为进一步推动教育神经科学从实验室走向真实课堂，促进脑科学、心理学与教育学的实证证据在教与学活动中的系统转化，中国高等教育学会学习科学研究分会于2026年9月18日在燕山大学举办“基于教育神经科学研究证据的教学、学习、养育方法设计”工作坊。本次工作坊由华东师范大学教育神经科学研究中心副主任周加仙研究员担任主席，华东师范大学教育神经科学在课堂项目执行主任章熠老师主持。配合本次工作坊，周加仙团队在暑假开启了教育神经科学打卡读书公益活动，吸引了众多教育工作者、家长与学生的积极参与，普及了教育神经科学的知识。本次工作坊上，来自全国多地的基础教育一线教师、校长、教研员和教育科研人员齐聚一堂，报告了近三十项教学研究成果，覆盖从学前教育到高中、从普通教育到特殊教育的各个学段，涉及语文、数学、化学、英语、体育、音乐、美术等多个学科。
周加仙研究员在主旨报告《2021-2026年学习科学分会学术年会教育神经科学在课堂工作坊数据分析》中指出，教育神经科学的核心使命，是以科学方法揭示教学、学习与养育的规律，以认知与神经机制的证据支持教育教学的改进，打开学与教的黑箱，把学习者的外在行为表现、内在心理过程和内在生理机制统一起来，实现对完整人的理解与培养。这一判断为整场工作坊定下基调。在人工智能迅猛发展的当下，面对"技术无所不能"的欢呼，她没有盲目推崇技术，而是从脑科学的微观机制出发，拨开了“变与守”的迷雾，深刻指出：无论技术如何迭代，学习终究是人的脑活动、心理活动与实践活动。AI可以外包人脑的认知负担，可以在多模态数据的处理上超越人脑，但永远无法替代生命主体的情感共鸣与意义生成。由此，本次工作坊的学术站位从“技术应用”提升到“学习本质”的层面。
她进而对2021-2026年学术年会的教育神经科学工作坊议题进行了系统梳理与总结。六年来，中小学幼儿园教师与管理者共计报告论文143篇；加上历年的教育神经科学子会议报告，累计达283篇。在子会议所涵盖的实验室研究与中小学幼儿园的真实课堂应用之间，已经架起了神经机制研究通向转化应用的桥梁，教育神经科学的超学科特征已然形成。
一、语言与阅读教学：双通道融合与多感官编码的机制设计
山东省济南市莱芜第十七中学邹燕老师，针对高中英语听说教学中“信息过载”与“工作记忆容量有限”的矛盾，基于认知负荷理论和语块加工机制，设计“语言分块”教学策略：将连续语音流切分为可管理的语义单元，通过“听前预测—分块精听—整合复述”流程降低工作记忆负荷。课例以人教版选择性必修三Unit 3为例，展示了如何在真实课堂中实现“机制对齐式”听说教学设计——学生先根据关键词预测内容，再分块精听，最后整合复述，有效提升了听力理解效率。
成都市双流区实验小学涂杏老师直面“听书会不会削弱阅读能力”这一普遍困惑，从神经机制解释：视觉阅读以左侧梭状回视觉词形区为核心，依赖“形—音—义”加工；听读以颞上回韦尼克区为核心，依赖语音流的线性驱动。基于Rogowsky的随机对照实验和Sidi的记忆保持实验，她提出“依据发展阶段实现双通道协同”的策略：对于低年级学生或阅读障碍的学生，宜"先听后读"，让听读充当认知脚手架；中高年级学生或熟练阅读者，则以视觉阅读为主、听读为辅。在《四季之美》课例中，她设计“听读铺垫情绪+视觉精读深化”策略，让同一文本发挥两种通道的互补优势。“教学重点不是二选一，而是发挥互补价值。”
中央民族大学附属中学呼和浩特分校的董乐老师，基于双编码理论和多感官整合原理，设计“图像激活—语音输入—语义联结—情境表达”四阶段路径。她指出，绘本阅读是小学英语教学的重要载体，但传统教学往往忽视儿童大脑加工图文信息的内在机制：先以图像激活视觉皮层，再输入语音建立音义联结，然后通过语义联结促进理解，最后在情境中表达运用。这种设计降低了词汇记忆负荷，增强了语言迁移能力。实践表明，当教学设计与大脑加工机制对齐时，学生的英语学习兴趣和理解深度均显著提升。
