發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)是從發(fā)展視角闡明0理與行為神經(jīng)機制的一門新興分支學(xué)科，它對兒童和兒童學(xué)習(xí)的認識又進了一步，為“發(fā)展與教育”這一基本問題展示豐富的學(xué)科視野提供了重要的科學(xué)依據(jù)。發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)不僅是國家戰(zhàn)略性“大科學(xué)計劃”的重要組成部分，也是國家推動教育改革，特別是提高早期教育質(zhì)量的重要科學(xué)根據(jù)。

一、發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的興起與研究視角

發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的概念首先是由美國學(xué)者Nelson等在《兒童發(fā)展與神經(jīng)科學(xué)》一文中提出的。1997年，英國學(xué)者Johnson編著了第一部《發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)導(dǎo)論》教科書；2003年，Johnson和Haan主編了《發(fā)展的認知神經(jīng)科學(xué)》，該書同時在英國、美國、加拿大出版發(fā)行：2006年，Nelson、Haan與Thomas又主編出版了《認知發(fā)展的神經(jīng)科學(xué)——經(jīng)驗的作用與腦的發(fā)展》，上述工作標(biāo)志著發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的確立。Nelson認為，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的確立不僅消除了兒童發(fā)展與神經(jīng)科學(xué)的割裂，更重要的是它突破了傳統(tǒng)兒童心理學(xué)的“黑箱”研究路線，為兒童研究打開了一扇窗戶，將兒童發(fā)展研究引向兒童心智發(fā)生、發(fā)展的神經(jīng)機制探索，將靜態(tài)的認知神經(jīng)科學(xué)研究51向發(fā)生、發(fā)展的認知神經(jīng)科學(xué)研究。

二、發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的三大理論

發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)理論力圖在整體功能水平上解釋智能與意識發(fā)生、發(fā)展的神經(jīng)機制，特別是兒童智能與意識發(fā)生、發(fā)展的神經(jīng)機制。著名學(xué)者馬克·瓊斯認為，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)日前已形成了三大理論：成熟理論、技能學(xué)習(xí)理論、交互式特化作用理論。

(一)成熟理論

成熟理論認為，大腦皮層區(qū)域與認知功能之間存在一一對應(yīng)關(guān)系，大腦皮層區(qū)域的發(fā)育成熟決定認知功能的成熟，區(qū)域內(nèi)細胞基因的表達影響區(qū)域內(nèi)細胞突觸的連接，皮層區(qū)域內(nèi)細胞突觸回路的成熟，皮層區(qū)域認知特性的運算就實現(xiàn)了“聯(lián)機”。成熟理論認為，細胞的發(fā)育是“鑲嵌式發(fā)育”，兒童從出生開始，不同的大腦皮層區(qū)域隨著年齡的增長擁有不同的成熟時間表，同時，隨著年齡的增長，新的認知功能依照不同的成熟時間表依次出現(xiàn)，

成熟理論不僅對解釋兒童認知發(fā)展神經(jīng)機制的順序性、階段性、結(jié)構(gòu)性有效，而且對神經(jīng)系統(tǒng)種類進化也具有相當(dāng)?shù)慕忉屃?。成熟理論的不足之處在于它不能解釋神?jīng)活動、行為經(jīng)驗與環(huán)境的交互作用。

(二)技能學(xué)習(xí)理論

技能學(xué)習(xí)理論認為技能的獲得是一個終身的過程，技能獲得的背后需要神經(jīng)細胞的突觸回路從出生一直延續(xù)到成年乃至終年，眾多的神經(jīng)細胞突觸回路組成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。即大腦皮層的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。在整個發(fā)育過程中這些網(wǎng)絡(luò)區(qū)域保持同樣的功能，使習(xí)得技能受用終身。

技能學(xué)習(xí)理論從人發(fā)展的神經(jīng)機制揭示了人類高級學(xué)習(xí)無年齡界限的多種可能性。一般認為，人進入成年后學(xué)習(xí)效率就會衰減，進入老年后就不大可能進行真正的學(xué)習(xí)，而技能學(xué)習(xí)理論從神經(jīng)機制上揭示了成人學(xué)習(xí)的神經(jīng)可塑性，為成人學(xué)習(xí)的多種可能性提供了理論基礎(chǔ)。

