執(zhí)行功能訓(xùn)練與學(xué)業(yè)成就關(guān)系研究

倪文錦

〔摘要〕執(zhí)行功能是個體順利完成特定任務(wù)的重要心理過程，具有一定可塑性。研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能與兒童學(xué)業(yè)成就關(guān)系密切，表現(xiàn)為執(zhí)行功能更高的兒童學(xué)業(yè)成就更高，并且執(zhí)行功能訓(xùn)練可以提升學(xué)業(yè)成就。但也有研究者認為，沒有明顯證據(jù)支持這些結(jié)論。本研究綜述了目前執(zhí)行功能訓(xùn)練與學(xué)業(yè)成就的相關(guān)研究，以期為今后的研究者們提供一些有益的思考。

〔關(guān)鍵詞〕執(zhí)行功能；學(xué)業(yè)成就；關(guān)系

〔中圖分類號〕 G44 〔文獻標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1671-2684（2017）25-0006-06

一、引言

執(zhí)行功能（executive function）是個體對認知活動進行有意管理與指導(dǎo)以完成特定任務(wù)的一組高級心理過程[1]。盡管現(xiàn)有文獻對執(zhí)行功能的構(gòu)成尚有爭論，但多數(shù)研究者認為它至少包含三個主要成分，即工作記憶（working memory）、抑制控制（inhibitory control）和注意轉(zhuǎn)換及認知靈活性（attention shifting and cognitive flexibility）[2]。執(zhí)行功能在個體認知行為發(fā)展中起著重要作用[3]，而其與學(xué)業(yè)成就關(guān)系問題是目前教育心理學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的研究熱點之一。大量研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成就關(guān)系密切[4-6]。例如，有研究表明工作記憶能力差的兒童往往學(xué)業(yè)表現(xiàn)不佳[7]，而具有較高工作記憶水平的兒童有著較高的學(xué)業(yè)成就[8]。另外，執(zhí)行功能與兒童數(shù)學(xué)、閱讀和寫作等核心課程的學(xué)業(yè)成就均有顯著關(guān)聯(lián)[9-10]。

基于執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成就的密切關(guān)系，研究者們探討了執(zhí)行功能訓(xùn)練能否有效提升兒童學(xué)業(yè)成就的問題。有研究發(fā)現(xiàn)，接受執(zhí)行功能訓(xùn)練的兒童與其他兒童相比，取得了更高水平的學(xué)業(yè)成就。例如，有研究發(fā)現(xiàn)利用空間訓(xùn)練可以改善6～8歲兒童在數(shù)學(xué)任務(wù)中的表現(xiàn)[11]。另外，兒童通過執(zhí)行功能策略訓(xùn)練會更容易理解所呈現(xiàn)的數(shù)學(xué)問題[12]。而執(zhí)行功能訓(xùn)練對于低學(xué)習(xí)能力的特殊兒童來說效果更好[13]。例如，有研究采用PASS（計劃、注意、同時、連續(xù)）認知策略在數(shù)學(xué)課堂中進行執(zhí)行控制訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受過執(zhí)行控制訓(xùn)練的特殊兒童在數(shù)學(xué)標(biāo)準化成就測驗和個性化韋氏測試中成績優(yōu)異[14]。

以上研究證據(jù)都提示著執(zhí)行功能訓(xùn)練有可能用于提升兒童學(xué)業(yè)成就。但是，目前也有一些研究發(fā)現(xiàn)，并未有可靠證據(jù)表明執(zhí)行功能訓(xùn)練可以幫助兒童取得更高的學(xué)業(yè)成就。有研究者對工作記憶訓(xùn)練項目進行元分析后發(fā)現(xiàn)，這些訓(xùn)練項目可以對個體的工作記憶能力產(chǎn)生短期影響，但并未發(fā)現(xiàn)這些短期性改善能夠?qū)е聜€體其他技能的提高，包括言語能力、字詞解碼或算術(shù)能力[15]。Head Start REDI 學(xué)前計劃（旨在通過積極的課堂管理、特定贊揚和支持、情感輔導(dǎo)等干預(yù)措施促進兒童自我控制）利用多維度卡片分類任務(wù)（dimensional card sort task）、后向字跨度任務(wù)（backward word span task）等進行執(zhí)行功能測驗后發(fā)現(xiàn)兒童執(zhí)行功能改善，但并未發(fā)現(xiàn)這些干預(yù)提升了兒童的學(xué)業(yè)成就[16]。

