【腦科學(xué)與教育】是由《教育家》雜志2018年全新推出的一檔學(xué)術(shù)欄目。該欄目已邀請清華大學(xué)、北京大學(xué)、北師大、東南大學(xué)等國內(nèi)外高校的多位教育學(xué)家、心理學(xué)家、科學(xué)家加入。作為特約合作方，芥末堆深度參與其中，并會通過【芥末翻】欄目翻譯介紹國際上以腦科學(xué)為基礎(chǔ)的教育理念，教育技術(shù)，與《教育家》雜志一道，共同致力于推動腦科學(xué)最前沿的研究成果落地普及，讓更好的教育來得更快！

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很多人認(rèn)為運(yùn)動和大腦沒什么關(guān)系，尤其一部分家長和老師主張將課余時間更多的用于書本學(xué)習(xí)，而這恰恰造成了學(xué)生在掌握書本知識與解決現(xiàn)實(shí)問題之間出現(xiàn)能力鴻溝，缺乏動手能力、創(chuàng)造能力，甚至出現(xiàn)身體素質(zhì)差等情形。凡此種種，好似已經(jīng)成為了中國孩子身上的標(biāo)簽。

面對這種趨勢，研究者們通過大量的實(shí)證研究對此發(fā)出了警告，認(rèn)為久坐不動會大大增加患慢性疾病的風(fēng)險，如心血管疾病、二型糖尿病等。除此之外，研究者們還發(fā)現(xiàn)戶外運(yùn)動不僅不會由于占用時間而降低學(xué)業(yè)成績，反而能夠通過提高認(rèn)知功能而促進(jìn)學(xué)業(yè)成績（認(rèn)知功能對于引導(dǎo)孩子學(xué)會做計劃、并按照計劃掌控自己的行為有重要作用，同時還負(fù)責(zé)控制情緒等）。

美國著名的心理學(xué)家Hillman教授調(diào)查了259名三年級和五年級的小學(xué)生，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有氧體適能越高的孩子，其數(shù)學(xué)成績和閱讀成績越好。有氧體適能可以通過有氧運(yùn)動而提高，如慢跑、騎自行車等。Hillman教授認(rèn)為該研究結(jié)果對教育政策有一定的啟示。那么家長可能會立刻追問，多少運(yùn)動量才合適？之后Hillman教授對此做了進(jìn)一步研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一次20分鐘左右，達(dá)到最大心率60%的跑步運(yùn)動，就能夠有效地提高學(xué)業(yè)成績，并且孩子的注意能力也得到了顯著提高。

 1.運(yùn)動可以增強(qiáng)大腦功能

談及注意能力，很多家長和孩子都或多或少受到了多動癥的困擾；即使沒有達(dá)到多動癥的程度，也有家長抱怨孩子學(xué)習(xí)時注意力不集中，而強(qiáng)迫孩子集中注意力也收效甚微。為此，部分研究者們致力于改善多動癥兒童注意能力差的癥狀。運(yùn)動心理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)多動癥兒童經(jīng)過20分鐘中等強(qiáng)度（75%最大心率）的跑步運(yùn)動后，就能夠顯著緩解多動癥的主要癥狀，即抑制能力低下導(dǎo)致的注意力不集中。而這種效益的持續(xù)時間還存在爭議，如有研究認(rèn)為這種效益可以持續(xù)30分鐘，也有研究者認(rèn)為是60分鐘。因此，為了使其達(dá)到不可逆的改善效果，建議讓孩子堅持長期規(guī)律的運(yùn)動。

而長期運(yùn)動為何能夠達(dá)到上述效果呢？這就要回到文章開頭提到的“運(yùn)動如何對大腦產(chǎn)生影響”。運(yùn)動不僅能夠提供健康的體魄，更重要的是還能增強(qiáng)大腦功能并完善其結(jié)構(gòu)，而后者恰恰被很多家長和老師所忽視。其實(shí)，除了上述提到的較為規(guī)范的有氧運(yùn)動外，只要保證孩子有機(jī)會接觸戶外環(huán)境，即使是一些孩子間的追逐打鬧或者游戲，都可以觀察到孩子在大腦功能上的提升。而所謂的“使孩子變得更聰明”，也正是如此。

