采访者 | 周滢滢 受访者 | 薛贵 发表时间 | 2024–09–23 来源 | 外滩教育
鸡娃和内卷的大环境下，为什么，有的孩子在抢跑中赢得先机，却后劲不足？那些随着课业难度加大，慢慢显示出优势的孩子，究竟是什么原因？下文中，北师大认知神经科学与学习国家重点实验室教授薛贵，启发我们从脑科学角度，看待孩子的学习和教育问题。
文丨周滢滢 编丨Jennifer
刚开学，就有不少家长担心，孩子会不会在新学期掉队，尤其是那些升入高年级、面临学业强度陡增的家庭；
还有一些父母会发现，哪怕从小开始补课，金钱和时间都没少花，为什么孩子并没有出现“黑马逆袭”，反而越来越力不从心？
究竟是哪里出了问题？那些耐鸡的娃，或者天生学霸，究竟是抽中了什么基因彩票？
外滩君专访了北师大认知神经科学与学习国家重点实验室教授、IDG-麦戈文脑研究所研究员薛贵。作为脑科学研究者，薛教授和团队一直在关注教育，并启发我们从脑科学角度，去重新看待学习问题。
薛贵教授
他发现，今天很多教育方面的困扰，其实都和孩子大脑的学习力密切相关。说白了，如果不遵循大脑的认知和活动规律，鸡娃的效果一定不尽如人意。
此外，今天激烈竞争下的教育内卷，以及游戏、短视频的入侵，都在让孩子的大脑发生一些不良变化，破坏孩子的学习力。而正确的“鸡娃”方式，可能恰恰在于对大脑的重塑和赋能。
为了阅读方便，下文采用第一人称。
1 今天孩子的大脑， 在发生哪些变化？
我是做认知神经科学研究的，也就是研究人的大脑。
经常会有人问我，AI发展到今天，是不是已经越来越接近人类？相比AI，人类大脑在认知和学习上，究竟有什么优势？
坦白说，现在很多有专业壁垒的职业，曾经被认为只有科学家能做的事情，正在被人工智能所取代，比如做化学实验、考古研究、解析生物蛋白质结构等等。
不仅如此，人工智能的学习和记忆能力也很厉害，它能在短时间内，完成庞大数据库的信息处理。
但是，人类大脑很神奇，它有一套非常独特的学习机制，这是AI无法比拟的。比如，它能通过很小的样本，基于直觉推理、判断、假设，以及抽象概括的能力，实现高度概括性的学习。这目前还是人类所独有的学习方式。未来，面对不确定的世界，人脑的认知和学习能力，依然是至关重要的核心竞争力。
现实生活中，我们说一个孩子的学习能力很强，它究竟是指哪些方面呢？如果进一步分析大脑的组织机构，我们会发现，学习力的背后，有三个非常重要的组成。
薛贵，“基于脑科学的教育目标变革”，2020《人民教育》
首先是有机知识体系。
如果在电脑上存储文件，我们会分门别类设有不同的区域，对不同文件进行归类，但人的大脑不是这样的。
人类的大脑的知识存储系统完全一样。在大脑里，所有的知识会从具体到抽象，分成不同的层次，全部打散、重新联结，最后基于相似性和联结方式，形成一套有机的知识网络。
而那些零散、破碎的知识点，如果在知识网络里没有找到自己的联结位置，它就不会在大脑里留存下来。
因此,真正的知识，一定是不断建构、生长的过程。知识网络织得越密，它在大脑里就记得越牢。
现在很多教学原理，都强调要从老师的教，转向学生的学，从输入转向输出，提倡的项目制学习、大单元学习，跨主题学习，所有这些学习方式的改革，都是为了在孩子大脑里建构一个完整、有机的知识体系。
其次，还有强大的认知能力。
认知能力，就是我们的大脑在对知识进行组织、分析、加工的过程中，所需要的一种处理能力。它相当于计算机的CPU和内存，能对硬盘里的文件内容，进行读取和处理。
从脑科学角度看，认知能力是一套复杂的体系，包括注意力、记忆力、思维力、反应力，还有一些与学科学习密切相关的能力。
想要提升一个孩子的认知能力，其实是要提升这些方面的综合能力。
最后，就是持久的学习动机。
它也是大脑的动力系统，对应着激情、热爱等内部驱动力。
