脑科学视野下儿童执行功能的发展及其对早期教育的启示(一)

    杨元魁

    

    博士，现就职于东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室、东南大学学习科学研究中心、东南大学生物科学与医学工程学院，负责儿童情感研究室的工作：兼任江苏省心理学会普通与实验心理学专业委员会副主任，联合国儿童基金会“青少年社会情绪学习”项目专家，南京市中小学心理健康教育指导专家。主要研究领域包括儿童心理与行为发展、心理健康教育、STEM教育和创客教育等。

    在日常生活与工作中，你是否会被孩子的行事冲动且不计后果、固执己见且不知变通、遇到困难就消极沮丧等行为折磨得心力交瘁？你是否经常不畏艰辛、苦口婆心地教诲幼儿，可他们却“左耳朵进，右耳朵出”，屡教不改？你是否因孩子注意力难以集中、多动难安，就担心孩子患上了“多动症”？其实，这些现象都与儿宣的执行功能关系密切。既然如此，儿童的“执行功能”究竟是如何发展的，又是如何影响儿童的学习与生活的昵？它对儿童早期教育有何启示？

    很多时候，父母和老师都会对孩子的一些“问题”行为感到心力交瘁，例如：做事冲动易怒，表现得咄咄逼人且丝毫不顾后果;遭遇困难容易受挫，不愿意坚持尝试，消极沮丧，甚至情绪崩溃，难以抚慰;时常因为一些微不足道的事情而乱发脾气;即使成人反复强调要做些什么、怎么做，还是会忘记该做什么：在集体活动中经常积极举手回答老师的问题，但一问三不知，抑或是答非所问，即使可以复述老师的问题，回答得也是牛头不对马嘴;固执己见，坚持以某种方式行事，即使现实情况发生变化也难以作出适当的调整，否则就恼羞成怒;离园的时候难以按照幼儿园的要求收拾和整理自己的物品;等等。每当面对孩子的这些行为时，很多父母或老师往往会表现得无所适从，更有甚者会用吼、骂、打等强硬措施来解决“问题”，使得情况进一步恶化，给亲子关系或师幼关系造成消极影响。

    事实上，这些“问题”行为都是幼儿的脑发育尚未成熟所表现出来的“执行功能”问题，对于大多数孩子而言，这都是十分正常的现象。作为父母或老师，我们必须从科学的角度理解幼儿，因为这是孩子成长过程中所必须经历的重要阶段。不仅如此，我们还应学习一些科学的积极应对幼儿“问题”行为的方法，尤其需要了解可以促进幼儿执行功能发展的有效方法，以帮助孩子更好地应对学习和生活中的各种挑战。

    一、何谓“执行功能”

    目前，关于执行功能的定义及其理论解释存在多种观点，不同学科的界定不尽相同。

    从心理学角度来说，执行功能指的是“一个人能独立地、有目的地、成功地实施自己行为的能力”。通俗地来讲，执行功能就是一个人要完成某件事情或达成某个目标所需要的全部认知能力的集合。由此可见，执行功能所指向的并非某种单一能力，而是一组复杂的认知能力和认知过程，我们通常在生活中所说的注意力、记忆力、控制力和执行力等能力都属于广义的执行功能范畴。

    从脑科学角度来说，执行功能涉及十分复杂的脑结构、功能回路和功能网络。目前，脑科学领域的专家学者普遍认为额叶（尤其是前额叶）是执行功能的核心脑区。此外，前扣带回、纹状体、海马和小脑也都是执行功能脑网络的重要组成部分。额叶又被称为“人脑的控制中心”，几乎影响了个体所有的高级认知功能。因此，人脑的执行功能又被形象地称为人脑中的“交管系统”。

    二、儿童执行功能的发展

    （一）儿童执行功能发展的影响因素

    儿童执行功能的发展水平与脑发育水平（尤其是前额叶的发育水平）密不可分，并且受到遗传、社会、家庭和学校等诸多因素的影响。

    从脑科学角度来看，执行功能并非人脑与生俱来的能力，儿童生而具备的仅仅是发展执行功能的潜力。儿童执行功能的发展依赖于神经系统的成熟，随着年龄的增长，儿童大脑皮质迅速发展，其抑制机能也逐渐发展起来，这为儿童执行功能的发展提供了生理前提。如果儿童在生命早期缺乏良好的教育和养育环境，其执行功能的发展将会遭受严重影响，甚至阻碍其今后在学习与生活等方面的健康发展。

