原创开学第一课：“脑科学”如何助力孩子学好外语？

我们看上图这些文字，比如希腊文、西里尔文、日文等，外在的形状千差万别。接受过教育的人几乎都会阅读，人们加工不同文字的脑区就是图中黑色的区域，识别手语、盲文等时也会动用视觉词形区域。所有的文字都在黑色区域加工，其旁边的红色区域是识别人脸的，绿色区域加工“风景”“房屋”等，蓝色区域识别“工具”。

如果没有接受过教育，识别文字的黑色区域还存在吗？

我们课题组与法国研究者Dehaene一起探究教育究竟对人脑产生了什么样的影响？Tanaka运用单细胞记录的方法，通过不断简化图形的研究发现，恒河猴颞下皮层或许存在着“字母表”或者“汉字的基本笔画”，请看上图。

图右侧第一列看不出是什么物体，第二列就可以辨别出来。我们之所以能够识别第二列图形，是因为这列图形具有联结点，这是视觉形状识别的最关键的信息。

从矩状裂把人脑的视觉皮层展开，最大的蓝色部分是识别物体的网络，几百万年前的人就有了这个用于识别物体的网络。文字、阅读的发展只有几千年的历史，阅读到底给人脑带来了哪些变化？图中红色区域是阅读网络，阅读网络与物体网络是有交集的。上图左侧呈现的视觉刺激材料表明，这是一个非常严谨的试验研究，连接点激活的区域（绿色区域）与物体网络、阅读网络也有交集，峰值点在图中的星号处。这项研究的启示是： 阅读教育塑造了人脑的一块区域，这块区域把人类远古就已经具有的物体网络转化运用为阅读的网络。随着我们识字越来越多，阅读的时间越来越多，阅读网络就会变得越来越牢固。另外，由于这个区域也是人脑识别连接点的区域，由于不同文字都有连接点，因此这个区域能够阅读不同的文字。

阅读对我们的大脑产生了重要的影响，不会阅读的人就没有阅读网络，那么，没有学会认字的人，这个网络是怎么样的呢？

Dehaene，2010

有研究者做了一项实验，研究考察了6组人：巴西识字的人（绿色）、葡萄牙识字的人（蓝色）、巴西识字的人（橙色），三组识字的人水平不一样。接下来的两组是“前文盲（没上过学，不识字，后来通过自学或者夜校等学会了识字）”（青色、红色）；黑色是完全不会识字的人。用这三组被试可以考察识字与不识字、受过正规教育与没受过教育等因素对大脑产生的影响。

研究者给这6种人看6种刺激材料（人脸、房屋、工具、字母、假字、棋盘格）。研究发现，识字的人运用大脑视觉字形区域来识别文字，而不认识字的人用其来识别面孔。阅读教育将人脑识别面孔、物体的区域转化用来识别文字了，而“文盲”的这个区域功能没有变化。识字者面孔识别的区域会偏向人脑的右侧。文字识别和面孔识别之间会产生竞争的关系，因此，大量而长期的文字阅读，会使得人脑的面孔识别能力略微下降。

陶沙：阅读可以使得我们人脑对外部信息的加工趋于专门化。脑的专门化是由像阅读这样的学习经验推动的。

北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授、儿童青少年脑智研究中心主任陶沙

王湘荣：面对日趋海量的信息，教育是不是可以促进人脑对信息的加工能力提升？

周加仙：我特别赞成陶老师的观点。上述研究不仅表明阅读使得视觉词形区的激活更强，而且还增强了识字者口语和听觉区域的激活程度。

王湘荣：我们今天讨论的主题是“脑科学与语言学习”，我们国家有众多人在学习英语，大家都知道不同地方开始英语教育的时间也不同，有的家长选择学前就让孩子学习“第二语言”，那么学习“第二语言”越早越好吗？学习语言有时间点的界定吗？比如学习“第二语言”是否存在“关键期”“敏感期”等。