大脑的动力系统，至少包含三个方面，如果我们以汽车做类比，它们就好比是发动机、刹车、方向盘。什么是发动机？它是我们每个人天生的欲望和成长需要，也是对探索外部世界的激情、热爱等内部驱动力。如果一个孩子的内驱力没有被破坏，他就会表现出持久的学习动机。
现在的孩子吃穿不愁，他们需要更高远的目标，持久提供续航动力，比如探索未知世界、攀登科学高峰、利他和创造等。
什么是刹车系统？它体现在我们延迟满足、控制情绪、遵守规则等，属于一套自我控制的系统。刹车系统越强大的人，意味着自控力越强。
今天的教育环境有一个问题，那就是用外力的控制，替代了对孩子自控力的培养。自控力是需要锻炼的，我们应该给孩子提供试错和选择的机会，去磨合自己的刹车系统。
而方向盘，就是所谓的价值观问题。价值观的塑造和引导，不是简单的说教，它和内在动机紧密相连。
综上所述，一个有机的知识体系、强大的认知能力，以及持久的学习动机，就构成了我们所说的学习力。
那么，今天的教育内卷，叠加游戏、短视频等媒介的入侵，孩子大脑会发生什么变化？
当孩子每天接收大量的碎片化信息、而且长期处于学习压力之下，他们的注意力会受到很多干扰和分心，专注的能力大大减弱。有些孩子甚至在看稍微长一点的短视频，都会缺乏耐心。
还有记忆力也在减弱。越来越多的孩子，不愿意花功夫去做一些记忆的工作。和专注力一样，记忆力也是“用进废退”；至于抵制诱惑、控制情绪的自控力，就更差了。
这带来的结果是，孩子大脑对知识的深度加工和梳理能力的减弱。在海量信息面前，很多孩子越来越没有耐心，去形成结构化的知识体系，也难以通过独立思考，形成自己的观点。
而这样一种深度思维的能力，在未来会更为重要。
以上这些，都是社会环境变化给孩子学习力带来的挑战。
更重要的是，虚拟科技还在影响着孩子们的成长动力，无论是抖音短视频，还是虚拟游戏，都让大脑的奖赏系统被劫持，使孩子失去和自然、生命、以及他人的联结。
2 学习后劲不足？根源在于大脑的认知能力
我们常常会听说，“四年级分水岭”现象，或者孩子到了初高中容易出现掉队。对此，很多人会从学习内容的变化，学得不扎实等方面找原因。其实，从脑科学角度来看，学习上所有的后劲不足，都和大脑的认知能力密切相关。
随着学习内容的密度和难度提升，认知能力的作用也在加强。孩子低年级时，出现掉队的现象，稍微辅导一下，多做点课后作业，问题就解决了。毕竟学习的知识量少，别人学10分钟，你学20分钟，就追上来了。等到学习内容难度和总量增加，当别人要学三四个小时，你再靠花双倍时间的补习来提升，就会感到力不从心。我听说初中开始，就有孩子的作业写到11点。
很多孩子感到累，因为一味通过补习来提升成绩，并没有真正解决认知能力的问题，治标不治本，而且到后面会越来越困难。
那么，大脑的认知能力，究竟是如何影响孩子学习效果的呢？
以数学举例，为什么同样一道心算题，有的孩子能迅速得出答案，有的孩子却感到脑容量有限，随时要宕机？其实，学习内容难，意味着它对抽象思维能力要求高，需要大脑有更强的“工作记忆容量”来处理问题。它就相当于计算机的内存。内存越大，运行能力越强。
对应到孩子的大脑，无论是阅读理解一句英语长难句，还是解决一个逻辑复杂的数学题，都需要用到“工作记忆”。现在很多小学和初中孩子，连题目都读不懂，稍微复杂的一句话就觉得绕，那就是因为他们的“工作记忆容量”跟不上。在脑科学里面，我们经常将“工作记忆”，粗略理解为一个人的智商，因为它对一个人学习成绩的预测是最准的。
那么，一个孩子聪明程度，是先天的吗？
好消息是，我们大脑的“工作记忆”和认知能力，只有50%是先天遗传，还有50%完全可以靠后天的训练和提升。
脑科学的一个重要研究，就是把大脑的不同区域功能刻画出来，设置一些针对性任务来训练，就像去健身房用专门的器械和活动，进行精准的肌肉群训练。同样，我们也可以通过特定任务，训练孩子的大脑网络，提升认知能力。这样一种针对性训练，如果能在小学或者幼儿园阶段开始，会有事半功倍的效果，因为这一时期的大脑可塑性更强。
