腦智（Brain&Mind）是腦與智（心智）的簡(jiǎn)稱(chēng)。腦智提升主要涉及腦與智兩方面的改變。其中，腦的改變涉及腦內在物質(zhì)、生理活動(dòng)變化，包括結構（如神經(jīng)新生、血管新生、灰質(zhì)體積、白質(zhì)完整性等）和功能（如腦功能連接、神經(jīng)突觸可塑性、神經(jīng)營(yíng)養因子等）的變化；智的改變涉及外顯行為、心理活動(dòng)變化，包括與認知相關(guān)的心理和行為（如執行功能、注意、記憶、執行功能、學(xué)業(yè)成績(jì)等）的變化。
兒童青少年腦智提升研究可以滿(mǎn)足以下兩方面的重大需求。一是當前科學(xué)研究的前沿探索。當今社會(huì )已由“信息時(shí)代”向“腦智時(shí)代”轉變，其核心內容是理解和認識人腦高級功能的物質(zhì)及結構基礎。這不僅可以在防治認知障礙性疾病方面提供幫助，還能促進(jìn)人工智能和認知技術(shù)的發(fā)展及廣泛應用。2018年在科技部、教育部等部門(mén)支持下，北京師范大學(xué)聯(lián)合17所從事人腦研究、腦疾病治療的高校、科研機構共同發(fā)起成立“中國兒童青少年腦智研究全國聯(lián)盟”，聚焦兒童青少年腦智前沿研究。在即將出臺的“中國腦計劃”中，一個(gè)重要內容就是兒童青少年腦智的開(kāi)發(fā)。二是新時(shí)期教育的重大需求。近年來(lái)，國家出臺的很多文件都提到，要遵循教育規律，科學(xué)辦教育、辦高質(zhì)量的教育、建設教育強國。那么教育的規律到底是什么？教育，實(shí)質(zhì)上就是在構建人的大腦。任何一個(gè)知識的獲取、技能的培養、習慣的養成、行為的變化、道德的形成，其背后都是對神經(jīng)連接模式的塑造。腦的發(fā)展發(fā)育規律，就是教育最大、最根本的規律。
揚州大學(xué)教授 陳愛(ài)國
體育運動(dòng)可以促進(jìn)兒童青少年的腦智提升
現如今，眾多研究成果已證明，藥物、飲食、音樂(lè )、冥想、教育課程、認知訓練、體育運動(dòng)等均可以對兒童青少年腦智的發(fā)展和提升起到積極作用。其中，體育運動(dòng)有其獨特的優(yōu)勢——花費少，可以整合到教育或治療當中，無(wú)副作用等。
塑造兒童青少年的腦。在我們的日常生活中，有些人常常認為運動(dòng)員或練體育的學(xué)生“四肢發(fā)達，頭腦簡(jiǎn)單”。其實(shí)不然，研究證據已充分表明，經(jīng)過(guò)多年運動(dòng)技能的訓練，運動(dòng)員的腦不僅不會(huì )變簡(jiǎn)單，反而變得更為復雜。國內有一項研究在比較了國家隊跳水運動(dòng)員和普通學(xué)生后發(fā)現，運動(dòng)員雙側丘腦和左側運動(dòng)前區的灰質(zhì)密度明顯高于普通學(xué)生。而所謂灰質(zhì)密度指的是神經(jīng)元的密集程度，灰質(zhì)密度較高者，在神經(jīng)傳導、信息傳遞等方面就更具有優(yōu)勢。不僅如此，在對特殊兒童的研究中也發(fā)現，運動(dòng)干預后聾啞兒童和肥胖兒童部分腦區灰質(zhì)密度和白質(zhì)完整性均有可塑性變化，且伴隨了認知功能的改善。這種腦的可塑性變化不僅發(fā)生在結構方面，而且研究發(fā)現，不管是短時(shí)的運動(dòng)干預，還是長(cháng)期的運動(dòng)干預，都會(huì )對兒童青少年的腦功能產(chǎn)生積極的影響，具體表現在腦激活模式和腦網(wǎng)絡(luò )功能連接的優(yōu)化或者重組上，且同樣伴隨著(zhù)認知功能的提升。另外，從分子層面上來(lái)看，運動(dòng)中和運動(dòng)后，腦內化學(xué)物質(zhì)（如多巴胺、血清素以及神經(jīng)營(yíng)養因子等）會(huì )發(fā)生變化，而這些變化與我們的情緒、認知和學(xué)習表現等息息相關(guān)。