    （二）儿童执行功能发展的重要意义

    大量科学研究表明，与执行功能发展水平较低的同龄人相比，执行功能水平较高的学前儿童在数学、语言能力发展水平测试中的得分更高，其社会性发展水平也更高。由此可知，执行功能的发展与学前儿童的语言、数学和社会等领域的发展密不可分。如若儿童在幼儿期能够发展出较高的执行功能水平，就能够更好地促进自身口头语言、听力理解等早期言语理解与表达能力，发展数数、识图、空间等数学能力，以及共情、分享、合作、交流等社会能力。不仅如此，当小班幼儿最初步入幼儿园时，他们执行功能的发展在其能否适应幼儿园以及能否与其他小朋友和睦相处等方面也起着十分重要的作用。

    由于执行功能涉及个体诸多重要的认知能力，并且对儿童早期语言、数学、社会性等能力的发展影响巨大，所以很多国家将幼儿执行功能的发展水平视为儿童能否顺利进入小学一“入学准备度（school readiness）”的重要核心内容之一。在一定程度上，执行功能对学前儿童入学准备的影响远比智商更甚。

    如果孩子在整个幼儿阶段的执行功能发展水平未能达到进入小学的基本要求而被强制“提前入学”，那么这些孩子往往会在小学低年级阶段表现出各种各样的学习或行为问题，更有甚者可能会被认为患有感觉统合失调或注意缺陷多动障碍（多動症）。

    三、执行功能的核心成分

    （一）抑制控制是执行功能的核心

    虽然执行功能涉及如此广泛的认知能力和认知过程，但目前在心理学和脑科学领域，研究者普遍认可其具有三个重要的核心成分：抑制控制（inhibitory control）、工作记忆（working memory）和认知灵活性（cognitive flexibility）。这三个核心成分构成了更加复杂的计划、推理和问题解决等高级认知功能的基础。其中，抑制控制是执行功能的核心，也是狭义上的执行功能。因此，抑制控制也被称为“执行性控制”。在本文中，笔者仅详细介绍抑制控制这一核心成分，未涉及工作记忆和认知灵活性。

    （二）何谓抑制控制

    所谓抑制控制，一般指个体控制自己的注意力、想法、行为和情绪的能力，其核心作用是使人们的行为不受内心倾向和外部诱惑的限制与影响，帮助人们更好地抵御诱惑，避免分心，将有限的认知资源更多地投入到当前需要完成的任务中。如果缺乏抑制控制能力，人们就会受到自身已有的知识、习惯、思想和经验的严重影响，表现出冲动、冒险、缺乏自我管理能力、执行力弱或拖延等一系列行为问题。

    在幼儿阶段，如果儿童抑制控制能力的发展水平较低，就难免会出现上述“做事冲动易怒，表现得咄咄逼人且丝毫不顾后果;遭遇困难容易受挫，不愿意坚持尝试，消极沮丧，甚至情绪崩溃，难以抚慰;时常因为一些微不足道的事情而乱发脾气”等行为问题。

    四、抑制控制的基础——动作控制

    笔者基于多年来对执行功能的研究，将抑制控制划分为动作控制、认知控制、情绪控制和行为控制四大类。其中，动作控制主要是指个体对自己身体的掌控，这是实现整体抑制控制的基础;认知控制亦称为干扰控制（interferencecontrol），包括注意抑制（选择性注意）和认知抑制（抑制无关知识、先验知识和后验知识）;情绪控制主要是指对自己情绪的管理和调节：行为控制主要包括避免冲动、抵御诱惑、坚持目标和延迟满足。

    由于篇幅所限，本文接下来将具体介绍儿童动作控制发展的重要意义，以及动作控制在发展过程中可能出现的问题与训练方法。至于认知控制、情绪控制和行为控制，笔者将在后期陆续为各位读者进行详细介绍。

    其实，无论是粗大动作还是精细动作，影响儿童动作控制发展的主要是左右协调、手眼协调和手脚协调这三种协调能力。其中，左右协调能力与大脑的左、右半脑之间能否高效协同工作密切相关;手眼协调能力（2岁之前主要表现为手一眼一口的协调能力.即孩子能否准确地用手或餐具把吃的东西送到嘴里）与注意力的发展水平密切相关;手脚协调能力则体现了运动皮层整体的控制与协调水平，其与听神经（前庭神经和耳蜗神经）、小脑共同影响着个体的平衡觉，且与身体的运动能力密切相关。

