從腦科學研究及其理論看嬰幼兒的早期教育

06-20

從腦科學研究及其理論看嬰幼兒的早期教育

現代科學技術的發展對人的研究越來越廣泛和深入，特別是對人腦發育的研究更為引人注目。如美國底特律市韋恩州立大學兒科神經生物學家哈利·丘加尼教授利用「正電子發射計算體層攝影」技術，對嬰兒大腦進行掃描觀察，發現嬰兒腦部的各個區域在出生後一個接一個地活躍起來，又一個接一個地互相聯繫著。就像入夜的城市，一家又一家地亮起了電燈，一盞又一盞的電燈連成一大片的那樣壯觀。這就為我們證實人生頭三年的經歷是人一生髮展的關鍵時期而提供了重要的依據。（一）嬰幼兒大腦高級神經網路的構建近百年來，科學家們從各自不同的領域對人腦進行了大量的研究和探索，特別是對人最初幾年裡大腦的發育與其機能發展，是如何建立起一個複雜聯繫的、有良好迴旋路線的神經網路加深了認識。當嬰兒出生時，大腦已完全具備了控制生命的功能，但高級神經網路卻剛剛開始發展。嬰兒大腦里的一千億個神經細胞將不斷地產生腦神經細胞的聯繫，這種聯繫在第一個月里就能增長二十倍。然而，腦神經細胞的聯繫是通過各種圖像、聲音、語言、表情以及與人的交往等早期經驗而獲得和增強的。當小嬰兒注視著某一物體（如杯子）的時候，嬰兒眼睛的一個神經細胞就與視覺皮層的另一個神經細胞聯繫起來，所看到的杯子的影像，將在嬰兒的大腦中刻下永久的記憶；如果在嬰兒看著杯子，又聽到「杯子」這兩個聲音時，耳朵的一個神經細胞就會產生一種大腦化學物質——「神經遞質」，將「杯子」這兩個音的電子信號傳輸到大腦聽覺皮層的另一個神經細胞，如此反覆多次後，嬰兒的這一組神經細胞就永遠地把「杯子」這兩個音記錄下來；與此同時，嬰兒大腦視覺區記錄「杯子」影像的腦神經細胞和大腦聽覺區記錄「杯子」聲音的腦神經細胞也會建立起一個信息傳遞的通道，以後在相關的情景中嬰兒的大腦就能產生有機的聯繫了。科學家們通過實驗發現了大腦有「用則進，廢則退」的原理。認為產生於不同時間、在大腦不同區域的腦神經細胞聯繫，既能形成也會退化。大腦內不斷地受到刺激的神經細胞有著很強的反映性，它們以形成可迴旋的神經網路來反映著一個人早期所接觸過的、外部環境中所發生的各種情況。未能得到早期經驗強化的神經細胞就會消失，得到早期經驗的強化的神經細胞則能成為永久性的聯繫。嬰幼兒早期的各種生活經驗，如能不斷地為其提供豐富的感知各種事物的機會，大腦內能較好地進行複雜聯繫的、有迴旋路線的神經網路就不斷地形成，這將是嬰幼兒一生髮展的一個良好的開端。（二）嬰幼兒大腦發展的關鍵期正是由於嬰幼兒在其不斷的看、聽、說和運動、觸摸等早期經驗中建構起高級神經網路，使嬰幼兒大腦中視覺、聽覺、語言和運動等不同的區域，得以勝任其日後的發展。但是，腦部高級神經網路的建構是有一定期限的，不同區域的腦神經網路有著不同的構建期，並會在不同的時期達到成熟。因而，嬰幼兒在其早期的生活經驗中不同的年齡對各種事物有著一定的敏感性——即我們經常說的「學習關鍵期」，它能幫助嬰幼兒不同區域的腦神經網路的發育與成長。研究表明：聽覺、視覺、簡單辭彙、情緒控制、人際關係等能力的習得在0~2歲是的關鍵時期。特別是視覺皮層的腦神經網路聯繫，在3個月時達到最高峰，大腦開始對視覺進行微調，嬰兒的眼睛能聚焦在某一物體上，也就是說嬰兒開始看清東西了。英國倫敦大學伯貝克學院的科學家利用高科技「頭髮網罩」，結合電腦遊戲進行的一項觀察嬰兒大腦活動的新研究顯示，嬰兒7~8個月時能在大腦中把一個視覺對象的不同特徵歸結起來，組成完整的形狀的能力，說明他們的雙眼能「立體」地將看到的東西傳送到大腦中，視覺能力的發展關鍵過程就發生在1歲前的嬰兒時期。嬰幼兒口頭語言、對事物的認識、對數學——邏輯的感知在1~3歲是發展的關鍵時期，他們很喜歡模仿成人的發音、學習辭彙和語句，用口語表達自己的意願，並主動地與人交流，總愛問「這是什麼」「為什麼」。而書面語言、第二語言、音樂、四肢協調能力和肌肉運動能力等在3~5歲時是學習的關鍵時期。人的大腦的構建和發育，有自己的時間表，在嬰幼兒各種學習的關鍵時期給予最好的、最豐富的、最適宜的刺激，他們能通過富有彈性的神經系統，非常出色地以「直觀記憶的圖像式學習」，如同攝像機一樣能把他所看到的、聽見的、接觸過的東西記錄下來，形成有迴路的高級大腦神經網路。而隨著嬰幼兒大腦發育的不斷成熟，這種神經系統的可塑性就會逐漸地降低。我們重視嬰幼兒的早期教育，也正是因為嬰幼兒大腦發育過程中有最佳敏感期的特點，從一出生就對其施行適宜的刺激，在他們生長最初的幾年裡，建立起對大自然、對人類社會的高級大腦神經網路，為將來的學習與發展奠定堅實的基礎。三、嬰幼兒心智發展與其大腦發育的同步性人的心智活動是人腦的機能，是大腦對客觀世界的反映。