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主题:【原创】教育探索(七)—学龄前教育的特点(1) -- 夕曦

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家园 【原创】教育探索(七)—学龄前教育的特点(1)

前面两部分简略地介绍了大脑的神经网络和形成过程。还有许多相关的知识没有涉及,如果现在一起堆砌出来,会让大家感到很枯燥、复杂,不明所以,也不容易理解与教育的联系,更不用说如何使用这些知识了。在以后相关讨论中,会根据需要逐步介绍更多的知识给大家。

到目前为止,我们已经了解的相关重点知识有:

1、人类独有的思维意识的物质基础是一个信息处理网络:神经网络。

2、人脑神经网络的绝大部分和最重要的部分是在出生以后发育的。

3、突触连接更好的神经网络决定了高智商。

4、与思维意识等人脑高级功能相关的神经网络是先随机连接,然后通过外界环境信号进行的突触修饰来实现的。所以说:环境改变人脑的结构(神经网络)。

很显然,大脑具有可塑性。所谓“近朱者赤,近墨者黑”。

教育就是有目的地利用大脑可塑性的过程,目的是塑造连接更好的神经网络。

你会很自然地产生新的问题:成人大脑是不是也有可塑性?其结构是不是也会被环境改变?

没错,环境仍然会改变成人大脑的结构。如果前面的介绍对你来说是新的知识并被记住了,或是通过提示能够回忆起一部分,那么你的大脑网络里肯定有某些部分发生了相应的改变。只不过,成人大脑神经网络的主体框架早已被固定下来,很少再产生新的突触、形成新的网络连接。外界环境信号引起的变化只能在小范围内进行,主要是在突触水平上进行的神经网络精细修饰。通过突触释放神经递质数量的变化和神经递质受体数量的变化来改变突触对信号反应强度来实现的。这种强度可调节的特性叫做突触可塑性(Synaptic plasticity)。

突触可塑性:增强信号反应强度

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突触可塑性:减弱信号反应强度

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突触可塑性是神经科学近年来进展最快、取得成果最大的研究领域。突触可塑性一般表现为突触反应强度的长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD),已被公认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础。著名的神经学家蒲慕明(中国科学院上海生命科学研究院)在这个领域的研究中有很多贡献。

与成人神经网络的发生于细胞水平的精细修饰相对比,处于发育期的大脑表现为更容易被观察到的大范围网络结构改变,就是神经网络可塑性(neural plasticity)。年龄越小,神经网络结构改变的越大,可塑性越高。总的趋势是,随着年龄的增长,神经网络可塑性逐步降低,发育到成人变为突触可塑性。

人们经常将小孩子的大脑比喻成一张白纸,可以绘出各种各样的图画,还是很形象的。

大脑的发育是一个连续不断的渐进过程,发育部位从后向前,网络由局部延伸到全体,功能由低级的反射到最高级的认知、执行功能。从胎儿时期的大脑后下部脑干开始,出生后不断向大脑前部拓展。从维持生命的初级功能出发,逐步向前发育形成局部神经网络,具有接受、处理环境信号的视觉、听觉、嗅觉、触觉等基本感应功能。局部神经网络之间的信息联络不断发育完善,协调基本感应功能,进一步建立语言、运动等功能。随着局部神经网络的进一步整合、拓展,最后才能够建立抽象思维、执行和情绪控制等高级认知功能。

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根据形态、结构和功能的变化,现代科学在大脑发育过程中发现突触网络具有两个显著不同的变化阶段。前一个变化阶段从出生开始到六岁左右,对应于通常所说的学龄前时期,表现为突触数目的快速变化,先快速增加然后逐步减少。后一个变化阶段大约发生于十五岁左右的青春期,可涵盖初中后期、高中、大学。在这个阶段中,突触数目的变化不大,但突触网络连接的环路改变很大,增加了信息处理的精确性。同时神经网络中的髓鞘大量快速发育,使得信号处理速度提高,可逐步连接大脑的不同区域,调用整合更多的神经网络资源,能够执行更复杂、更高级的认知功能。但还没有达到成人的水平,能够在全脑范围内进行协调、整合。

这并不是说,在两个阶段之间大脑就不发育了。只不过现代科学技术的发展,还不能更精确地观察到更细微的发育变化。如此看来,根据突触网络的发育变化,实际上将大脑发育的过程分为三个阶段:前期(学龄前)、中期和后期。各阶段的划分没有绝对的标准,对个人来说每个阶段的时间长短会有变化。根据每个阶段大脑发育的特点,实施不同方式的教育,才能最好利用大脑的可塑性来塑造更好的神经网络。

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