陳愛國

腦智（Brain & Mind）是腦與智（心智）的簡稱。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(nèi)在物質(zhì)、生理活動變化，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)營養(yǎng)因子等）的變化;智的改變涉及外顯行為、心理活動變化，包括與認知相關的心理和行為（如執(zhí)行功能、注意、記憶、執(zhí)行功能、學業(yè)成績等）的變化。

兒童青少年腦智提升研究可以滿足以下兩方面的重大需求。一是當前科學研究的前沿探索。當今社會已由“信息時代”向“腦智時代”轉(zhuǎn)變，其核心內(nèi)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，還能促進人工智能和認知技術的發(fā)展及廣泛應用。2018年在科技部、教育部等部門支持下，北京師范大學聯(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，一個重要內(nèi)容就是兒童青少年腦智的開發(fā)。二是新時期教育的重大需求。近年來，國家出臺的很多文件都提到，要遵循教育規(guī)律，科學辦教育、辦高質(zhì)量的教育、建設教育強國。那么教育的規(guī)律到底是什么？教育，實質(zhì)上就是在構建人的大腦。任何一個知識的獲取、技能的培養(yǎng)、習慣的養(yǎng)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(guī)律，就是教育最大、最根本的規(guī)律。

體育運動可以促進兒童青少年的腦智提升

現(xiàn)如今，眾多研究成果已證明，藥物、飲食、音樂、冥想、教育課程、認知訓練、體育運動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，體育運動有其獨特的優(yōu)勢——花費少，可以整合到教育或治療當中，無副作用等。

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員或練體育的學生“四肢發(fā)達，頭腦簡單”。其實不然，研究證據(jù)已充分表明，經(jīng)過多年運動技能的訓練，運動員的腦不僅不會變簡單，反而變得更為復雜。國內(nèi)有一項研究在比較了國家隊跳水運動員和普通學生后發(fā)現(xiàn)，運動員雙側丘腦和左側運動前區(qū)的灰質(zhì)密度明顯高于普通學生。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(xiàn)，運動干預后聾啞兒童和肥胖兒童部分腦區(qū)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(xiàn)，不管是短時的運動干預，還是長期的運動干預，都會對兒童青少年的腦功能產(chǎn)生積極的影響，具體表現(xiàn)在腦激活模式和腦網(wǎng)絡功能連接的優(yōu)化或者重組上，且同樣伴隨著認知功能的提升。另外，從分子層面上來看，運動中和運動后，腦內(nèi)化學物質(zhì)（如多巴胺、血清素以及神經(jīng)營養(yǎng)因子等）會發(fā)生變化，而這些變化與我們的情緒、認知和學習表現(xiàn)等息息相關。

促進兒童青少年執(zhí)行功能的發(fā)展。執(zhí)行功能是指在完成復雜的認知任務時，對各種基本認知過程進行協(xié)調(diào)和控制的高級認知過程，其根本目的是產(chǎn)生具有目的性的、協(xié)調(diào)有序的行為。它是一個非常重要的身、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、學習質(zhì)量，家庭、公共安全等。近年來的眾多研究結果顯示，科學的體育運動干預方案可以有效促進執(zhí)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且每次達到30分鐘以上;組織形式上，合作類的、團體類的運動效果更好;包含多種運動項目的綜合干預方案效果更好。另外，體育運動不僅能夠提升普通兒童的執(zhí)行功能，對聾啞兒童、學習困難兒童、肥胖兒童等特殊兒童的執(zhí)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。

多運動可以促進改善學習行為。記憶是人類實現(xiàn)學習行為的核心能力。有研究發(fā)現(xiàn)，為期九個月的體育運動干預能夠促進兒童的短時記憶。另一項體育運動與兒童長時記憶的研究發(fā)現(xiàn)，與不運動的對照組相比，學習后4小時進行運動，而不是立即進行，可以提高長時記憶的信息存儲。現(xiàn)有的研究成果表明，一次性體育活動或者長期的體育運動，不僅可以改善和提高學生的注意力、動機、自控力等學習行為，還可以減少教師對課堂的管理行為?？傊?，對學校來講，學生參與體育運動是一件師生雙贏的事情。

不妨礙學生學業(yè)成績。體育運動是否影響學業(yè)成績，一直以來存在爭議。國內(nèi)外學者對此展開了大量研究，結果顯示：首先，體育運動可以通過改善與學習有關的腦結構和功能直接提高學業(yè)成績;其次，體育運動可以通過改善學習相關行為，如執(zhí)行功能、注意力和情緒調(diào)節(jié)等，間接提高學業(yè)成績;第三，增加體育運動的時間不會降低學業(yè)成績，甚至會提高學業(yè)成績。因此，保守地說，讓學生參加體育運動最起碼不會妨礙學業(yè)成績。