對此，美國伊利諾伊大學(xué)心理系Chaddock-Heyman教授對8~9歲的兒童進(jìn)行了運(yùn)動干預(yù)：在每次放學(xué)后2小時內(nèi)完成，強(qiáng)度為中等到大強(qiáng)度，周末會鼓勵孩子與家長一起進(jìn)行戶外運(yùn)動。9個月后，結(jié)果顯示，孩子的注意能力和抑制能力有了顯著提高，并且大腦前額皮層的功能也顯著增強(qiáng)。從神經(jīng)生理學(xué)角度，大腦前額皮層與認(rèn)知控制功能有關(guān)。認(rèn)知控制影響著個體生活的方方面面，我們在完成日常生活、工作和學(xué)習(xí)任務(wù)時，都需要認(rèn)知控制能力的參與。

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那么，認(rèn)知控制能力究竟對孩子有多重要呢？兒童時期，人腦結(jié)構(gòu)和功能還未發(fā)育完全，其認(rèn)知水平較低，對外界的信息還不能做正確判斷，極易產(chǎn)生問題行為：如無法拒絕誘惑、較沖動等，嚴(yán)重者甚至可能會出現(xiàn)成癮行為（網(wǎng)絡(luò)成癮、藥物成癮等）。

舉一個我們比較熟知的著名心理實(shí)驗(yàn)——延遲滿足任務(wù)為例。實(shí)驗(yàn)方法是研究人員找來數(shù)十名兒童，每名兒童獨(dú)自在一間屋子里，里面有他們愛吃的東西（如糖果），并告知他們可以馬上吃掉，但是如果能堅持不吃直到研究人員回來，就會獎勵額外的糖果。可想而知，孩子們一般會難以抗拒糖果的誘惑，想立刻滿足口腹之欲。結(jié)果也如此：大多數(shù)的孩子沒能堅持到研究人員回來就馬上吃掉了糖果。但有三分之一的孩子成功抑制了誘惑，等到研究人員回來后獲得了額外的獎勵；而三分之二的兒童無法抑制對糖果的欲望，沒能堅持到最后，也無緣獎勵。

后續(xù)追蹤這些兒童發(fā)現(xiàn)，延遲滿足的能力與學(xué)習(xí)成績存在正相關(guān)，能力較差的兒童難以面對壓力、注意力不集中、學(xué)習(xí)成績低下，而這些表現(xiàn)均與認(rèn)知抑制能力相關(guān)。因此對于大腦還未發(fā)育成熟的兒童來說，他們的抑制功能比成年人更弱，對短期利益和長期利益的評估不夠準(zhǔn)確，極易受到外界誘惑的吸引，追求一時的刺激享樂，產(chǎn)生問題行為的概率更大，所以提高兒童的抑制功能顯得尤為重要。

 2.運(yùn)動可以影響大腦結(jié)構(gòu)

運(yùn)動除了能夠促進(jìn)大腦功能，還會影響兒童的大腦生理結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在大家都知道“大腦可塑性”這一概念。與家長在日常生活中通過正確引導(dǎo)孩子所觀所感來潛移默化改變孩子行為相類似，人的大腦也會受到外界的影響而產(chǎn)生相應(yīng)變化。實(shí)際上，人們的有意行為均是由大腦發(fā)出指令而產(chǎn)生的。那么運(yùn)動對兒童大腦結(jié)構(gòu)可塑性的影響具體表現(xiàn)為哪些方面呢？

已有眾多研究者發(fā)現(xiàn)，兒童時期，隨著大腦白質(zhì)纖維束的增加，其認(rèn)知功能也隨之提高。大腦內(nèi)的白質(zhì)纖維束主要起到連接各個腦區(qū)灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的橋梁作用，腦區(qū)之間的連接性增強(qiáng)意味著大腦的逐漸成熟，合理行為的產(chǎn)生離不開大腦各腦區(qū)之間的通力協(xié)作。Chaddock-Heyman教授在2014年的研究結(jié)果證實(shí)了運(yùn)動對兒童大腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)的促進(jìn)作用：即有氧體適能越高的孩子，其腦部腦區(qū)之間的神經(jīng)連接性更強(qiáng)。而教授也認(rèn)為，這種由腦區(qū)向腦網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，對兒童的認(rèn)知功能和學(xué)業(yè)成績有重要促進(jìn)作用。

