【脑科学与教育】第5回 通向就学准备之路:执行功能对学习能力、社会情绪能力等就学准备产生影响

榊原洋一(日本御茶水女子大学名誉教授,CRN儿童研究所所长)

2017.09.19

  CRN儿童研究所榊原洋一所长在第五回的"脑科学与教育"专栏上撰文《通向就学准备之路:执行功能对学习能力、社会情绪能力等就学准备产生影响》。文中介绍了美国心理学家沃尔特·米歇尔(Walter Mischel)博士的"延迟满足实验"的研究,并通过该研究结果,讲述了培养儿童的社会情绪能力的重要性。

  这次将介绍刊登在Mind, Brain, and Education杂志第11卷第1期中的论文《Pathways to School Readiness: Executive Functioning Predicts Academic and Social-Emotional Aspects of School Readiness》(Mann TD, et al. 11(1):21-31, 2016)。

  米歇尔(Mischel)的棉花糖实验非常著名,引起了教育工作者对社会情绪能力的关注。特别是幼儿阶段对于就学准备(school readiness)和社会情绪能力的关联受到了很大关注。

  所谓"就学准备",过去主要是指学习一些基础知识,如认字、写字、对数字概念的理解等,也就是说是指学习方面的准备工作(academic readiness)。但本文开头提到的米歇尔的棉花糖实验即"延迟满足实验"的追踪研究证明,克制、忍耐的能力与孩子日后的学业成绩有关联。

  作为支持学习准备工作的大脑基础功能,最广为人知的就是工作记忆和注意力(attention)等执行功能。克制欲望以获得更丰厚报酬的忍耐力和毅力虽然同为大脑的执行功能,但很多学者提出将大脑执行功能分为认知性"冷(cool)"执行功能和情绪性"热(hot)"执行功能。"冷"执行功能包括工作记忆(working memory)、可持续注意力(sustained attention)、注意力转移(attention shift)和控制力(inhibitory control)等,而"热"执行功能则包括前面提到的忍耐力和毅力。为学业做准备时更需要"冷"执行功能,社会情绪能力则更多地取决于"热"执行功能。将大脑执行功能分为"冷"、"热"两种的方法有其脑科学方面的依据,因为研究证明,大脑外侧和腹侧前额叶及带状结构前部皮质中有控制"冷"执行功能的部位,腹内侧及前额眼窝前额叶和带状结构后部皮质中则有控制"热"执行功能的部位。

  Mischel的研究证明除了学习方面的准备工作社会情绪能力也会对就学准备产生一定的影响。至于"冷"执行功能和"热"执行功能如何对就学准备产生影响,已有很多研究报告提到过这个问题,但绝大多数都倾向于"冷"执行功能通过学习方面的准备工作对就学准备产生影响这样的观点。

  而笔者介绍的这篇论文按照精心设计的实验计划前瞻性地论证了儿童大脑的"冷"执行功能和"热"执行功能与学习准备和社会情绪能力的培养之间的关联。

  实验对象是居住在美国中西部的93名3至6岁儿童(平均年龄4岁)。论文作者和其研究团队的成员设定了以儿童年龄和执行功能为独立变量、以学习准备和社会情绪能力培养为结果变量的模式(图1),选择"冷"执行功能中的工作记忆、控制力、延续注意力的能力及"热"执行功能中的延迟满足能力进行观察和研究。这些执行功能已存在得到广泛认可的评估尺度,如用按相同顺序读出数字的测试(forward digit span)检验工作记忆能力、用斯特鲁普任务实验(Day/Night Stroop test)检验控制能力、用删除图片的测试(Picture deletion test)检验保持注意力集中的能力。测试延迟满足能力时则会使用米歇尔的棉花糖实验。测定结果变量时通常使用用来检测文字、词汇认知能力的WJ-Ⅲ的维度来判断学习准备的水平。同时使用Mulstay-Muratore设计的实验评估社会情绪能力的培养状况,具体做法是让孩子们看代表各种不同状况的图,让其说出自己的感受,并询问他们会如何应对那些状况("如果是你的话会怎么做?")。至于语言理解能力,通常会使用皮博迪图片词汇测验来进行测试。