“大城市教科院”联盟秘书长、《教育家》杂志主编王湘蓉

陶沙：这个领域研究备受大家关注。我这里有一些研究证据来帮助理解“第二语言学习的敏感期”或“年龄效应”的问题。

人们认为语言学习可能存在“关键期”，特别是母语的学习。一般认为，在1-2岁以内，如果没有良好的母语环境来发展母语的话，以后就很难弥补了。动物孩、被虐待儿童等这样一些极端“剥夺”的案例证明了这样的观点。因此母语的获得，最关键的是绝不能“剥夺”语言互动环境。对第二语言学习来说，通常在大多数情况下是基于母语的宏观语言环境，目前没有任何证据表明第二语言的学习存在像母语获得中经验剥夺导致无法逆转后果的情况。但第二语言的学习存在年龄效应。

上图这项被最广引用的研究证据表明，至少是在语法上，具有清清楚楚的“年龄效应”。右侧的横坐标是开始学习英语的时间，纵坐标是语法测试表现。这项研究显示在7岁之前开始学第二语言语法可以达到Native的水平，之后就持续下降。这个研究意义重大，但是样本量小，其对于分离起始的学习年龄、时长等的效应有困难，因此研究结果的确定性不够。因为开始比较早进行第二语言学习的人群往往学习时间也更长，所以单纯看起始年龄效应很难说清楚到底是起始年龄还是学习时长起作用。

后续的研究为克服样本小、结果不明确的局限，开始利用大规模的人口学的数据。上图是美国人口普查的数据，结果仍显示“第二语言”的学习是存在“年龄效应”的，学得早会效果好一点，学得晚会稍微差一点。与此同时，特别值得关注的是，同样是第二语言学习者，受教育的水平越高，年龄效应的强度越弱，反之则越强。可见，第二语言学习的年龄效应在不同受教育程度的人群中强弱效应不同。年龄效应受到学习者受教育水平的影响，其存在但也不是绝对的。

年龄越小，学习能力越强吗？

人们通常会猜测或者主观地感觉，孩子年龄越小的语言学习的能力就越强。上图研究结果表明在听的学习上，12-15岁的孩子比8-10岁、6-7岁要学得快、学得好，比成人也学得好，反而是3-5岁的学得最不好。

在“说”的学习上对比，3-5岁的仍效果最不好的。6-7岁、8-10岁、12-15岁都表现比较好，成人相对而言不够好。在语法的学习上，情况相类似。

在词汇学习方面，成人的表现很好，与12-15岁的孩子差别不大。

我们从这些研究数据来看，年龄越小并不意味着学习能力就越强。那么为什么实验数据与人们的主观感觉存在这么多的反差呢？这就涉及到日常的语言学习与实验室的语言学习实际上在“刺激”的“量”与“质”上是不同的。人们观察到孩子在自然的条件下比成人的学习成效更好，并不是孩子的学习能力更强，而是孩子在自然的状态下，接触到的语言和其投入在语言学习上的时间远远地高于成人。设想一下，把一个孩子放在一个英语国家，他在幼儿园、小学、初中、高中自己一个人如一滴水掉进了英语的汪洋大海，要生存就必须学习英语进行交流，因此他有最强的动机、投入巨大的精力与时间学习、掌握目标语言。接受到无数的“输入”，他要学着使用它们帮助生存，也就得到了丰富的运用语言提升语言能力的机会。反观成人，他们到了英语国家往往很难出现掉进英语汪洋大海的情况。因为成人会运用他的各方面能力绕过目标语言带来的困扰，呆在母语的“舒适区”中。这样，成人接触的英语的“量”和“质”就少了。这是造成儿童和成人语言学习差异的重要原因。

所以，在学习第二语言的年龄效应问题上要有客观的认识，因为其要受到很多因素的影响。在真实的第二语言学习中，情况非常复杂。我们要尊重二语学习存在年龄效应，但是年龄效应不能简单地归结为“越早学就一定越好”。语言学习的成效取决于学习者是不是像一滴水一样汇入了目标语言的海洋之中。

学习第二语言有“年龄效应”，但并不是说某个时间段是必须的、不可或缺的。“第二语言”的学习可以利用母语帮助已经建构起来的良好系统，需要有大量经验的提供。在这些基础上，人脑有充分的可塑性实现学习。

周加仙：有研究者指出，孩子出生以后的6-8个月之内，一直沉浸在母语的环境中，每天所听到的母语语音信息对孩子的大脑刺激，使得大脑对母语语音就会“定型”下来，学习母语就会更有效了，而学习“第二语言”的能力就会逐渐降低，这与“敏感期”或“关键期”是不是有关系呢？

