科学研究为早期儿童发展的决策提供支持

      早期儿童一般指0-6岁的儿童,但是并无严格的界定,在联合国儿基会的项目中包含0-8岁的儿童,OECD项目中也有把0-10岁儿童列为早期儿童范围。
      近几十年来,发育心理学、认知科学、神经科学、人类学和经济学的研究结果汇集在一起,得出了十分一致和重要的结论:儿童早期的经历对人的认知能力、社会情绪能力、健康,以及脑的组织结构和神经生化递质具有独特而强大的影响;而且,无论是人的能力还是脑的发展都是一个逐级发展的过程,较高级的发展取决于和需要建筑在较低级发展的基础上;早期儿童脑的可塑性最好,存在某些功能发展的最佳发展期,同时也是容易受到伤害的敏感时期,特别是对一些因遗传而具有某种不利倾向的儿童来说,早期的帮助和保护更为关键。总之,早期儿童的养育和教育极其重要,特别是对处于不利状况的儿童需要及早进行支持和帮助,因为儿童的早期发展状况会影响到一个国家未来劳动者的素质和效率、国民的生活质量、以及社会的公平、稳定与发展。
      基于来自实证性科学研究的结论《1》,《2》,《3》,在世纪之交许多国家,包括发达国家和发展中国家,都相继调整了他们早期儿童发展的国家政策。联合国教科文(UNESCO)《4》、联合国儿基会(UNICEF)《5》、世界卫生组织(WHO)《6》、经合组织(OECD)《7》和世界银行(WB)《8》,《9》,《10》相继发表了明确的对国家政策制定的指导意见。
      现将支持政策制定的主要的科学研究结果简要地汇集如下。
(一)来自教育改革实践项目的实证
      上世纪末,一批旨在帮助不利人群中儿童发展的项目,已经执行了二、三十年的时间。根据这些项目跟踪研究的结果,表明了对处于不利状况儿童进行早期干预的必要和有效。虽然这些项目的样本数不够大,在具体措施和结果上还需讨论,但是总的结论和趋向是肯定的。图1给出美国两个早期发展项目的数据作为实例《11》。

 图1:美国两个早期干预项目(Perry Preschool and Abecedarian Program)学生行为发展的对照结果,红色表示参与早期发展项目的学生,蓝色表示对照组的学生。结果表明早期发展项目对学生学业、经济和社会产出都有促进。(A)当学生27岁时Perry项目的数据;(B)学生21岁时Abecedarian 项目的数据
(二)来自发展心理学和认知科学的研究结果
      三十多年来,关于儿童认知和概念发展的研究论文已经逾万篇以上,这些研究以清晰的,基于实证的论据表明,所有年幼的儿童都具有学习语言、数学和科学的智力。在他们进入学校的以前,年幼的儿童已经具有对自然界的丰富的知识,具有因果的推理能力,并且可以在真实和不真实的知识之间进行分辨。换句话说,儿童进入学校时,已经具有以认真的方式学习科学的认知能力,从而建议修改学习标准和课程《12》,《13》,《14》,《15》。在“玩”中学应列入早期发展。
(三)来自神经科学的研究结果
      神经科学领域的许多研究结果,从本质上揭示了早期发展的重要性。
      (1)脑的可塑性和最佳发展期
      脑的可塑性(Plasticity)是指在外部环境刺激改变时,或是在脑的内部本身产生某些缺失时,神经系统产生的某种调整《16》。
      人脑的发育大致可以成两个大的阶段,一个是从受孕到出生;另一个时期是从出生以后直到二十多岁。脑的发育在第一个时期里是十分重要的,它主要受到基因的影响。在第二个时期里,脑的发育可以概括成以下七个方面的变化:1,轴突和树突的发育;2,突触的生成;3,突触的剪除;4,神经递质的变化;5,髓鞘化;6,整个脑的生长;7,皮层回路的变化《17》。
      脑的可塑性在人的一生中都会存在,但是会因年龄段的不同而不同,从出生到青春期结束以前的这段时期,是人脑可塑性最好的时期,特别是儿童发育的早期。在脑的发育过程中还存在对形成某种功能比较敏感,甚至关键的时期,这就是现在科学家和教育家们十分关注的最佳发展期(图2)。