(三)交互式特化作用理論

交互式特化作用理論認為，大范圍大腦皮層區(qū)域顯示了梯度分化模式的小范圍功能區(qū)域，小范圍功能區(qū)域的特異性又依賴于大范圍大腦皮層神經(jīng)細胞突觸連接的神經(jīng)化學(xué)特性；小范圍功能區(qū)域的特異性也依賴于神經(jīng)系統(tǒng)外在輸入的特性與區(qū)域內(nèi)其他活動交互作用的結(jié)果。

交互式特化作用理論從神經(jīng)機制層面揭示了人類學(xué)習(xí)中遺傳與環(huán)境的復(fù)雜關(guān)系。當(dāng)代兒童心理學(xué)、行為遺傳學(xué)認為，遺傳與環(huán)境的共同作用影響著兒童的發(fā)展，而交互式特化作用理論不僅認為內(nèi)在遺傳與外在環(huán)境刺激影響著神經(jīng)活動功能，而且遺傳、環(huán)境、神經(jīng)皮層功能之間也存在著相互影響、相互轉(zhuǎn)化的特征。

三、發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)對當(dāng)代教育的啟示

(一)發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的研究在改變著我們的知識觀和學(xué)習(xí)觀。

(二)發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)為促進人的全面發(fā)展提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

(三)發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)關(guān)于神經(jīng)高級功能的可塑性研究，為終身教育提供了科學(xué)依據(jù)。

(四)發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)關(guān)于神經(jīng)發(fā)育的研究表明，神經(jīng)生長發(fā)育的主要敏感期在童年早期，應(yīng)重視早期教育，、

(五)發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)對神經(jīng)發(fā)育的環(huán)境研究表明，應(yīng)重視適宜的環(huán)境刺激。

(六)發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)對神經(jīng)發(fā)育異常的研究，為特殊教育以及神經(jīng)康復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

秦金亮文《教育研究》，2008(7)

神經(jīng)教育學(xué)與腦本位教育動向

神經(jīng)教育學(xué)，其基本原理體系主要包括以下幾方面的內(nèi)容：第一，學(xué)習(xí)和認知是腦發(fā)展的自然機制。第二，腦通過確立規(guī)律性求得意義，依靠已有經(jīng)驗來探究意義是腦的天賦素質(zhì)。第三，情感是腦有效活動的必要因素。第四，腦能同時分析和綜合收到的信息，并能同時運作整體和部分收到的信息，第五，腦的視覺一空間記憶方式與強學(xué)硬記方式。視覺一空間記憶方式對腦功能的發(fā)揮比較自然有效，而強學(xué)硬記的方式則容易適得其反。第六。腦的發(fā)展激發(fā)于自由的創(chuàng)造環(huán)境，阻礙于被壓抑、強制或威脅的情境之中。

對教師而言，腦研究要求我們對學(xué)校和課堂的組織結(jié)構(gòu)及測驗與評定的內(nèi)涵進行重新認識。第一，學(xué)習(xí)涉及整個生理學(xué)。探求意義是天賦的。第二，通過“建模”(Patterning)來實現(xiàn)探求意義，情感對于建模具有關(guān)鍵性意義。第三，學(xué)習(xí)總是包含著有意識的和無意識的過程。