陶沙：上图是一项2003年美国学者P.Kuhl的研究。研究中的孩子9个月了，这个时期的孩子对新的语言（非母语）的分辨能力已经下降了。研究者把英语单语的孩子请到实验室，由一位汉语为母语的留学生，运用不同的方式给这些孩子提供汉语的语音输入。研究发现面对面互动的输入可以让这些本来不能很好地分辨外来语音的婴儿在较少的时间内（一共是12次，每次25分钟）学会较好地区分。

A图中，对美国单语的孩子进行面对面的汉语语音的刺激，孩子对汉语语音的分辨能力会有一个很好的提升。

王湘荣：通过两位老师的讲解，我们明白“第二语言”的学习和年龄有一定的关系，但也不能简单地界定为“越早越好”。它与我们母语建构的体系有关系，与学习环境也有很大关联性。请问二位老师，我们在学习“第二语言”时有什么好的方法呢？

陶沙：讨论学习第二语言的学习方法，当然我们首先要遵循语言学习的一般规律，语言学习有一个很重要的特征是统计学习。语言有大量的规则需要掌握、学习，我们也可以通过这些规则进行学习，我们背诵无数遍的第三人称单复数形式等。但是语言的学习不是一个纯粹的规则学习过程，自动化极其重要。我们可以背，但背诵的知识要转化为自动化的运用，这一点可能每个学习第二语言的人都感受到过巨大的挑战。那我们是怎么在这条路上慢慢地往前走的呢？这实际上是取决于我们的经验。只有在大量语言输入和运用的条件下，才有可能建立自动化的反应。语言学习本质上是一种统计学习过程。人脑具有自动加工的属性，无时不刻从环境中获取可以加工的素材、信息，自动地抽取规律、要素，进行加工整理，最后支撑人们语言的输入、输出。美国心理学家J. Saffron做了一项研究，给婴儿听了两分钟的音节，这些音节中暗藏了几个新词，看他们在两分钟里能不能学会识别这些词。听了2分钟之后，再给他们听已经出现的词和用这些词中音节重组的新词。结果显示，婴儿会更多地注意新词，说明婴儿在一点点的时间里就抓取到了其中高概率出现的信息，这是语言学习很重要的一个特征。我们成人的外语学习很多时候为什么学不好就是因为我们没有给脑提供足够的素材，每天都是翻阅有限的东西，进行背诵，但输入量是不够的，脑也就没法从这些有限素材中提取到足够的要素。

人们学习“第二语言”会总结一些经验，比如大量看美剧、大量阅读，到英语国家做一些工作，几乎所有事情都需要听说读写英语等。这些背后的规律基本是一样的，学习者得到了大量素材，脑进行了有效地自动加工、统计学习。

在英语学习中， “量”大大需要提升

第一，人脑获取的信息量不够，就会影响语言的进一步的学习。学习语言过程过慢就会影响效率。少、慢造成差、费。因此大量输入和运用，这与“减负”并不矛盾。减负的核心是实现高效的学习。

第二个方面是互动性。这个研究还是由P. Kuhl研究组完成。

如前所述，有面对面的“输入”就容易取得好的学习成果。研究者还发现，单独个体进行录音、录像的学习很难学好，但一旦有学习友伴就可以实现有效学习，而且友伴越多，效果越好。所以，语言学习另一个重要的角度就是社会互动，因为语言本身就是人际沟通的工具。

第三，高度重视特定母语背景的可能影响，有意识地突破母语经验的限制。尤其是母语和二语两种语言差别很大的时候，人们需要有意识地针对母语对二语的限制，提供特定的外显经验，才能帮助有效发展目标语言。例如，我们以汉语为母语的人群，学习英语阅读面临的首要问题就是字母语音的自动化整合，这是刷题“刷”不出来的。因此，针对母语的制约，需要特定经验为脑提供“外显”的、有强度的针对性的训练，这样来帮助脑在强化的、有目的经验作用下，去按照目标语言的学习要求，不断塑造新的活动模式。这些特定的需求需要通过科学研究识别出来，并通过设计性的教学进行突破。

