架起教育與發展神經科學之間的橋梁

王靜梅+方瑩

神經科學與教育的結合已成為一種國際趨勢，教育神經科學、神經教育學等新學科方興未艾。第二屆早期兒童教育與發展神經科學國際研討會于2015年5月26～27日在杭州舉行。本次研討會由浙江師范大學、浙江省社會科學重點研究基地兒童研究院、美國明尼蘇達大學ICD、加拿大多倫多大學Jeckmen兒童研究所共同主辦，浙江師范大學杭州幼兒師范學院承辦。來自美國明尼蘇達大學、北卡羅來納大學、喬治梅森大學，英國倫敦大學，加拿大多倫多大學、麥吉爾大學，日本京都大學，中國香港大學、香港教育學院、中國科學院、浙江大學、華東師范大學等多所院校和科研機構的專家學者聚集杭州，參加了本次研討會。本次研討會的主旨是：架起早期兒童教育與發展神經科學研究之間的橋梁，主要內容為兒童認知與執行功能發展的腦機制、兒童說謊行為的發展神經機制、早期教育質量評估從研究到政策的轉化、兒童創造性與探究性品質的培養、兒童的自我語言與學習、真人與卡通面孔閱讀的腦發展功能、珠心算學習的腦機制、人機交互學習等。研討會收到30余篇論文，確定其中的13篇為大會交流論文。

發展神經科學是當代兒童發展研究中最前沿、最具潛力的跨學科研究領域，也是國家“腦科學研究計劃”的重要組成部分。早期兒童教育與發展神經科學雙年國際研討會自創辦以來一直關注三大核心問題：（1）發展神經科學的重大發現對兒童教育的引領意義，重在探討發展神經科學的基本發現、基本理論和基本原理是如何影響教育實踐的。（2）發展神經科學研究對兒童教育適切性問題的啟示，重在探討如何增強發展神經科學研究對教育實踐指導的適切性。（3）從教育情境中提煉發展神經科學研究問題。從某種意義上說，人類進化的過程也是人類學習的過程，進化中的學習與學習中的進化推動了人類的發展。在上述三大核心問題的引領下，本次研討會形成了以下三大議題。

一、發展神經科學領域中的早期兒童發展研究

嬰兒期的大腦具有高度可塑性，認知、個性與社會性飛速發展。早期生活經驗與環境會如何對兒童的發展產生影響？Stephen 研究了社會經濟地位對兒童發展影響的問題，他發現，在3歲以前，社會經濟地位較低兒童的詞匯累積量顯著低于社會經濟地位中、高等的兒童，而且社會經濟地位較低的兒童成年后患心血管疾病的可能性遠遠大于社會經濟地位較高的兒童。Stephen帶領他的團隊所做的一項縱向研究（1989～2011年）還發現，母親在孕期經歷的壓力事件會對兒童的行為發展產生很大影響，14歲兒童的行為與母親孕期經歷的壓力事件數量之間有顯著關系：如果母親在孕期只是經歷3個及以下的壓力事件，一般不會增加兒童罹患精神疾病的風險，但如果壓力事件超過3個，則會顯著增加兒童罹患精神疾病的風險。

早期生活經驗與環境為什么會對兒童的發展產生影響呢？Lye認為主要是以下兩種機制在起作用：（1）基因-環境交互作用機制，主要是環境影響了基因的表達。不良的基因表達有可能導致成年期的心血管疾病、肥胖、精神疾病、癌癥等。（2）表觀遺傳學機制，是指不利的環境會改變基因的后天修正與表達，這些不利環境包括壓力、吸毒、不良社會交往、環境毒素、吸煙、荷爾蒙異常以及營養不良等。

從出生開始，嬰兒便從環境中不斷獲取信息。Shoji Itakura帶領他的團隊所做的系列研究表明，觀察或交流學習能使嬰兒更快速、有效地獲取信息。比較真人與類人機器人作為學習對象時嬰兒的表現發現，嬰兒能夠分別追隨這兩種學習對象的注視方向，但在真人條件下嬰兒注視學習對象的表現更好，而且在真人條件下有更多的嬰兒可以正確預測物體出現的位置；嬰兒自然偏好人類注視，而非類人機器人注視。那么，嬰兒可以通過類人機器人進行學習嗎？Shoji Itakura給出的是肯定的答案。但他指出，嬰兒通過類人機器人進行學習的關鍵是言語信息，即與沒有言語信息的類人機器人相比，會發出言語信息的類人機器人吸引嬰兒注視的時間更長，學習的效果也更好。