遗憾的是，很多父母却浪费了这个宝贵的“大脑训练期”，一味地让孩子多学知识，在起跑线上领先，错过了对孩子认知能力的提升。后面的学习，自然后劲不足。
关于如何对儿童的大脑进行认知训练，网络上其实有很多这方面的资源分享。如果学校环境里没有相应的训练，家庭环境里也可以进行。要注意的是，看上去同样是学习，比如识字、数学启蒙，差别就在于，我们是以锻炼大脑为目标，还是仅仅以知识积累为目标？这也是为什么，在一些发达国家的教育中，孩子在低龄段的学习内容非常简单，但却更注重对孩子综合能力的培养，包括兴趣、学习动机、思维力的激发。
当然，想要提升孩子的学习效果，我们的教育环境，也要尊重孩子大脑的认知规律。比如，很多孩子在课堂上经常会走神，注意力缺失。我们要做的不是惩罚，而是在课程内容和节奏上进行调整。相反，惩罚和指责，所带来的情绪和压力，只会让孩子的注意力控制能力减弱。孩子的注意力都是有限的。我们有一个简单的公式，平均来看，一个孩子能持续专注的时间长度，是年龄的两倍。
所以，小学一年级孩子能集中注意力的时间，大概也就十几分钟。建议老师在课堂设置上，可以将一节课内容拆分成几个十几分钟，中间有一些中场休息和调节手段。
在正式上课前，如果有一些3-5分钟的趣味互动，让孩子动手动脑，或是播放一些音乐，也可以改善孩子大脑的兴奋程度，提升专注力。而在家庭场景中，同样如此。指望一个孩子长时间专注于写作业和学习，超出他们所能集中的专注力时长，是不现实的。一张干净整洁的书桌，安静、不被打扰的学习空间，都能避免破坏孩子有限的专注力。在某种程度上，家长陪写作业这个举动，反而容易让孩子分心。
3 从脑科学角度，看创新拔尖人才的培养
除了对大脑的微观研究，我们也会从教育大环境角度，研究大脑和环境之间的关系。我们实验室团队最近在全国多个地区，包括城市和农村的学校，对近100万学生进行了调研。在数据分析对比上，我们发现了一些令人深思的现象。
数据发现，来自北京这样大城市的孩子，尤其是一些优质学校的学生，他们接受新知识的能力、思维能力、反应力、专注力等方面都比较强，比如他们更擅长思考、更擅长总结规律；而来自不发达地区，或者农村地区的孩子，仅在记忆力上更甚一筹。
此外，我们还发现，在发达地区和大城市，学生考试卷上的分数结果，和他们的思维能力，呈现出高度相关性；而不发达地区，考试分数的高低，则和孩子的记忆力密切相关。也就是说，如果考试内容和选拔方式，越强调死记硬背，那么，这个环境下的孩子，会更愿意花时间和精力去记忆；反之，如果考试内容更灵活，他们的思维加工能力越强。
某种程度上，孩子所处的教育环境和测评体系，在对他们的大脑进行着“反向塑造”。当然，除了考试测评之外，还有来自成长环境更为复杂、综合的影响。
未来的世界，记忆力的重要性可能会慢慢下降，尤其是AI的发展，让通过记忆得来的知识唾手可得。思维能力和创造力，越来越成为核心竞争力。这也是今天的教育在提倡的方向，比如，大力提倡培养创新拔尖人才。
问题来了，究竟什么样的人才，算是创新拔尖人才？如何评价和筛选？
过去，我们的选拔标准十分单一，就看考试成绩。可是，一张考卷并不足以反映一个孩子的综合能力和潜能。
所谓创新拔尖人才，不应该是在学校里分数最高的人，而是未来进入社会的某个专业领域，能够做出突出贡献的人才。因此，他必须是一个具有强大学习力的人，包括具备有机的知识体系、强大的认知能力、持久的学习动机，缺一不可。
因此，我所在的实验团队，也在研究一些新的评估手段。比如，基于任务式的游戏化测评，通过线上游戏的方式，测试一个孩子的知识体系、认知能力、学习动机等。它还可以通过特定的情境模拟，测评学生的压力应对、韧性和耐力、成长型思维、创造力等，实现更全面的评估。
测评方式，反过来也会改革教学。目前，我们已经在部分学校进行试点，包括和一些学校合作进行丘成桐少年班的选拔。我们鼓励每个学校可以探索适合自己的测评方式。
