摘要:“中国脑计划”即将启动,将回应国家在认知相关的脑疾病障碍整治、儿童青少年脑智的开发、类脑计算和的脑机智能技术三方面需求。

鲸媒体讯(文/宛青)在今日举行的GES未来教育大会上,北京师范大学校长董奇做了主题为《未来教育,基于儿童青少年脑智活动规律的教育》的演讲,他透露,“中国脑计划”即将启动,将回应国家在三个方面的重大需求:认知相关的脑疾病障碍整治;儿童青少年脑智的开发;类脑计算和脑机智能技术。他还分享了国家在脑科学方面取得的研究成果。

董奇指出,我们可以基于这些研究成果建立相应的学习优化系统、神经反馈的优化系统,帮助学习者、学生更好地知道自己大脑的学习状态,从而调整学习的心理状态,调整学习策略和方法,提高学习效率。

(鲸媒体注:据悉,“脑科学与类脑科学研究”简称为“中国脑计划”,主要有两个研究方向:以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究以及以建立和发展人工智能技术为导向的类脑研究。)

北京师范大学校长董奇

 

以下是董奇的演讲原文,鲸媒体编辑整理:

尊敬的李伟主任、杜部长、各位来宾、各位专家:

非常高兴今天来参加跨界的未来教育大会,我想和大家分享的主题是:“探索人脑的脑智规律,变革未来的学习。”

大家都知道,我们生活在一个新科技时代,大数据、人工智能正在深刻的改变我们的生活和工作,同样也深刻的影响着我们的教育,尤其是未来的教育。正因为这样,在联合国教科文组织的教育2030框架中,在世界各国制定的教育学习框架中,都高度重视科技将对教育生态带来的巨大变革。

为更好适应变革,大家都在探索怎样适应新的教育生态,怎样利用这个新的教育生态促进儿童青少年更健康、全面的发展,更好的提高教育质量。

以美国的教学2030为例,它高度重视认知科学的研究成果对于教师教学、学生学习的影响,更好的将这些成果用于支持个性化的学习,用于支持基于学生各自需求的学习。

在刚刚结束的中国共产党第十九次全国代表大会上,习近平总书记明确指出建设教育强国是中华民族的基础性工程,要让每一个孩子享受公平而有质量的教育。要做到这一点,我们必须强调培养学生面向未来的认知能力、创新能力、合作能力。

如果纵观国际,包括中国有关面向未来的教育计划、学习计划,都非常强调学生的学习,强调学生的个性化学习,满足学生的个性化需求,强调学生在新的科技环境下的学习。强调对学生的学习从过程到结果多元化的评价,强调线上、线下学习,学校和校外学习的有机结合。

大家也注意到,在众多的教育学习规划中,都特别注重现代科技中的一个科技领域,那就是研究学习者脑活动规律的脑科学与技术,因为这个领域对我们理解学习者,更好将其他科技的研究成果用于教育、用于学习、提高效率具有重大的影响。

今天希望大家关注的,是要改变未来教育就必须变革学习的方式。要面向未来教育、面向未来学习,必须更深刻、科学的理解脑的活动规律。将这些有规律的知识,应用于我们未来的学习、教育之中。

由于人力资源开发、认知资本的开发,已经成为世界各国高度重视的领域,也是一个国家的核心竞争力。因此世界各国对于脑智规律的研究,已经把它放到国家新的战略重点。

而近20年来,一系列脑科学技术的重大进展,无论是功能磁共振、光成像还是脑电技术的进展,都使社会各界、政府、学术界的重视日益变成可能,也就是我们前所未有地运用一系列新的技术和方法研究人脑规律。

也是因为这样,上世纪末本世纪初以来,在国际各类脑计划中,尤其欧美一系列发达国家,启动了一系列针对儿童学习身心健康脑智的重大计划。而且都从国家战略高度,将与学习有关的脑科学研究进行了布局。