除了真實世界，人類與虛擬世界的互動正在不斷增多，卡通片已成為兒童日常生活中不可或缺的伙伴。關于兒童對卡通片的注意與加工問題，例如對卡通片中核心人物面孔的注意與加工問題引起了研究者的興趣。秦金亮、盧英俊的團隊報告了有關卡通與真人面孔認知的神經機制研究。研究者要求大班兒童被試與成人被試對四類刺激材料（卡通面孔、真人面孔、卡通非面孔與真實非面孔）進行面孔與非面孔的判斷，結果表明：（1） 在行為數量上，刺激來源（卡通/真實）與刺激類型（面孔/非面孔）的主效應顯著，而且兒童與成人的加工優勢具有一致性。（2）兒童與成人在早期編碼階段對于面孔加工的強度均顯著高于對于非面孔加工的強度。（3） 在早期編碼階段，兒童對于卡通面孔的加工強度要顯著低于真人面孔，而到了晚期則是對卡通面孔的加工強度要顯著高于真人面孔；成人的表現則與兒童相反。

杜一平的研究發現，神經分裂癥患者存在感覺門控缺陷情況。例如在喧鬧環境中，神經分裂癥患者難以獲取有用信息。這種缺陷多在童年期和20多歲時出現。感覺門控缺陷若在童年期出現，那個體發展成為神經分裂癥患者的可能性就比較大。杜一平認為，該缺陷與抑制性神經元功能障礙有關，表現為相關腦區，如海馬、丘腦、前額葉，在以音頻為刺激源的感覺門控任務中有更大程度的被激活。

二、早期兒童教育實踐領域研究

執行功能包含以目標為導向的思維、情感、行動等。Philip David Zelazo認為，在日常生活中，執行功能提供了形成學習、創造和適應不同環境等能力的基礎，并且對于有效學習非常重要（如注意力、記憶力、控制沖動、保持動機、抑制情緒等）。執行功能的發展有“敏感期”嗎？研究者認為，在人的畢生發展中，執行功能在童年期和青年期迅速發展，逐步達到峰值，但在35歲之后會出現下滑趨勢。研究認為，執行功能的發展有機會窗口，主要在3～6歲階段，因此，在這一階段，對兒童的習慣養成等，進行早期干預的效果比較明顯。那么，如何通過訓練提高兒童的執行功能呢？明尼蘇達大學的Stephanie Carlson在Zelazo研究的基礎上，探索了促進執行功能發展的若干有效策略，例如使用語言，尤其是個體的自我言語；又如，開展一些適宜的傳統經典游戲、假裝游戲、頭腦風暴等。

早期兒童的創造力被定義為在活動或游戲中體現出的能自主選擇、有好奇心和想象力、愿意進行探索與調查、創造出一些新的東西等的品質。Esmé Glauert以“創意小小科學家（Creative Little Scientists Project）”項目為例，指出早期科學教育對兒童發展意義重大。在大自然中進行觀察和思考是兒童的天性，兒童早期對科學的學習有利于培養其對待科學的積極態度，促進其對科學知識的理解，而早期科學語言的運用則有利于兒童后期科學概念的發展。源自不同國家的案例表明，兒童具有驚人的觀察能力、思考能力、想象能力和合作反思能力。因此，Glauert認為，為了培養兒童的創造力，在早期科學教育中，教師應該給予兒童充分的時間和空間，讓他進行觀察；教師可以通過提問的方法，給予兒童適宜的幫助與支持；教師應當給予兒童及時的反饋與恰當的評價；教師需要對兒童的行為進行持續的觀察記錄。

自我言語是一種自我導向的語言，多指兒童不針對特定聽眾的自言自語。Adam Winsler認為自我言語對兒童的自我管理或執行功能發展具有重要作用。通過不斷重復的自我言語，兒童的認知和行為能力會不斷發展，并且對兒童未來的發展有顯著預測作用。Winsler指出，教師和家長應當在這方面為兒童提供適宜的幫助。首先，成人要與兒童共同參與一些有趣的、有意義的、具有適當挑戰性的活動，并與兒童分享共同的經驗。其次，自我言語的發展必須考慮兒童的發展水平，將兒童置于最近發展區，并通過不斷調整任務要求，或者合理調整成人的指導，來促進兒童自我言語的發展。在指導過程中，成人需要創設舒適的支持性環境，將策略用口語化的方式表達出來，以引導兒童自己提出問題。當兒童能夠自己開展任務時，成人要適時降低控制水平。