此外，即使是创新拔尖人才，也应该是多元化的。从脑科学角度来看，不同孩子的大脑认知能力，也存在个性化和差异化。
比如，有数学天赋的学生，他们的大脑有一些特定的特征，表现为大脑特定脑区的激活，这使得他们在信息处理、加工速度、工作记忆方面会更强。而数学学习困难的孩子，如果是大脑某些区域存在发育缺陷，比如右侧顶叶区域存在损伤，也可以通过特定的训练进行干预。
再比如，擅长艺术创作的孩子，自控力这方面不一定很强；竞技运动能力强的孩子，反应力往往会更为出色……
我们必须要承认不同孩子的优势和特长。如果教育目标和选拔标准太单一，就是在选拔同一种大脑结构，天性释放和个性发展也就无从谈起。
4“课间十分钟”远远不够，运动真能让孩子变聪明
最后，我还想聊聊，体育锻炼，对大脑认知能力的提升。
虽然体育运动对学习效果的正反馈，正在成为共识，但可悲的是，很多孩子的在校运动时间，依然得不到保证，甚至课间10分钟也成了摆设。
但其实，即使课间10分钟被利用起来，也是远远不够的，孩子们需要更长的运动时间。研究表明，每个人平均每天至少要达到30分钟以上的有氧运动强度，才能真正达到锻炼效果。怎样就算是有氧运动了呢？正常情况下，需要达到一个人最大心率的80%。用这个标准来看，很多孩子每天的运动时长、运动强度，都不达标。
而从脑科学角度来看，每天坚持半小时有氧运动，不仅能调节孩子的生长激素分泌，还能促进多巴胺的分泌，让心情更愉悦，让人不容易抑郁。除此以外，它还能促进大脑神经营养因子（BDNF）的分泌，有助海马功能提升，增强孩子的记忆力。也就是说，达到标准的运动，能让一个孩子学习状态更好，也更聪明。
我们在很多学校的实践调研，已经证明了这一结果。那些一个学期里，能坚持让孩子每天进行40分钟有氧运动的学校，孩子们学业成绩、学习效率、以及精神面貌，都有非常积极的变化。所以我一直在向学校建议，可以改造现有的体育课或者课间活动，多增加一些有氧运动，很多学校的体育课内容，包括课间操，其实都没有达到真正有效的锻炼。
如果运动条件和时间有限，还有一些非传统方式，也能塑造孩子的大脑。比如正念冥想。它能通过调节呼吸节奏，降低孩子的紧张和焦虑程度，摒弃外界纷杂的信息，让孩子感受和识别自己的情绪波动，进入自我觉察的状态。某种程度上，它也是一种认知训练，我们会发现，长期做正念冥想的人，大脑内侧的前额叶，也会发生结构和功能的变化。
不过，正念冥想对于低龄孩子来说有点困难。我们现在也会给一些学校提供相应的仪器设备，辅助孩子像升级打怪一样，来逐步学习这样一种放松方式。
最近，我们团队也在设计一套能够走进学校的脑科学课程，帮助教育工作者去掌握孩子大脑发育的基本规律，从学习力的角度去做评估、诊断和干预。比如，某个孩子学习困难、成绩不佳，究竟是哪个方面出了问题？如何评估孩子的注意力，以及有效提升课堂的吸引力？
我们设计的脑科学课程里，还有心理健康干预、以及生涯规划的内容。为什么会有心理健康？比起孩子学得好不好，能否让他们感到幸福，其实是一件更重要的事情。况且，所谓心理健康，在本质上也是大脑健康。出现了心理问题，其实是大脑神经递质的传递或者大脑某些区域功能不足的体现。
如果能提升大脑功能，比如通过体育锻炼、认知训练、正念冥想等方式，帮助孩子更好地应对压力、识别和调节情绪，增强某些神经递质的释放，都可以缓解心理压力，减少一些悲剧。
今天我们应该多一个看待心理健康的视角，那就是脑科学。从这个角度，来进行心理健康的干预，和心理咨询辅导形成配合。
生涯规划这一课，在学校环境里更是欠缺。基于脑科学的生涯规划，目的在于，引导孩子了解自己的认知特点、认知方式、大脑的兴奋程度，以一种更科学的方式，去探索自己擅长的领域。
归根结底，就是认识自我，追求自我，实现自我！
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