图1

  首先,作者们设定了图1中的路径图所显示的假设模式。由于能力随年龄增长而增强,因而该模式首先按年龄考察孩子的四种执行功能(工作记忆、控制力、保持注意力集中、延迟满足能力),继而分析了四种执行功能分别与学习准备、社会情绪能力培养间的关系。研究团队针对接受调查的孩子们实施了前面介绍的各种心理测试,将测试中取得的数据填入路径图,发现实际路径和假设模式出现了极大的差异。具体结果可参照图2,图中箭头上标出的数字为标准系数,R2为决定系数。"→"表示以箭头连接的两个项目间存在显著相关,R2(决定系数)的数值代表该项目评分取决于相关项目的显著关联程度。比如说,在这个模式中,右端学习准备项目的决定系数51%就是由工作记忆、社会情绪能力培养和控制力这三个相关项目决定的。

图2 (点击放大图)

  接下来主要介绍一下考察分析的结果。

  首先,工作记忆是位居记忆、计算等认知功能中心地位的重要能力,也是"冷"执行功能的代表,并且正如我们推测的那样,与学习准备有着显著的关联。从图2中可以看到,这个工作记忆跟"热"执行功能-延迟满足能力也有显著的关联。这可能是因为工作记忆能力包括认知时间流逝过程的功能,要在一定时间内克制自己的欲望、不吃棉花糖就需要清醒地判断"还需要忍多久"。同样,控制力作为"冷"执行功能与学习准备有显著关联的事实也在预料之中。

  本项研究中最令人感兴趣的结果是学习准备与社会情绪能力培养间的显著关联。图2就明确显示了延迟满足能力经由社会情绪能力培养对学习准备产生影响的路径。

  然而,看似与学习准备有密切关联的保持注意力集中的能力以及用来检测这种能力的测试的得分反而未被证实与学习准备有显著关联。

  本项研究只就各种执行功能中的四种与学习准备的关联进行了调查和分析,正如图2"学习准备"方框下箭头所显示的那样,其他重要相关因素尚未得到验证。即便如此,由于明确了作为"热"执行功能的延迟满足能力以及控制力、社会情绪能力培养对学习准备产生极大影响(R2=.51)这一事实,从实际证明了从教育第一线(包括课程、教授方法等)到家庭、地区等不同成长环境通过"热"执行功能对学习准备产生影响。从此方面产生的意义来看,这项研究给整个教育领域带来了重要启示。

  综上所述,这篇论文在意识到社会情绪能力重要性的基础上精心制定实验计划、按计划实施调查并取得重要成果。无疑是一篇宝贵的论文。

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作者简介

榊原洋一(日本御茶水女子大学名誉教授,CRN儿童研究所所长)
榊原洋一

医学博士、御茶水女子大学名誉教授。CRN儿童研究所所长。

日本儿童学会理事长。研究领域为儿童神经学、发展神经学,其中特别致力於注意缺陷多动障碍(ADHD)、阿斯珀格氏综合症(Asperger Syndrome)等发育障碍的临床及脑科学。兴趣為登山、音乐鉴赏,是两个儿子和一个女儿的父亲。

主要专著:《穿尿布的猴子》(讲谈社)、《不能集中精神的孩子们》(小学馆)、《多动症儿童》(讲谈社+α新书)、《阿斯珀格氏综合症(Asperger Syndrome)与学习障碍》(讲谈社+α新书)、《ADHD的医学》(学研)、《育儿起步百科》(小学馆)、《榊原博士的ADHD医学》(学研)、《儿童的脑发育 临界期・敏感期》(讲谈社+α新书)等等。

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