华东师范大学心理与认知科学院的胡谊教授及其团队，采用基于功能性近红外光成像（functional near infrared spectroscopy, fNIRS）的大脑超扫描技术，对教学材料所引发的学生偏好，教师呈现材料的方法，以及师生之间的大脑同步，进行深入研究。

华东师大发布多项脑研究新成果

　　目前，在线教育是大中小学校的主要教学活动形式。学生喜欢怎样的线上材料？为什么有些线上材料更能吸引学生？教师该怎样呈现教学材料？为此，研究团队制作了12段视频。视频内容是由同一位小提琴手演奏的世界名曲。

　　在演奏过程中，研究者用近红外仪器，记录了小提琴手（示范者）的大脑活动，同时进行了录像；然后，将这些录好的视频，播放给学生；学生在观看这些视频材料时，研究者也记录了他们的大脑活动。视频观摩之后，研究者评估了学生对这些视频材料的喜好程度，并计算了学生-示范者之间的脑间同步这一指标。

视频制作与播放时的大脑活动记录

　　结果发现，对视频材料的偏爱与学生-示范者之间的左侧颞叶脑间同步有关；相比前期，这种相关性在观看后期更强；脑同步可区别，甚至预测学生对视频材料的偏好程度。这些实验结果表明：一个视频材料之所以受学生喜欢，是因为这个材料更容易导致学生-示范者的大脑同步；学生较早感兴趣于视频材料所呈现的内容，则可预测接下来的视频内容；一旦预期得到验证，就给人带来一种愉悦感。（图2）也就是说，好听、好看的视频材料，其原因是众多观众与示范者的“不谋而合”与“大脑共鸣”。

学生-示范者之间大脑同步发生的脑区，以及该脑同步与视频材料偏好的相关

　　此外，研究团队还原了具有高生态效度的师生互动教学场景，教师面对面地向学生教授知识（心理学领域）；设计了两类教学方式：一类是教师逐步提供难度渐进的问题，引导学生自己解决问题，这称为支架式教学；另一类是教师提供一些信息，诠释重要的术语、概念和原理，这被称为解释性教学。在两类教学活动中，研究者也采用近红外脑成像技术，全程同步采集师生两个人的大脑活动。

　　结果发现，师生间大脑活动在教学过程中趋向同步；这种师生脑同步依赖于教师使用的教学策略；这就是，当教师采用支架式教学时，其与学生的脑同步，比解释性教学时更强；这种增强的师生脑同步，可预测学生的学习表现（图3）。
　　为了厘清师生脑同步和具体教学行为之间的关系，研究者用视频编码技术，发现了师生脑同步的增强与教师采用的支架行为有关（如询问引导性问题，提供暗示等）；但是，当教师执行解释行为（如提供定义或澄清概念等）时，师生脑同步则比较弱。基于这些结果，研究建议：教师在教学活动中，除了要进行必要的概念解释外，可以提出一些由易到难的问题，帮助学生思考所学内容及其关系；这些问题因人而异时，效果最好。

教学策略调节师生脑同步及脑-行为相关

　　团队两篇论文同时发表在国际著名神经影像期刊《Neuroimage》；第一作者分别为博士生侯莹莹和潘亚峰（现为瑞典卡罗琳斯卡研究院博士后），这是华东师大近红外超扫描研究团队着力“心理学、教育学和脑科学”的交叉学科研究成果。

团队将继续拓展近红外超扫描的研究领域（教育、管理、咨询、健康等），更扎实、更高水平地推进校内、校外、国际的合作，成为以“脑际认知”为特色、能引领国际学术前沿的心理学科学研究中心。


已发表的相关论文：

1.Pan, Y., Dikker, S., Goldstein, P., Zhu, Y., Yang, C. *, & Hu, Y*. (2020). Instructor-learner brain coupling discriminates between instructional approaches and predicts learning.NeuroImage, 211: 116657.
2.Hou, Y., Song, B., Hu, Y., Pan, Y., & Hu, Y*. (2020). The averaged inter-brain coherence between the audience and a violinist predicts the popularity of violin performance.NeuroImage, 211: 116655.
3.Lu, K., Xue, H., Nozawa, T., & Hao, N.* (2019). Cooperation makes a group be more creative.Cerebral Cortex, 29, 3457-3470.
4.Wang, X., He, Y., Lu, K., Deng, C., Qiao, X., & Hao, N.* (2019). How does the embodied metaphor affect creative thinking?NeuroImage, 202:116114.
5.Wang, C., Zhang, T., Shan, Z., Liu, J., Yuan, D., & Li, X. * (2019). Dynamic interpersonal neural synchronization underlying pain-induced cooperation in females.Human Brain Mapping, 40,3222-3232.
6.Liu, J., Zhang, R., Geng, B., Zhang, T., Yuan, D., Otani, S., & Li, X. * (2019). Interplay between prior knowledge and communication mode on teaching effectiveness: Interpersonal neural synchronization as a neural marker.NeuroImage, 193,93-102.
7.Lu, K., & Hao, N.* (2019). When do we fall in neural synchrony with others?Social Cognitive and Affective Neuroscience, 14,253-261.
8.Lu, K., Qiao, X., & Hao, N.* (2019). Praising or keeping silent on partner's ideas: Leading brainstorming in particular ways.Neuropsychologia,124,19-30.
9.Xue, H., Lu, K., & Hao, N.* (2018). Cooperation makes two less-creative individuals turn into a highly-creative pair.NeuroImage, 172,527-537.
10.Pan, Y., Novembre, G., Song, B., Li, X., & Hu, Y. (2018). Interpersonal synchronization of inferior frontal cortices tracks social interactive learning of a song.NeuroImage,183,280-290.
11.Zhang, Y., Meng, T., Hou, Y., Pan, Y., & Hu, Y. (2018). Interpersonal brain synchronization associated with working alliance during psychological counseling.Psychiatry Research:Neuroimaging,282, 103-109.
12.Hu Y. *, Pan Y., Shi X., Cai Q., Li X., & Cheng X. (2018). Inter-brain synchrony and cooperation context in interactive decision making.Biological Psychology 133, 54-62.
13.Pan, Y., Cheng, X., Zhang, Z., Li, X., & Hu, Y. (2017). Cooperation in lovers: An f NIRS‐based hyperscanning study.Human Brain Mapping,38, 831-841.
14.Hu, Y., Hu, Y., Li, X., Pan, Y., & Cheng, X. (2017). Brain-to-brain synchronization across two persons predicts mutual prosociality.Social Cognitive and Affective Neuroscience,12, 1835-1844.
15.Cheng, X., Li, X., & Hu, Y. (2015). Synchronous brain activity during cooperative exchange depends on gender of partner: A fNIRS‐based hyperscanning study.Human Brain Mapping,36, 2039-2048.

图文、来源｜心理与认知科学学院　中国科学报编辑｜彭佳编审｜吕安琪