图2  最佳发展期示意图

      (2)脑的变化受到基因和环境相互作用的影响,也就是基于基因和表观基因事件(Genetic and Epigenetic events)的影响。

图3 长期记忆形成的分子机制

      以长期记忆形成的机理为例。科学家发现了长期记忆形成的分子机理《18》,用实证告诉我们,在我们脑中记忆的知识是建构的和重构的。 这个建构过程和外界的刺激,即我们的经验有关,也和自身的基因有关,因此学习过程是应人而异的。这个建构过程又是连续的,我们学习新的知识,是在原有的记忆基础上进行的,人在出生以前神经元突触之间的联系就开始建构了,而在出生以后的最初几年里,脑的发育很快,突触连接的建构过程十分重要。儿童早期的建构过程是从低级功能到高级功能的连续过程。家庭、学校、同伴社区和文化都是儿童早期成长十分重要的环境。儿童有效地进行学习应该在教师的指导下,在有利的环境和学习共同体中主动地进行。依靠对脑长期记忆形成分子机理的了解。帮助我们了解和计划如何能让儿童更有效地学习。也让我们理解为什么缺乏睡眠、饥饿、恐惧和长期的精神紧张会减低儿童学习的效率。
      近几年来,表观基因学研究的迅速发展已经把先天遗传和后天教养(Nature and Nurture)讨论《19》,推向深入《20》。
      3)早期发展对儿童气质和社会情绪能力有重大影响
      二次大战以后,关于早期发展对气质影响的研究已经有半个多世纪的历史,其间逐渐形成了两个主要的研究派别,一是以哈佛大学Kagen教授和马里兰大学Fox教授为代表《21》,《22》;另一派以华盛顿大学Routhbath教授为代表《23》,现在这两派的研究已经逐渐汇集到神经科学的领域。他们的研究工作表明,早期发展对儿童气质的影响是重大的,特别是对一些有内向和难以控制自己行为气质的儿童《24》。
      在上世纪90年代初期,在意大利工作的神经科学家Giacomo Rizzolam发现猴子在观察其他人做某些动作时,如用手拿香蕉吃,负责控制手动作的相应脑区的神经元也会同时被激活。他们把猴子在观察时脑中同时被激活的神经元称为镜像神经元(Mirror Neuron)《25》。
      神经科学家发现人脑中具有比猴子复杂得多的多种镜像神经元系统。分别完成理解别人的动作,甚至意向,使人能够了解他人的情绪和他人行为的社会意义。在人观察他人作某些动作,或从面部、动作表现出某种情感和意向时,人脑中会激活不同区域的镜像神经元。人们用这种方式了解别人时,不是通过概念的推理过程,而是靠模仿;不是靠思维,而是靠感觉,可以用中国成语心有灵犀一点通来形容。目前的研究结果揭示:儿童可以通过观察和模仿发育他们脑中的镜像神经元系统。同感在婴儿出生后不久就会出现,通过模拟教养者的行为而逐渐生成。儿童到四岁时已具有读出别人意向的能力,而这种能力的基础是同感。
      由于镜像神经元的发现,人们对早期发展对人同感(Empathy)能力形成的影响给与了极大的关注。因为同感是人们具有同情心、合作精神,交往能力的基础。而这些社会情绪能力对个人来讲是一生成功和幸福最重要的因素,对社会来讲是和谐和稳定的基础《26》。
      4)早期发展对感知和认知能力有重大的影响
      关于几个月儿童双眼视觉的研究是最早和最典型的有关关键期的研究。继后是有关于语音分辨能力和第二语言文法掌握的研究,现在已经进展到关于思维模型和创新能力的研究《3,11》。
      5)早期发展对健康的重要影响
      现在已经认识到,早期的经历会影响到脑的组织结构和神经递质的分泌。儿童如果处于长期的应激(精神紧张,Stress)状态,会通过HPA轴(下丘脑-垂体-肾上腺)影响人的免疫系统,使可的松分泌不正常。血液中可的松的浓度持续处于高浓度的状态,不仅会造成脑中海马结构的损害,影响以后记忆和智力的发展,还会造成日后心血管、糖尿病、精神疾病等发生《27》,《11》。

图4  HPA (下丘脑-垂体-肾上腺)轴

     
      (6)早期发展对预防不良发展倾向的关键作用
      已经知道某些先天的基因会造成人具有一些不良行为的倾向,如内向、成瘾、暴力等。对这些倾向的早期干预(保护和支持)被认为是比较有希望的方法。早期的忽视和虐待,则会加剧这些不良倾向的发展《20》。
      Moffitt Caspi 的梯队《28》从新西兰一项研究工作中取样本.选了祖父母和外祖父母都是白人的442个研究对象.55名男姓在幼年期受过中等或是严重的虐待,而且也同时具有低活性的MAOA基因类型,他们在被研究的人群中占到总人数的12%,在成人后(26岁左右)产生的暴力行为占所有被研究人群产生的44%。幼年期受过严重虐待的儿童,与没有或很少受过虐待的儿童相比,成年以后更多的呈现反社会的行为。这种虐待也包括在成长过程中父母喜怒无常、强迫性教养和惩罚性教养。幼年时受到虐待,同时具有低活性MAOA基因类型的男性这种暴力倾向就更明显。

