【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(qǐng)清華大學(xué)、北京大學(xué)、北師大、東南大學(xué)等國(guó)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(huì)通過【芥末翻】欄目翻譯介紹國(guó)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(dòng)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(dòng)和大腦沒什么關(guān)系，尤其一部分家長(zhǎng)和老師主張將課余時(shí)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(shí)與解決現(xiàn)實(shí)問題之間出現(xiàn)能力鴻溝，缺乏動(dòng)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(guó)孩子身上的標(biāo)簽。

面對(duì)這種趨勢(shì)，研究者們通過大量的實(shí)證研究對(duì)此發(fā)出了警告，認(rèn)為久坐不動(dòng)會(huì)大大增加患慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)，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(dòng)不僅不會(huì)由于占用時(shí)間而降低學(xué)業(yè)成績(jī)，反而能夠通過提高認(rèn)知功能而促進(jìn)學(xué)業(yè)成績(jī)（認(rèn)知功能對(duì)于引導(dǎo)孩子學(xué)會(huì)做計(jì)劃、并按照計(jì)劃掌控自己的行為有重要作用，同時(shí)還負(fù)責(zé)控制情緒等）。

美國(guó)著名的心理學(xué)家Hillman教授調(diào)查了259名三年級(jí)和五年級(jí)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(jī)和閱讀成績(jī)?cè)胶?。有氧體適能可以通過有氧運(yùn)動(dòng)而提高，如慢跑、騎自行車等。Hillman教授認(rèn)為該研究結(jié)果對(duì)教育政策有一定的啟示。那么家長(zhǎng)可能會(huì)立刻追問，多少運(yùn)動(dòng)量才合適？之后Hillman教授對(duì)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(dòng)，就能夠有效地提高學(xué)業(yè)成績(jī)，并且孩子的注意能力也得到了顯著提高。

 1.運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)大腦功能

談及注意能力，很多家長(zhǎng)和孩子都或多或少受到了多動(dòng)癥的困擾；即使沒有達(dá)到多動(dòng)癥的程度，也有家長(zhǎng)抱怨孩子學(xué)習(xí)時(shí)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(dòng)癥兒童注意能力差的癥狀。運(yùn)動(dòng)心理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)多動(dòng)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(dòng)后，就能夠顯著緩解多動(dòng)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(shí)間還存在爭(zhēng)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(jiān)持長(zhǎng)期規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。

而長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)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(dòng)如何對(duì)大腦產(chǎn)生影響”。運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)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(dòng)外，只要保證孩子有機(jī)會(huì)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(duì)此，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)心理系Chaddock-Heyman教授對(duì)8~9歲的兒童進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)干預(yù)：在每次放學(xué)后2小時(shí)內(nèi)完成，強(qiáng)度為中等到大強(qiáng)度，周末會(huì)鼓勵(lì)孩子與家長(zhǎng)一起進(jìn)行戶外運(yùn)動(dòng)。9個(gè)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(gè)體生活的方方面面，我們?cè)谕瓿扇粘Ｉ睢⒐ぷ骱蛯W(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，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(duì)孩子有多重要呢？?jī)和瘯r(shí)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(duì)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(dòng)等，嚴(yán)重者甚至可能會(huì)出現(xiàn)成癮行為（網(wǎng)絡(luò)成癮、藥物成癮等）。

舉一個(gè)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(jiān)持不吃直到研究人員回來，就會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)額外的糖果?？上攵?，孩子們一般會(huì)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(jiān)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(jiǎng)勵(lì)；而三分之二的兒童無法抑制對(duì)糖果的欲望，沒能堅(jiān)持到最后，也無緣獎(jiǎng)勵(lì)。

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(jī)存在正相關(guān)，能力較差的兒童難以面對(duì)壓力、注意力不集中、學(xué)習(xí)成績(jī)低下，而這些表現(xiàn)均與認(rèn)知抑制能力相關(guān)。因此對(duì)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(duì)短期利益和長(zhǎng)期利益的評(píng)估不夠準(zhǔn)確，極易受到外界誘惑的吸引，追求一時(shí)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(dòng)可以影響大腦結(jié)構(gòu)

運(yùn)動(dòng)除了能夠促進(jìn)大腦功能，還會(huì)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(zhǎng)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(huì)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(dòng)對(duì)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(shí)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(gè)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(dòng)對(duì)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(duì)兒童的認(rèn)知功能和學(xué)業(yè)成績(jī)有重要促進(jìn)作用。

此外，兒童時(shí)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(duì)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(zhǎng)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(dòng)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(jī)?cè)胶茫ｑR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(dòng)？

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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(shí)間而鼓勵(lì)孩子進(jìn)行戶外運(yùn)動(dòng)嗎？相信上述的一些“實(shí)錘”能夠讓你心悅誠(chéng)服地接受運(yùn)動(dòng)這劑良藥了。

尤其是在今年1月30日，由國(guó)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(píng)價(jià)中心合作完成的國(guó)內(nèi)首部《中國(guó)兒童青少年身體活動(dòng)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(dòng)。《指南》的發(fā)布也表明了我國(guó)對(duì)促進(jìn)兒童青少年參與體育運(yùn)動(dòng)的決心，同時(shí)也是對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jī)的認(rèn)可。且該指南還專門強(qiáng)調(diào)了“久坐不動(dòng)”的危害，這種危害并不是一次運(yùn)動(dòng)就能夠改善的。也就是說，在課間休息時(shí)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)。

其實(shí)除了規(guī)范科學(xué)的運(yùn)動(dòng)處方外，還可以適當(dāng)考慮一些精細(xì)運(yùn)動(dòng)，如手眼協(xié)調(diào)類的運(yùn)動(dòng)等。這些小肌肉群的運(yùn)動(dòng)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(shí)，但真正用于實(shí)踐時(shí)卻缺乏操作技能和動(dòng)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(dòng)作完成的整個(gè)加工過程中，涉及了視覺和手部在執(zhí)行一些動(dòng)作時(shí)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(jī)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(shí)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(dòng)的發(fā)展整合，其中負(fù)責(zé)大腦視覺腦區(qū)和運(yùn)動(dòng)區(qū)的背側(cè)通路也能得到充分發(fā)展?？傊?，無論何種運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)還可以給孩子提供一個(gè)充分了解和評(píng)價(jià)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(dòng)運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)。2016年度入選教育部長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃（特聘教授），《運(yùn)動(dòng)心理學(xué)》和《體育運(yùn)動(dòng)心理學(xué)》研究生教材編委成員，國(guó)家體育總局“運(yùn)動(dòng)認(rèn)知評(píng)定與調(diào)控”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。周成林教授長(zhǎng)期從事運(yùn)動(dòng)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）