綜上所述，雖然大量研究關(guān)注執(zhí)行功能訓(xùn)練對兒童學(xué)業(yè)成就的干預(yù)效果，但并沒有得到一致的結(jié)論。因此，本研究將綜述目前執(zhí)行功能訓(xùn)練與學(xué)業(yè)成就的相關(guān)研究，以期為今后的研究者們提供一些借鑒。

二、執(zhí)行功能訓(xùn)練

（一）工作記憶訓(xùn)練

工作記憶是一種能夠短暫儲存和加工信息以引導(dǎo)個體行為的有限記憶系統(tǒng)，由中央執(zhí)行系統(tǒng)（central executive）和特定領(lǐng)域的短期存儲系統(tǒng)（包括語音環(huán)和視覺空間模板）組成[17]，它是執(zhí)行功能中最關(guān)鍵的組成部分。例如，兒童在完成學(xué)習(xí)任務(wù)過程中會感知和儲存信息，而學(xué)習(xí)任務(wù)的完成則與個體的工作記憶容量相關(guān)并受其制約[18]。Miyake[19]將工作記憶細化為工作記憶刷新（working memory updating），即在對新任務(wù)有關(guān)信息進行編碼、監(jiān)控和儲存的同時，去除舊有的與任務(wù)不相關(guān)的信息。工作記憶刷新訓(xùn)練旨在提升個體對刺激的識別能力及對無關(guān)信息的抑制能力，從而達到對大腦記憶內(nèi)容的不斷修正。常用的任務(wù)有：類詞刷新任務(wù)（keep track task）、N-back任務(wù)（N-back paradigm）[20]和活動記憶任務(wù)（running memory task）[21]。

（二）抑制控制訓(xùn)練

抑制控制是指避免產(chǎn)生不符合當(dāng)前需要或不恰當(dāng)行為反應(yīng)的能力，這對于個體基于特定環(huán)境變化做出目標(biāo)指向的行為極為重要[22]。例如，良好的抑制控制能力可以幫助兒童在學(xué)習(xí)過程中有意識控制自身學(xué)習(xí)疲勞、分心或因難題而引起的學(xué)習(xí)焦慮[23]。抑制控制訓(xùn)練就是旨在提升個體在加工信息過程中對無關(guān)刺激和行為的抑制能力[24]。常采用的任務(wù)有：Stroop 任務(wù)、Go-NoGo 任務(wù)和停止信號任務(wù)（the stop-signal task）[25]。

（三）注意轉(zhuǎn)換及認知靈活性訓(xùn)練

注意轉(zhuǎn)換是根據(jù)任務(wù)和情境變化需要對知覺和反應(yīng)偏向進行重組的心理控制過程[26]。認知靈活性類似于避免“功能固著”，具體指個體在問題情境中能夠意識到不同解決途徑的存在，并以靈活的方式適應(yīng)新情境，實現(xiàn)特定目標(biāo)的能力[27]。認知靈活性與兒童學(xué)習(xí)關(guān)系密切，在實際教學(xué)中，認知靈活性強的兒童能根據(jù)具體知識同化順應(yīng)從而生成新的知識框架而認知靈活性差的兒童知識遷移能力則較弱[28]。注意轉(zhuǎn)換及認知靈活性訓(xùn)練旨在提升個體任務(wù)轉(zhuǎn)換的反應(yīng)能力。常采用的任務(wù)是轉(zhuǎn)換任務(wù)（switching task），具體可以包括加法-減法轉(zhuǎn)換任務(wù)（plus-minus task）以及局部-整體任務(wù)（local-global task）等[21]。

