基于腦科學促進認知能力發(fā)展的案例研究

谷力?迦勒?谷婧?王藝?郝崟玲

［摘要］ 很多中小學生在閱讀、書寫、注意力、數學計算等方面都存在著不同程度的學習困難和學習力低下的問題，腦科學研究成果可以提供很多有效解決此類問題的辦法和策略。本文通過幾則教育案例，呈現了遵循腦科學原理、綜合開展學能訓練，有效提升中小學學生的認知能力、減輕學生學業(yè)負擔的過程。

［關鍵詞］ 學生；腦科學；認知能力；案例

很多學生在學習上令家長感到煩惱，他們表現出對學習內容不感興趣、上課注意力不集中、作業(yè)拖拉、粗心大意、學能低下、沉迷游戲、對學習不自信等現象，家長和老師采用了很多教育方法，但都徒勞無功。

近年來，我們通過研究腦科學原理，運用學能訓練系統(tǒng)技術在杭州、寧波、南京等地進行了大量的實驗，人數達到8000多例，實驗對象都取得了令人滿意的結果，他們的學習有了進步，認知能力得到提升。通過訓練，學生普遍感到自己的學習能力有了顯著提高，他們學會了時間管理和自主學習的方法。訓練學習的有效性讓他們倍感學習取得進步的快樂，改變了自卑心理和放任自流的態(tài)度，同時也讓父母不再陷入焦慮。在不斷堅持學能訓練的過程中，受訓學生的學習能力也在提高。他們在與家人或其他同學的PK訓練中，在展示才藝的過程中，不斷被認可，獲得了成就感和自信心，內驅力大大增強。

一、發(fā)展學生認知能力的腦科學訓練方法和

策略

所謂認知能力，以信息論的觀點來看，就是人腦在接受和處理外在信息刺激的過程中，及時感知外在信號、辨識和區(qū)分信號、儲存信號，以及比較剛輸入的和已儲存的信號內容、提取和應用信息的能力。從心理學的觀點來看，認知能力包括認知過程中所需要的感知力、專注力、記憶力、思維力、想象力等。

我們通過綜合運用腦科學原理，在實踐探索中思考和研究，形成了中小學生認知能力提升訓練的科學認識和實踐方案。我們提出了“營造樂學氛圍、持續(xù)訓練賦能、增強自信力、整體提升認知能力”的中小學生認知能力綜合提升的訓練思路和操作策略。

第一，我們認為，諸多因素影響著學生的認知能力，因此，我們需要采取綜合訓練和能量加持的方法，從整體上對學生進行訓練康復。所謂多領域認知綜合訓練，是指采用兩個或兩個以上的單領域認知訓練方法，如注意力+記憶力訓練等；所謂能量加持，是指針對日常飲食中對于大腦必需的營養(yǎng)上存在的問題，進行相應的科學改進干預；訓練整體系統(tǒng)則包括多領域綜合訓練、大腦保護營養(yǎng)干預、親子快樂溝通等項目。

第二，建立愿景，營造樂學氛圍。愿景是人腦中關于未來可視化的視覺場景圖像，是物質、能量、信息的凝聚態(tài)。運用愿景的力量，引導學生堅定心中的美好愿景，明確學習目標與發(fā)展方向，發(fā)現學習的意義和目的，繼而產生穩(wěn)定而持久的學習動力。

第三，借助于現代電子技術開發(fā)學能訓練系統(tǒng)和課程，形成了整體提升學生認知能力的腦科學解決方案。認知能力提升訓練流程如下：

1.愿景啟動

建立鏈接，啟動學生的訓練意愿和興趣。

2.想象力訓練

建立畫面感，聽想象喚醒音頻，保持放松，調動五種感官去感受。整體激活和賦能大腦，促進大腦各個區(qū)域協調共振、功能高效。

3.照相記憶訓練

利用視覺工作記憶訓練原理，對圖像、數字、漢字、英文等進行工作記憶訓練。聽快速記憶音頻，第一步進行殘像拍照練習；第二步進行矩陣拍照練習，先用2×2圖形矩陣卡牌，再用2×3文字矩陣卡牌，一次拍照時間15s；第三步進行古詩拍照，先后進行單行拍照、雙行拍照、四行拍照，最后加上標題和作者名字進行整體拍照，每次拍完先閉眼核對畫面，確認清晰后進行正、倒復述。