促進(jìn)兒童青少年執行功能的發(fā)展。執行功能是指在完成復雜的認知任務(wù)時(shí)，對各種基本認知過(guò)程進(jìn)行協(xié)調和控制的高級認知過(guò)程，其根本目的是產(chǎn)生具有目的性的、協(xié)調有序的行為。它是一個(gè)非常重要的身、心、腦健康指標，可以很好地預測人的心理健康，身體健康，生活、工作、學(xué)習質(zhì)量，家庭、公共安全等。近年來(lái)的眾多研究結果顯示，科學(xué)的體育運動(dòng)干預方案可以有效促進(jìn)執行功能的全面發(fā)展。這些有效方案的共同特征是：中等強度的有氧運動(dòng)且每次達到30分鐘以上；組織形式上，合作類(lèi)的、團體類(lèi)的運動(dòng)效果更好；包含多種運動(dòng)項目的綜合干預方案效果更好。另外，體育運動(dòng)不僅能夠提升普通兒童的執行功能，對聾啞兒童、學(xué)習困難兒童、肥胖兒童等特殊兒童的執行功能也能起到改善作用，部分研究成果甚至顯示，對特殊兒童的改善效果比普通兒童更好。
多運動(dòng)可以促進(jìn)改善學(xué)習行為。記憶是人類(lèi)實(shí)現學(xué)習行為的核心能力。有研究發(fā)現，為期九個(gè)月的體育運動(dòng)干預能夠促進(jìn)兒童的短時(shí)記憶。另一項體育運動(dòng)與兒童長(cháng)時(shí)記憶的研究發(fā)現，與不運動(dòng)的對照組相比，學(xué)習后4小時(shí)進(jìn)行運動(dòng)，而不是立即進(jìn)行，可以提高長(cháng)時(shí)記憶的信息存儲?，F有的研究成果表明，一次性體育活動(dòng)或者長(cháng)期的體育運動(dòng)，不僅可以改善和提高學(xué)生的注意力、動(dòng)機、自控力等學(xué)習行為，還可以減少教師對課堂的管理行為?？傊?，對學(xué)校來(lái)講，學(xué)生參與體育運動(dòng)是一件師生雙贏(yíng)的事情。
不妨礙學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jì)。體育運動(dòng)是否影響學(xué)業(yè)成績(jì)，一直以來(lái)存在爭議。國內外學(xué)者對此展開(kāi)了大量研究，結果顯示：首先，體育運動(dòng)可以通過(guò)改善與學(xué)習有關(guān)的腦結構和功能直接提高學(xué)業(yè)成績(jì)；其次，體育運動(dòng)可以通過(guò)改善學(xué)習相關(guān)行為，如執行功能、注意力和情緒調節等，間接提高學(xué)業(yè)成績(jì)；第三，增加體育運動(dòng)的時(shí)間不會(huì )降低學(xué)業(yè)成績(jì)，甚至會(huì )提高學(xué)業(yè)成績(jì)。因此，保守地說(shuō)，讓學(xué)生參加體育運動(dòng)最起碼不會(huì )妨礙學(xué)業(yè)成績(jì)。
體育運動(dòng)提升兒童青少年腦智的教育實(shí)踐
新認識：體育運動(dòng)之于兒童是絕佳的腦智提升工具。體育運動(dòng)不是簡(jiǎn)單的蹦蹦跳跳，而是身、智、腦聯(lián)合運用為基礎的運動(dòng)。所有的體育運動(dòng)，都是富含身、智、腦的聯(lián)合運作。體育運動(dòng)是一種有設計的、采用運動(dòng)活動(dòng)及其相關(guān)經(jīng)驗從體力、腦力、心智上來(lái)使個(gè)人充分發(fā)展的方式。北京師范大學(xué)殷恒嬋教授提出“無(wú)體育，不教育”，認為體育對于德、智、美、勞都有價(jià)值，其中就包括腦育和智育。
新視角：教育神經(jīng)科學(xué)視野中的體育教育創(chuàng )新。我們從腦科學(xué)的視角來(lái)審視體育教育的改革和創(chuàng )新，并將主要研究成果和觀(guān)點(diǎn)匯集成《教育神經(jīng)科學(xué)視野中的體育教育創(chuàng )新》一書(shū)。這本書(shū)的價(jià)值在于跳出傳統“學(xué)科中心主義”的藩籬，從腦科學(xué)的獨特視野，以“兒童的腦智提升”為核心問(wèn)題，借助神經(jīng)科學(xué)的理論基礎、研究范式和成果應用轉化形式，建構基于神經(jīng)科學(xué)的體育教育改革思路，為適應新形勢下的體育教育改革創(chuàng )新發(fā)展提供新視野。
