《NeuroImage》：The Neural Correlates of Pedagogy: An fNIRS Hyperscanning Study of Constructivist and Instructivist Approaches in Teacher-Child Dyads
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本研究针对建构主义与讲授主义教学法的神经基础这一核心问题，利用功能性近红外光谱（fNIRS）超扫描技术，对54对4-7岁师生在协作乐高任务中的神经活动进行同步记录。研究发现，建构主义方法能显著增强师生在右侧前额叶（与社会认知相关）的脑间同步性（IBS），表明其能促进更深层次的神经耦合与协作认知状态；而讲授主义则使教师承担更高的、更独立的认知负荷。该研究为首个直接比较两大教学范式神经机制的研究，为神经科学指导下的学习科学提供了新证据。
在教育理论与实践的漫长发展史中，建构主义与讲授主义（或称直接教学法）的争论始终是一个核心议题。建构主义认为知识是由学习者主动建构的，教师扮演“身边的引导者”角色；而讲授主义则将知识视为可由专家“台上的圣人”传递给新手的固定实体。尽管这一理论分野清晰，但实际的课堂教学往往是两种方法的混合体。这种现状凸显了超越行为结果，去深入理解每种互动风格支持学习的独特神经认知机制的必要性。
为了阐明这些机制，教育神经科学领域采用了“第二人称”研究视角，利用超扫描技术同时记录多个互动个体的大脑活动。其中，功能性近红外光谱（fNIRS）因其对运动的耐受性，特别适合用于研究自然教学互动中的神经动力学。从该方法衍生出的一个关键指标是脑间同步性（IBS），即个体间神经活动的时间耦合。先前的fNIRS超扫描研究已证实，IBS是成功教学和改善学习成果的可靠生物标志物。后续研究表明，IBS受到特定教学策略的调节，例如，脚手架、对话等互动性更强的方法比讲授能引发更高的IBS。
然而，这些研究通常在可分离的微观层面策略（如提供反馈）或宽泛的风格类别（如“互动”与“被动”）上操作化教学行为。这导致我们对连贯的、宏观层面教学范式——即建构主义和讲授主义这种 overarching 哲学框架——如何在大脑中实现的理解存在关键空白。这种区分至关重要：宏观范式不仅仅是策略的集合，更由协调这些策略的教学意图所定义。例如，提问这一微观策略在每种范式下的功能根本不同。在讲授主义中，问题通常用于检查事实回忆；而在建构主义中，同一行为被用于激发好奇心和引导自我发现。因此，尽管先前研究可能比较了不同的操作，但这些操作并未明确植根于建构主义和讲授主义这种整体的、目标导向的体系。目前仍不清楚教师（引导者 vs. 专家）和儿童（主动建构者 vs. 被动接受者）所面临的根本不同的认知需求，是如何作为独特的神经动力学模式（在大脑内部和大脑之间）被实现的。
发表在《NeuroImage》上的这项研究旨在填补这一根本空白，首次直接对这两种基础性教学框架进行神经认知比较。研究人员利用fNIRS超扫描技术，探究了纯粹的建构主义与讲授主义方法如何在实时的、协作的乐高积木搭建任务中，差异化地调节师生双人大脑的神经活动。
关键技术方法概述
本研究招募了54对师生（儿童年龄4-7岁），随机分配至建构主义（引导者主导）或讲授主义（专家主导）教学条件，进行协作乐高搭建任务。研究核心采用功能性近红外光谱（fNIRS）超扫描技术，同步记录师生双人前额叶皮层的脑活动。数据分析聚焦于个体大脑内部的同步性（脑内同步性）和双人大脑之间的同步性（脑间同步性， IBS），通过小波变换相干性进行计算，并比较两种教学范式下的差异。
