脑科学研究婴儿早期教育研究的启示

1、脑科学研究婴儿早期教育研究的启示脑科学研究婴儿早期教育研究的启示脑科学的研究涉及到三方面内容：怎么样理解脑?怎么样保护脑?怎么样开发脑?早期教育的体制涉及到早期教育的两个部分：一个是正常儿童早期教育，另一个是特殊儿童早期教育，也就是残疾儿童，当然特殊儿童也包括残疾儿童、超常儿童和有行为和情绪问题的儿童，当然也涉及到非早期教育的一些其他问题。我谈两方面问题：一个是脑科学目前在研究方面主要缺哪些成果?也就是对人脑奥秘的解读达到哪一种水平；第二个问题，脑科学为早期教育提供了哪些启示。随着科学技术的不断发展，人类对自身，尤其是对大脑的了解日益深入。近30年来，脑科学研究领域新的发现接踵而至，新的成果不

2、断涌现。这些必将深刻地改变我们以往的儿童观、教育观，并使我们有可能把教育的实践建立在更加科学的基础上。文章从三个方面论述了脑科学研究新成果将对我国学前教育继续深入发展的启示。第一部分：由于没有及时吸纳现代脑科学研究的最新成果，缺乏该领域新理论的有力支持，现行的学前教育不可避免地常常出现理论上陷入难以自圆其说的困难境地，实践中出现种种弊端、漏洞。揭示了尽快吸收并普及脑科学研究最新成果的必要性和紧迫感。第二部分：以回顾与教育有关的脑科学研究发展历史为背景，重点介绍了近30年来与教育有关的现代脑科学研究的最新成果：脑科学研究深入到细胞和分子水平。从左右脑分工到用整和的观点认识脑功能。脑发育关键期得以

3、科学监测。脑功能开发有了更科学的内涵。第三部分：在第二部分的基础上，文章从学前教育的地位和作用、培养目标、教育内容、教育方法、教育评价及教育体系等几个方面，对我国学前教育借鉴现代脑科学研究最新成果进行了重新构建，提出了自己的设想。一、关于脑科学研究的历史及现状(一)人类对大脑的探索经历了漫长的岁月，早在公元前600年古希腊哲学家和生理学家阿尔克迈翁就得出了脑是智力的器官的结论，并指出人脑具有理解能力。公元前3世纪，希腊解剖学家、生理学家与医师希罗菲卢斯认为脑是神经系统的中心并具有思维的功能。1863年俄生理学家谢切诺夫提出了大脑反射理论。1873年意大利人高尔基发明了神经组织的硝酸银染色法，能

4、清晰辨认神经细胞及其突起。20世纪20年代苏联生理学家巴甫洛夫关于条件反射的研究进一步揭示了大脑活动的机理，并对大脑两半球的活动进行了研究。瑞士生理学家赫斯于1925年开始进行了脑各部位功能的研究使人们对脑的功能有了更深入的了解，1928年中国的朱鹤年首次提出了神经分泌的概念。1937年中国生理学家张锡钧发表中枢突触神经冲动的体液传递的论文，加深了人们对神经活动的了解。1966年美国神经生理学家斯佩里证实了大脑两半球的功能高度分化且不能互换信息。70年代末发展起来的模片钳位技术最终改变了人们对神经活动基本过程的认识。而近年建立起的无创伤成像技术为人们认识活体脑的活动及分析其机制提供了前所未有的

5、有效工具。人类对大脑的研究才取得了较大的进展。由此可见虽然人类早已对大脑进行了探索但人类真正用科学的方法对脑进行研究大约只有200年的历史，人类对大脑的探索还仅仅是个开头。(二)脑科学研究的现状儿童早期教育在世界各国教育研究中都处于重要的地位,近年来随着对儿童教育的日渐重视,这种热衷于儿童研究的趋势又有新的表现。主要表现为寻找更加科学合理的研究作为开展儿童早期教育的基础,以及应用具有科学性、前沿性的研究成果来指导早期教育活动。在此背景下,这种需求一方面促进了一些前沿性的研究,另一方面也为有些与儿童有关的研究融入儿童教育领域提供了推动力。自从二十世纪七十年代以来,脑科学研究领域取得了巨大的成就,

