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婴幼儿大脑潜能开发的科学原理与方法华南师范大学教育科学院教授、博导袁爱玲博士自我介绍•袁爱玲博士研究生导师组组长，全国托幼教育机构专业委员会委员；华南师大教科院教授；中国蒙台梭利协会特聘教授。•1982年以来，出版专著、译著、教材等36部；发表论文280多篇。•1996年以来先后赴泰国、美国、法国、英国、香港出席幼儿教育国际会议，并在大会发言。•多次主持省部级重点研究课题。问题•一个成人的脑大约有140亿个神经细胞，大约相等于银河系的星星。同样的细胞数量为什么有人聪明的能获诺贝尔奖，有人笨的考不上高中呢？脑科学家的不断追问•脑重与聪明•脑皮层沟回深浅与聪明•脑细胞结构与聪明成人平均脑重1400克•从当代脑科学研究的角度看，是脑细胞结构差异造成的——树突的多少及其连接方式不同。脑细胞结构突触有何功能？•大脑的基本单位是神经元。功能相关的神经元的交接点是突触。突触是信息传递的关键部位，依靠这些突触，神经元相互连接，构成神经网络，进行功能转换。如何才能多长树突？•营养(这种意义上讲智力是吃出来的）•刺激（丰富、全面、优质的文化刺激）•时间大脑发育快速期：0岁快于1~3岁1~3岁快于3~6岁脑细胞发育为什么需要刺激？•当婴儿出生时所拥有的神经细胞数几乎与65岁以上的成年人相同。但婴儿大脑的重量只有成年人的四份之一。他们的脑生长了什么？是有什么改变？•神经元的生长与改变。神经元的生长是脑细胞之间形成复杂网络的过程,也可解释为脑细胞出现一些差异性的过程,大部份的改变是细胞间的联接，这种联接使一个独立细胞以特殊的途径与其它细胞联系。这种复杂的神经联系依靠活动和经验。•婴儿出生后，当刺激从所有感觉器官中如洪水般涌来时，细胞在继续试图与其它细胞联接。例如,眼部神经细胞在联络视觉神经的同时，要将刺激传送到后脑的视觉中心。这些信息须经听觉中枢和触觉中枢才能到达目的地，就好象连接特定城市中特定家庭的电话线一样。•这种细胞生长和联接的模式不是随意的。对动物的研究显示一些结构由基因决定，犹如连接城市间的基本电话的主干线。眼睛内的视网膜细胞将联系送出至后脑的视觉中枢，而不是大脑一侧的语言中枢。其他联接要依赖活动。基本的主干线已经铺好，但房屋之间的专线连接还需要更多的活动。当一个细胞向另一个细胞发出信号时，永久的连接线路就铺下了，制造这些永久性的联接是脑细胞生存的原因。•新的研究显示儿童的大脑比成人忙。3个月大的婴儿由于大脑听觉区、视觉区和触觉区的活动量增加而需要燃烧更大量的葡萄糖。大约2岁时,大脑的能量估计完全达到了成年人的水平。事实是3岁儿童的大脑，其活跃程度是成年人的两倍。这种强劲的、2倍于成人的活动力会一直保持到9至10岁。然后会一直减弱,大概18岁时便会退到成年人的水平。•这种强劲的活动力背后是什么?大脑繁忙地建设它的网络。中枢皮层中的每一个细胞都约有2,500个突触。到2～3岁期间,突触发展到最高峰,此时每个细胞已达到15,000个突触，比成人多很多。学前儿童的大脑的确比我们更活跃,更有联结力和更有弹性。从神经学的角度看,这的确是奇特的天赋。•大脑不能无止境地产生许多联接。如果产生出比正常需要多的联接，就要在以后修剪掉它们。实际表明，清除旧的联接与增加新的联接同样重要。当一些软弱的突触被修剪掉后,那些带有很多信息的突触会更加强壮地继续生存。这种情况就像修剪一棵果树一样。阻止一些枝枝的生长会令其它枝枝更强壮，同时也会改变整株植物的造型。由于除去没有用的联接，使高用量的联接更强劲。由经验来决定哪些联接需要增强，那些联接需要剪掉；联接因为使用频繁而被保留。10岁至青春期之间，大脑无情地将最微弱的联接除掉，只保留那些被经验证明是有用的联接。大脑发育与智力发展规律的契合•1．5岁以前是智力发展最迅速的时期，每个人的智力尽管多种多样，但是它的发展趋势都是到4岁就约有50％的智力；4—8岁期间获得30％的智力；最后的20％是8—17岁获得的。