一、早期发展有多重要?

著名学前教育学家蒙台梭利在《人的成长》一书中提到:“人类以婴儿的形态来到世间,其成长发育之快,实在是一个奇迹。”儿童的大脑发育和认知发展并不是匀速进行的,在某一段时间里大脑对环境中的一些刺激非常敏感,可塑性也最强,研究者把这个时期称为“敏感期”。在敏感期内,儿童学习某种知识或者发展某种能力会比其他时期更加容易。Knudsen(2004)提出,人类的大部分感觉、知觉以及情绪能力都是在生命早期的“敏感期”内塑造完成的。比如,人的深度知觉能力依赖早期的双眼视觉经验,形成流畅的语言能力需要在生命早期充分暴露在相应的语言环境中,而与他人建立亲密关系以及应对压力的能力则建立在生命早期与抚养者积极互动的基础上等等。

总之,生命早期是个体大脑发育和认知行为发展最关键的时期,儿童在这一时期的脑发育和心理行为发展的水平为之后的发展起到了奠基作用。正因如此,近年来,儿童早期发展也得到各国政府的高度重视,成为心理学、教育学、发展认知神经科学、经济学等各学科关注的热点。

1.早期阶段是儿童大脑发育的“关键期”,是大脑可塑性最强的时期

个体出生后,大脑重量迅速增加。儿童刚刚出生时的大脑重量约为成人的25%,2岁儿童的大脑重量已达到成人脑重量的75%,6岁时达到成人的90%(Kretschmann, et al., 1986)。0~6岁出现了个体出生后大脑发育的第一个高峰期,并在2~3岁时达到神经系统增殖和修剪的峰值(William et al., 2003,见图1-1)。

图1-1 大脑发育的关键期

(William et al., 2003)

除了大脑的重量,突触的修剪和发育规律也支持这一观点。研究发现,在生命早期,大脑突触快速增长,6岁以后,则开始对突触进行选择性修剪从大脑中移除不必要的神经元结构,是大脑维持特定区域功能的一种手段。(Shore,1997,见图1-2)。

图1-2 儿童大脑突触的快速增长和选择性修剪情况

(Shore,1997)

近年来,随着事件相关电位(Event-related Potential,简称ERP)、功能性磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,简称fMRI)、功能性近红外成像(Functional Near-infrared Imaging,简称fNIR)等各种脑成像技术的出现,研究者对幼小儿童的脑发育特点和规律进行了研究,为脑发育关键期的存在提供了客观量化的依据。比如,我国研究者采用ERP技术对个体4~20岁的大脑发育特点进行研究,发现随着年龄的增长,儿童大脑的自发电位频率逐渐增高,有两个时间段电位频率增高速度显著高于其他时期(刘世熠等,1962):第一个时间段是在童年早期(6岁之前),第二个时间段是在青春期初期(14岁左右)。在这两个时期内,个体大脑发育明显加速,大脑的结构和功能都有一个飞跃式的进展。这一结论与William等人的研究共同验证了6岁之前和14岁左右是个体大脑发育的两个关键期。

大脑发育的“关键期”也是大脑可塑性最强的时期。大脑可塑性(Brain Plasticity)是大脑改变其结构、功能的能力,具体是指在外部环境刺激改变时,或是在大脑的内部本身产生某些缺失时,神经系统产生的调整。哈佛大学研究者Levitt指出,在生命的早期阶段,大脑结构随外界刺激发生改变的能力最高,过了这段时期,随着年龄的增长,个体学习新技能需要付出的努力和代价将越来越高(Levitt,2009,见图1-3)。来自动物样本的研究表明,在大脑发育的“关键期”内接触丰富的刺激会促进大脑结构的变化。有研究者在“关键期”内对幼猫的视觉和幼鸟的听觉进行训练,结果发现,经过训练的幼猫和幼鸟在其大脑视觉和听觉皮层中都长出了新的轴突联结,说明丰富的早期经验可以促进大脑形成新的精细化的轴突联结(De Bello et al., 2001)。还有科学家对幼鸟进行了歌曲记忆实验,结果发现,经过训练的幼鸟大脑中无用突触的淘汰率更高,无用的树突棘(Dendritic Spines)更少,这意味着丰富的早期刺激有利于大脑剔除无用的树突棘(Nixdorf-Bergweiler, et al., 1995)。此外,早期的反复学习经验还有助于突触之间形成细胞粘附分子(Cell Adhesion Molecules,简称CAMs),使突触之间已经建立的联系更加牢固,从而不易被淘汰(Knudsen,2004)。

