出专家之一。他是一位广受欢迎的演讲者，并在许多地区性和全国性会议上发表过重要讲话。
序 让脑科学知识成为改善教学的力量 001
导言 001
第1章
基于脑的教学方法 001
大脑学习的生理机制 001
师生关系的重要性 006
让大脑为学习作好准备的策略 007
介绍新主题的技巧 010
基于大脑的、能够提高记忆的策略 013
小 结 020
第2章
高水平思维让学习更轻松 023
语言习得告诉我们什么是学习 023
学习的基础 029
第3章
学习的三个层次 031
第一个前提 032
第二个前提 033
核心知识 035
原则与应用 036
高水平思维 037
在课堂环境中实施三层次学习的策略 037
第4章
将核心知识自动化 040
自动化水平的下降 040
长时程增强 046
示 例 049
第5章
通过具身认知来学习原则与应用 053
关于具身认知的研究 054
大脑的潜意识和无意识的战斗为语言带来意义 056
具身认知策略 059
第6章
高水平思维的目标 064
什么是高水平思维 064
锻 炼 065
教师如何提高学生的高水平思维 066
高水平思维与社会互动 070
课例附录 074
词汇习得与使用 075
夸 张 082
第7章
促进学生成功是重燃学习积极性的关键 097
奖赏缺乏综合征 098
多巴胺的作用 099
教育的作用 101
如何提升自我控制和注意力 107
课例附录：提升自我控制和注意力 112
促进心理转变的三大策略 113
如何在课堂环境中向学生介绍感官基础训练 117
问题解决 120
为什么找到办法管理我们的情绪很重要 121
第8章
悖论：学得慢和天赋异禀的学生 125
自我的最初感知来自他人 125
成功的内在动力 126
教给学生关于大脑的知识 128
建 议 130
第9章
关于作弊的科学研究 131
作弊已经不再是一种违规行为了吗 131
作弊的氛围 134
作弊的后果 136
建 议 137
第10章
同理心的消退 139
同理心得分直线下降 139
为什么同理心得分会下降 141
低同理心对理解的影响 143
建 议 144
午餐的社会意义 145
告诉学生面对面交谈的重要性 146
告知家长有必要限制暴力的媒体内容和游戏 146
第11章
新的校园欺凌 148
女孩欺凌行为在增加 148
男孩挥拳，女孩排斥 150
减少欺凌的有效策略 152
窗帘后面的欺凌 153
建 议 156
第12章
饮食与教育 158
在养成饮食习惯方面学校起着关键作用 158
肥胖的新风险 159
沉溺于消极行为 164
即时满足的需要 166
饮食习惯影响大脑功能 167
建 议 168
第13章
男性与女性的大脑 172
雌激素的作用 172
睾酮的作用 174
建 议 175
第14章
偏见的微妙影响 178
隐性偏见 178
偏见的早期形成 181
环境产生偏见 181
建 议 183
第15章
设计替代行为 185
成绩不好的学生经常患有“奖赏缺失综合征” 185
干预需要多巴胺强化 187
消极偏见与惩戒 188
咨询的缺憾 189
确认偏误 190
基于神经科学的替代行为方法 191
设计替代行为 193
考虑替代行为的保护性因素 200
课例附录：如何设计替代行为 203
呈现问题 203
如何促进保护性因素 204
所选择的保护性因素：与同伴相处的能力（社交技能） 204
课程目标 205
如何更成功 205
第16章
教育的变革 224
参考文献 229
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