人類科學技術的高速發展，使我們能更進一步地了解人類自己的發展。科學家們不管是從生理學還是從心理學的角度去研究，竟都發現了嬰幼兒心智發展與其大腦發育的「同步性」這一規律。科學家發現，嬰兒時期大腦形態的發育會影響和制約其機能的發展。新生嬰兒的大腦重量為350克~400克，是成人腦重的25％；6個月時嬰兒的大腦重量為700克~800克，是成人腦重的50％；１歲時嬰兒的大腦重量為800克~900克，是成人腦重的60％；2歲時嬰幼兒的大腦重量為1050克~1150克，是成人腦重的75％；3歲時嬰幼兒的大腦重量已達1150克~1200克，是成人腦重的80％；4~5歲幼兒的大腦重量發育開始變慢，直到14、15歲時才與成人的腦重基本相同，達1400克。單從腦重的變化速度看，嬰幼兒大腦發育是先快後慢的，4歲前是人的大腦發育最重要的時期。美國心理學家布魯姆經過研究認為，如果一個人在其17歲時的智力水平是100％的話，那麼他在4歲時的智力水平就已達到50％，再4~8歲之間其智力水平可發展30％，在8~17歲之間其智力水平再發展20％。儘管有人對這種理論還有異議，但它至今仍對心理學、教育界有著巨大的影響力，足以說明人在４歲前成熟的智力水平發展已完成了一半，而另一半是在４歲以後的十幾年裡去完成的。這裡也可以看到人的智力水平的發展也有先快後慢的規律。通過以上人的大腦發育和人的智能發展的數據我們可以看到，嬰幼兒心智的發展與其大腦的發育是同步的。這一「同步性」規律給我們提供了一個科學的信息：人的大腦、神經系統和感官的活動，是人們進行心智活動的基礎，人腦對客觀事物的反映影響了其心智發展的速度。大腦和神經系統在人生的最初幾年裡的發育速度驚人，應重視嬰幼兒的早期教育與大腦的潛能開發，給嬰幼兒的大腦提供最需要的營養——即及時的、適宜的、豐富的刺激，使嬰幼兒能更好地發展。我們對嬰幼兒進行早期教育，正是基於嬰幼兒自身發展的需要和生長發育過程中大腦潛能開發的需要，利用嬰幼兒身邊的事物，對他們進行「怡情」、「博採」、「長才」「增智」的全面教育，讓嬰幼兒在各方面得到應有的、全方位的、反覆的鍛煉，使大腦中相應的神經細胞之間的聯絡更加活躍，形成良好的、暢通無阻的大腦信息傳遞通道和反應迴路。四、大腦的分工與合作近年來，科學家對人的大腦機能也進行了大量的研究，其中「大腦兩半球分工說」是20世紀最盛行的腦功能理論。認為大腦的顯著特徵是左右兩半球在功能上是有分工的，這種分工使其主管著不同的肢體活動、行為方式和心理過程。具體地說：人腦的左半球是理性的腦，是語言的腦，是閱讀、記憶、書寫和邏輯思維的腦，負責抽象思維、推理運算和概念整理等；人腦的右半球是感性的腦，有創意的腦，專門負責形象的學習、圖形的識別、空間知覺、音樂、美術等綜合性活動。大腦兩半球只是在分工上的不同，並沒有優劣之分，而且是相對的。人的大腦神經網路對不同的外界刺激所傳來的不同信息，是通過交互的方式而聯繫起來的，並互相發生作用，這種聯繫和作用可能在大腦的同一個區域中發生，也可能在不同的區域中發生。大腦兩半球的功能各司其職又互相配合，形成一個協調的、統一的指揮中心。而能促進嬰幼兒的大腦神經細胞的聯繫，促進大腦兩半球形成互相協調統一功能的各種環境、人物、事物，以及嬰幼兒與生活中的人、事、物交往等早期經驗，正是嬰幼兒發展所需要的，也正是新時期要求我們教育為嬰幼兒準備的，包括早期的情感經驗、社交經驗、智慧發展在內的「情感、態度、能力、知識、技能」等多方面的教育內容。當今醫學、腦科學、心理學研究，揭示了人腦細胞的聯結網路，腦在個體發育中的不同功能發展的關鍵期，人的腦發育與人的心智發展的同步性，以及大腦的分工與合作的協調性等秘密，給我們進行嬰幼兒的早期教育很大的啟發，也有著非常重要的意義。腦科學的研究同時也證明了嬰幼兒不同的生活經驗所確立的腦神經聯繫網路是不同的，沒有兩個嬰幼兒會擁有完全相同的生活經驗，因此也沒有兩個完全相同的大腦組織結構。所以，我們所面對的嬰幼兒是有一定的差異的，他們有自己的行為理由、有自己的活動方式、有自己的學習特點、有自己的思維邏輯的人。嬰幼兒的發展是一個主動地與周圍環境發生作用的，由小到大、由簡單到複雜、由低級到高級的變化過程，這不僅是一種量的變化，更為重要的是在於嬰幼兒自身的質的變化。今天，我們對嬰幼兒進行早期教育，就應從嬰幼兒的生活出發，構建一種對嬰幼兒有意義的、真實的、開放的、自然生態的課程，提供多種健康的、豐富的生活和積極的、多樣性的、富有營養的、充滿刺激的、能產生交互作用的活動環境，來滿足他們多方面發展的需要，使他們在快樂的童年生活中獲得有益於身心發展的經驗。通過各種活動幫助嬰幼兒進行「量」的學習，並通過有意義的學習，實現嬰幼兒「質」的發展，體現全面性教育的真正價值。