近日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室、IDG/麦戈文脑科学研究院卢春明课题组在国际教育学权威期刊《Educational Research Review》在线发表了题为“Teaching-facilitated knowledge construction: A three-level meta-analysis bridging educational and cognitive neuroscience”的论文。研究采用三级元分析方法，系统分析了教育和认知神经科学领域的实证研究，提出了连接“个体图式”与“社会互动”的知识建构双路径模型，为如何在真实情境中开展教与学的机制研究提供了新的理论视角。
研究背景
课堂学习不仅是记住信息，更是将新信息与已有知识联系起来，形成有组织、可迁移的理解的过程。这一过程是知识建构的核心，既涉及学习者个体图式的发展，也涉及师生或同伴通过对话、解释与协商形成的共同理解。因此，理解教学如何促进学习，关键在于理解教学如何支持学生建构知识。
近年来，教育神经科学开始借助脑成像技术探索学习和教学的神经基础。然而，相关研究仍面临两方面局限：一方面，许多研究依赖高度控制的实验室任务，对真实课堂中的教学过程关注不足；另一方面，教学互动研究往往更关注不同教学方式影响下师生间神经同步的差异，对学习者内部如何表征、建构知识的考察相对有限。
围绕上述问题，卢春明课题组已在真实课堂中开展了实证探索，并于2025年在《Advanced Science》发文揭示真实课堂教学促进学生知识建构的认知神经机制（Feng et al., 2025）。延续这一方向，本研究进一步从具体课堂情境拓展至跨研究的证据整合，为理解教学促进知识建构提供更普适的理论视角。
教学支持知识建构的行为与神经证据
本研究系统梳理了71篇实证论文，覆盖了功能磁共振成像（fMRI）、功能性近红外光谱成像（fNIRS）和头皮脑电（EEG）等关键技术。元分析发现，这些研究呈现出从个体学习逐步拓展至自然教学互动的研究趋势。学生在记忆、理解和知识迁移等任务上的成绩提高，涉及脑区激活、脑内功能连接及脑间神经同步等神经指标的系统变化。
图1 纳入研究的引文网络与发表时间分布。
进一步分析发现，教学中的知识建构可能同时涉及个体内部的知识整合与人际之间的互动协调。个体学习研究报告了海马、前额叶和角回等脑区的活动，以及海马与皮层之间的功能连接。这些发现与记忆巩固和快速皮层学习理论相呼应，为理解学习者如何形成新记忆、如何借助已有知识整合新信息提供了线索。师生或同伴互动研究则发现，交流双方在语言加工和社会理解相关脑区出现神经同步，且该指标与学习成绩正相关。个体学习与人际互动的研究提供了两个相互补充的视角。
图2 知识建构相关脑区的报告频次分布及关键功能连接。
知识建构的双路径模型
教学中的互动如何与学生自身的知识整合相联系？围绕这一问题，研究结合现有证据与相关理论，提出了知识建构的双路径模型。
个体图式路径关注学习者如何将新信息融入已有知识。面对陌生内容时，海马参与新记忆的形成，并通过与大脑皮层的协作支持后续巩固。当新内容与已有图式相契合时，大脑皮层系统可能更快地整合新旧知识。
社会互动路径关注师生或同伴如何通过交流形成共同理解。教学中的解释、提问与反馈，使交流双方有机会了解彼此的想法、调整理解，脑间同步则为研究这些互动过程提供了线索。
模型进一步提出，两条路径可能相互作用。教学互动中的提问与反馈可能帮助学生重新组织知识，而学生已有的知识结构也可能影响讨论的深度与共同理解的形成。
图3 知识建构的双路径模型。
对教学设计及未来研究的启示
本研究为教学设计和未来研究提供了以下启示：
（1）重视新旧知识之间的联系。通过提问、概念图了解学生的知识基础，有助于教师确定讲解的重点，并引导学生建立新旧知识之间的联系。
（2）个体思考与课堂互动相结合。先让学生解释对知识点的理解，再通过同伴讨论和教师反馈，帮助他们发现认知上的分歧、梳理知识点之间的逻辑。
（3）在真实课堂中追踪知识建构。未来研究可考察学生如何借助已有图式理解新信息，以及教师讲解、提问和同伴交流如何影响知识的表征与建构过程。
该论文第一作者冯小丹博士毕业于北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室，现为香港科技大学人文与社会科学学院博士后；第二作者张了原博士毕业于北京师范大学国际中文教育学院，现为北京教育学院人文与外语教育学院中文系讲师；通讯作者为卢春明教授。本研究得到了国家自然科学基金重大研究课题 (62293550,62293551) 和北京教育学院2025年度青年专项课题 (QZ2025-01) 的支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1747938X26001053?via%3Dihub
撰稿人：冯小丹
供图人：冯小丹
审核人：卢春明
