科学塑脑促进核心素养的发展

自《中国儿童发展纲要（2011-2020年）》发布以来，国家将培养学生的核心素养视为重要的教育目标。专注能力、灵活思维、运动协调、语言表达、精细动作以及情绪调适能力等，被视为核心素养的关键组成部分。这些要素均属于大脑综合认知能力的范畴，因此了解大脑的运作机制对科学用脑，完善核心素养的教育方法具有参考价值。

我们大脑里住着一个小侏儒

掌控人类行为的核心区域在大脑皮层。脑科学家按照大脑的结构将大脑划分为额叶、颞叶、顶叶、枕叶四个脑叶，额叶掌控着专注、思维、情绪、执行功能等；按照控制的功能将大脑皮层划分为初级视觉皮层、初级听觉皮层、初级运动皮层和初级躯体感觉皮层等等(见图2)。有趣的是，我们身体的每个部位都被映射到大脑皮层中，如图1，就如一个小人住在我们的大脑中，并且越是对精细动作、身体协调、敏感度要求越高的身体部位，其在皮层中映射的区域就越大，图1中的身体部位画得越大，表示其在大脑皮层中占的面积也越大。另一个有趣的现象是，皮层与身体部位的映射是倒置的，顶部的脑皮层对应对脚趾的控制，而下部皮层对应对咽喉的控制。

在少儿时期开展精细动作训练，能促进其运动和感觉皮层的发育，帮助孩子在生活、学习方面的自主自立，比如握笔书写、穿衣系扣、系鞋带等方面减少大人的辅助，同时也有助于其自信心的形成。有些学校已经使用相关的训练器材，比如在新智注意力使用精细动作训练仪，可以模拟学生在学习生活中的拿捏、旋转、平移、插孔等场景，开展精细动作的自动化测评及训练；家长在家里通过引导孩子复述故事、绕口令等方式，可促进其舌肌、口肌的发育，使孩子的语言言语水平获得较快发展。

图1：身体在大脑皮层中的映射

谁来决定大脑的能力？

神经细胞的数量？神经链接的数量？

以学吉他为例，首先眼睛看琴弦，刺激信号被视网膜上的椎体细胞感受并汇聚到视觉神经，然后传递到初级视觉皮层；同时运动皮层控制手指在琴弦上滑动；听觉皮层则负责处理声音信息并将其发送到颞叶和顶叶的联合区，信息最终达到额叶，我们才意识到弹的是什么，弹的音符是否正确。仅是弹吉他这个活动就有听觉皮层、视觉皮层，运动皮层、听觉、顶叶和额叶等区域的参与（图2）。

弹吉他的过程激活了大脑不同区域的细胞, 这些区域需要紧密协调,一系列动作才能运行良好。从一开始需要付出很多努力才能弹奏，到后来很轻松的弹出一首曲子，是因为反复训练促使多个神经网络之间的联系更加紧密、协调。这是因为决定某人拥有“好大脑”的关键因素是各脑区之间紧密协作的紧密程度。

图2：大脑分区图

在学习语言时的大脑fMRI成像也进一步证实，听、看、说等行为是由多个脑区与语言言语有关的神经网络协调完成，如（图1）四个象限中的脑激活状态。因此要学好一门语言，听、说、读、写都要强化才能使学习效果事半功倍。现代教学方法里也将肢体动作与语言学习融合在一起，如在幼儿园里的自然拼读课中，一边要求小朋友说出词组一边做编排好的肢体动作，以促进学习记忆的效果，就是利用了多脑区协调工作的原理。

图3：语言脑区fMRI成像

“右脑开发”可信吗？

图2中神经功能网络是跨越左、右脑的，左右脑通过胼（pián）胝体（2.5亿神经纤维）连接在一起。脑科学研究证实，左右脑不但能协调工作、互相弥补不足（比如对于脑半球损伤的患者），也能互相抑制对方；这种抑制是为了防止因某个脑区的功能发展过于强大而造成的能力失衡（可以想象自闭症患者仅拥有某项超强能力），科学家将此抑制机制比喻为“詹代法则”。大脑的生物进化过程也确保大多数人都有完整的生存技能而不仅是擅长某一种技能，有些机构宣扬的“右脑开发”或“左脑开发”是没有任何科学依据的。

图4：胼胝体 确保左右脑协调工作

培养脑素质最佳阶段

人两岁时大脑神经元的数量、链接的数量远超成人，在到达青春期之前链接数量平均每天减少100亿，在神经学里被称为“修剪（Pruning）”。修剪是为神经元之间的链接（突触的发展）腾出空间。通过科学的教育、养育方法的刺激不但使神经元之间的链接更加牢固，而且随着人们从反复习得中获得技能，与技能对应的神经网络之间的协调也更加紧密、牢固、高效。

K12阶段是大脑神经修剪、突触发展的迅猛期，为了培育满足国家未来的综合发展型人才，在该关键期除了培养学科知识，结合相应的科学方法和正向刺激，对与学生核心素养有关的专注能力、情绪能力、逻辑表达、精细动作、运动协调的培养，显得急迫而重要。