4.訓練周期

學能訓練密度為每日20—30分鐘，訓練周期為第一階段1—3個月、第二階段3—6個月。固定頻率和時長的視聽覺工作記憶訓練，對學生大腦進行反復刺激，力圖激活和喚醒學生大腦，從而促進學生大腦的專注力、記憶力、閱讀力、計算力、想象力、思維力、創(chuàng)造力、表達力等能力的普遍提高，最終實現減負和提高學習效率的目的。

5.訓練總結

對訓練進行總結，讓學生認為通過訓練，自己的能力在不斷增強，并且訓練的過程很簡單，愿意堅持下去。班主任可以再跟學生聊一聊夢想和目標，再次強化學生的信念。最后單獨跟家長溝通學生的情況。

第四，我們希望通過特定腦波音頻訓練，讓學生不斷接受正向激勵，感受到被認可、被表揚，通過體驗成功，克服自卑情緒，獲得成就感和自信心，從而激發(fā)學習的內驅力。

二、發(fā)展學生認知能力的個案教育分析

雖然我們形成了學生認知能力發(fā)展常規(guī)性的解決方案，但因學生的具體情況有所差異，我們?yōu)椴煌膶W生制定了個性化方案。我們會為每一個學生推薦一名認知能力發(fā)展的心理指導師，指導師給每一個學生制定個性化的教育方案，并跟蹤指導學生訓練和心理輔導。以下是我們在高中、初中、小學三個年齡段選取學生的案例，具體展示個案教育的過程。

案例1 ：某高一藝術特長生小呂（女），她的生活自理能力和社會活動能力很強，但存在偏科問題，學習效率也不高，在學習上經常表現出注意力渙散、記不住新學的內容、不理解知識的重點和難點、難以有計劃地學習和不能自我控制等問題。小呂同學向老師和家長表示，在數學課上，她常常聽不懂老師所講的內容。在入學之后第一次文化測試中，她的成績不佳，在全校高一802名學生中，她的文化測試成績?yōu)榈箶档?0名，數學成績只考了2分，英語只考了30分。

指導老師告訴家長，人體遇到刺激時，腦部特定區(qū)域處理信息會拖延和變慢，大腦會延遲辨識信號并作出反應，腦部就會出現特定區(qū)域信息不夠清晰、行動計劃和控制能力不足等現象。腦科學研究表明，特定頻段的腦波音樂對青少年大腦神經突觸連接、神經遞質釋放和基因表達等均有積極顯著的催化效應與奠基作用。特定頻段的腦波音樂可以提升青少年的感知覺能力，對大腦的情感和邊緣系統(tǒng)影響巨大，讓學生養(yǎng)成良好的學習習慣，提高對數學概念的理解能力、書寫和計算的能力，以及時空推理能力，并幫助學生輕松記憶事實性知識，對學生認知能力的提高有極大的促進作用。

小呂同學根據指導老師的建議，每天早晨上學前傾聽學能訓練系統(tǒng)中的提升專注力的腦波音樂，每天下午傾聽10分鐘記憶力腦波音樂，每天晚上臨睡前聽半小時催眠的腦波音樂。音樂讓她的學習狀態(tài)和情緒狀態(tài)慢慢地發(fā)生改變，她感到輕松、愉快，思維變得活躍了，仿佛換了一個人。

指導老師告訴家長，視覺在人腦中有廣泛的聯系性。人大腦中所儲存的信息，大部分是通過視覺器官獲得的。兒童的視感知覺能力的改善和發(fā)展能為認知能力發(fā)展提供前提條件。中小學學生的思維發(fā)展水平需要依靠視覺的具體表象和感性經驗的支持。