英国也启动了专门的提升国家精神财富的计划,聚焦儿童青少年老年的认知功能,为早期教育、精神疾病预防提供重要的科学基础。

中国自本世纪初建立了一系列的国家平台,以北京师范大学、国家科技部建设的认知神经科学与学习国家重点实验室为例,它主要关注儿童青少年的学习。我们提出一个口号叫“改变大脑、改变世界。”

大家看得见,国家也布局了一系列的重大脑科学项目,投入了巨资、研究儿童脑袋身心发育的规律,研究基于新的脑科学技术,实时神经的反馈技术和方法。

同样,大家非常关注的“中国脑计划”即将启动,即将投入巨资的“中国脑计划”将回应国家在三个方面的重大需求:

1,认知相关的脑疾病障碍整治。

2,儿童青少年脑智的开发。

3,类脑计算和大家关注的脑机智能技术。

就在今年的10月,在多年活动的基础上,北京师范大学牵头和北京大学、清华大学、中科院等18所高级研究机构成立了全国的儿童脑智研究联盟,而这个联盟的研究成立主要聚焦探讨脑智发育的规律、学习认知的障碍,以及脑智提升的相关技术和方法。

我想特别请在座的企业家能够高度关注这方面的工作,如果有条件最好能深度参与这方面的研究工作。下面我将根据研究的一些进展,跟大家一起讨论一下怎样利用脑智科学研究的成果,来改变我们未来的教育,尤其是怎么变革未来的学习。

以儿童脑发育和学习为例,大家都知道人类从出生到死亡,大脑经历着一系列的变化过程。一项研究对4-21岁孩子大脑变化的过程进行了深入的描述,描述了大脑发展的顺序,不同区域发展的特征。

那么我们所在的实验室也正在研究中国儿童青少年的大脑发育标准,像对孩子进行体检,对他的身高、体重、血液的很多指标进行检测是一样的,需要制定标准。我们也需要了解儿童脑的发育标准,儿童脑的发育标准,不仅需要结构性的,也需要功能性的,探索儿童脑的功能的发育标准,还需要了解大脑不同的分区。

随着脑的发育变化,脑的主要功能(认知功能、新的功能)也在发生变化,精确的描述不同年龄阶段,儿童、青少年脑认知功能的变化,也非常重要,在科技部教育支持下,我们已经精确的描绘出了整个中国不同地区、不同社会经济条件以及全国儿童认知心理发展规律。

有了这样一些标准,我们就能够更好的描述儿童发展的水平、存在的问题、原因,更好的评估教育质量。

在脑的认知功能和学习方面,大家知道我们人脑是分不同的功能模块。孩子爱不爱学习、愿意不愿意学习,脑的开发应该是一个全方位的。

目前我们基于脑科学初步的成果,已经初步的能够根据脑功能客观的检测,开发更有针对性的、更准确的学习能力评价系统,包括注意力、思维能力、自控力。能够更好的和大脑相应的发育、发展、构建对接起来。我们也可以用这样一些研究结果,更好的对上亿儿童发展状况,脑部功能的发展状况、认知障碍、学习困难进行更准确的分析、判断,包括多动症、情绪问题、网络存疑问题。

大家都知道人类脑的记忆就是学习的基础,没有记忆就没有学习,千百年来,我们已经在行为层面上知道了很多规律,举个例子来讲,我们都知道,真正的学会不是体现在学习过程中,而是学习之后,你能不能长期保持创造、联想。

现在脑科学的技术能够告诉我们很多脑的规律,孩子在进行学习的时候,我们测他脑的活动,根据脑的活动不同模型,我们可以知道它若干天以后,哪些学的东西将不会忘记,哪些将会被记住。同样我们也可以从脑的机制角度,更好的理解为什么分散学习比机动学习效果更好。

我们可以基于这些成果建立相应的学习优化系统、神经反馈的优化系统,帮助我们的学习者、学生更好知道自己大脑的学习状态,调整自己学习的心理状态,调整学习策略和方法,提高学习效率。