6、对人脑的研究也取得了相当的进展,特别是脑科学关于儿童早期认知发展、儿童早期语言学习、儿童早期阅读机制、儿童早期数学学习和情感发展等领域的研究取得了很大的进展。这些研究为进一步拓展儿童早期教育的研究视野、提升儿童早期教育活动的成效提供了指导信息,也为审视儿童早期教育活动提供了新的视角。本文分四个部分进行论述,第一部分,简述脑科学研究的基本情况,包括脑科学研究的沿革、手段、层面和内涵；第二部分,从学习的脑区域、学习的突触机制、学习的分子生物学基础和脑学习的原则几个角度介绍了脑科学关于学习的研究；第三部分,从儿童早期学习的机制、学习的时机和学习的环境三个方面介绍了脑科学关于儿童早期学习机理的研究；第

7、四部分,从开展教育活动、提升教育者的脑科学素养、保护和开发儿童脑潜能等角度,论述脑科学研究对开展儿童早期教育的价值。二、脑科学目前在研究方面主要的缺陷大家知道人成为万物之灵最重要特点是因为人有聪明的大脑，离开聪明大脑，我们和动物没有很多区别，神奇无比的大脑也就使人成为万物之灵，对脑科学研究应该说是国际性课题，中国从1999年香山会议以后也开始逐步进行脑科学研究，有这方面研究条件的研究所、研究院和大学基本上都开展了这方面的研究，华东师大在这方面的研究主要集中在特殊儿童脑科学研究方面。脑科学研究到现在为止，人们想解开心智的秘密，实际上离这个距离非常远，也就是说我们刚刚从一个黑箱走到灰箱。但是人们对

8、人脑的奥秘这种科学研究已经有很长的历史，成为许多科学家追求的目的，主要范围有三点：理解脑、保护脑、开发脑。我们不是借助于神经科学研究，我们的着眼点除了物质能量和信息以外，我们关心人脑的信息活动，人脑的活动之所以几十年来成为一个研究的焦点，主要是研究手段的改进，尤其是脑功能成像，能在不破坏脑的情况下进行这方面的研究，原来的研究多半都是静态的，在脑不发生功能情况下进行研究，由于这样一些条件，我们开始能够了解到人的动作中枢、语言中枢、视觉中枢在什么地方。脑功能成像研究，即听到一个词，被动的看到一个词，或者什么都没有做，脑子里想到的一个词，内部研讨都可以从脑功能里做出一些区别。从这些研究里面，我们首先

9、肯定了一点，人脑是种系进化的结果，人之所以那么聪明，不是一代、两代形成的，而是种系长期进化的过程，经过六百多万年脊椎动物脑的进化，尤其额叶的发展，尤其是额叶前部。值得注意的是种系比较中得出来的结论并不能简单的推而广之。第一是种系的发展，进化，第二就是个性的发展。对我们来说，种系的发展是无能为力的，谁也没有办法改变几百万年怎么样进化，这是事后才知道的，而脑的个体发展，是我们人在一生过程中多少能够控制的一个部分，我们的研究落实到这方面更有意义。整个的生长发育，是以遗传信息为基础的自我建构过程，教育学上有一个永恒的命题，就是遗传和环境之间的关系，有机体还是以遗传信息为基础，同时又在环境的熏陶下不断的

10、进行自我构建，比如10月怀胎，完成了个体种系发展从单细胞到高级哺乳动物经历了10亿年这一历程。基因是控制生命遗传特征的最基本的单位，人类基因组计划是生命科学史上最伟大的工程之一。对我们的教育来说，母亲怀孕的最后三个月，与婴儿出生后的头两年被称为大脑发育的加速期，成人大脑一半以上的重量是这段时间获得的，从母亲怀孕的第7个月开始到1岁生日期间，大脑每天增加1.7克，或者每分钟增加重量1毫克多。上个月我们还跟上海精神病院开了一个联席会议，随着医学的发展，很多低体重儿、早产儿基本上都能救活，死亡率降的非常非常低，我说死亡率降的越来越低，你有成就感，我们增加了很多特教对象，当然了，最近在教育部起草特殊教

