【理论前沿】神经科学的特殊教育反应 《自闭症》

时间:2022-09-14 00:15来源: 作者: 点击:
  

作为非神经科学研究者,教师通常不会发现学生工作记忆的困难。相反,有工作记忆困难的学生通常被描述为有注意力问题。根据神经科学研究,有工作记忆困难的学生在进行高要求的认知活动时,比其他人更容易让大脑走神。这种现象被称为“Zoningout”。在这种情况下,学生无法再在头脑中保留指导心理活动所需的信息。

工作记忆(Working memory)是心理学家的一个理论概念假说,即暂时处理信息且存储容量有限的记忆系统,在许多复杂的认知活动中起着重要作用。

大脑发育的基本活动之一是突触修剪。突触修剪是对单个神经元或神经元之间无用突触的修剪(突触虽然存在,但不传递信息)。剪枝的原则是向前用,向后弃。如果这个神经元不能成为持续动作的神经回路中的一个环节,就很容易被修剪掉。此外,学习过程中的刺激会增加神经元之间突触的强度,同时触发下一个神经元的激活或“燃烧”,使相关的神经元连接在一起,形成大脑神经的路径创建。随着时间的推移,大脑不同部分的网络连接变得更厚。这种路径创造是持续的。“网络被刺激的次数越多,就越强大,效率就越高”,大脑的发育就会越来越完善。

对工作记忆困难学生的教育干预意味着教师首先应该能够识别工作记忆的困难或失败。一般明显的迹象包括回忆不完整、不服从指令、位置错误、放弃任务或猜测答案。在教学之前,教师应该评估学生的工作记忆负荷,不仅要考虑教学的持续时间和顺序,还要考虑不熟悉的内容或复杂的加工任务对工作记忆的负荷。在教学中,教师要善于观察学生,寻找标志性现象,询问学生教学进度是否过快,并及时进行调整。当学生学习有困难时,应减少工作记忆负荷,简化学习材料,或分解内容,提供辅助参考材料。重复重要信息,鼓励学生使用记忆辅助工具,并使用多种感官来强化关键内容;鼓励学生发挥自己的学习优势,比如记笔记、分组作业等。此外,加强记忆训练也是提高工作记忆能力的策略之一。

自闭症学生缺乏“心理推理”的内在基础,并不意味着他们不能通过具体细致的教学学习心理推理或心理解决。主要问题是他们往往不能把学习从一种情境延伸到另一种情境,实现迁移。所以,在不同的情况或情境下,需要分别教授。甚至连动作、面部表情、身体姿势、词语的含义都需要解释清楚或拼写出来,这似乎很容易让大多数人理解。社会故事教育策略是一种针对自闭症学生心理特点的教学策略。可以帮助自闭症学生理解行为的意义,以及如何恰当和谐地与他人相处。

基于突触修剪和路径连接创建在大脑发育中的作用,学习也可以被视为强化已有的神经连接,良好的教学策略可以促进大脑形成丰富、强大、有效的神经通路。另一方面,还可以利用强大的神经通路观察学生的学习情况,为改进教学策略和方法提供依据。在实践中,这意味着利用观察技术捕捉那些自发的行为或学习现象,进而支持这些行为的发生和巩固,这也奠定了教育神经学的方法论基础。因此,在教育中加强阳性神经通路的连接成为教育神经病学应用的核心,促进大脑功能的进一步发展。当然,教育者也需要注意潜在的陷阱,即无意中或无意中强化不必要的路径和已经到位的学习。这些都应该尽量避免。回避的前提是了解大脑发育和学习的基本原理。

神经反馈是指大脑对神经生理信号刺激的反应机制。神经反馈技术是利用神经反馈机制,将生理信号转化为人们容易感知和理解的形式、手段或方法。反馈干预是指测量与特定功能相关的脑神经活动,并通过视觉、听觉、触觉等方式将测量结果实时反馈给受训者的过程。通过一定的训练手段(如奖励机制),帮助受训者调动操作性条件反射功能,学会自主调节和改善目标脑神经活动,使相应的脑功能得到修复或改善。目前,无创脑电技术被广泛用于介入治疗。一般来说,通过运用神经反馈技术,传递声音、动画等信号,受训者可以选择性地增强或抑制某一特征性的神经生理信号,从而达到调节大脑功能的目的,这就是所谓的神经反馈干预。

适度学习包括身体或精神技能的定期和重复练习。每天十分钟往往比一周一小时更有效。这些技能的练习可以促进和加强神经连接路径,也使技能更容易得到维持和巩固。

学习障碍是多种因素共同作用的结果,包括生物学、语言心理学、认知和成长环境。从神经科学的角度来看,学习障碍是由于各种原因导致神经系统或大脑发育延迟或发育不良而产生的,而大脑发育中的问题会导致认知功能障碍,影响心理加工。

从神经机制的发展规律来看,儿童注意力的维持与前额叶皮层的成熟度有关。这是额叶抑制的一个重要功能。前额叶皮层和基底神经节相互沟通,在计划、决策、注意力控制和抑制不当行为等方面发挥重要作用。基底神经节是否产生运动,取决于前额叶皮层是否发出信号。因此,前额叶皮层可以决定一个人何时以及如何行动,但对于注意力缺陷障碍的学生来说,关键是要知道并控制自己的行动,也就是知道自己何时不应该行动。

与神经科学的对话将有助于我们更好地理解神经科学研究与当代教育的关系,尤其是与特殊教育的关系。我们需要用理论武装自己,包括神经科学的最新成果,但也要清醒地认识到理论与实践的关系:既不能盲从各种理论,也不能固步自封。更好的办法是,以开放的心态、审慎的态度对待一切研究成果的积极意义,尽可能地与教育实践相结合,为受到阻碍的学生的发展服务。但有一点可以断言,随着神经科学研究的深入,神经科学研究成果对教育的推动将是革命性的。