腦科學(xué)研究成果在兒童教育中的應(yīng)用

(一)教育者的因材施教和兒童的全面發(fā)展

在教育過程中，我們一貫主張的是因材施教，全面發(fā)展。兒童的身心發(fā)展與其生長的環(huán)境和所接受的教育是密切相關(guān)的。而在實際的教育過程中，要做到兩者兼顧是非常困難的。研究發(fā)現(xiàn)，真正開始于八、九歲直到青少年后期才停止的大腦生長的主要活動是突觸修剪。前面提到，突觸的生長遵循“用進廢退”的原理，缺乏外在刺激的突觸可能會消亡。在這一過程中，較少使用的突觸被去除，而經(jīng)常使用的突觸得以保留。導(dǎo)致興趣的廣泛性有所降低，更多地集中在某些特定技能上(例如一種體育運動、一個愛好)，同時放棄其他領(lǐng)域的努力(例如數(shù)學(xué)、歌唱)。教育者應(yīng)該幫助兒童糾正一種常見的不成熟的思維，即某些領(lǐng)域“不是他們的專長”。例如，當(dāng)突觸修剪真正開始時，摒棄其他活動而高度集中在某項特定運動上(例如足球)是否有益處尚無定論。因此，在教育中，并不能因為教育者頭腦中固守的因材施教的觀念而認為兒童只能在某一項或某一方面有天賦，使一些兒童身心得不到全面發(fā)展，扼殺他們發(fā)展的機會，所以教育者不要自作主張去幫助兒童“修剪”他們的突觸。

(二)對“基于腦的教育”的思考

“基于腦的教育”是一種教育模式，它產(chǎn)生于20世紀70年代末，并于90年代中期至2l世紀初期達到頂峰。著名的研究者有哈特(leslie A.H art)、杰森(Eric Jensen)、凱因夫婦(Renate and Geoffrey Caine)。他們認為，基于腦的教育是一種

基于人腦的結(jié)構(gòu)與功能的教育理論。腦是學(xué)習(xí)的器官，學(xué)校是腦學(xué)習(xí)的場所，只有了解腦的學(xué)習(xí)規(guī)律，才能開發(fā)出適于腦的課程，向?qū)W生提供符合腦加工規(guī)律的學(xué)習(xí)機會，設(shè)計適于腦的教學(xué)環(huán)境。這種模式以腦科學(xué)、進化心理學(xué)等為理論基礎(chǔ)，具有一定的先進性，克服了傳統(tǒng)教育模式的弊端。但同時也將一些陳舊的腦科學(xué)研究成果引入教育。如Paul Maclean提也的三位一體的腦模型在腦科學(xué)領(lǐng)域并沒有被普遍接受，但是卻成為基于腦的教育的理論基礎(chǔ)?；谀X的教育在腦結(jié)構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上直接推論出學(xué)生的學(xué)習(xí)行為未免過于武斷，另外在對腦科學(xué)研究成果不恰當(dāng)解釋的基礎(chǔ)上提出了一些課堂教學(xué)建議。正如Doris Bergen等在其《Brain Research and Childhood Education Implications for Educators》的前言中提到的“有的作者提醒教育者，有些對大腦研究成果的解釋超出了其本意，他們強烈建議，在沒有足夠關(guān)于大腦和教育之關(guān)系的研究之前，對這種‘基于大腦研究課程的時髦之風(fēng)加以抵制”。

(三)對腦的關(guān)鍵期的思考

當(dāng)今教育中比較流行關(guān)鍵期的說法，所以人們都比較重視關(guān)鍵期的教育。研究表明，3～4月至13個月為簡單感覺運動發(fā)育關(guān)鍵期，6個月以內(nèi)是人的視覺發(fā)育關(guān)鍵期，0～2歲是感覺一運動功能和簡單語言能力發(fā)育關(guān)鍵期，0-5歲是語言發(fā)育關(guān)鍵期。而這些關(guān)鍵期顯然都與大腦的發(fā)育有密切的關(guān)系。但是。大腦的可塑性使大腦發(fā)展和神經(jīng)發(fā)育中存在著短暫的關(guān)鍵期的理論變得不大可能。研究者通過對明尼蘇達曼卡托市的修女們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，修女們的壽命遠比普通人長。而一直以來，這些修女都在參與一項研究，即考察在工作和日常生活中保持積極的心理和身體狀態(tài)的作用，研究人員將她們的長壽歸結(jié)為積極生活方式的作用。她們總是不斷地刺激和鍛煉著自己的腦。另外一些研究比較了療養(yǎng)院里的人和等待錄取的人的智商，發(fā)現(xiàn)前者智商明顯偏低。通常情況下，人們在療養(yǎng)院里呆上6個月，智商就會出現(xiàn)可測量的下降。這告訴我們，任何階段的腦刺激都很重要，作為教育者，對于某些在關(guān)鍵期內(nèi)沒有發(fā)展某項能力的兒童，我們也不能對他們輕言放棄。