11、育12年发展规划时我谈到人其实是从特殊教育开始从特殊教育结束，最早时候很多东西都没有达到正常水平，但是到一定时候又离开了正常水平。脑到底是由什么东西构成呢?由脑细胞、神经元构成，脑神经细胞分为神经元和神经胶质细胞，每个神经元每秒钟可以传递250-2500个神经冲动，每个神经冲动以不同的组合形式在神经纤维中传输成编码，前20年时还不知道大脑怎么研究，希望通过用电脑模拟研究，现在发现人脑跟电脑操作方法完全不一样，这种模拟非常有限，但是也给我们提供了很多启示。为什么说后天的学习对脑的发育有重要影响呢?好像一切都是天定的，后面的教育有什么用呢?脑的构造与功能，也就是非常奇怪的构造，我读研究生时候到第四

12、军医大学看脑科手术，发现人的修复机制是很高的，这就是基本的脑部活动，人们要想把这些东西完全搞清楚，的的确确非常难，但是我们也有一些清楚的地方，比如蓝色这部分，现在盲人教育目前还是用导盲犬、盲文方式教育，再过几十年我估计这些教育全部被淘汰了，人可以用电子眼睛，就像照相机一样，把信息照进去，直接打到皮质里面，眼睛瞎了也无所谓，因为耳朵已经做成了，直接把脉冲打到耳朵听觉神经里，当然了，这些手术还是在半研究阶段，还没有很大的推广价值。第二运动中枢，运动员中枢非常好。脑也有两个特别的语言中枢，这两个语言中枢，一个负责单词记忆，一个负责整体语言内部的理解，为什么有的人理解能力很差，他可以背下一句话，但是不

13、知道什么意思，就是说明他的深度语言功能比较差。大脑皮层细胞，这些细长的分枝网络，制造出复杂的神经生命。大脑的高级功能，在于能够产生意识和控制行为，该做的做，不该做的不做；该说的说，不该说的就不说，大脑皮层的功能使人的适应性大大增强，从遗传型走向环境型，其他动物都是靠遗传决定，人脑和电脑都是按照一定程序运转的，所不同的是计算机是按照人编制的程序操作，人脑是根据感知、记忆、反馈学习等过程不断的编排、修正和终止程序，这就是教育难的地方。你输进去的程序能不能被他接收，能不能发生作用，要靠重组，如果不重组就没有用。三、早期教育的脑科学基础。受精后不久，神经元就在胚胎中以惊人的速度生长，在最初的第5-20

14、周，平均每秒产生5千到1万个新的脑细胞，婴儿出生时，神经细胞已超过1000亿个，婴儿期神经细胞迅速增长，1岁时达到最高峰，其数量已相当于成人水平。在胎儿后期的新生儿早期，神经元和神经纤维迅速被一层蜡质的磷脂所覆盖，称为磷脂化。婴儿刚刚出生时候，看起来好像很无奈，从人的出生到老化有两个趋向，心有余而力不足，开始时候脑袋非常复杂，想很多东西，但是他既不能走，也不能动，也不能行使自己的意志，老的时候也出现这个问题，脑子一直在活动，但是已经很无奈了。发展中的大脑，大脑生长发育，在3、4个月左右，婴时候，听觉和视觉皮质会凸显出来，这时候婴儿听觉、视觉都得到发展，3、4个月的时候，你就可以训练他的听觉和视

15、觉，哪怕用非常简单的活动改变他的视觉和听觉，在运动区域中，控制头、手臂和胸的神经元比那些控制躯干和腿的神经元要成熟得早。婴幼儿的发展是生物因素和早期经验结合的产物，0-3岁期间神经结的形成非常快，3岁婴儿的神经结的数量是他们成年期的两倍，数以兆计的神经腱为了争夺有限的空间位置而展开竞争。我们老说不能输在起跑线上，问题你搞不清楚起跑线在哪。早期教育要注意哪些问题呢?第一给婴儿科学和合理刺激的同时，还要选择合适的刺激时间，考虑到刺激量的适度、刺激速度的合适，以及各种刺激之间的平衡，防止过早、过量、过速和失衡的刺激带来不良后果，如果过分刺激会伤害神经元的发展，这个度不太好掌握；第二营养不良有害婴幼儿