在指導老師的要求下，小呂同學每天進行20分鐘的照相記憶訓練。照相記憶訓練讓看過一次的事物像照片一樣印在人腦中，并可以根據需要隨時再現。

半個月下來，雖然她沒有額外進行文化課的補習和訓練，但各門功課的學習效果明顯提高，上課老師所講的內容她都能聽懂，理解能力也得到了提升，注意力和記憶力大大提高。在一個月后的第二次全年級測試中，她的數學和物理成績都超過了60分。目前，小呂的英語成績還不是很理想。她正在運用這種記憶方法去識記英語單詞，雖然英語沒有漢語識記的效果快捷，但也比以往記得快、記得牢。

小呂同學的學習進步，不僅表現為學習情緒狀態(tài)的改變，還表現為認知能力的迅速改善、學習效率的明顯提高。特定腦波音頻音樂的聽覺訓練通過腦電波的協調共振，改變了她的聽覺感知系統(tǒng)，整體激活了她潛在的腦力，開發(fā)了她的大腦功能，使她克服了以往的學習障礙。圖像工作記憶訓練（照相記憶訓練）進一步激活了她的大腦，提高了她的圖像記憶能力和空間想象力，因而，她的認知能力才得以迅速提高。

案例2：初二女生樸某某，閱讀速度慢，記憶能力低下，語文老師布置的背誦內容需要花至少半小時以上。而且書寫速度慢，作業(yè)經常寫到晚上11點，這導致她早上不能按時起床，出門來不及吃早餐。初一階段數學考試不及格，滿分60分的政治只考了28分，歷史開卷考試不知道答案在哪里找。

指導老師告訴家長和孩子，有注意力障礙的大腦中神經遞質多巴胺的缺乏導致“燃料或刺激的缺乏”，這部分腦區(qū)的正常沖動調節(jié)功能受到阻礙；書寫時，人腦需要激活腦區(qū)大量神經元細胞，很多神經系統(tǒng)和網絡需要相互協作。一旦這些腦區(qū)出現生理性問題，就會造成書寫困難。這類學生會在書寫上耗費大量的時間，甚至會忘記自己書寫的內容等。小樸同學的認知能力存在著上述不足或缺陷。

2023年2月1日，小樸同學開始參加學能訓練。老師首先讓她每天聽莫扎特音樂，莫扎特音樂節(jié)奏明快、曲調重復且有較長的間隔時間，在音域的頻率上產生特定共振，引起了大腦波幅升高，達到同步協調的

狀態(tài)。

指導老師告訴她，莫扎特音樂能促使神經元突觸連接增加，促進神經元興奮性放電，提高大腦活動效率。老師還告訴她，體育運動能重塑人腦。運動能改善消化功能、促進葡萄糖轉化為血糖，不斷供給大腦所需的能量和促進大腦發(fā)育所需的營養(yǎng)物質。通過運動，大腦的神經細胞之間能形成很多的神經通路，神經網絡結構也會發(fā)生變化，人就會變得更加聰明。根據老師的指導，小樸同學同時還加強了體育鍛煉。

一周以后，在家長接孩子放學回家的路上，孩子反饋，老師課上講授的內容她可以更快地理解并記憶了。很快，孩子的書寫速度和閱讀速度也得到改善。腦波音頻配合專注呼吸音頻訓練不僅治愈了她的作文恐懼癥，而且激發(fā)了她的寫作潛能，引領她追尋內心的訴求，將被動的寫作升華為主動的文化自覺，她從此愛上寫作。實踐證明，音樂訓練，尤其是α波音頻腦波音樂的訓練，可以有效改善學生的感知覺能力和認知能力。音樂訓練在提升智力的同時也促進大腦開發(fā)，更為開發(fā)大腦的適應性能力打下了良好的基礎，對神經系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)等腦部神經的修整與改善起到重要的作用。

小樸同學應用照相機記憶訓練后，古詩也可以在1分鐘內完成正背倒背。持續(xù)訓練2個月后的期中考試，她的數學成績從原先的不及格進步到88分，而且是全班第一名。英語89分，也是全班第一。語文考試成績全校第二，歷史、地理、生物考試成績均有所提高。2023年6月升入初二后，小樸同學反饋經過學能訓練，數學、物理成績均明顯提高，期末考試總分全班第一。