杜好強／文《徐特立研究》，2008(4)

日本“腦科學(xué)與教育”研究的進展

一、日本率先在世界上倡導(dǎo)“腦科學(xué)與教育”的跨學(xué)科研究

1995年，日本新技術(shù)開發(fā)事業(yè)團(現(xiàn)稱為日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團)主辦了“環(huán)境計測研究前沿”跨專業(yè)的研究者學(xué)術(shù)交流研討會，會議進行了“環(huán)境與大腦的相互作用”的專題研討。

2000年，日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團又舉辦了更深入的跨專業(yè)“培育腦：學(xué)習(xí)與教育的科學(xué)”(Developing the Brain：The Science of Learning and Education)學(xué)術(shù)研討會。在連續(xù)4天的研討會上，經(jīng)過充分研討，確立了日本獨特的嶄新跨學(xué)科研究領(lǐng)域——“腦科學(xué)與教育”。

2001年伊始，日本文部省與日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團在世界上率先公開研究“腦科學(xué)與教育”。

2002年文部科學(xué)省等3部門聯(lián)合設(shè)置了關(guān)于“腦科學(xué)與教育”研究指導(dǎo)委員會(理化研究所腦科學(xué)研究中心名譽顧問伊藤正男任主席，日立制作所基礎(chǔ)研究所所長小泉英明任工作組組長)。2003年元旦正式啟動了龐大的“腦科學(xué)與教育”研究規(guī)劃項目：日本政府投入大量研究經(jīng)費對此計劃予以支持，僅在2004年的預(yù)算中就投人總額30億日元

二、日本“腦科學(xué)與教育”研究規(guī)劃的總體目標(biāo)

日本力爭使自己在世界上成為教育大國，因此“腦科學(xué)與教育”研究規(guī)劃項目的總體目標(biāo)是，將腦科學(xué)研究作為國家教育發(fā)展的一項戰(zhàn)略任務(wù)，將腦科學(xué)與教育緊密結(jié)合起來，進行面向教育理論和實踐的應(yīng)用研究，這個研究規(guī)劃項目包括以下兩個方面。

首先，在實施“腦科學(xué)時代計劃”的研究基礎(chǔ)上，充分考慮到社會的現(xiàn)實與發(fā)展趨勢，將腦科學(xué)與教育緊密結(jié)合，開展應(yīng)用性研究。腦科學(xué)家和教育理論研究者及學(xué)校教學(xué)一線的教師，在共同研討的基礎(chǔ)上，確定出教育教學(xué)中的理論和實踐問題，并對此展開研究，該研究強調(diào)打破和改變以往封閉的教育研究方式，以認知神經(jīng)科學(xué)為核心，腦科學(xué)家和教育工作者密切合作，從終身教育的視角，研究人的身心在各個不同發(fā)展階段的發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)的生物學(xué)機制，并從教育的各個方面來再建學(xué)習(xí)和教育的新概念，逐步實現(xiàn)理想的教育教學(xué)方法和更加理想的教育體系的再構(gòu)造，同時也為教育學(xué)的科學(xué)化和本土化發(fā)展逐步奠定堅實的基礎(chǔ)。

其次，從2002年開始，日本政府要求將腦科學(xué)研究作為國家教育發(fā)展的一項重要戰(zhàn)略任務(wù)，將腦科學(xué)的原理運用到教育實際中去，廣泛開展面向教育理論和實際的應(yīng)用研究。

三、日本“腦科學(xué)與教育”計劃主要研究課題

2001年開始，日本科學(xué)技術(shù)振興事業(yè)團正式啟動了“腦科學(xué)與教育”研究項目。幾年來，獲得支持的主要研究課題有：

2001年度：前額葉機能發(fā)育與改善其系統(tǒng)的開發(fā)研究；人類的語言交流機能發(fā)育過程研究：從神經(jīng)回路網(wǎng)發(fā)育解釋育兒與教育的臨界年齡的研究。