16、的生长和大脑发育，但目前没有现成的学习和记忆分子可以使人聪明，也没有聪明的营养添加剂，有过几个集团老问我能不能给我们商标上加上你们研究所的名字，我说绝对不行，根据个体差异进行教育，千万不要拔苗助长，更多的行为不是非常复杂的行为。第三，孩子的感情发展比智商发展更重要，我们对儿童的教育有两个悖论：第一小时候你对他好他不记得，但是不等于隐性记忆不存在，在杏仁核里，我们在电影里经常看到有些少年犯法，很小时候看到他的母亲被人逼死了，或者家破人亡，尽管他当时不知道对谁，但是对他一生有非常非常大的影响；第二保护儿童的好奇心，有利于全脑的开发，如果泯灭掉好奇心，一切按步就班的进行教育，不许提问，不许越轨，他的

17、全脑发展就会受到影响，从小练习乐器，手指的协调和音乐的刺激，能够同时刺激小脑和大脑半球的发展，可使脑部发生轻微的结构变化。父母和养育人员自身素质是良好的早期教育的首要条件，面对婴幼儿的苛求、急躁、强制或恶性都只会给婴幼儿的发展带来心灵的创伤，有些人说幼儿教育不好搞，而且父母也不好当，有一次在一个座谈会上我说其实结婚应该放松，管他怎么结婚，但是生小孩应该控制，父母生小孩之后对社会造成很大影响，如果不生小孩对社会没多大影响，当然了，这是学术观点。早期的开发毕竟是双刃剑，一定要慎而又慎，适度和得法，要承认个体差异，更要因势利导。缺陷补偿的脑科学基础，这是我的本行，大部分都跟发育和脑障碍有关，一般智力

18、迟钝通常会导致语言功能下降，读写能力差、计算能力更为低下，但在某些方面，如口语方面表现出惊人的能力。我们看盲人，或者看聋人，除了耳朵不好以外，智力绝对聪明，如果智力又差就很难训练了。学习障碍的脑功能研究，严格讲，从神经生理学角度上，什么叫学习呢?实际上就是神经元的生电活动和神经网络之间的关系，为什么年纪大了以后会迟钝，因为神经元的接通比较难，不像年轻时那么灵活，而且有习惯，长期不讲话的人和长期讲话人的思维方式不一样，我现在有点电脑依赖症，说穿了就是生电活动和神经网络之间的变化。教育绝不是万能的，我们要考虑哪些是先天的，哪些是可以改变的，大家要有科学的判断。口语与书面语言，人脑中有语言中枢，但是

19、没有专门负责阅读和书写的中枢，人写字和阅读需要后天在学校学习，而说话不需要学校，我们老讲文盲文盲，在文字上有文盲，语言上其实没有盲，谁都会讲话，秦始皇统一的时候，其实就统一了文字，并没有统一语言，到现在广州话和上海话还不一样，大脑里没有天生的阅读和书写中枢，口头语言有一万多年的历史，书面语言有三千年的历史，从目前的情况看，基因尚未将阅读、书写和计算融入编码结构中，也许是因为它们不像口语那样，直接与生存有关。最近几年人们认识到情绪对人的发展有重要影响，在没有认知参与的情况下，焦虑症、恐慌症多半是因为多种神经递质的浓度低于正常水平造成的。自闭症儿童的脑障碍，自闭症儿童是特殊儿童，以前没有，这几年来

20、，哈佛大学、剑桥大学都成立了自闭症研究中心，在这方面已经发现了很多问题，跟遗传和后天教育都有关系，我今年暑假做了八个自闭症研究，一个没成功，辛辛苦苦搞了一个暑假，我以为可以发表两篇文章，结果一篇也没发表，全部都没成功，只要动一毫米，影像就错了，数据就没有用，搞研究的人有时候真是苦的要命，什么收获都没有，而且又得做下去。大脑的可塑性与不对称性问题也是研究的一个区域，大部分皮质没有固定功能，所以人的开发潜力是很大的，教育是很有发展余地的，大部分皮质没有固定功能，能学习的领域还是很多的，睡眠非常重要，保护脑主要靠睡眠，是恢复脑的重要方面。小孩也是这样，宁可不做作业，也不要剥夺睡眠，睡眠太少的话，可能造成情绪失调和神经性疾病，为什么很多演员自杀呢?就是因为他的生活没有规律，精神处于崩溃状态，睡眠非常差。所谓混沌状态与创新思维，混沌状态是无规则的混沌，表面像火车站一