案例3：小學三年級男生徐某某，平時學習成績像過山車，忽高忽低，二年級時數學曾考過67分。他的注意力差，粗心大意；閱讀經常出現跳字、漏字等現象；答題時經常只回答一半；老師的板書，前兩個字他總是看不到。

指導老師告訴家長，當人腦出現化學物質失調、神經遞質水平異常時，人腦無法將輸入不同腦區(qū)的信息進行整合，就會出現信息傳導和處理的失調或紊亂，有的會出現接受和處理刺激信號的“早”和“晚”的現象。小徐同學讀書時經常漏字、跳行，這與他的視知覺問題有關，說明他的視覺神經元的鏈接存在問題。

經過指導老師的教育，小徐同學逐漸明白了訓練的價值，開始參加訓練，但受原有惰性的影響，他每周只訓練2—3次，訓練效果不明顯。在老師和家長的督促下，他依然堅持參加訓練。他逐漸感覺到自己的學習能力在進步，越來越喜歡這項訓練。

腦科學研究表明，均衡膳食營養(yǎng)與記憶力密切相關。從天然大豆榨油副產物中提取純化的磷脂酰絲氨酸，能影響細胞膜的流動性，具有調節(jié)神經脈沖傳導和增進大腦記憶的功能，證明具有提高認知力的作用。在營養(yǎng)指導師的建議下，他的父母注意孩子腦營養(yǎng)的補充和睡眠的改善。

小徐同學參加訓練六七個月以后，可以快速記憶所學知識。例如，新古詩的背誦以前需要5—10分鐘，甚至更長時間，而經過照相記憶訓練后，只需要15秒；以前約300字的新課文至少需要花10分鐘以上的時間才能記憶、背誦，而經過照相記憶訓練后，只需要不到1分鐘的時間。經過照相記憶訓練后，他上課時的注意力更加集中，數學公式的記憶更準確，對題目的理解能力更強，答題速度更快，正確率更高。

現在他學習很自覺，每天在校利用課間時間自主完成課后作業(yè)。他不僅愿意看書，而且背誦也很快，一篇300字的課文，10秒鐘就能背得一字不差。而且能做到用5秒鐘時間同時照相記憶論語、初三的古詩、40個英語單詞拼寫，且一周以后調取畫面，記憶的正確率依然很高。原來四幅圖的作文，他只能寫出10個字，二年級時語文試卷常常寫不完，只能考80分，經過學能訓練后，現在每幅圖他都能寫出300個字，語文成績也進步到99.5分，是全班唯一一個閱讀理解題目做得全對的學生。除了語文以外，他的數學、英語學習能力也得到了超常提高。

持續(xù)的學能訓練激活了他的大腦，使他跨過了學習障礙，改善了大腦的學習狀態(tài)和學習能力，并讓他發(fā)現了自己的天賦，他從行為有惰性變成了勇于與同學進行競爭。每周他都參與學能對抗比賽，他的精彩表現和圖像記憶才藝表演讓他不斷贏得大家的掌聲和贊美，這讓他獲得了超強的自信心，內驅力也大大增強。

小徐同學的事例充分說明，視覺圖像記憶訓練能使人腦眾多的神經元細胞有更高的活躍性，能激活學生的內直覺、內視覺、內聽覺，提高學生的感知覺能力和自信心。

解決學生學習困難、提高學習效率不是依靠家長和老師對孩子施加壓力，也不是實施題海戰(zhàn)術和死記硬背策略所能實現的。 以上學能訓練的成功教學案例充分說明，基于腦科學的發(fā)展認知能力的整體解決方案是有效的，只有運用符合腦科學原理的教育方法才能取得有效的教育效果。腦科學的原理是教育必須遵循的科學規(guī)律，提升認知能力的腦科學訓練是學生減負增效的不二法門，也是教師教育促進全體學生認知能力發(fā)展的有效工具。

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