课堂是人类正式学习最重要的场景之一。学科课程（如语文、数学和英语等）是贯穿基础课堂教育的基本组织形式。理解学科差异，把握学科特色对教学实践有重要意义。张丹课题组联合清华大学教育研究院张羽课题组，运用群体脑扫描技术采集真实课堂学习情境中某班级全体学生在学习语文和数学课程时的前额双通道脑电数据以开展有效学习（successful learning）学科差异的神经科学探索。

图1. 真实课堂研究情境与脑际耦合分析

研究团队开展了为期一个学期的真实课堂脑电追踪数据采集，以学业表现作为学习有效性的指标，运用脑际耦合分析方法以探索不同学科有效学习的神经表征（图1）。研究发现，数学和语文学习对应不同的脑际耦合神经表征：数学课堂学习过程学生-班级脑际耦合程度与其数学学业表现显著正相关，而语文课堂学习过程学生-优生脑际耦合程度与其语文学业表现显著正相关。这一研究结果符合数学和语文分别代表的硬学科和软学科学科规律：数学学习强调对确定知识的掌握与应用，学生-班级脑际耦合可以体现个体对教学内容的投入程度，是评价学习效果的可靠指标；语文学习需要更多个人建构和理解，高学业表现学生学习过程的神经活动可以更好地表征有效学习。

该研究发现为理解学科差异提供了来自真实课堂情境学习过程测量的神经层面实证依据，成果被学习科学领域重要期刊《npj Science of Learning》正式录用并在线发表。清华大学心理学系博士后陈菁菁为本文的第一作者，清华大学心理学系张丹副教授和清华大学教育研究院张羽副教授为本文共同通信作者。

该研究得到了国家自然科学基金教育信息技术方向（F0701）项目资助（61977041、62107025、62177030），特此致谢。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41539-023-00162-1