上海师范大学附属宝山科技小学鲍菽洁团队以《What makes you special?》为例，针对小学英语词汇“记得快、忘得快”的困境，指出根源在于单一通道输入难以形成稳固记忆的表征。团队基于双编码理论和多感官整合原理，设计了“听觉输入—视觉表征—动作编码—情境表达”的多感官教学路径，通过音乐、图像、动作和情境协同呈现，激活多通道感觉皮层和海马记忆系统。研究表明，该模式显著提升了学生的词汇保持率和语言运用能力，使词汇学习从机械记忆走向多通道编码。
济南市莱芜第十七中学戴银萍团队以《将进酒》为例，展示教育神经科学视角下的语文诗词朗读教学设计。她们指出，诗词朗读不仅是语言输出，更是涉及语音加工、韵律感知、情感体验和语义建构的多层次神经活动。据此，团队设计了“听读感知—韵律分析—情感体验—创意朗读”的教学路径，通过配乐范读、节奏标记和情感引导，激活学生的听觉皮层、前额叶和边缘系统，使诗词学习从机械背诵走向深度体验，提升了学生的情感共鸣和审美理解。
二、数学与科学教学：认知冲突与图式建构的机制驱动设计
华东师范大学教育神经科学在课堂项目的执行主任章熠老师，将“水的反常膨胀”转化为认知冲突，从水滴滴入硬币表面、冰浮于水，到水分子六边形结构，让学生经历“宏观—微观—符号”三重表征。他遵循工作记忆和认知负荷理论，采用“激发好奇心—增设悬念—制造认知冲突—多感官联动”的教学设计，将碎片化的知识重新组织，以利于学生的理解与记忆。在化学方程式环节，他设计了“热、声、形、式”的多感官联动环节：让学生观察水沸腾、聆听嘶嘶声、触摸烧杯壁发热，使抽象符号获得具身认知的锚点。他说：“我们不是教知识，我们是帮学生建构图式。”
泰山学院附属中学陈利利老师，面对40.9%的高数学焦虑比例和“79%学习任务通过模仿公式解决”的困境，依据“数学焦虑激活杏仁核、影响前额叶功能”的神经机制，设计了“情境铺垫—情绪松绑—创造性数学推理—自主纠错—迁移反思”的教学链条。在勾股定理探究课上，学生经历“观察—操作—猜想—验证—概括”过程，激活额顶网络；错误反馈环节则利用前扣带回错误监测功能，引导学生自主诊断。陈老师说：“我们不是在教定理，我们是在帮学生构建数学思维的神经通路。”
莱芜第十七中学张莹团队针对函数概念抽象性和符号化特征，基于“具体—半抽象—抽象”的认知发展规律和双重编码理论，设计“情境感知—表格表征—图像表征—符号抽象—变式迁移”的教学路径。通过多通道表征协同呈现，降低工作记忆负荷，帮助学生建立函数概念的多元表征联结。研究表明，该设计显著提升了学生对函数概念的理解深度和迁移应用能力。
双流区实验小学闫瑾、王晨园老师针对小学数学问题解决中画图意识不足的问题，基于视觉空间表征的神经机制，构建了“读题—表征—画图—求解—反思”的教学路径，引导学生将抽象的数量关系转化为可视化图形表征，降低了学生学习过程中的工作记忆负荷，提升了问题解决的效率。经过系统训练的学生在数学推理和迁移应用方面均有显著提升。
图中显示问题解决过程中突显网络（SN）与中央执行网络（CEN）的激活情况。（A）儿童；（B）成人。（C）突显网络与中央执行网络内感兴趣区的任务相关信号变化。与成人相比，儿童右前脑岛激活更强、右后顶叶皮层激活更弱。（Supekar，et.al.,2012）
上海市嘉定区嘉一实验初级中学孙明月老师和章熠老师以“植物的光合作用”为例，基于认知负荷理论的三类负荷框架，设计“情境导入—新知讲授—整合建构—变式练习”四个环节：情境导入以“植物吃什么？”引发认知冲突；新知讲授通过海尔蒙特、普利斯特利等经典实验分步动画降低外在负荷；整合建构利用动态模型和概念图提升相关负荷；变式练习借助大棚补光等真实情境促进自动化。他们根据Davidesco等人的研究指出，师生脑间同步性越强，学生成绩越高。