2002年度：關(guān)于知識的學(xué)習(xí)與評價的腦圖像學(xué)研究：出生后學(xué)習(xí)機能結(jié)構(gòu)發(fā)育的分子基礎(chǔ)及其應(yīng)用研究：學(xué)習(xí)·記憶·認知·意欲機能的基礎(chǔ)及逃學(xué)心理的研究。

2003年度：媒體等環(huán)境刺激對額葉機能發(fā)達的影響研究：學(xué)習(xí)困難的腦內(nèi)活動機理及支援教育程序的開發(fā)和評價研究；關(guān)于發(fā)育障礙的遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的研究，

2004年度：顏面認知原理及其機能發(fā)育與學(xué)習(xí)效果的研究；聲音語言知覺機能結(jié)構(gòu)的闡明及面向英語教育的展開研究；非語言的母子間交流的非侵襲的解析研究。

那杰高飛／文《比較教育研究》，2008(5)

課程教學(xué)的腦理根據(jù)

1腦的可塑性。

在外界環(huán)境和教育的刺激下，腦的結(jié)構(gòu)和功能也會發(fā)生改變，這種改變就是腦的可塑性。腦的可塑性是由樹突、軸突、細胞體和神經(jīng)遞質(zhì)的變化以及整個神經(jīng)系統(tǒng)的變化決定的。在上個世紀六十年代，神經(jīng)解剖學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，加大并豐富外界的環(huán)境刺激，可使大腦皮層加厚，細胞體增大，樹突增多。近十年來的腦科學(xué)證明，樹突和突觸的變化與人使用腦的活動方式和次數(shù)密切相關(guān)。以前人們認為，腦的可塑性主要體現(xiàn)在兒童的腦。成年人的腦則不一定可塑，但實際則不然，裂腦人的訓(xùn)練證明了這一點。大家知道，左腦負責(zé)右半身的運動和感覺，側(cè)重語言和邏輯思維：右腦負責(zé)左半身的運動和感覺，側(cè)重于形象認知。但臨床手術(shù)后的一些腦半球切除的患者，經(jīng)過訓(xùn)練仍然有相當(dāng)程度的正常人的認知或活動能力，其根本原因在于腦的可塑性。

因此這要成為我們設(shè)計和實施課程教學(xué)的最重要的腦理根據(jù)之一。平常我們所說的“人的可教育性”、“腦的巨大潛能”、“腦的記憶容量無限”、“腦如同肌肉決定于鍛煉”等，這

些都是基于腦的可塑性本質(zhì)。

2腦的關(guān)鍵期。

關(guān)鍵期和可塑性是腦的兩個密切相關(guān)的屬性。如果說腦的可塑性是指人腦先天的結(jié)構(gòu)和功能在后天環(huán)境和教育刺激下具有一定的可變性，那么關(guān)鍵期則是指大腦某種結(jié)構(gòu)和功能的迅速發(fā)展大都屬于一定的年齡段，而處于關(guān)鍵期的大腦其結(jié)構(gòu)和功能的可塑性最大。否則，如果錯過關(guān)鍵期，腦的某種結(jié)構(gòu)和功能就根本不能形成或者很難順利形成。

其實腦發(fā)育的關(guān)鍵期不僅表現(xiàn)于人類，禽獸的腦也有這種現(xiàn)象，但使用的名詞不同。人腦的關(guān)鍵期又稱為“最佳期”、“敏感期”、“轉(zhuǎn)變期”或“臨界期”，禽獸腦的類似現(xiàn)象稱為“印刻現(xiàn)象”。在人腦發(fā)育的不同關(guān)鍵期，一方面必須保障充分的營養(yǎng)，同時要有特定類型的信息刺激，以便形成或鞏固神經(jīng)元間的聯(lián)系。腦的關(guān)鍵期理論，是我們選擇教育內(nèi)容、設(shè)計課程、制訂教學(xué)策略、發(fā)展學(xué)生個性、培養(yǎng)特定創(chuàng)新人才的再一個重要的腦理根據(jù)。