三、執(zhí)行功能訓(xùn)練與學(xué)業(yè)成就

目前，國內(nèi)單純關(guān)注兒童執(zhí)行功能發(fā)展或?qū)W業(yè)成就的研究很多，但將二者相結(jié)合的研究則較為稀少。有證據(jù)表明，認知過程中的執(zhí)行功能與兒童學(xué)業(yè)成就確實息息相關(guān)，例如，兒童學(xué)習(xí)時需要提前計劃，集中注意力和記憶先前經(jīng)驗[29]。從理論上來看，執(zhí)行功能至少以兩種不同的方式影響著兒童在學(xué)校環(huán)境中的學(xué)業(yè)表現(xiàn)。一是執(zhí)行功能能促進兒童使用和進一步發(fā)展學(xué)習(xí)所必需的認知能力[30]。從這個角度來說，執(zhí)行功能過程是學(xué)習(xí)各科知識的先決條件或者說是認知支持。例如，刷新工作記憶能力常被認為是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程的必要條件[31]。二是執(zhí)行功能可以幫助兒童遵守課堂規(guī)則并且從各種社會環(huán)境（例如，大團體、小團體、合作或獨處等）中獲得學(xué)習(xí)經(jīng)驗。執(zhí)行功能可以促進或抑制兒童與他人的交往，從而通過兒童的社交技能和問題行為間接地影響學(xué)習(xí)[32]。endprint

因此，許多研究者嘗試通過執(zhí)行功能訓(xùn)練來提升兒童學(xué)業(yè)成就。例如，在對希臘幼兒園兒童使用非單詞重復(fù)練習(xí)進行語音環(huán)工作記憶訓(xùn)練的研究中發(fā)現(xiàn)，接受非單詞重復(fù)訓(xùn)練的兒童在第一年學(xué)年結(jié)束時，閱讀分數(shù)相比于對照組有顯著提升[33]。還有研究者利用心靈工具課程（the tools of the mind curriculum）（該課程強調(diào)兒童自我調(diào)節(jié)發(fā)展和游戲在教育中的作用）對幼兒園中3～4歲兒童進行實驗，然后比較兒童的社會行為、語言和識字率的增長，結(jié)果發(fā)現(xiàn)心靈工具課程可以提高兒童的執(zhí)行功能，同時，兒童的社會行為發(fā)生改善，學(xué)業(yè)成就也有所提升[34]。當(dāng)執(zhí)行功能活動融入幼兒園的識字、數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)習(xí)活動中時，研究發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能對兒童學(xué)業(yè)成就產(chǎn)生了積極影響。特別是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中，增加促進注意轉(zhuǎn)換和認知靈活性的訓(xùn)練后，發(fā)現(xiàn)兒童的流體智力也有所提高，進而對兒童的數(shù)學(xué)成績產(chǎn)生了積極作用[35]。

不過，執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成就的關(guān)系復(fù)雜，有研究發(fā)現(xiàn)其子成分與學(xué)業(yè)成就之間的關(guān)聯(lián)性存在差異，例如，有研究對36名正常兒童進行應(yīng)用題解題策略訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，在兒童進行策略訓(xùn)練后，刷新功能有了顯著提升，轉(zhuǎn)換功能有較大提升但未達到顯著水平，抑制控制則無明顯變化[36]。這就意味著通過抑制控制訓(xùn)練可能無法達到提升兒童學(xué)業(yè)成就的效果。也有研究發(fā)現(xiàn)工作記憶和數(shù)學(xué)成就之間有很強的關(guān)系，然而抑制控制和數(shù)學(xué)成績之間沒有顯著關(guān)聯(lián)[37]。另外，執(zhí)行功能子成分在預(yù)測不同文化背景的兒童學(xué)業(yè)成就上也存在差異，例如，在對來自中國和美國兩種不同文化背景下的學(xué)齡前兒童進行跨文化分析中發(fā)現(xiàn)，工作記憶是中文閱讀成就的預(yù)測因素，但不是英文閱讀成就的預(yù)測因素。注意轉(zhuǎn)換能夠一致地預(yù)測中美學(xué)齡前兒童的閱讀成就，而抑制控制卻無法預(yù)測任何一個國家兒童的閱讀成就[38]。