除了生物学的证据,还有一些针对特殊个案的研究也证明了在大脑发育的“关键期”内进行刺激和训练的重要性。国外研究者提出儿童语言习得确实存在一个“关键期”,如果个体语言中枢在童年期出现了问题,那么在5岁以前,也就是儿童稳固地建立起大脑单侧化以前,是可以得到很好的修复的,但是过了这一时期,儿童的语言功能就很难恢复到正常水平了。1970年,人们在美国的加利福尼亚州发现了一个13岁的“野孩”,科学家给她起名叫Genie。Genie从一出生就被父亲隔绝在一个封闭的房间里,从不与人交谈,因此,一直到被发现,Genie都没有学会讲话。经过医生和心理学家的精心照料和教育,Genie到20岁时已经恢复了一些认知功能。研究者使用雷特国际操作量表(Leiter International Performance Scale,简称LIPS)对Genie的智力及其他能力进行测验,发现凡是右脑控制的任务(如格式塔测验),她一直保持稳定进步,有些方面甚至已经达到成人水平,但左右脑共同控制的任务(如视觉记忆)却只达到6~12岁儿童的水平,由左脑控制的任务(如听觉记忆)则只能停滞在3岁儿童的发展水平。因此,研究者提出,语言的习得是大脑半球特殊化的过程,如果在语言发展的关键期,也就是2~12岁时受伤,个体的语言功能可以转移到右半球,因为这一时期两个半球还没有完成分工,但如果超过这一时期受伤,个体将会永远失去语言能力。

图1-3 大脑结构变化能力以及发生变化需付出的努力

(C.A.Levitt,2009)

总之,来自脑科学、心理行为科学以及生物科学等多角度的研究共同证明了儿童早期是大脑发育的关键阶段,也是其可塑性最强的时期。在这个时期为儿童提供适应其发展的刺激和训练,将有助于提高其发展效率,得到事半功倍的效果。

2.早期阶段是儿童各项心理行为发展的敏感期

除了大脑的快速发育外,0~6岁也是个体心理行为发展的重要阶段,是语言、认知、情感、行为等各方面能力发展的敏感期。比如,0~1岁是儿童听觉发展的敏感期,2~3岁是儿童口头语言发展的敏感期,4~5岁是儿童书面语言发展的敏感期,1~4岁是儿童秩序发展和数学与逻辑发展的敏感期,4~6岁是儿童图像识别、形状知觉发展的敏感期等(David,2005),具体能力及其发育的“敏感期”如图1-4所示。如果错过这些“敏感期”,将会对个体相应的心理行为发展造成难以弥补的影响。

图1-4 儿童各项能力发育的敏感期

(Council for Early Child Development,2010)

注:图中“符号”指的是儿童将抽象的符号与具体的实物联系起来的能力。

早期研究者对初级认知能力(如视觉、听觉等感觉能力)发展的敏感期关注更多,随着认知神经科学的不断发展,研究者也对高级认知能力(如注意、记忆、执行控制力等)发展的敏感期开展研究。研究者发现,高级认知能力发展的敏感期晚于初级认知能力发展的敏感期,并且初级认知能力在敏感期中的发展会影响高级认知能力的发展(Nelson,2007)。已有研究发现,认知能力发展的敏感期与大脑皮层的成熟时间和成熟速度有关,与初级认知能力有关的大脑皮层成熟较早,而与高级认知能力相关的大脑皮层成熟较晚。比如,在所有皮层中成熟最晚的是前额叶皮层,与之对应的执行功能(Executive Function)发展的敏感期出现也较晚,且从儿童期一直持续到青年期(Blakemore&Choudhury,2006)。

国外大量有关儿童早期发展的研究发现,出生以后的24个月是婴儿发展最敏感的时期,如果婴儿在这一阶段发育迟缓,将严重影响他们以后的认知、执行功能以及学业成就的发展。来自非洲、拉丁美洲国家的研究发现,在贫困家庭里成长的儿童会在3岁时出现言语能力和认知能力上的缺陷,这种缺陷会在儿童5岁时进一步加大(Schady et al., 2015;Rubio-Codina et al., 2015)。Black等人(2013)曾在《柳叶刀》期刊上报告了一项孟加拉国儿童的追踪研究,研究发现,儿童7个月大时,认知能力最高的5%的儿童和认知能力最差的5%的儿童的差距较小;但在儿童63个月大的时候,他们认知能力的差距增加了很多。此外,早期发展的敏感期在儿童语言能力发展上也有明显的体现。