同样,我们也可以用外加刺激的办法,对大脑进行刺激,用调课的办法来帮助孩子提高学习,这对于特殊的人群、对于特殊的情景下的学习具有极其重大的意义。对于团队学习,它也可以提高团队的合作效率。这张照片是习近平总书记2014年9月在北京师范大学认知神经科学学习国家重点实验室心理学院参观的时候,正在观看团队学习的神经科学研究的实验。

我们都知道大脑具有独特的语言功能,语言的学习涉及到听、说、读、写,涉及到耳朵、眼睛、手等不同的感觉系统、知觉系统,听一个单词或者说一个单词,涉及到大脑的区域,及其相应的神经网络是很不一样的。

根据这些,不仅可以了解到学习规律,还可以更好的帮助我们对学习困难的科学进行诊断和判断,研究表明,这些诊断、判断系统,主要和学习阅读困难的孩子,在双侧的大脑部位的异常(和正常的儿童相比)有密切的关系。

同样对于这些脑科学的研究结果,可以帮助正常的儿童在学中文、学外文,以及学习其他的东西,提高他的学习效率。

大家知道,我们人脑有很独特的数学学习功能,人类建立了自己独特的数学符号体系。那么根据一组大学生来举例,有的是小时候在香港长大,有的小时候在内地长大,同一组大学生,你并不知道谁是在香港长大的,你也没有见过这些学生,但是根据他们做乘法时候的脑力活动,我们就知道哪些学生是在香港上的小学,哪些学生是在内地上的小学,因为在香港上的小学和内地的学生有一个区别,这是秦始皇时代就存在的九九表,香港、澳门特区的学生,学的是这个九九表,是小数在前,大数在后。而我们内地的学生是学这个九九表,只学小数在前、大数在后,这是小学的时候学的。当你到了大学的时候,你在加工这些乘法的时候,你大脑活动模式是非常的不一样的。

同样,我们的学生可能有阅读障碍、写作障碍,可能有书面表达障碍、听力障碍。计算也一样,学生数学学习会存在各方面的障碍,简单的计算障碍、分数学习的障碍、空间学习的障碍,不同学习的障碍相对应的神经系统和网络是不一样。有研究表明,计算障碍的孩子与正常的孩子相比,在一些大脑的结构和功能活动上,都存在这样、那样的差距。

随着科学研究的大量积累,我们可以把这些知识归结起来,告诉人工智能系统,告诉我们的自动化、优化学习系统,既为我们相关的机构、学校、政府了解学生学习的困难,也为我们相关的学校、企业,帮助那些有学习困难的学生,都会提供更有力的工具。

概括而言,我想未来的教育必须关注未来的学习,科学技术的重大进展改变了学生学习的生态环境,学生学习生态环境的变化、学生学习方式的变化倒逼我们教育的生态必须发展和变化。而关注未来的学习,就必然关注未来的学习者,他们既是未来的学习者也是未来的公民。

因此,无论从未来教育角度谈也好,从未来学生学习谈也好,都需要关注研究未来学习者大脑的科学,就是脑与认知科学。这个科学的研究,对于我们提高很多新的科技在教育中的效果具有十分重大的意义。

过去这些年信息技术得到高度的普及,杜部长还邀请我作为教育部信息专家组的副组长,我告诉杜部长,我不是研究信息技术的专家,杜部长说请你做的原因是现在想加强信息技术的应用研究,真正在应用过程中了解儿童的发展,探讨应用的规律。

现在在新的教育生态下,尤其是科技所创造的新的教育生态下,比如AR、VR包括人工智能,他对我们孩子的脑产生了新的影响,也为孩子脑的解放、发展提供了前所未有的机遇,因此这方面的研究需要政府、大学、企业深度的合作,需要更广泛的国际合作,更需要将研究的成果及时的推广应用到教育教学中,让我们的老师、家长以及孩子本人关注脑科学知识。

作为结束语,我想为了孩子的美好明天,为了全世界每个孩子的美好明天和未来,我们需要关注脑智科学,只有这样才能创造利于孩子身心健康发展的未来教育,谢谢大家!