在英语阅读学习中，大量研究表明，语音技能的掌握是英语学习阅读技能提高必须考虑的因素，语音需要“早教”，而不是“晚教”，“早教”可以帮助所有孩子洞察英语文字的秘密，在英语阅读学习上就可以顺利走过“解码”的阶段，从“learning to read”到“reading to learn”。

王湘荣：课堂中的“面对面”学习效果与网络环境“面对面”学习效果有差异吗？

陶沙：无论是真实的“面对面”，还是网络虚拟的“面对面”，甚至是以后机器人参与“面对面”，有没有“互动”是本质的东西。即使在人对人的教学环境中，“面对面”也可能没有互动。互动中需要有“给”、有“反馈”。这就是为什么妈妈语在正常的情况下对孩子语言学习有利的原因。因为妈妈语体现了典型的、高强度的、高频率的、有目的性的“给”与“反馈”循环关系、重复关系，体现了语言在非常清晰的场景中、指向下不断纵深、拓广，即使学习者注意力转移也会被立刻吸引返回，因此实现了最“饱满”的互动形式。

王湘荣：母语学习与 “第二语言”学习的脑区有不同吗？

陶沙：1997年的一项研究引发人们很大的关注。Kim等研究发现，早学习的人加工“二语”与母语的脑区在一起，晚学习人群脑加工两种语言的区域就分离了。但这项研究结果有很多争议，现在多数的研究认为脑加工语言的区域大多数是相似的。人脑阅读学习的网络大量是共享的。以对中文为母语进行英语学习的人的研究发现，英语学习的水平越高，中文脑网络调用的就越多。实际上，人脑不可能为了某一类特殊的事情去发展一套特殊的网络或脑区，我们学习“第二语言”是需要借助“母语”建构的网络支撑。

阅读是文字的解码加语言的理解。在任何一个语言的系统中，人们到了六七岁时，对于母语的语言理解没有大的问题了，如词汇水平上、话外音的理解上都相当成熟，后期在结构复杂语言的理解、加工、产出上还会不断提高，但六七岁儿童对母语口语的理解和产出已经到了相当高的水平了。

进入阅读教学阶段，第一步要突破的就是文字解码。所谓的文字解码就是把已有的文字与口语对应起来。之后，人们就可以借助已建立起来的语言理解能力去实现阅读的理解。所以，阅读说到底本质上就是在语言理解的基础上，把书面文字转化为语言的信息，再进一步去加工。

王湘荣：“第二语言”的学习可以促进脑的发展吗？

陶沙：如果说母语的学习是必需品，那第二语言学习可以是脑发展、认知发展的营养剂。犹如身体发育需要摄入维生素、补钙一样，新的语言学习对脑结构的发育是有促进作用的。

上图研究表明，如果第二语言的水平越高，左侧灰质密度就越大，代表着新的语言学习推进了脑结构的发育。后续的研究表明，即使语言水平不高，只要频繁的使用第二语言，也能促进脑的发育。

除了有促进脑结构发育的作用之外，第二语言的学习还能促进脑对外部信息精准控制和处理。美国N. Kraus的研究表明，学习第二语言可以促进脑在复杂环境下更灵敏地识别声音。加拿大Bialystok的研究表明，双语经验延缓认知控制能力老化。有关神经病学的研究表明，会两种及两种以上语言的个体的老年痴呆发生的时间比只会一种语言的发生时间平均推迟4.5年。

周加仙：我们现在做一个小实验：大家要又快又准地阅读每个字印刷的颜色，同时记录每组所用时间。

我们发现，阅读第一组是最快的，阅读第二组是最慢的。读第二组的时候感觉特别困难，因为我们总想读出“字”。一个不认识字的人就不会存在这样的问题。由此可见，阅读学习对人脑的影响是很大的。

王湘荣：我们今天对“脑科学与语言学习”讨论问题比较多，非常感谢可以邀请到二位老师来到直播间和大家分享关于语言学习的话题，陶老师、周老师谈到如何更好地学习语言，以及语言学习对大脑的影响等。脑是终身可塑的，学习“第二语言”会有“年龄效应”，但什么时候学习都不会迟。同时，学习“第二语言”要遵循语言发展的规律，具备一定的语言环境，要进行足够“量”的交互等。谢谢二位老师。

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