图5  早期成长环境和暴力行为的关系

(四)经济学研究的结果
      诺贝尔经济奖得主芝加哥大学教授J. Heckman指出:早期良好的发展可以在相同教师的条件下提高学校的效率,能培养出高质量的学生,从而可以提高劳动者的质量《29》。美联署主席 Ben Bernanke2007年对企业界的领袖们发表演说时也指出:越来越多的研究表明投资于早期儿童发展具有高的回报,不仅是可以促进后继的学业成绩,而且可以降低解决社会问题的代价《30》。他们的论点基于动态人力资源积累生命周期模型的研究, 见图 631》。

图 6 根据动态人力资源积累生命周期模型预计人力资源投资回报率和开始投资时年龄的关系

(五)国家投入举例
      瑞典人口不到九百万,可是它的创新能力和高新技术的发展令世人瞩目。瑞典长期以来就有重视早期教育和公平教育的历史,图7是瑞典在1995年对不同年龄阶段教育的投资,他们对儿童在学前阶段的投资远大于对学生在正规教育阶段的投资。在世纪之交,这样的投资政策已经成为许多OECD国家的选择,包括瑞典在内的一些北欧国家,对早期儿童发展的投资达到GDP2%,见(图 8 )。
      一些亚非国家也作了教育投资政策的重大调整,例如韩国ECEC项目上2006年预算为1.7286万亿韩元,与20013609亿韩元的投入相比增加了4.8倍,与1991919亿韩元的投入相比增加了18.8倍。实施新苗计划后,在2010年投入将增加到6.1590万亿韩元,比2006年再增加3.6倍《32》。

图7 瑞典对学生的投入与年龄的关系

图8   2004年OECD国家在0-6岁儿童发展上公共财政投入占GDP的比例,此外,瑞典、芬兰和丹麦对6-7岁的儿童投入为GDP的0.3%《33》

后记
      我国是一个人口大国,独生子女生长的特殊性不容忽视,又处在转型期,社会矛盾复杂,劳动力转移中大量儿童生存环境特殊,一度教育政策中却出现了削弱早期教育的倾向,甚至在经济十分发达的地区,却出现政府转移公立幼儿园管理权,把早期教育推向市场的“改革”。一些家长盲目给孩子“加餐”,反而给儿童造成伤害。国家加强对早期教育的投入和指导,已经是十分迫切的任务。

 