•2．一个人智力发展的量度与最初潜在的量度无关，但是与一个人在智力迅速发展时期所处的环境条件关系重大，幼儿期被剥夺了智力刺激的人，将永远达不到原来应该达到的水平。•3．环境对智力发展的影响是：在智力发展极为迅速的时期为最大，而在变化极为缓慢的时期则甚小。(《人性的稳定和变化》布鲁姆著)返回大脑发育有关键期•最近这30多年来，数以百计的脑科学专家对“关键期”作了大量研究并已取得相当的进展。其科学结论是，脑的不同功能的发展有不同的关键期，某些能力在大脑发展的某一敏感时期最容易获得，此时相应的神经系统可塑性大，发展速度快。•突触的增多与学习过程有关，它在很大程度上标志着脑的发育状况，反映了人的智力发展水平和相关的能力。•由于适宜的外部环境的丰富刺激和良好的营养条件，突触数量迅速增加，童年达到高峰，成年后又下降。研究表明，突触的生长遵循“用进废退”的原理，如果信息刺激不足，突触数量就会逐渐减少，导致神经元的程序死亡。幼儿期间的脑量增长规律•出生时的脑量：350克•1岁时的脑重：950克（第一年一生中脑量增长最快的）•2岁时的脑重：1050~1150克（约占成人脑重的70%）•6~7岁时的脑重：1260克左右（约占成人脑重的90%）结构的变化规律：突触生长量呈倒U型•20世纪80年代，神经科学家彼得·哈坦洛彻首次计算了突触的数目，突触就像是脑细胞互连的电话线，这些连接微小但数目众多，从而对统计科学提出了挑战。•通过对胚胎和从几个月大到90多岁年龄段的人的大脑进行分析，他取得了大头针头一般大小的各种样本，每个样本包含了约70,000个脑细胞。•在28周的胚胎样本中，他发现脑细胞间存在12400万个连接，在同样大小的新生儿样本中有25300万个突触，到8个月大小的样本中，突触数目爆炸性地到了572百万个。突触以最快每秒约30亿个这样惊人的速度增长，最后在大脑中形成了1000兆个连接，从此以后，连接数目开始呈梯度下降，到了十岁左右，一半的连接死亡，剩余的大约500兆个连接以后几乎保持不变。大腦的成長规律是：•幼儿期大脑发育十分快速•连系脑细胞的突触呈等比级数的增加•幼儿期大脑会自行发生显著的调整与重组•大脑内部架构会快速形成•大脑的脑细胞和内部组织的成长在幼儿时期最为活跃与快速才能发展为什么存在递减法则？•8岁“巨大潜能观”1，大脑的超剩余说2，有关大脑潜能的数据3，从电脑功能看人脑潜能4，从大脑受损者看大脑潜能5，大脑潜能可开发性的实证研究1，大脑的超剩余说•植物潜能的例证：日本筑波的西红柿奇迹和奇特的水稻•动物大脑的剩余性：它们可以学会许多非维持生命所必需的动作与技能。（马戏团里的动物、会听四种语言的猪、救主人的狗、百里之外找到主人家的猫）•人脑大脑潜能的超剩余性：世界上潜力最大，开发却最少的宝藏是人脑。日本筑波的奇特西红柿•1985年，在筑波举行的一次科学博览会上，展出了一株巨大的西红柿植株，上面结出的果实竟然多达12000个，成为博览会的关注焦点。这株西红柿并不是用近年兴起的高科技转基因技术培育而成，而是用普通的西红柿品种，采取无土栽培法培育出来的。所谓无土栽培法，是指不使用土壤，而让作物在与空气充分混合的培养液中成长的一种液体栽培法。•无土栽培法的发明者野泽重雄认为：“所有的生命都有非凡的生命力，而这种生命力远远超乎我们的想象。”当植物身处不同寻常的环境时，其生命也以一种不同寻常的、难以想象的姿态和特征出现在我们的面前。“•无土栽培法就是抓住了生命发育过程中关键的一刻。如果一个生命在其发育过程中能够得到令它无限发展的生命信息，那么他以后就会沿着这信息所导致的方向不断发展。宫川和他的水稻•一般来说，稻穗一穗的结粒也就在100粒到120粒左右，可是宫川采用他自己独特的方法，从幼苗时就倾尽心血。所种植出来的水稻，据说每穗能达到400粒以上。•富山县的水稻种植家宫川庄太郎在谈到他种植水稻的心得时也说过，当水稻开始从苗床上刚刚探出芽头的时候，只要每天都用心地对水稻苗说“你们要好好长大啊”，到收获时，水稻就会抽出非常饱满的稻穗来。