3神經(jīng)元軸突的髓鞘化。

神經(jīng)系統(tǒng)是由大量神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞構(gòu)成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。每個神經(jīng)元都有一個用以傳導(dǎo)外部刺激的電信號通路，即軸突。最長的軸突可達一米。為防止漏電，細胞本身產(chǎn)生一種脂狀的物質(zhì)——髓磷脂，其包裹在軸突的表面，保障通路的暢通，這就是軸突的髓鞘化。髓鞘化形成后，由于絕緣體的作用可使信息傳導(dǎo)速度提高100倍。

神經(jīng)軸突的髓鞘化是有規(guī)律和有順序的。由于髓磷脂釋放的多少和時間與個體發(fā)育的年齡段和環(huán)境教育的刺激有關(guān)，所以各腦區(qū)神經(jīng)軸突的髓鞘化是有先后順序的和逐步發(fā)展的。關(guān)于髓鞘化的先后順序早在100年前(1898年)就被發(fā)現(xiàn)，到上世紀六十年代腦科學(xué)家又進一步繪制出人腦傳導(dǎo)系統(tǒng)的髓鞘化“年齡坐標(biāo)體系表”。在嬰幼兒年齡階段，其脊髓、腦干、小腦諸區(qū)域的神經(jīng)元軸突已經(jīng)或開始髓鞘化，并日益成熟，但大腦前額區(qū)的神經(jīng)元軸突還遠沒有髓鞘化。而到青少年年齡段，大腦高智能腦區(qū)如顳葉、頂葉和額葉的神經(jīng)元軸突開始髓鞘化并日益成熟。髓鞘化不是整個神經(jīng)系統(tǒng)同步起始和終結(jié)的，而是有一定的年齡性和個性特點。一般來說，到20歲以后，額葉神經(jīng)元軸突的髓鞘化成熟。大家知道，皮亞杰曾把兒童心理發(fā)展分為“感知運算、前運算、具體運算和形式運算四”個階段，今天的腦科學(xué)工作者認為，皮亞杰的這一理論和髓磷脂的釋放及軸突的髓鞘化是一致的。

髓磷脂的釋放量和軸突髓鞘的腦區(qū)范圍，與人的各種心理問題如情感態(tài)度、思維、興趣愛好、性格特點等緊密相聯(lián)。心理現(xiàn)象和髓磷脂釋放的多少以及神經(jīng)元軸突髓鞘化先后順序有關(guān)，髓鞘現(xiàn)象是解釋心理現(xiàn)象的根據(jù)。課程教學(xué)脫離學(xué)生的實際，其本質(zhì)就是課程教學(xué)的內(nèi)容和方法大大超前或滯后強加于尚未出現(xiàn)髓鞘化或早已己結(jié)束髓鞘化的腦區(qū)。當(dāng)然，髓鞘化和課程教學(xué)的關(guān)系是辯證統(tǒng)一的，一方面在尚來出現(xiàn)髓鞘化的腦區(qū)提前實施課程教學(xué)肯定效果不良，但另一方面課程教學(xué)的開展又能加速髓鞘化的出現(xiàn)和早熟，關(guān)于髓鞘化的腦理，今天的腦科學(xué)工作者已用無創(chuàng)性腦成象技術(shù)所驗證。我們不但要用髓鞘化的理論解釋課程教學(xué)問題，同時還應(yīng)當(dāng)像日本的腦科學(xué)家小泉英明說的那樣：“應(yīng)該按照這一方面的研究成果徹底修改現(xiàn)在的教學(xué)計劃”。

