跨領域結合基因體學和神經科學 研究學習和行為的內在機制讀者不同 難易有別

張主任認為，近年來，基因體學與神經科學研究的突破，提供認知科學與教育學者有更佳的機會，探索學習的內在機制。若能充分了解學習行為的內在機制，將可提供學習者最佳的學習方式與策略。為充分瞭解與掌控學習和行為背後的相關機制，結合科學教育、認知心理學、神經科學、基因體學、以及資訊科學/系統生物學是勢在必行的工作。

為了開展創新性且具時代意義與使命的研究，2011年張主任創建結合教育、認知心理、神經科學及基因遺傳(ECNG)等綜合領域研究團隊，致力於研究人類的學習機制與記憶形成過程等相關機轉，研究基因和表觀基因與認知學習情緒等相關性。其研究目標為「增進對複雜的科學推理和學習機制的理解」、「對因材施教之適性化教學提供重要的支持」、「設計智能學習環境可以增進學習的後設認知：學習如何學以提高學習成效」。

2009年發表科學學習的生物(基因)基礎論文，剛刊登Brain and Cognition期刊，即被New Scientist雜誌線上報導。2013年更獲《紐約時報》以全版詳盡介紹，成為當日線上版轉寄文章排行榜冠軍。累積數十年的跨領域研究，能被國內外重要媒體報導，張主任認為，這是他在學術生涯中的亮點之一。

他更兩度擔任三年期科技部特約研究計畫主持人，過去執行的兩項計畫，分別為「科學學習機制跨領域研究─認知與教育神經科學─基因體與系統生物學於科學學習之整合研究(2015-2018年)」及「基因體與認知科學/科學學習之跨領域研究(2018-2021年)」。

張主任率領研究團隊的最新研究成果，2021年發表在國際知名期刊Molecualr Brain，此研究證實學生認知能力與重要遺傳基因間的相互調控，藉由更深層的系統生物學及細胞基因功能性研究，探究基因群組間的相互協同與平衡調控，且進一步探討表觀基因體與學習環境間的互動關係，研究結果將對神經科學及科學教育產生革命性影響。藉此研究結果，團隊將進一步發展新世代科學探究能力，提高學習效率，以及為未來的學生提供跨科學知識學習。

未來具體研究計畫主軸為探討表觀基因調控之大腦可塑性與學生認知推理、科學探究能力的相關性，主要分三個創新及延伸擴展層面展開，(一)彙整基因蛋白功能與表觀基因之間調控，強調教育、認知與科學探究能力的相關性分析；(二)利用已建置的基因資料庫運用AI與系統生物資訊技術，分析基因與學習環境影響因子間的交互作用，以期開發新世代的數位學習探究能力的培養；(三)由各個相關基因之間的平衡調控及與環境影響因子互動影響，進一步探討科學推理能力以期能有適性化的教學規劃。

摘錄自《師大新聞》