新理論：運動(dòng)干預促進(jìn)兒童腦智發(fā)展的多路徑理論。在已有體育運動(dòng)與兒童青少年腦智提升的前期相關(guān)理論和研究證據基礎上，我們提出并初步驗證了運動(dòng)干預促進(jìn)兒童腦智發(fā)展的多路徑理論。該理論認為運動(dòng)之所以促進(jìn)兒童腦智發(fā)展，是通過(guò)四條途徑達到的。一是改善生理狀態(tài)。運動(dòng)可以影響兒童腦的神經(jīng)營(yíng)養因子、喚醒水平、心肺功能等，提高兒童的腦智。二是提高動(dòng)作技能水平。復雜的動(dòng)作，比如協(xié)調性的、多肢體參與的、認知豐富的運動(dòng)需要腦智參與。大量動(dòng)作練習和運用積累了大量的腦智經(jīng)驗，而經(jīng)驗可以促進(jìn)兒童發(fā)展。三是情景互動(dòng)能力。在一個(gè)充滿(mǎn)新問(wèn)題、新挑戰的運動(dòng)情境中，個(gè)體在協(xié)調、組合原有動(dòng)作，形成新的、更復雜、更靈活、更有效動(dòng)作基礎上，會(huì )實(shí)現其腦智的突破和優(yōu)化。四是跟課堂環(huán)境有關(guān)。眾所周知，負性壓力會(huì )影響兒童腦智的發(fā)展。在進(jìn)行體育運動(dòng)的時(shí)候，可以通過(guò)活動(dòng)緩解壓力，增加社會(huì )交往，體驗更多的積極情緒，從而提高兒童腦智水平。
多路徑理論及其實(shí)踐提示，在教育實(shí)踐中，設計運動(dòng)干預、體育課教學(xué)等實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，需考慮以下核心要素：第一，運動(dòng)必須是適宜強度的；第二，包含復雜動(dòng)作技能的學(xué)習和應用；第三，運動(dòng)的環(huán)境，包括物理環(huán)境和人文環(huán)境必須是豐富的；第四，在運動(dòng)過(guò)程中必須體驗到積極的情緒。
新的體育課程：體育運動(dòng)促進(jìn)兒童青少年腦智發(fā)展的新模式。首先，體育課的探索。根據上述運動(dòng)干預促進(jìn)兒童腦智發(fā)展的多路徑理論，我們設計與開(kāi)發(fā)了新的體育課，在每個(gè)課時(shí)教案中的教學(xué)目標、教學(xué)內容、教學(xué)設計與實(shí)施等環(huán)節均有針對腦和認知發(fā)展目標的獨特設計。實(shí)踐證明，新體育課能夠有效促進(jìn)學(xué)生身、心、腦發(fā)展。國外的一個(gè)研究團隊也開(kāi)發(fā)了一套名稱(chēng)為Better movers and thinkers（BMT）體育課程，采用的方案設計思路與我們不謀而合。他們的研究結果也顯示，設計的體育課能夠促進(jìn)兒童的認知和腦發(fā)育。
其次，課內體育的革新。國際上流行著(zhù)一種在文化課堂上融合體育活動(dòng)的課程組織形式，它將運動(dòng)與核心學(xué)習內容相結合，以有趣和創(chuàng )造性的方式促進(jìn)身體活動(dòng)、健康和學(xué)習。目前這種課程形式在國外有一些成熟的范例。比如，“快樂(lè )10分鐘”，每項活動(dòng)與核心課程概念相結合；在美國有5萬(wàn)教師使用“快樂(lè )10分鐘”，有100萬(wàn)兒童受益。這種課程的實(shí)踐表明，課內體育可以提高兒童青少年身體活動(dòng)水平，促進(jìn)認知發(fā)展，提升學(xué)業(yè)成績(jì)。
第三，課外體育活動(dòng)的創(chuàng )新。我們的聾啞兒童系列研究表明，課外體育活動(dòng)對于聾啞兒童腦智提升效果顯著(zhù)。國外的“零點(diǎn)體育課”也證明了課外體育活動(dòng)能夠提高學(xué)習能力，促進(jìn)學(xué)業(yè)成績(jì)的提高，改善學(xué)生的注意力。
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來(lái)源 | 本文刊于《教育家》2019年6月刊第四期，原標題《體育運動(dòng)與兒童青少年腦智提升》
作者 | 揚州大學(xué)教授 陳愛(ài)國
編輯 | 邢曉鳳
設計 | 朱強
統籌 | 周彩麗
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