教育研究成果會如何影響教育政策的制定？浙江師范大學與美國北卡羅來納大學開展了相關的合作研究。Margaret Burchinal重點分析了美國早期教育的歷史以及各階段的早期教育研究成果對教育政策的影響，并就早期教育質量是否存在最低“質量門檻”進行了大量研究。他帶領自己的研究團隊利用《幼兒學習環境評價量表-修訂版（ECERS-R）》《課堂互動評估系統（CLASS）》與《教師行為評價量表 （TBRS）》，調查了美國多個早期教育項目中兒童的語言、閱讀、數學、社會技能以及行為問題方面的發展情況。研究發現，兒童的語言與閱讀技能發展方面存在門檻效應，“質量門檻”可能對教學支持、兒童語言與閱讀技能、班級組織、兒童管理與社會技能等有影響。李克建報告了利用中美合作研究成果《中國托幼機構教育質量評價量表》和《中國3～6歲兒童發展量表》，對中國幼兒園教育質量與兒童發展的相關性進行研究的一些結果。研究發現，國內樣本幼兒園的教育質量的平均水平不高。進一步分析發現，兒童的語言、數學和社會認知發展均分別與“教學與互動”存在顯著相關，而“教學條件”則與兒童發展不存在顯著相關。這與美國及其他國家的一些類似研究結果相一致。

三、早期兒童教育實踐與發展神經科學研究之間的轉化

兒童說謊研究是浙江師范大學與加拿大多倫多大學近10年來持續開展的一項戰略合作研究項目。傅根躍與KangLee通過合作研究探討了兒童說謊系列問題。

兒童為什么會說謊？研究者認為，其實這是兒童在自我保護，或者有策略地使自己受益。兒童說謊有很多種類型，比如3歲開始出現白謊，5歲開始出現奉承說謊，8歲開始出現因謙虛說謊，9歲開始出現藍謊、利己說謊，等等。

早期兒童說謊有沒有顯著且穩定的非言語指標呢？研究者認為至少目前仍沒有發現。通常人們認為兒童說謊時會拒絕與人眼神交流，但這并非是一項穩定的指標。兒童對說謊的道德理解、兒童的個人特質（比如智力、氣質和性別）以及家庭特征（比如家庭收入、受教育水平、宗教信仰），均不能預測他們的說謊行為。不過，研究者也發現，兒童具有的心理理論與執行功能這兩大認知能力能預測他的利己說謊行為，且與說謊行為存在顯著正相關。另外，與成人說謊一樣，兒童說謊同樣會耗費大量神經資源。

為了讓兒童保持誠信，成人應該采取哪些措施呢？KangLee發現，體罰是最不可取的，而承諾、樹立榜樣以及講述正面的道德故事均是比較有效的方法，道德討論與講述負面的道德故事則效果不大。

早期兒童說謊研究的未來方向可能是基于不同文化與社會背景的說謊研究，另外，還有使用紅外腦成像技術（functional Nearinfrared Spectroscopy， fNIRS）揭示說謊前后大腦變化的研究，使用自動言語分析技術（Automated linguistic analyses）分析說謊言語的研究，使用自動面孔編碼系統（Automated Facial Action Coding System，FACS）分析面孔微變化的說謊研究，等等。兒童說謊研究意義非常重大，除了對父母教養與道德教育具有啟示作用外，還可以為兒童保護以及兒童作證的可靠性提供實證證據。

發展神經科學與早期教育的關系及其相互轉化已成為當前學界討論的熱門話題。各國紛紛推出關于神經科學或腦科學與教育的研究計劃，也積極關注腦科學與教育科學整合的人才培養，并建立了相關的學術組織，出版了相關的學術刊物。兒童發展認知神經科學、幼兒神經教育學是浙江師范大學杭州幼兒師范學院學科建設國際化戰略的具體舉措，早期兒童教育與發展神經科學國際研討會是該院搭建的一個長期性的國際學術交流平臺。在研討會期間，合作共同體就中英美加建立跨學科聯合兒童研究機構進行了進一步的磋商，中加雙方還舉行了“中國-加拿大人類發展聯合實驗室（Sino-Canada Laboratories for Human Development）”的揭牌儀式，以共同推進雙方在早期兒童教育與發展神經科學領域的深度合作。