另外，有研究發(fā)現(xiàn)，通過兒童在視覺辨別任務(wù)中的表現(xiàn)能預(yù)測我國香港和臺灣兒童的閱讀成就，但在英國兒童的閱讀成就和視覺技能之間卻沒有發(fā)現(xiàn)這種預(yù)測關(guān)系[39]。這就意味著執(zhí)行功能訓(xùn)練可能對于不同文化背景的兒童學(xué)業(yè)成就產(chǎn)生的效用會存在差異。在對2036名5至17歲兒童的大樣本調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能訓(xùn)練對兒童學(xué)業(yè)成就產(chǎn)生的效用會因兒童成長環(huán)境、時間等因素發(fā)生顯著變化[40]，惡劣的成長環(huán)境例如遭遇逆境、被忽視等都可能阻礙其執(zhí)行功能的發(fā)展從而阻礙了其學(xué)業(yè)成就的提升[41]，而積極的成長環(huán)境例如受到關(guān)注、家庭經(jīng)濟條件改善等則能促進其執(zhí)行功能的發(fā)展從而提升其學(xué)業(yè)成就[42]。這些研究結(jié)果的不一致說明目前還并不能斷定執(zhí)行功能訓(xùn)練能夠提升兒童學(xué)業(yè)成就。

產(chǎn)生這些不一致的研究結(jié)果的原因可能有多種，例如執(zhí)行功能訓(xùn)練對象年齡的不同。現(xiàn)有研究已表明，執(zhí)行功能會在兒童的整個學(xué)業(yè)生涯中持續(xù)發(fā)展，因此執(zhí)行功能訓(xùn)練的效果也會隨著時間的變化而變化。也有可能源于執(zhí)行功能訓(xùn)練內(nèi)容的影響，例如，有些研究將執(zhí)行功能訓(xùn)練劃分成抑制控制、工作記憶和注意轉(zhuǎn)換三種，而有些研究只包括工作記憶和抑制控制的措施。此外，還有可能由于樣本數(shù)量大小的影響。例如，St Clair-Thompson和Gathercole[44]將樣本數(shù)量確定為51名兒童，而Espy，Mcdiarmid和Cwik等人[43]則選取了96名兒童，van der Ven[45]的研究中樣本量為211。最后，還可能是由于數(shù)據(jù)分析方法的不同。因此，未來需要通過更多的研究，以便能夠得到關(guān)于執(zhí)行功能訓(xùn)練與學(xué)業(yè)成就之間關(guān)系的更準確結(jié)論。

四、總結(jié)與展望

大量研究已經(jīng)證實，執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成就的密切關(guān)系，其對學(xué)生的成長與發(fā)展的重要性更是不言而喻[46]。學(xué)校作為兒童教育的主陣地，相關(guān)教育人員應(yīng)有意識采取各類有效教學(xué)手段和策略以促進兒童獲取更高水平的學(xué)業(yè)成就。基于前文總結(jié)的證據(jù)，我們有理由相信，執(zhí)行功能訓(xùn)練有助于兒童更好地成長和發(fā)展。今后的研究可以從以下方面著手。

（一）進一步探索執(zhí)行功能訓(xùn)練在學(xué)校教育中的應(yīng)用

雖然目前國內(nèi)相關(guān)實證研究并不多，但已有的證據(jù)表明，執(zhí)行功能訓(xùn)練對兒童各方面確實帶來明顯益處。例如，執(zhí)行功能訓(xùn)練有助于學(xué)生核心技能的提升。執(zhí)行功能在數(shù)學(xué)和閱讀等核心課程學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要作用[47]。一些研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能訓(xùn)練可以顯著提升學(xué)生的數(shù)學(xué)和閱讀能力[48]。相比于其他能力，數(shù)學(xué)和閱讀等核心技能的提升能夠迅速遷移至其他方面，給兒童的成長帶來更大的優(yōu)勢。因此，執(zhí)行功能訓(xùn)練不僅有助于直接幫助學(xué)生在數(shù)學(xué)和閱讀方面取得更高成績，同時也間接提升了學(xué)生的整體學(xué)業(yè)成就。