莱芜第十七中学付云团队的报告聚焦高中中和滴定复习课中学生普遍存在的认知偏差，运用教育神经科学开展循证教学设计，合理降低学生认知负荷，帮助学生建立化学学科思维模型，推动学生完成认知重构，实现科学概念的转变，达成脑科学理论与高中化学课堂的深度融合。研究表明，该设计有效纠正了迷思概念，提升了化学实验探究能力。
莱芜第十七中学王倩团队针对高中编程计算思维，指出编程涉及工作记忆、逻辑推理、错误监控与问题分解等高阶认知协同。团队构建了“算法图式支架+程序结构分层编码+错误调试元认知循环”的教学模式，通过可视化流程图降低初学者认知负荷，通过即刻调试反馈训练认知监控能力。研究表明，该模式显著提升了学生逻辑思维能力和编程问题解决效率。
上海师范大学附属中学宝山分校何伟利老师针对地理综合思维培养，利用AI技术构建“空间方位感知—符号图式构建—空间推理迁移”的学习路径。地理综合思维依赖顶叶、海马和前额叶的协同工作，他通过动态地图、虚拟实景和交互式推理任务，帮助学生从“看懂地图”到“用地图思考”，为地理核心素养培养提供机制层面支持。
三、艺术与思辨教学：感知激活与高阶思维培养的机制探索
华东师范大学第一附属初级中学罗琪老师针对初中生节奏时值分辨，基于听觉皮层、前额叶和小脑协同加工机制，设计“听觉辨别—视觉表征—动作同步”双线分类训练，将抽象时值概念转化为可视化符号系统和可操作的身体动作，降低了认知负荷，提升了节奏感知精度和音乐参与度。该研究为音乐教学的科学化设计提供了微观实践案例。
双流区实验小学向原林团队以《波斯市场》为例，指出音乐欣赏涉及颞上回、前额叶和小脑功能网络协同。团队利用AI生成动态图谱，帮助学生识别音乐主题、追踪节奏变化、理解情感内涵，并提供个性化听觉注意训练和节奏可视化支持，使音乐欣赏从感性体验走向认知建构。
双流区实验小学许海玲老师以倪瓒《六君子图》为例，指出美术欣赏涉及视觉皮层、梭状回和默认模式网络的协同。针对小学生视觉分析能力尚在发展的特点，她设计了“整体感知—细节聚焦—意境想象—情感表达”的教学路径，通过多感官引导和开放式提问，激活视觉审美通路和想象力网络，使美术欣赏从“看画”走向“读画”。
扬州市梅岭中学李敏老师带来《打破信念的“默认状态”——一项关于青少年思辨力培养方案》。当学生面对冲突性观点时，大脑是选择性接受，还是启动前额叶的认知控制？李老师指出，思辨力建立在工作记忆、抑制控制与认知灵活性等执行功能基础上：青少年前额叶可塑性强，但易陷入“信念默认状态”。她构建了“分析—比较—质疑—推论—论证”模型，通过辩证性提问和证据链构建，激活前额叶认知控制网络。研究表明，干预后学生从“默认接受”转向“主动审视”。她说：“思辨力不是教出来的，而是在一次次认知冲突中被激活、被锻炼、被建构出来的。”
华东师范大学第一附属初级中学陈章祺老师针对初中生情绪失控问题，基于正念训练对前扣带回和背外侧前额叶功能连接的增强效应，设计了“呼吸觉察—身体扫描—情绪标记—专注回归”课堂微正念训练模型，并结合生物反馈技术帮助学生可视化生理状态，提升了情绪调节能力和心理韧性。
四、体育教学：动作组块化与心流体验的机制应用
华东师范大学第一附属初级中学史润卜老师以初中极限飞盘教学为例，基于运动皮层、前额叶和小脑协同工作机制，设计了“动作组块化训练—情境化战术演练—即时反馈强化”的教学链条。极限飞盘融合跑动、传接、战术判断，对空间认知、动作规划和团队协作要求高，该设计降低动作学习认知负荷，提升运动技能习得效率和课堂参与度。