4神經(jīng)元的修剪。

無損傷測定方法證明，在腦胚胎發(fā)生和發(fā)育過程中神經(jīng)細胞數(shù)量的變化是有客觀規(guī)律的。胎兒的腦細胞發(fā)展極快，受遺傳基因的影響，胎兒在出生前腦細胞總量超過成年人的一倍。不過這時的腦細胞體積小，樹突分枝少，軸突裸露，除運動腦區(qū)的神經(jīng)元軸突外，其余腦區(qū)軸突均未出現(xiàn)髓鞘化。所以人從出生到青春期前，受外界環(huán)境和教育的刺激，不僅髓鞘化加速，而且胞體增大，樹突繁衍，突觸大量生長。4歲～6歲兒童的突觸總量達到成人的150％。這種超量的繁衍為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)提供了選擇余地，為開展豐富多樣的課程學(xué)習(xí)創(chuàng)造了前提條件。隨著外界刺激類型的確定和刺激次數(shù)的多少，一些細胞和突觸被選用固定，而沒有被選用多余的則凋亡并被清除。這就是神經(jīng)元的修剪。斯普倫格在《腦的學(xué)習(xí)與記憶》一書中說：“在腦發(fā)育的過程中，如果神經(jīng)元沒有在適當(dāng)?shù)臅r候得到利用，它們產(chǎn)生聯(lián)結(jié)的能力就會消失。神經(jīng)科學(xué)家們把這個過程稱為‘神經(jīng)修剪。因此，我們都在不斷丟失智慧?！睘榱耸刮覀兊那嗌倌瓴粊G失智慧，我們應(yīng)當(dāng)如何編訂課程和實施教學(xué)，這是擺在我們廣大課程教學(xué)工作者面前的一個重大科研課題。

白月橋／文《新課程研究》2008(1)

當(dāng)代腦科學(xué)視野中的兒童學(xué)習(xí)關(guān)鍵期研究及其啟示

一、當(dāng)代腦科學(xué)視野中的關(guān)鍵期研究進展

腦科學(xué)對關(guān)鍵期的研究進展主要包括關(guān)鍵期內(nèi)某些功能的補償性、關(guān)鍵期與突觸發(fā)生、突觸修剪的關(guān)聯(lián)性以及人腦有發(fā)育順序和成熟的關(guān)鍵期三個方面。

(一)關(guān)鍵期內(nèi)功能發(fā)展的階段性與功能缺失的補償性

諾貝爾獎獲得者赫伯(Hubel)以及斯圖爾特(D.L.Stewart)等學(xué)者根據(jù)他們進行的小貓眼睛縫合實驗的研究結(jié)果，認為人腦某些系統(tǒng)的每一個具體的功能，如視覺系統(tǒng)的視錐體，在關(guān)鍵期內(nèi)可能有一個顯著的階段。初始的是功能快速變化時期，如視錐體很快達到成熟的加工水平。在第：個階段，如果人類或者動物不能繼續(xù)從環(huán)境中接受適當(dāng)?shù)拇碳?，系統(tǒng)仍然保持足夠的可塑性，但是剝奪能夠?qū)е鹿δ艿膯适Щ蛘邜夯?。在被剝奪的敏感期之后，敏感期似乎還有第一個階段。在這個時期，系統(tǒng)仍然保持足夠的可塑性，如果給予適當(dāng)?shù)母杏X經(jīng)驗，就可以補償這種剝奪產(chǎn)生的影響，幾乎可以恢復(fù)到正常的功能。也就是說在被剝奪的時期之后。在適當(dāng)?shù)臅r間，給予適當(dāng)?shù)挠?xùn)練和治療，貓、猴子和人類。能夠恢復(fù)到接近正常的視覺功能。不過關(guān)鍵期和其中的每一階段持續(xù)多久，將依賴于具體的功能和支持這項功能的腦區(qū)成熟時間表。

(二)關(guān)鍵期與突觸發(fā)生、突觸修剪的關(guān)聯(lián)性

神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵期內(nèi)的某些能力以及學(xué)習(xí)能力與突觸發(fā)生、突觸修剪有密切關(guān)聯(lián)，也就是學(xué)習(xí)的機制正在干神經(jīng)細胞突觸能力的改變，即突觸的可塑性。從嬰兒出生開始一直持續(xù)到兒童期，這是連接人腦神經(jīng)聯(lián)結(jié)突觸的顯著增長時期。隨著突觸的顯著增長期而采的是突觸的修剪期。出生時，人類嬰兒的人腦包含有聯(lián)結(jié)腦細胞成為回路的突觸。出生不滿一個月的嬰兒與成人比較，每單元的腦組織有較少的突觸和較低的突觸密度。然而從嬰兒早期開始，兒童人腦中有一個突觸或者神經(jīng)連接數(shù)目的顯著增長過程、嬰兒大腦開始形成的突觸要遠遠超出成人的水平。這個突觸增值的過程稱為突觸發(fā)生，這一過程要持續(xù)一段時間，在不同的物種中有所差異，直到突觸密度達到巔峰。