（二）嘗試拓展學(xué)業(yè)成就的評估手段

當(dāng)前的研究大多以學(xué)業(yè)成績作為學(xué)業(yè)成就的指標(biāo)，也有個別研究評估了個體在社交技能、學(xué)校適應(yīng)和社會實踐等方面的表現(xiàn)[49]，但只是發(fā)現(xiàn)了相關(guān)關(guān)系，并沒有明確執(zhí)行功能訓(xùn)練對這些指標(biāo)的影響。單純以學(xué)業(yè)成績?yōu)橹笜?biāo)來衡量執(zhí)行功能訓(xùn)練對兒童學(xué)業(yè)成就的作用是不全面的，這也不符合兒童全面發(fā)展和素質(zhì)教育的要求。今后的研究應(yīng)當(dāng)拓寬評估手段，深入探索執(zhí)行功能訓(xùn)練對兒童各方面的影響，諸如兒童的情緒調(diào)節(jié)與控制、同伴關(guān)系、知識應(yīng)用與遷移、學(xué)習(xí)興趣與方法等。

（三）進一步明確執(zhí)行功能訓(xùn)練對特殊兒童的學(xué)業(yè)矯治成效

已有的一些證據(jù)表明，執(zhí)行功能訓(xùn)練能夠顯著提升特殊兒童學(xué)業(yè)成就[50]。但當(dāng)前研究對執(zhí)行功能訓(xùn)練作用于特殊兒童的學(xué)業(yè)矯治還處于探索階段。近年來，自閉癥譜系障礙、注意缺陷綜合癥和學(xué)習(xí)障礙等身心障礙困擾著大量學(xué)齡兒童。如果執(zhí)行功能訓(xùn)練能為這些特殊兒童帶來顯著益處，這將有助于他們更好地進行學(xué)校適應(yīng)以及完成學(xué)業(yè)任務(wù)。同時，執(zhí)行功能訓(xùn)練作為一種相對容易理解、操作簡便的訓(xùn)練方法，可能更易于在特殊兒童中開展?？傊厥鈨和侵档藐P(guān)注的群體，作為一種有可能廣泛推廣使用的教學(xué)輔助手段，其對少數(shù)群體的作用成效應(yīng)該得到確認。

（四）開發(fā)操作性更強的執(zhí)行功能訓(xùn)練方法

研究者們已經(jīng)開發(fā)了一系列執(zhí)行功能訓(xùn)練的方法，如N-back任務(wù)、Go-NoGo 任務(wù)和Stroop 任務(wù)[20，25]。但他們都存在方法枯燥、容易疲勞以及依賴于電子設(shè)備的缺點。如果確定執(zhí)行功能訓(xùn)練可以給兒童帶來明顯的益處，那么開發(fā)出操作性更強的訓(xùn)練方法則顯得十分重要。單一的訓(xùn)練方法很容易讓兒童感到無聊并可能影響心情，進而降低訓(xùn)練效果。而對電子設(shè)備的過度依賴則使一些偏遠農(nóng)村地區(qū)兒童接受訓(xùn)練的可能性降低，增加了訓(xùn)練成本，同時降低了靈活性。因此，今后的研究可以進一步發(fā)展操作性和普適性更強的訓(xùn)練方法。endprint

（五）嘗試開展基于家庭和游戲的執(zhí)行功能訓(xùn)練

我們關(guān)注了執(zhí)行功能訓(xùn)練在學(xué)校教育中的應(yīng)用[5]，但基于家庭和游戲的執(zhí)行功能訓(xùn)練也是值得嘗試的方向。

首先，學(xué)校主導(dǎo)的執(zhí)行功能訓(xùn)練可以確保時間、地點、方法和訓(xùn)練量的標(biāo)準化，而基于家庭的訓(xùn)練則在時間和空間上具有更大的適應(yīng)性。這種適應(yīng)性有助于緩沖時間沖突、重大事件等對訓(xùn)練開展的影響。

其次，基于家庭的執(zhí)行功能訓(xùn)練也為開展個性化訓(xùn)練和融入親子互動帶來了可能。差異化的訓(xùn)練方案可能會更好地發(fā)揮執(zhí)行功能訓(xùn)練效用。融入親子互動則有助于建立和維護更加親密和諧的親子關(guān)系。

最后，游戲化的執(zhí)行功能訓(xùn)練也可以讓兒童在訓(xùn)練過程中感受到更多趣味，這也符合新時代背景下快樂學(xué)習(xí)的理念。

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（作者單位：北京師范大學(xué)教育學(xué)部課程與教學(xué)研究院，北京，100875）

編輯/劉 揚 終校/于 洪endprint