    如果左右协调能力出现问题，孩子可能表现为左右不分或同手同脚;如果手眼协调能力出现问题，孩子可能表现为抓握不准、抓握无力或注意力难以集中;如果手脚协调能力出现问题，孩子可能表现为经常自己把自己绊倒、大动作发展迟缓、运动能力低下、容易晕车，以及漫无目的地过度活跃。

    五、常见的儿童动作控制发展问题

    （一）“多动”还是“好动”

    在生活和工作中，许多父母和老师时常纠结于那些活泼好动的孩子是不是过度活跃了，甚至担忧孩子会不会有“多动症”。对此，笔者深以为有必要帮助各位父母和老师厘清“多动”和“好动”之间的区别：“多动”有可能是病态症状，“好动”则是很正常的状态。

    多动的孩子通常有以下行为表现：第一，没有明显的兴趣爱好（看电视和打游戏除外），经常东摸一下、西摸一下，如果教师问父母孩子平时都喜欢做些什么，父母可能思考良久也说不出有哪些;第二，做事情缺乏明確的目标，想做什么就做什么，很多时候教师或父母问孩子类似“为何要这样做”等问题，孩子也不知道为什么要做这件事情;第三，冲动性较强，做事不分场合，亦不能控制自己的行为，如在看电影或戏剧的时候会不由自主地大喊大叫，成人的说教毫无成效，或是在他人聊天的时候随意插嘴或学话，抑或是父母不给买玩具就满地撒泼打滚，等等。

    好动的孩子在做自己喜欢的事情时是可以集中注意力的（看电视和打游戏除外），只有在无聊或对当前活动不感兴趣的时候才会表现得动来动去。通常，好动的孩子做事情具有明确的目标，并能够有计划地完成任务，达到目标。当他们被要求“不要乱动”的时候，也能够听话地端坐一段时间，在严肃的场合或被要求的情况下，一般能够安分守己，做出合时宜的言行举止。

    如果孩子经常坐不住或坐立难安，教师和父母还需要充分考虑其他一些可能性，如慢性鼻炎、各种可能的原因所导致的过敏、接触性皮炎等。这些因素都需要逐一排查，尤其是慢性鼻炎。鼻炎会影响孩子的呼吸和心肺功能，进而影响孩子的有氧体适能。如果没有大量的有氧运动，慢性鼻炎会使得孩子的脑发育长期处于慢性缺氧状态，使得神经元的新陈代谢无法提供充足的神经效能，导致大脑兴奋性不足，个体无法有效控制自身注意力和肢体活动，从而引发注意缺陷障碍或过度活跃障碍，抑或两者都有。在医学上，常见的治疗多动症药物大多为神经兴奋类药物，其基本原理就是通过药物增强神经兴奋性，从而帮助个体更好地控制自己的注意力和行为。

    为此，笔者需要提醒各位父母：请不要给年幼的孩子喝奶茶。因为奶茶中含有大量咖啡因，会导致孩子的脑神经过于兴奋而难以控制自己的行为，并且会影响孩子的睡眠节律。此外，无论是在幼儿园还是在家庭中，尽量不要使用味精给孩子的饮食调味，味精的学名是“谷氨酸单钠”，最初是作为药物被发明出来的，其作用是增强神经兴奋性。通常情况下，成人即使食用大量味精也没有什么危害，但对于婴幼儿来说危害甚大，容易使孩子过于兴奋，甚至到三更半夜都不眠不休。

    更为重要的是，各位父母和老师不应轻易给孩子扣上一顶“多动症”的帽子。其实，多动症有非常明确的诊断指标，而多动或过度活跃仅仅是诊断多动症的必要而非充分条件。

    （二）“镜像错误”现象

    前文中，笔者提及很多孩子在动作方面左右不分的情况，那么另外一种常见的左右颠倒的现象就不得不说了，就是被称为“镜像错误（mirror error）”的现象，可分为“镜像阅读（mirror read-ing）”和“镜像书写（mirror writing）”两种常见现象。其中，“镜像阅读”指的是孩子在读文章的时候会把一些字词颠倒过来读，如将“故事”读成“事故”;“镜像书写”更为常见，尤其是孩子在书写一些数字和字母的时候，如数字中的2、3、5、9或字母中的b、p、d，这些都是孩子容易写成左右颠倒的字符。