此外，兒童時期的學(xué)習(xí)還處于灌輸式、記憶式的學(xué)習(xí)，由此可見記憶能力對孩子的重要性。那么多學(xué)多背就能夠達(dá)到學(xué)習(xí)的目標(biāo)嗎？相信眾多家長已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，壓力下的死記硬背效果并不明顯。那何不讓孩子在學(xué)習(xí)之余來一次運(yùn)動放松呢，既能夠緩解學(xué)習(xí)的緊張情緒和改善身體不適，又能夠增強(qiáng)記憶能力。后者已經(jīng)得到了實(shí)證數(shù)據(jù)的支持，研究者發(fā)現(xiàn)有氧體適能越高的孩子，其雙側(cè)海馬體體積越大，并且記憶任務(wù)成績越好，海馬體主要負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)記憶能力。

 3.如何高效地指導(dǎo)孩子運(yùn)動？

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那么現(xiàn)在，你還一邊為孩子的身體素質(zhì)下降而擔(dān)憂，一邊又不愿意“犧牲”學(xué)習(xí)時間而鼓勵孩子進(jìn)行戶外運(yùn)動嗎？相信上述的一些“實(shí)錘”能夠讓你心悅誠服地接受運(yùn)動這劑良藥了。

尤其是在今年1月30日，由國家兒童醫(yī)學(xué)中心、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心牽頭，聯(lián)合我校、復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院臨床指南制作與評價中心合作完成的國內(nèi)首部《中國兒童青少年身體活動指南》正式發(fā)布（后續(xù)以《指南》代指），建議兒童青少年每天進(jìn)行60分鐘中高等強(qiáng)度的運(yùn)動?！吨改稀返陌l(fā)布也表明了我國對促進(jìn)兒童青少年參與體育運(yùn)動的決心，同時也是對運(yùn)動有益于兒童青少年的心理健康、認(rèn)知功能發(fā)展和學(xué)業(yè)成績的認(rèn)可。且該指南還專門強(qiáng)調(diào)了“久坐不動”的危害，這種危害并不是一次運(yùn)動就能夠改善的。也就是說，在課間休息時應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動。

其實(shí)除了規(guī)范科學(xué)的運(yùn)動處方外，還可以適當(dāng)考慮一些精細(xì)運(yùn)動，如手眼協(xié)調(diào)類的運(yùn)動等。這些小肌肉群的運(yùn)動方式一直為人們所忽視。正如文章開頭提出的警示，有些孩子能復(fù)述出書本知識，但真正用于實(shí)踐時卻缺乏操作技能和動手能力，而后者可能更為重要。

我們拿手眼協(xié)調(diào)能力為例，在從外界視覺輸入到手部抓取動作完成的整個加工過程中，涉及了視覺和手部在執(zhí)行一些動作時的配合能力，這種能力也被證實(shí)與孩子以后的學(xué)業(yè)成績相關(guān)。這種能力最為基礎(chǔ)也最為重要，如從一歲多能夠自己吃飯開始，到能夠自己穿衣、系扣子、拉拉鏈，再到后期從桌子上拿起一本想看的書等等。在兒童時期我們可以通過訓(xùn)練，提高孩子的手眼協(xié)調(diào)能力，如打羽毛球、連續(xù)拍球等；還有一些趣味游戲，如打地鼠。這些都能起到鍛煉孩子視覺和身體運(yùn)動的發(fā)展整合，其中負(fù)責(zé)大腦視覺腦區(qū)和運(yùn)動區(qū)的背側(cè)通路也能得到充分發(fā)展?？傊瑹o論何種運(yùn)動方式，只要是恰當(dāng)?shù)摹⒖茖W(xué)的，都既能促進(jìn)孩子在運(yùn)動中掌握操作技能、鍛煉身體素質(zhì)，又有益于大腦的發(fā)育。此外，運(yùn)動還可以給孩子提供一個充分了解和評價自己能力的途徑。

所以，不要把孩子局限在書桌前，起來運(yùn)動運(yùn)動吧！

作者介紹：

周成林，博士、教授、博士生導(dǎo)師，上海體育學(xué)院研究生處處長。2016年度入選教育部長江學(xué)者獎勵計劃（特聘教授），《運(yùn)動心理學(xué)》和《體育運(yùn)動心理學(xué)》研究生教材編委成員，國家體育總局“運(yùn)動認(rèn)知評定與調(diào)控”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。周成林教授長期從事運(yùn)動認(rèn)知心理學(xué)、體育鍛煉心理學(xué)領(lǐng)域的教育與研究工作，為上海體育學(xué)院心理學(xué)學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人。

（原文刊于《教育家》2018年四月刊上，本文略有刪改）