主要参考文献
1.         J. P. Shonkoff and D. A. Phillips Editors, Fro Neurons to Neighborhoods—The Science of Early Childhood Development, National Academy Press Washington, D.C., 2000 ISBN0-309-06988
2.         The Science of Early Childhood Development. (2007) National Scientific Council on the Developing Child. http://www.developingchild.net
3.         OECD, Understanding the Brain: The Birth of a Learning Science, 2007 ISBN 9264029126
4.       Summary Report of the UNESCO/OECD Early Childhood Policy Review Project for Brazil, Indonesia, Kazakhstan and Kenya,Presented by The Division for the Promotion of Basic Education,Education Sector,U N E S C O Early Childhood and Family Policy Series n°14, April 2007
5.         UNICEF, Programming Experiences in EARLY CHILD DEVELOPMENT , first edited UNECIF 2006
6.         The importance of caregiver-child interactions for the survival and healthy development of young childrenA REVIEWDEPARTMENT OF CHILD AND ADOLESCENT HEALTH AND DEVELOPMENT WORLD HEALTH ORGANIZATION ISBN 92 4 159134 X 2004
7.         OECD, Starting Strong II Early Childhood Education and  Care , ISBN 92-64-03545-1 – . OECD 2006 8.         Editor Mary Eming Young,Linda M. Richardson Early Child Development From Measurement to Action -A Priority for Growth and Equity 2007 The International Bank for Reconstruction
9.         J. Fraser Mustard,What Science tells us about Developing Talent for the 21st Century , First National Forum on Early Child Development and EducationCPPCC November 19–20, 2007, Beijing, China
10.     Mary E. Young.,Early Child Development Policy and Program: The First Step to Sustainable Economic Growth and Development, First National Forum on Early Child Development and EducationCPPCC November 19–20, 2007, Beijing, China
11.     Economic, neurobiological, and behavioral perspectives on building America’s future workforce ,Eric I. Knudsen, James J. Heckman, Judy L. Cameron, and Jack P. Shonkoff, vol. 103  no. 27  PNAS  July 5, 2006
12.     Alison Gopnik, Andrew N. Meltzoff, Patricia K. Kuhl. The Scientist in the Crib, ISBN 0-688-17788-3 2001
13.     John D. Bransford ... [et al.], editors How people learn : brain, mind, experience, and school ; ISBN 0-309-07036-8,  http://www.nap.edu/catalog/9853.html
14.     Richard A. Duschl, Heidi , A. Schweingruber, and Andrew W. Shouse, editors, T aking science to school : learning and teaching science in grades K-8, ISBN: 0-309-66069-3 http://www.nap.edu/catalog/11625.html
15.     Mathematic and Scientific Development in Early Childhood, a Workshop Summary, http://www.nap.edu/catalog/11178.html 
16.     Peter R. Huttenlocher, Neural Plasticity, ISBH 0-674-00743-3 2002
17.     Sara J. Webb, Christopher S Monk, Charles A. Nelson, Mechanisms of Postnatal Neurobiological Development Implications for Human Development, Developmental Neuropsychology 19(2) 2001
18.     R. D. Fields “Making Memories Stick ”Scientific American Feb. 2005
19.     John E. Dowling, The Great Brain Debate: Nature or Nurture?, ISBN 0-309-09223-X 2004
20.     Genes, Behavior, and the Social Environment: Moving Beyond the Nature/Nurture Debate,  ISBN: 0-309-66045-9,  http://www.nap.edu/catalog/11693.html
21.     Jerome Kagen, Temperament, http://www.excellence-earlychildhood.ca
22.     韦钰,脑与教育学习札记(14——KagenFox关于气质的研究, http://blog.ci123.com/weiyu
23.     Mary R. Rothbart, Early Temperament and Psychosocial Development, http://www.excellence-earlychildhood.ca
24.     FoxNathan AThe Enduring Influence of Child temperament: predictions TO psychopathology IN adolescence. Invited Lecture on FCEDC’2, Nanjing June 2006
25.     Rizzolatti G., Craighero L., The mirror-neuron system, Annual Review of Neuroscience. 2004;27:169-92
26.     钰,儿童同感能力的培养,http://blog.ci123.com/weiyu 
27.      Joseph LeDoux,  The Emotional Brain, ISBN 0-684-83659-9 1998
28.     A. Caspi et al., Role of Genotype in the Cycle of Violence in Maltreated Children, SCIENCE 297 (5582) Aug.2002 pp851-854
29.     J. Heckman and D. Masterov, “The Productivity Argument for Investing in Young Children,” Early Child­hood Research Collaborative, discussion paper 104, August 2006, p. 43. Online at http://www.earlychild­hoodrc.org/papers/DP104.pdf.
30.     Benjamin S. Bernanke, “The Level and Distribution of Economic Well-Being,” remarks before the Greater Omaha Chamber of Commerce, Omaha, Nebraska, February 6, 2007, http://federalreserve.gov/Board-Docs/Speeches/2007/20070206/default.htm.
31.     Cunha, F., Heckman, J., Lochner, L. & Masterov, D. (2005) Interpreting the Evidence on Life Cycle Skill Formation (North–Holland, Amsterdam).
32.   韩国代表团发言,中韩名人交流座谈会, 外交学会2006
33.   OECD THEMATIC REVIEW OF EARLY CHILDHOOD EDUCATION AND CARE

发布于6月29日 20:27 | 评论数(11) 阅读数(23023) | 儿童早期发展

恢复一、二年级科学课的理由

 (此文也在<小学科学教育>网站上发表了,并提供讨论的区域,请赐教)  

考虑恢复一、二年级科学课的理由如下:

1.      经过资料调研《1》,我们了解到我国的小学科学教育始于上世纪初,那时正是中国大门被西方列强撬开,中华民族在饱受宰割和欺凌之下,改良之潮因之兴起之时。从此,中国的科学教育和中华民族强国之旅相伴相随。无论在清末,还是在民国时期,小学课程设置中科学教育在低年级都占有一定比重,其受重视程度不亚于算术。建国以后,小学阶段的科学教育经历了一段曲折的发展历程。直至文革之后,随着我国改革开放的进程,《九年义务教育全日制小学自然教学大纲(试用)》于1992年得以通过,重新又确立了科学类课程在小学教育中的地位。但是在这次新课程改革中,一、二年级的科学课却不合常理的被腰斩,小学科学课实际上成为“副科中的副科”,这明显不符合科教兴国和人才强国等国家基本战略的要求。