    在此，笔者之所以称之为“现象”而非“问题”，是因为这原本就算不上什么问题。但在日常生活中，很多父母和老师对此状况却是心急如焚，认为孩子学习态度不端正，没有用心看或用心写，注意力不集中……事实上，这种“镜像错误”现象是人的视觉系统在发育过程中出现的正常现象，而且是个体发展的必经阶段。相关领域的研究者将这一阶段称为个体视觉系统发育的特殊时期一视觉混乱期。大多数孩子在2岁半左右会进入“视觉混乱期”，好在这种现象在孩子步入小学之前会基本消失，但也有少数孩子的“视觉混乱期”持续到10岁左右。

    由此可知，父母和老师不应因孩子的镜像阅读和镜像书写现象而去责备他，只需适当提醒一下即可，而且也不要指望孩子能够在短时间内顺利解决这个“问题”，这种现象必须随着孩子视觉系统的发育成熟才会完全消失。父母和老师给予孩子的指责和批评越多，孩子就会愈发紧张，也就更容易出现这种“镜像错误”现象。因此，父母和老师在了解了这种现象背后的生理机制之后，就不必太过在乎了，更不要责备孩子，以免事与愿违。

    同理，如果孩子经常左右不分地穿错鞋子，这也是非常正常的现象，希望各位父母和老师也不要因此而批评孩子，慢慢纠正即可。

    六、训练儿童动作控制的有效方法

    （一）动手即动脑

    在训练儿童动作控制方面，父母和老师都必须认识到：动手即动脑，动手做才能更好地发展脑。例如，单手拍球、搭积木、夹豆子、钓鱼（玩具鱼）、打地鼠（玩具鼠）等游戏能够训练孩子的手眼协调能力，双手拍球、玩雪花片、穿珠子等游戏能够同时训练孩子的手眼协调能力和左右协调能力。幼儿手脚协调能力的发展需要通过大量身体活动尤其是户外有氧运动才能实现。例如，孩子在婴儿期和学步期的爬行、爬高等身体活动，在幼儿期的攀爬、跳绳和球类等身体活动，都能够有效促进孩子手脚协调能力的发展。

    如果孩子在生命早期缺乏足够的户外活动，其手脚协调能力的发展可能会受到很大影响，进而影响孩子的有氧体适能，甚至影响孩子脑发育所必需的大量氧氣供应。如此这般，孩子也更容易发展为感觉统合失调和多动障碍（只是单纯的多动障碍，不一定是多动症）。

    必须强调的是，感觉统合失调并非疾病，它只是一系列征状（此处并非“症状”，如平衡觉、本体觉、方位觉和触觉的异常，以及注意力不集中等）的统称。导致感觉统合失调最大的诱因正是运动不足，干预感觉统合失调最好的方式就是加强运动。

    （二）运动改造大脑

    常言道：“四肢发达，头脑简单。”然而，科学研究表明，这句话并不正确。反之，“运动改造大脑”这句话具有非常深厚的心理学和脑科学基础。

    无论是哪一年龄阶段的孩子，在安全保护的前提下，教师和家长应积极鼓励他多爬高。爬高的过程可以同时训练孩子的左右协调、手脚协调和手眼协调能力。实际上，会爬树、翻墙的孩子，其脑发育也会更好。

    “走线”是各个幼儿园（尤其是蒙氏教育“儿童之家”）经常开展的一项活动，也是一种训练孩子动作控制能力的有效方法。这条线又名“蒙氏线”，起源于蒙台梭利教育体系。在幼儿园中，教师通常会让孩子走一个圆圈或者方框，但笔者建议让孩子走“S”形曲线，并且适当增加难度。例如，教师可以让孩子手上拿一个乒乓球拍，上面放一个乒乓球，然后要求孩子在走的时候保证乒乓球不掉落;或者让孩子双手各拿一个铃铛，要求孩子在走的时候保证铃铛不响动;抑或让孩子双手各拿一个杯子，杯里装满水，要求孩子在走的时候保证水不洒出：等等。试想一下，孩子在行走的同时，既要注意脚下要走的线，又要注意手上拿着的东西，这不仅同时训练了孩子的左右协调、手脚协调和手眼协调能力，还训练了孩子的注意力，使其更加专注。

    此外，还有一些动作类的口令游戏，如“大西瓜小西瓜”“耳朵鼻子”“萝卜蹲”“西蒙说”“冰冻人”或“木头人”等游戏活动，都非常有助于幼儿动作控制能力的发展。舞蹈也是训练幼儿动作控制能力的重要方法之一。