體育運動提升兒童青少年腦智的教育實踐

新認識：體育運動之于兒童是絕佳的腦智提升工具。體育運動不是簡單的蹦蹦跳跳，而是身、智、腦聯(lián)合運用為基礎的運動。所有的體育運動，都是富含身、智、腦的聯(lián)合運作。體育運動是一種有設計的、采用運動活動及其相關經(jīng)驗從體力、腦力、心智上來使個人充分發(fā)展的方式。北京師范大學殷恒嬋教授提出“無體育，不教育”，認為體育對于德、智、美、勞都有價值，其中就包括腦育和智育。

新視角：教育神經(jīng)科學視野中的體育教育創(chuàng)新。我們從腦科學的視角來審視體育教育的改革和創(chuàng)新，并將主要研究成果和觀點匯集成《教育神經(jīng)科學視野中的體育教育創(chuàng)新》一書。這本書的價值在于跳出傳統(tǒng)“學科中心主義”的藩籬，從腦科學的獨特視野，以“兒童的腦智提升”為核心問題，借助神經(jīng)科學的理論基礎、研究范式和成果應用轉(zhuǎn)化形式，建構基于神經(jīng)科學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：運動干預促進兒童腦智發(fā)展的多路徑理論。在已有體育運動與兒童青少年腦智提升的前期相關理論和研究證據(jù)基礎上，我們提出并初步驗證了運動干預促進兒童腦智發(fā)展的多路徑理論。該理論認為運動之所以促進兒童腦智發(fā)展，是通過四條途徑達到的。一是改善生理狀態(tài)。運動可以影響兒童腦的神經(jīng)營養(yǎng)因子、喚醒水平、心肺功能等，提高兒童的腦智。二是提高動作技能水平。復雜的動作，比如協(xié)調(diào)性的、多肢體參與的、認知豐富的運動需要腦智參與。大量動作練習和運用積累了大量的腦智經(jīng)驗，而經(jīng)驗可以促進兒童發(fā)展。三是情景互動能力。在一個充滿新問題、新挑戰(zhàn)的運動情境中，個體在協(xié)調(diào)、組合原有動作，形成新的、更復雜、更靈活、更有效動作基礎上，會實現(xiàn)其腦智的突破和優(yōu)化。四是跟課堂環(huán)境有關。眾所周知，負性壓力會影響兒童腦智的發(fā)展。在進行體育運動的時候，可以通過活動緩解壓力，增加社會交往，體驗更多的積極情緒，從而提高兒童腦智水平。

多路徑理論及其實踐提示，在教育實踐中，設計運動干預、體育課教學等實踐活動時，需考慮以下核心要素：第一，運動必須是適宜強度的;第二，包含復雜動作技能的學習和應用;第三，運動的環(huán)境，包括物理環(huán)境和人文環(huán)境必須是豐富的;第四，在運動過程中必須體驗到積極的情緒。

新的體育課程：體育運動促進兒童青少年腦智發(fā)展的新模式。首先，體育課的探索。根據(jù)上述運動干預促進兒童腦智發(fā)展的多路徑理論，我們設計與開發(fā)了新的體育課，在每個課時教案中的教學目標、教學內(nèi)容、教學設計與實施等環(huán)節(jié)均有針對腦和認知發(fā)展目標的獨特設計。實踐證明，新體育課能夠有效促進學生身、心、腦發(fā)展。國外的一個研究團隊也開發(fā)了一套名稱為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兒童的認知和腦發(fā)育。

其次，課內(nèi)體育的革新。國際上流行著一種在文化課堂上融合體育活動的課程組織形式，它將運動與核心學習內(nèi)容相結合，以有趣和創(chuàng)造性的方式促進身體活動、健康和學習。目前這種課程形式在國外有一些成熟的范例。比如，“快樂10分鐘”，每項活動與核心課程概念相結合;在美國有5萬教師使用“快樂10分鐘”，有100萬兒童受益。這種課程的實踐表明，課內(nèi)體育可以提高兒童青少年身體活動水平，促進認知發(fā)展，提升學業(yè)成績。

第三，課外體育活動的創(chuàng)新。我們的聾啞兒童系列研究表明，課外體育活動對于聾啞兒童腦智提升效果顯著。國外的“零點體育課”也證明了課外體育活動能夠提高學習能力，促進學業(yè)成績的提高，改善學生的注意力。