腦回路厲害的 華東師範大學
華東師範大學心理與認知科學院的胡誼教授及其團隊，採用基於功能性近紅外光成像（functional near infrared spectroscopy, fNIRS）的大腦超掃描技術，對教學材料所引發的學生偏好，教師呈現材料的方法，以及師生之間的大腦同步，進行深入研究。
目前，在線教育是大中小學校的主要教學活動形式。學生喜歡怎樣的線上材料？為什麼有些線上材料更能吸引學生？教師該怎樣呈現教學材料？
為此，研究團隊製作了12段視頻。視頻內容是由同一位小提琴手演奏的世界名曲。
在演奏過程中，研究者用近紅外儀器，記錄了小提琴手（示範者）的大腦活動，同時進行了錄像；然後，將這些錄好的視頻，播放給學生；學生在觀看這些視頻材料時，研究者也記錄了他們的大腦活動。
視頻觀摩之後，研究者評估了學生對這些視頻材料的喜好程度，並計算了學生-示範者之間的腦間同步這一指標。
▲視頻製作與播放時的大腦活動記錄
結果發現，對視頻材料的偏愛與學生-示範者之間的左側顳葉腦間同步有關；相比前期，這種相關性在觀看後期更強；腦同步可區別，甚至預測學生對視頻材料的偏好程度。
這些實驗結果表明：一個視頻材料之所以受學生喜歡，是因為這個材料更容易導致學生-示範者的大腦同步；學生較早感興趣於視頻材料所呈現的內容，則可預測接下來的視頻內容；一旦預期得到驗證，就給人帶來一種愉悅感。（圖2）
也就是說，好聽、好看的視頻材料，其原因是眾多觀眾與示範者的“不謀而合”與“大腦共鳴”。
▲（圖2）學生-示範者之間大腦同步發生的腦區，以及該腦同步與視頻材料偏好的相關
此外，研究團隊還原了具有高生態效度的師生互動教學場景，教師面對面地向學生教授知識（心理學領域）；設計了兩類教學方式：
一類是教師逐步提供難度漸進的問題，引導學生自己解決問題，這稱為支架式教學；另一類是教師提供一些信息，詮釋重要的術語、概念和原理，這被稱為解釋性教學。
在兩類教學活動中，研究者也採用近紅外腦成像技術，全程同步採集師生兩個人的大腦活動。
結果發現，師生間大腦活動在教學過程中趨向同步；這種師生腦同步依賴於教師使用的教學策略；這就是，當教師採用支架式教學時，其與學生的腦同步，比解釋性教學時更強；這種增強的師生腦同步，可預測學生的學習表現（圖3）。
為了釐清師生腦同步和具體教學行為之間的關係，
研究者用視頻編碼技術，發現了師生腦同步的增強與教師採用的支架行為有關（如詢問引導性問題，提供暗示等）；但是，當教師執行解釋行為（如提供定義或澄清概念等）時，師生腦同步則比較弱。基於這些結果，研究建議：教師在教學活動中，除了要進行必要的概念解釋外，可以提出一些由易到難的問題，幫助學生思考所學內容及其關係；這些問題因人而異時，效果最好。
▲圖3 教學策略調節師生腦同步及腦-行為相關
團隊兩篇論文同時發表在國際著名神經影像期刊《Neuroimage》；第一作者分別為博士生侯瑩瑩和潘亞峰（現為瑞典卡羅琳斯卡研究院博士後），這是華東師大近紅外超掃描研究團隊著力“心理學、教育學和腦科學”的交叉學科研究成果。
團隊將繼續拓展近紅外超掃描的研究領域（教育、管理、諮詢、健康等），更紮實、更高水平地推進校內、校外、國際的合作，成為以“腦際認知”為特色、能引領國際學術前沿的心理學科學研究中心。
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來源｜心理與認知科學學院
中國科學報
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