•对于生命来说，发刃之初是极为重要的。我们应该认识到，所有的生命，在它生长伊始都蕴含着无限的机能。•虽说每一个孩子都蕴藏着神秘的天赋潜能，但是，如果缺乏适宜的教育环节和配套环境，那么孩子的天才终将面临被埋没的可悲结局。（返回）2，有关大脑潜能的数据（1）•正如苏联著名学者叶夫里莫夫所说：“人类学、心理学、生理学、逻辑学的最新发现证明，人具有巨大的潜力，一旦科学发展到能够更深入地了解脑的构造和功能，人类将会为储存在脑内的巨大潜力而震惊。人类平常只发挥了大脑功能的极少部分。如果人类能够发挥大脑的一半功能，将会轻而易举地学会几十种语言背诵整本的百科全书，拿十二个博士学位。”•(《人的潜能》H·A·奥图著)2，有关大脑潜能的数据（2）•即使刚出生的婴儿也有3兆个细胞。（1公斤相当于1兆个细胞）。•人体的一个细胞的细胞核中所包含的基因的基本信息量是用30亿个化学文字写出来的。如果以书本来计算的话，每本1000页的书就有1000本。而我们人类就是依靠写在DNA中的庞大的信息存活着。基因的信息量如此庞大，而60兆个细胞，每一个都记录着相同的信息，这意味着，无论取下人体内的任何部位的一个细胞都有可能制造出一个克隆人。•人只显现了基因信息量的极少部分。基因的作用会因受到周围环境的影响或外来的刺激而发生变化。人的精神作用也会对基因产生影响。（返回）3，从电脑功能看人脑潜能•一部电脑要组装完全才可以使用，电脑是根据一些特别的图表用电路和有数的芯片集合而成，当把所有电脑的电路网络联接起来，我们就可以首次激活和开始使用。电脑的硬件是不会自动变化的。但人脑的运作却不同，一是它具有天文数字的芯片（神经细胞）；二是大脑一旦启用便会不停地自我联接。更重要的是它会深深地依赖经验去埋下线路图。早期的经验不断地改变着大脑。婴儿所看见、听见、嗅到、触到和尝到的每一种东西都会影响大脑争取联络的方法。3，从电脑功能看人脑潜能•假如我们的电脑运作如人脑一样，它会因为你不停的使用和传入更多的字或图而变得越来越好。当你使用了几年之后，你可能只输入“摇篮里的科学家”标题，电脑会自动完成一本著作。如果几年后我们再开动它时，那些芯片和电路将会组成一个与我们当初买的时完全不同的程序。•因为我们不停地建构我们的大脑，同时因为我们每个人有独特的经验或经历，所以每个人的大脑都是独特的。据估计成人的脑有1百万的四次幂，即1,000兆的连接点。你的大脑特有的连接模式如同一个电路图，使你成为一个独特的个体。•电脑的创造能力不如3岁婴儿。（返回）4，从大脑受损者看大脑潜能•大脑功能有代偿性。•弱智儿童的训练，智商提高的成绩显著。（蒙氏范例）•格伦多曼研究所里的奇迹：•1．使失去走路能力的儿童能重新走路。•2．使失去说话能力的儿童能重新说话。•3．使智力迟钝的孩子能成为聪明的儿童。•4．使失明的儿童能重新获得光明。•5．使耳聋的儿童能重新获得声音。•6．使无感觉的儿童能感觉事物。•7．使懒惰的儿童能勤快。儿童的大脑潜能是否可以开发？1，美国格伦多曼的实验结论2，日本伏见猛弥的实验结论3，我的实验结果4，神童奥秘的研究1，美国格伦多曼的实验成果与结论（1）•经过实验，他们把许多普通的两岁婴儿训练成为具有以下成绩的神童：1．认识4000种事物；2．能用两种或两种以上的语言读出4000多个单词；3．能用两种或两种以上的语言理解句子和讲话；4．能读书；·5．会计算；6．认识许多世界名画；7．熟悉许多世界名曲；8．认识世界地图；1，美国格伦多曼的实验成果与结论（2）9．会写字；10．掌握了许多技能，如游泳、体操等；11．形成了强烈的求知欲，视学习为生活中最快乐的游戏；12．表现出了活泼开朗的性格特征和健康稳定的情绪。这些孩子6岁时取得的成绩更加惊人：•掌握的百科知识个个超过了父母•读的日文书比日本6岁的孩子读的还多。•一部分孩子已经出版了自己的专著1，美国格伦多曼的实验成果与结论（3）•每个婴幼儿，只要他出生时是健康的，都拥有巨大的发展潜力，如果得到早期的科学的教育，每个孩子都可以