2.      我们对国际科学教育现状进行调研《2》,结果显示:无论是国际组织如欧盟,国际科学院联合组织提出的明确建议;还是在西方美、英、法、德、加拿大、澳大利亚、瑞典、韩国、南非等国的国家标准中,科学课程的安排都至少从5岁儿童开始,连续进行到12岁,只有日本和新加坡是从三年级开始的。去年PISA评估结果出来以后,OECD秘书长在日本东京公布结果,已经提到日本科学教育进一步改革的问题。现在国际科学教育的发展趋势,是进一步向3岁儿童的早期教育扩展《3》。

3.      从我国多年《自然》课实践和七年多《做中学》科学教育实验项目的实施情况看,小学一、二年进行科学教育完全是可能的,而且对学前教育和早期教育有益《4》。

4.      虽经我们多次请求,仍无法了解到此次新教改课程设置中取消一、二年级科学课的依据。我们只能从现象推测,此举在以下教育理论方面持有不正确的认识:(1)不了解近十几年学习科学研究的进展,低估了儿童学习科学的能力《5》;(2)杜威教育理论提出于1900年前后,在资产阶级的工业革命初期,曾经发挥过积极的作用,但是认为“生活即教育”的主张已经不适合目前21世纪教育的发展《6》;(3)强调儿童自我探究,自我发现的建构理论是皮亚杰在上世纪中叶提出的。在上世纪七、八十年代,一些西方发达国家总结了科学教育所走的弯路以后,已经普遍接受了社会建构主义的理论《7》。我国在此次新教改中,有一些专家却把皮亚杰研究所得出的具体结论,视为不可逾越的教条。

     5.      重视科学教育,恢复一、二年级科学课,也是一些科学界人士的共识《8》。

 

基于以上理由,我们认为,新课程改革中对小学科学课的设置应该从新考虑,这是一个在《小学科学》国家标准修改中不可回避的重要原则问题。

 参考资料:
      1.      李瑾,钱星,杨元魁,我国小学科学教育课程设置的历史,20084

2.      杨元魁,钱星,李瑾,国内外科学教育课程设置的现况调研,20084

3.     Mathematical and Scientific Development in Early Childhood: A Workshop Summary (Washington, DC: The National Academies Press, 2007)http://www.nap.edu/catalog/11178.html

4.     韦钰,七年“做中学”科学教育实验给我们的启示,全国政协〈儿童早期教育高层论坛〉200711月,刊登于〈上海托幼〉,20081

5.     Committee on Science Learning, Kindergarten Through the Eighth Grade, Richard A. Duschl, Heidi A. Schweingruber, and Andrew W. Shouse, Editors. Taking Science to School: Learning and Teaching Science in Grades K-8. (Washington, DC: The National Academies Press, 2007). http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=11625

6.     <小学自然科学〉编辑部编,兰本达的“探究 - 研讨”教学法及其在中国, 湖北辞书出版社 1995 . 8.

7.     Wynne Harlen and Jorge E. Allende  Edit, Interacademy Panel on International Issues: Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquery Based Science Education(ISBE) Programs, Sept. 2006

 

8.     院士建议,关于大力推进和正确引导基础教育阶段科学教育改革的建议,200841

发布于6月6日 16:11 | 评论数(28) 阅读数(13697) | 我的文章

《小学科学教育》网站正式运行

 

      从汶川地震发生,20天过去了,经过震惊、悲痛、焦急,到从自感无能的沉陷之中挣扎出来,这20天是如此的漫长。生活还应该继续,我们预告的网站如期启动了,为配合小学科学课程标准修订工作而专门建立的网站今日正式开通。希望依靠大家的力量,用公开、民主和科学的方式,做好课标修订工作;也为基于实证研究的教育决策做一点探索
      网站首页为:
 小学科学教育国家课程标准修订网站
http://nsse.handsbrain.com
      本网站由教育部小学科学课程标准修订工作组主办,旨在围绕小学科学教育课程国家标准的修订建立一个公开讨论、交流和研究的平台,依靠广大教师、家长、教育工作者、科技工作者、以及其他关心小学科学教育的各界人士的共同参与和努力,做好这项十分重要的课标修订工作。 

 

发布于6月1日 8:40 | 评论数(52) 阅读数(14130) | 我的文章

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