研究结果
3.1. 人口统计学信息
两组儿童在年龄、瑞文推理测验和学前及小学中文识字量表得分上均无显著差异，确保了组间的可比性。
3.2. 个体大脑激活
在儿童和教师层面，分别比较建构主义与讲授主义条件下四个感兴趣脑区的个体大脑激活水平，均未发现显著差异。这表明两种教学范式并未引起特定脑区激活强度的显著不同，研究重点应放在大脑网络内部的协调性（同步性）上。
3.3. 儿童的脑内同步性
分析显示，教学方式显著影响了儿童大脑内部的协调模式。具体而言，处于讲授主义条件下的儿童，其左侧前运动/背外侧前额叶皮层（ROI-B）与右侧前额极/背外侧前额叶皮层（ROI-C）之间的脑内同步性，显著高于建构主义条件下的儿童。这表明讲授主义教学可能促进了儿童大脑在负责执行控制、动作规划和跨半球协调的神经网络内部的连接，反映了其对外部明确指令进行专注处理和顺序编码的认知状态。
3.4. 教师的脑内同步性
教师的大脑活动模式也呈现出显著的组间差异。讲授主义条件下的教师在多个前额叶脑区对之间（如ROI-A与ROI-B，ROI-A与ROI-C，ROI-B与ROI-C）表现出更强、更广泛的脑内同步性。这很可能反映了讲授式教学对教师自身认知负荷的高要求，包括维持结构化叙述、分解复杂步骤和传递明确信息。相比之下，建构主义条件下的教师则在右侧前额极/背外侧前额叶皮层（ROI-C）与右侧颞中回（ROI-D）之间表现出更高的同步性。这一更局域化的模式可能体现了引导者角色所需的独特需求：高度社会性监控、持续适应儿童进展以及灵活提供脚手架支持。
3.5. 师生双人的脑间同步性
本研究最关键的发现在于双人层次的神经耦合。与假设一致，建构主义条件下的师生双人，在右侧前额极/背外侧前额叶皮层（ROI-C）和右侧颞中回（ROI-D）表现出显著更高的脑间同步性（IBS）。这一结果强有力地表明，建构主义教学法能促进师生大脑之间更强的神经同步，这可能是“共享认知空间”或“共同调节”的神经标志，体现了双方在互动中对彼此心理状态和行为的相互追踪、预测与适应。相反，讲授主义教学中的单向信息传递模式则未能有效激发这种深层次的双人大脑对齐。
研究结论与意义
本研究首次在神经层面直接区分了建构主义与讲授主义教学法。研究发现，建构主义教学能促进儿童更主动的认知参与（体现为独特的脑内同步模式），并尤其重要的是，它能引发师生双人在与社会认知和心智化相关的右侧前额叶区域产生更强的脑间同步。这表明建构主义营造了一种神经耦合的、高度协作的双人状态。而讲授主义教学则对教师施加了更高的、更独立的认知负荷，且双人神经对齐较弱。
这项研究为长达一个世纪的教学法之争提供了神经生物学证据，将讨论从行为层面延伸至大脑层面。它揭示了不同教学范式对师生个体认知过程及互动神经基础的差异化影响。研究结果暗示，实践中常见的“混合型”教学法可能是教师为了平衡自身认知负荷与促进学生神经耦合而进行的直觉性调整。此外，研究发现的在幼儿中以前额叶为主导的同步模式，与成人研究中以颞顶联合区为主导的模式可能存在差异，提示了教学互动神经机制随年龄发展的轨迹。
该研究开辟了通往神经科学指导的教学与学习科学的新途径。未来的研究需要结合更详细的行为编码、长期学习结果评估以及更大样本和更广泛的任务情境，以进一步阐明这些神经标记与有效教学行为及持久学习成果之间的具体联系。同时，探索不同文化背景（如儒家文化圈）下这些神经认知动力学的变异，也将是富有成果的方向。总之，这项工作为理解教学如何塑造互动中的大脑提供了开创性的见解，奠定了神经教育学的一块重要基石。