研究數(shù)據(jù)表明，人腦中突觸的密度是隨著不同的腦區(qū)而變化的，似乎正是由于這個緣由，人類的嬰兒才表現(xiàn)出了不同發(fā)展方面的關(guān)鍵期也不盡相同。人類突觸生長的時間周期與兒童發(fā)展和教育相關(guān)表現(xiàn)為神經(jīng)發(fā)展方面的改變與幼兒行為和認知能力的變化的聯(lián)系。

神經(jīng)系統(tǒng)特別是高度精確的系統(tǒng)，如視覺，已經(jīng)進化到依靠普遍存在的環(huán)境刺激的出現(xiàn)來調(diào)整他們的神經(jīng)回路的發(fā)展階段。這些環(huán)境刺激維持和強化了經(jīng)常加工信息的突觸，經(jīng)常使用的突觸得到經(jīng)驗的強化和保持，而不經(jīng)常使用的將被修剪。交觸的修剪發(fā)生在突觸建立過度聯(lián)結(jié)期間，關(guān)鍵期與過度的突觸聯(lián)結(jié)形成的時期相一致。對兒童學(xué)習(xí)機制的研究以及一些早期教育工作者的研究和實踐表明，兒童早期學(xué)習(xí)過程中的具體機能有不同的關(guān)鍵期，它可能與突觸的生長和修剪有關(guān)。

(三)人腦有一定的發(fā)育順序和成熟的關(guān)鍵期

腦生理學(xué)的研究證明，有條始終貫穿于早期教育的適時性原則，這是基于人腦存在生長、發(fā)育和成熟的關(guān)鍵期而定的，腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：幼兒大腦的發(fā)育遵循嚴格的程序性，其發(fā)展是循序漸進的。例如有實驗研究表明，兒童大腦皮層的發(fā)展具有頭尾原則和近遠原則。也就是說，大腦皮層中控制頭部及軀干運動的一些部分先行發(fā)展，而后與肢體控制有關(guān)的皮層部分才開始發(fā)展：其中，控制上肢的皮層部分的發(fā)展又早于控制下肢的皮層部分的發(fā)展。從小兒動作發(fā)展順序可以看出腦皮層的這種發(fā)展順序：小兒總是先移動頭部，抬頭，然后坐起，最后直立行走。又如對兒童的腦電波研究表明，大腦各區(qū)的成熟程序是由后往前分別進行的，其程序是顳葉－頂葉－額葉，這一路線是正常兒童大腦發(fā)育的規(guī)律。與之相應(yīng)，腦功能的發(fā)展也有一定的順序，如一個幼兒總是在會說話前先學(xué)會看，因為視覺神經(jīng)中心處在大腦后部，成熟較早，而言語中心則比較靠前，成熟也較晚。

所有這些研究似乎都在堅定一個信念：兒童早期是學(xué)習(xí)的適宜時期，是大腦和思想對新經(jīng)驗最開放的時期。也就是說腦的發(fā)展在早期是獨特的，經(jīng)驗必須限定在一定的時間段里才能起作用，也就是說他們將要深深地影響著往后的發(fā)展。

二、關(guān)鍵期研究對兒童教育的啟示

(一)及早診斷和治療兒童的功能障礙改善兒童后繼的學(xué)習(xí)狀況。

(二)把握好早期教育的適時性原則，提高早期教育質(zhì)量。

(三)重視兒童早期發(fā)育所處環(huán)境和所接觸的信息的質(zhì)量。

陳建華劉丹／文《外國中小學(xué)教育》，2008(1)