新手-专家型教师共情的神经机制：基于EEG和fNIRS的师生互动超扫描研究

Teachers’ empathy is not only a student-oriented attitude and skill but also an important root for teachers and students to coordinate and synchronize with each other. However, behavioral research can’t solve the synchronicity of teachers’ interaction with students and the synchronization direction. Based on the empathy models such as the neurodevelopment process, the self to others and the Russian doll, we chose their common concerned three elements (emotional contagion, sympathetic concern, perspective-taking). Furthermore, these elements were corresponedently operated into imitation, coordination and perspective-taking separately to explore the neural mechanism of empathy through the novice-expert teacher paradigm with teacher-student interaction tasks by EEG and fNIRS hyperscanning recordings. Firstly, this project aimed to explore the temporal characteristics of the neural mechanism of empathy through three studies (6 experiments). Secondly, this project further focused on spatial characteristics of the neural mechanism of empathy. Finally, we conducted a longitudinal intervention study based on the neural mechanism of teachers’ empathy. The project will explore the differences of inter-brain synchronization between novice-expert teachers with students and depict the neural mechanism of teachers' empathy in teacher-student interaction. This will lay the foundation for the multi-brain research of teacher-student interaction in the real teaching situation, contribute to realize precise teacher education, and provide a theoretic basis for teacher education neuroscience.

教师共情是教师“以生为本”的态度与技能的重要方面，是师生协调同步的重要基础。然而，教师共情的特征是什么？教师共情形成与发展的机制是什么？前人对此进行了初步的理论探讨和行为研究，但是行为研究无法获知教师与学生互动的同步性以及同步的方向性。本项目在前期研究基础上，从神经发育共情模型、由己及他共情模型和俄罗斯套娃共情模型等共情的神经科学理论模型出发，致力于其共同关注的情绪感染、共情关注和观点采择三个成分，选择它们对应的动作模仿、协同和观点采择任务，采用EEG和fNIRS超扫描方法，通过新手-专家型教师师生互动范式探索教师共情的神经机制。首先，通过预研究探索教师共情的特征；其次，通过3项研究（6个实验）探讨共情神经机制的时间特征；再次，通过3项研究（6个实验）探讨共情神经机制的空间特征；最后，基于教师共情神经机制的时空特征进行干预研究。本项目可以明晰在师生互动的不同阶段里，新手-专家型教师与学生脑际同步的特征，刻画教师共情的神经机制，为实现真实教学情境中师生互动的多脑研究奠定基础，有助于实现精准化的教师教育，为教师教育神经科学提供理论基础。

教师共情的发展与促进已成为教师专业发展领域的热点问题。新手-专家型范式是教师专业发展研究的经典范式。然而，以往教师共情的行为研究主要依赖主观报告的方法，易受社会称许性的影响，也无法测量共情的动态变化。其次，疼痛共情是当前共情神经机制研究的主要范式，但由于教师职业的特殊性，疼痛共情范式难以直接用于教师共情研究。超扫描可以在真实的社会环境中同步记录多人的交互行为和脑活动，解决教师共情测量主观性强、静态等问题。基于超扫描的师生互动任务为教师共情神经机制研究提供了适切方法。.本项目结合新手-专家型教师共情研究、疼痛共情神经机制研究、人际互动超扫描研究的成果，在国内率先采用脑电图(electroencephalography, EEG) 和 功能性近红外光谱成像(functional near-infrared spectroscopy, fNIRS) 超扫描范式考察真实师生互动任务中新手-专家教师在行为与神经层面的差异特征，同时探索教师共情的培养与干预问题。.研究主要发现：.（1）在真实的师生互动任务中，专家教师的优势体现在对应共情关注成分的师生合作情境，新手教师的优势体现在对应观点采择的意图理解任务，表明专家教师更善于在合作动机诱导下形成对学生的共情关注；.（2）教师和学生在背外侧前额叶脑区的神经同步能够预测师生的任务表现，表明背外侧前额叶区域的神经同步可能是刻画专家教师和新手教师与学生互动差异的一个有效神经指标；.（3）新手-专家教师在理解学生课堂动作意图时的时间加工进程不同，专家教师在后期时间进程诱发的P300和LPC脑电波幅显著大于新手教师，表明专家教师对学生动作意图的晚期评价与加工更加有效；.（4）视觉空间观点采择、学生能力发展观、教师职业认同、教师职业使命感都能够促进教师共情。.总之，课题在前期工作的基础上进一步深入揭示了教师共情发展的行为与神经基础，初步建立了基于动机视角的教师共情促进与共情疲劳预防方法，为教师社会功能的培养与提升提供了科学依据，为教师教育神经科学提供了理论基础，推动我国教师教育神经科学的研究走向国际前沿。

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