材料一：
脑科学与教育结合产生了众多研究成果，对验证与发展教育理论发挥了巨大作用。
脑科学研究通过定位技术分析了认知过程涉及的各个脑区，明确了各脑区的作用与功能，将思维过程与大脑神经活动相联系，将抽象的思维与具体的神经功能相关联，促使思维过程可视化，从而为促进学生认知发展的研究提供了理论基础和物质条件。此外，对脑区的研究还发现情绪在提升认知效率方面发挥着重要作用。脑科学已找到了情绪影响认知效率的途径，明确了杏仁核在该过程中的重要作用。即情绪会导致杏仁核释放神经递质，这些物质能调节海马活动、重塑神经组织，从而影响记忆的编码和巩固。此外，情绪还会通过影响注意力和决策能力等因素左右认知效率。上述脑科学的研究提示教师和家长要关注孩子在学习过程中的情绪。
研究者发现，在大脑神经元数量已定的情况下其突触数量会产生变化，并在四岁左右时其数量达到高峰。对动物开展的实验也证实了发育存在关键期的结论，譬如视觉正常的猫在幼年时被遮住眼睛，成年后把遮挡物取掉，猫的视觉无法恢复，会一直处于失明状态。类似的实验均表明，语言、视觉的发展也存在关键期，一旦错过发育的黄金时期，就难以恢复。但最近的一些研究成果似乎为脑功能恢复的研究带来一线希望。科学家发现某些脑区，包括对学习、记忆起关键作用的海马区，终身能产生新的神经元，即大脑有一定的可塑性。因此，一方面要强调合理安排教学计划，以帮助学生利用关键期充分发展能力；另一方面也要让学生认识到学习应该是贯穿终身，努力是能够换来能力提升的。
研究显示，适宜的刺激及舒适的环境可以促进儿童大脑的发育，原因是适宜的环境有利于神经元突触的形成。动物实验证实：将小鼠置于含有适宜刺激（丰富的玩具、宽阔的场地）的环境中，其突触数量比一般小鼠高出20%左右，这是由于适宜刺激会影响海马突触发生，从而对神经环路造成影响。此外，科学家利用脑电波对大脑的研究也发现，在放松状态时产生的α波最有利于个体学习和掌握知识。因此，为学生学习营造适宜的环境对促进学习效率的提升具有重要作用。压力适中的学习氛围能促进学生学习成绩的提升。研究表明，当学生长期处于压力条件下，会抑制其大脑形成短期记忆和长期记忆的能力。但压力并不都是有害的，科学家发现压力会促进肾上腺素和去甲肾上腺素的释放，这些激素增强了大脑对相关事件的记忆。因此，过强的压力或长期处于压力的氛围下是有害的，有适度紧迫感的压力可能是有益的，教师可以利用适当的压力，促进学生学习效率的提升。
在脑科学的视角下揭示学习的本质，不同科学家有不同的观点。例如Sprenger指出学习本质上是通过放电形成电化学回路以促进神经元建立连接的过程，Gazzaniga等则认为学习和记忆与神经元间突触接触强度有关。总结归纳，对学习本质可做出如下定义：个体受到刺激后建立新的神经连接，增强了神经元之间的突触强度，形成了新的神经网络，使得脑内结构发生改变，从而促进个体对变化的环境作出适宜反应。学习过程是个人经验反馈至大脑，形成新的神经网络而影响个人心智、行动，并促成新的个人经验产生的过程。探讨学习本质和学习过程，有利于研究者和教师从脑科学层面了解学习是如何产生的，从而有针对性地引导学习的发生以促使学习效率的提高。依据学习本质的定义，明确了教学本质：基于丰富情境的创设，控制与提供必要的刺激，促使学习者的大脑在刺激的影响下形成特定的神经环路，将外界知识不断内化，进而建构个体的经验知识。基于脑科学研究提出的教学本质，可为教师教学提供科学建议。
（摘编自杨聆、禹娜、李增娇《脑科学研究对教育教学理论发展的作用》）
材料二：
大脑的活动可以被认为是非常复杂的动态网络，近几年新的研究技术手段使得我们可以从毫米或毫秒级别上来研究脑的动态，就像把整个大脑呈现为3D动态图，用视觉图像表达和分析它，从而研究脑活动是如何组织的，有哪些区域（节点）是非常重要的，远程连接又有怎样的意义，等等。
此外，脑科学的研究也通过双胞胎实验、视觉剥夺实验等研究发现，人类个体的早期经验会极大地调制脑网络的一些先天因素。从基本的DNA遗传到表观遗传，再到后天环境作用，教育本身可被视为能够改变脑网络的后天环境，从而对大脑进行进一步的塑造。也有研究提出，教育是不是有可能改变表观遗传？比如父母早期是处于饥饿状态或是噪声污染状态，这些是否会通过表观遗传改变孩子的认知能力？不管是在脑科学界还是教育界，这都有待于进一步深入的研究。因此，脑科学界有必要和教育界有更密切的合作，这个过程既涉及对重要的脑科学基本概念和理论的科普，也涉及进一步研究基本认知能力在儿童青少年早期的动态发展，了解哪些遗传因素、环境因素会改变它们，以及了解每个个体在不同方面的发展水平等。只有这样，我们才能最终真正做到因人而异、因材施教。
（摘编自蔡清《从脑科学视角谈学习和教学》）