语言学家Lenneberg等人在《语言的生物学基础》(The Biological Foundation of Language)一书中提出,在人的一生中,早期阶段比其他任何时期都更容易习得语言。语言发展敏感期的证据,一方面来自神经生理学的发现,即认为孩子一出生就具备了语言学习的能力,儿童在4~12岁存储到布洛卡区(Broca)、威尔尼克区(Wernicke)等大脑区域的语言信息会被大脑认定为“母语”,因而可以被迅速掌握并灵活运用。

一项发表在《自然》(Nature)期刊上的研究发现,“晚期”双语者(青春期以后学习第二语言)的大脑激活区域与“早期”双语者(从婴儿时期开始学习第二语言)不同(Kim et al., 1997)。“晚期”双语者的大脑布洛卡区对第一语言和第二语言的激活空间是分离的(见图1-5a),而“早期”双语者的大脑布洛卡区对第一语言和第二语言的激活空间则是重叠的(见图1-5b),这表明在语言学习敏感期开始学习第二语言的儿童,其大脑会像加工母语一样加工其他语言。

语言发展敏感期的另一方面证据建立在对一系列语言发展不利儿童的研究上。例如,对脑损伤病人语言能力恢复的研究发现,儿童失语症患者的语言恢复能力要远远高于成年患者;而对语言环境受过剥夺的儿童来说,如果错过沉浸在语言环境的早期阶段,儿童后续的语言发展会出现难以恢复的问题,例如前面提到的Genie的例子,经过5年的教育和治疗,Genie始终没有学会语言表达,其语言水平仅相当于一个21个月大的婴儿(Curtiss,1977)。

图1-5 “晚期”双语者(a)和“早期”(b)双语者大脑布洛卡区激活情况

(Kim et al., 1997)

3.早期教育能够得到最高回报

从经济学的角度来看,童年早期教育是最值得投资的阶段。相比于学龄期教育和成年后的高等教育,在儿童早期阶段投入的教育成本将会在未来得到最高的回报。诺贝尔经济学奖获得者、芝加哥大学经济学系教授赫克曼(Heckman)从经济学的角度对各阶段教育的“投资-回报率”进行了研究并提出,对早期阶段的教育每投资1美元,15~18年后获得的收益是7.14美元(见图1-6)。这项研究还表明,对人类教育的投资越早,收益越大,早期教育的投资与其他阶段相比能够获得最高的回报率。《科学》(Science)期刊的一项追踪研究发现,对0~5岁儿童进行认知和社会刺激等方面的干预,能够显著提高其成年后的认知和非认知水平(James et al., 2014)。可见,对儿童进行科学的早期教育,可以使其形成较好的性格、习惯、自控力以及认知能力,从而使他们有一个更好的未来。

图1-6 投资回报率与开始投资时年龄的关系

(Heckman,2003)

由于早期教育回报率最高,各个国家尤其是发达国家十分重视对早期教育的投入,包括瑞典在内的许多发达国家对学前教育的投资已经成为GDP支出的重要组成部分,如图1-7所示。瑞典人口只有900万,但科技、经济发展水平一直处于全球前列,这与瑞典一直重视早期教育有关(Bernanke,2007)。作为瑞典社会保障系统的一部分,父母亲任何一方在孩子出生期间都可以请12个月假,领取80%的工资;父母亲也可以在孩子生病期间留在家中照顾孩子,每年可请60天假。前美国联邦储备委员会主席Ben Bernanke在2007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回报,不仅可以促进个体后继的学业成绩,还可以降低解决社会问题的代价。除瑞典外,其他很多发达国家也出台了相关政策或项目促进早期教育的发展。例如,美国的开端计划项目(Head Start)、早期儿童纵向研究项目(Early Childhood Longitudinal Study,简称ECLS)、早期儿童抚养与发展项目(Study of Early Child Care and Youth Development,简称SECCYD)、英国的有效学前教育项目(The Effective Provision of Pre-school Education Project,简称EPPE)等。这些项目都着重考察了儿童早期教养经历(包括儿童出生状况、早期抚养经历、学前教育经历、家庭环境特征、父母教养行为等)与其未来认知、学业和社会能力发展之间的关系,并为国家早期教育政策的制定提供了良好的指导。

图1-7 瑞典对各阶段未成年人的公共支出情况(瑞典克朗/年)

(Ben Bernanke,2007)