章熠老师则在《跑懂大脑，跑赢耐力》中，直面耐力跑教学的“技术碎片化、学用脱节、畏难情绪”三大困境：将复杂耐力跑技术拆解为可高效编码的动作模块，通过动作组块化训练降低学习负担；借助想象训练激活前额叶与运动皮层协同；利用音乐节奏同步调节动作节律；引入心流体验帮助学生突破“极点”。他还从“长期跑步提升大脑认知效率”的神经机制出发，论证了体育锻炼与学业成绩的正向关系。
五、特殊教育教学：神经适配与个别化支持的机制实践
上海市虹口区密云学校金茗老师分享了孤独症儿童的歌曲教学研究。密云学校自闭症儿童占比38.7%。自闭症儿童的语言处理常表现为非典型的半球偏侧化：左侧语言区激活减弱，右侧过度参与。中文歌曲融合母语语音与音乐旋律，能激活右侧旋律处理通路，借助结构化声调韵律，将“杂乱韵律”转化为可预测的输入。团队设计了“AI动画导入—动作组块化训练—镜像同步—节奏同步”链条：以《小鸭子嘎嘎嘎》为例，AI动画激活视觉皮层、聚焦社交线索；“青蛙跳”活动通过固定八拍和稳定鼓点，降低顶叶运动规划负荷，训练额叶抑制控制与相互注视的能力。她说：“我们不是在教孩子唱歌，我们是在帮他们搭建通往社会的神经桥梁。”
密云学校徐凝婷、于世涛老师分享了《孤独症学生情绪课程的数智化重构——“Hi-MY”心情签到课程》。针对学生会选“高兴”、说“老师早”、识别卡通笑脸，却无法理解自身状态、读取同伴线索、处理真实情绪，团队将情绪能力拆解为“视觉加工→社会注意→情绪意义整合→自身觉察→社会回应→调节”加工链。基于fMRI、ERP和眼动证据重新设计课程：从“今天高兴吗？”走向“情绪觉察—调节链”，从“问好”走向“社会推理支架”。AI系统不是判定情绪的工具，而是帮助教师解释为什么某一个教学变量值得改变的科学依据。
双流区实验小学金玲、胥艳老师，从“前额叶执行功能缺陷、注意力调控异常、奖赏动机系统失调”三大神经根源出发，提出ADHD学生五大支持策略：低刺激、结构化课堂环境，分段任务呈现，高频正向反馈，执行功能训练，校—家—社三位一体协同保障。他们根据Fisher等人的研究指出，减少环境分心时间可显著提升学习成效，强调高频肯定与长效维持，通过多巴胺释放强化“行为—奖励”联结。金玲呼吁：“课堂支持应从‘脑功能差异’而非‘态度问题’的视角出发。”
双流区实验小学黄思语团队以小学语文《青蛙卖泥塘》为例，将ADHD学生的神经机制分析转化为教学策略：通过“任务结构可视化”降低工作记忆负荷，通过“操作步骤序列化”支持执行功能，通过“即时正向反馈”激活奖赏系统。课例中，教师将故事理解分解为“看图—听故事—排序—复述”四个小步骤，每完成一步即给予明确反馈，帮助ADHD学生在结构化支持中体验成功、维持注意。
六、结语：从经验驱动到循证设计的范式跃迁
本次工作坊通过近三十项教学设计向与会者展现出基础教育领域正在发生的一场从经验驱动到循证设计的范式跃迁：教法、学法与养育方法，已不再是仅凭经验即可驾驭的领域，而是需要在教育神经科学领域持续深入学习与研究之后，方能形成并发展的专业能力。与会教师所构建的“问题发现—机制分析—教学设计—课堂验证—教学改进—区域共享”创新范式，正是一条可迁移、可复制的专业路径。AI动画、动态图谱、生物反馈、心情签到、虚拟场景等技术，在他们的课堂上并非技术的简单叠加，而是服务于"机制对齐"的工具：用来降低认知负荷、激活特定神经通路、让不可见的心理过程变得可见。技术由此回归了它应有的位置——不是教育的目的，而是理解学习、支持学习的脚手架。
回望周加仙研究员的主旨报告，“变与守”的答案已然清晰：技术在变，手段在变，唯有学习终归是学习者的脑活动、心理活动与实践活动，教育终要回到"完整的人"的培养。当教师学会以科学证据解释自己的教学决策、以神经机制阐明学与教的深层规律，教育教学质量的提升便不再依赖偶然的灵感，而成为能够持续积累、区域共享的专业实践——这也正是教育强国战略所呼唤的一条科学、严谨、客观的道路。
撰稿：李敏；审校与修改：周加仙