神经科学研究结果表明,自闭症谱系障碍学生的神经系统存在明显问题。对早期自闭症的研究表明,自闭症学生存在“认知缺陷”。其中,心智理论认为自闭症学生比心智推理或心智解释能力弱。这一观点得到了神经科学的认可。在正常的大脑发育过程中,脑细胞之间的连接首先会增殖,然后根据它们的用途被“切断”。基于这种推理,自闭症患者的神经系统可能没有得到适当的修整。因此,神经科学研究表明,自闭症学生的大脑在这方面存在缺陷。对执行智力化任务的阿斯伯格综合症患者的大脑扫描显示,参与“智力化”的三个脑区活动较少。

如前所述,来自神经科学的数据有助于为患有神经疾病的学生提供多层次的个性化教育服务,即认识到神经问题对学习障碍学生的具体影响,并找到替代方法来消除障碍,支持他们有效参与学习。除了上面提到的神经科学对教育的启示,神经科学对残疾学生教育的影响还表现在以下两个方面:不同类型残疾学生的神经问题及其教育反应,以及利用神经反馈机制的干预支持。

神经系统疾病会对认知发展产生深远的影响,也会给学习带来各种困难或障碍,通常会持续一生。因为神经系统疾病往往会导致学生学习中出现不止一种问题或障碍,即学习困难学生往往被诊断为不止一种障碍。所以每个学生面临的学习困难是不一样的,需求是复杂的。例如,一些学生在所有学习领域都会遇到困难,而另一些学生在特定领域如语言、识字、计算或自我控制方面会有困难。目前神经科学的研究方向是确定学习困难的神经基础,涉及识别、诊断和设计克服或避免学习困难的干预措施。对于多重残疾学生的教育来说,提高对一种疾病的认知和神经学上的理解,有助于使教育干预更加有效。

反馈干预是以脑科学和行为科学的学习理论为基础的一种安全、无创、个性化的改善大脑功能和结构的方法。因为神经反馈作用于大脑的功能层面,超出了使用现有诊断类别进行分类的需要。它在兴奋和抑制的神经元动力学水平上调节大脑活动。经过半个世纪的发展,神经反馈干预领域已经进行了大量的基础研究和临床试验。研究结果表明,神经反馈是康复注意力缺陷多动障碍、癫痫、自闭症、头痛、失眠、焦虑、抑郁、药物滥用、创伤性脑损伤等疼痛障碍的有效手段。

本文发表于《现代特殊教育》2022年6月号(总第434期)。作者为盛,作者单位为南京特殊教育师范学院。原标题:神经科学的特殊教育回应。

当代神经科学的发展已成为特殊教育的重要理论基础。神经科学是一门探索神经细胞、神经网络和大脑机制的科学。它侧重于了解神经系统是如何正常发育和发挥功能的,同时也研究神经系统会出现什么问题。当代神经科学研究已经开始揭示参与学习的心理过程,以及神经问题和学习之间的关系。这些成果可以转化为教育实践,帮助和指导教育者与残疾学生合作进行教育决策和实践。因此,与神经科学的对话及其研究成果向教育实践的转化,形成了当代教育学的一个重要前沿分支——教育神经科学。

学习障碍的主要表现是发展性阅读障碍和计算障碍。对于阅读障碍学生,神经科学认为应该构建一个具体的、系统的语音结构,并给予强化干预,以保孩子的进步,巩固学习。目前,支持阅读障碍儿童的主要方式是语音强化教学。此外,基于音乐节奏的干预也有利于阅读障碍学生,通过节奏训练可以提高他们的音韵意识。

计算障碍是由大脑特定区域的功能异常引起的,主要由遗传因素或早期脑损伤引起。对数学符号的理解和应用存在障碍,说明与数学系统相关的大脑各组成部分之间的联系还没有建立起来。研究表明,采取“搭积木”的方式,耐心稳定地重复基本的数学步骤,教授数学规则,可以有效地改善计算障碍。

本文讨论的行为障碍主要是指由于神经系统问题导致的行为执行上的困难或障碍,包括注意缺陷多动障碍和注意缺陷障碍。众所周知,注意缺陷多动障碍或注意缺陷障碍的共同特征是不适当的冲动,慢性注意力不集中,有时多动。有这种残疾的学生往往很难与他人建立关系,因为他们的行为往往让他人感到难以理解。因此,他们有时会有所谓的“继发性情感障碍”。

既要适度紧张,又要防止过度训练带来的压力,这也是神经科学研究对教育的启示。当考虑加强神经通路时,教育工作者应该根据学生已经知道的和他们所响应的学习风格,考虑和响应学生的准备程度或接受能力。过度刺激会引起生理层面的情绪反应,激活杏仁核,进而引发大脑进入“战斗或逃跑”状态,对学习产生巨大影响。从生理学上讲,压力会阻止信息到达吸收新知识所必需的大脑中枢。压力过大的大脑无法形成必要的神经连接,持续的过度刺激会导致重要的神经连接消失。

人脑的遗传特征只是在一定程度上决定了个体发展的基础,但并不是不可改变的。大脑的发育很大程度上取决于环境因素,其中最重要的是教育。大脑的适应性变化,即所谓的“神经可塑性”,是指即使有神经系统的疾病,我们也能充分利用大脑的可塑性,挖掘其改善的潜力。重要的是要把握可塑性的关键敏感期和学生大脑工作记忆的相应特征。

许多患有注意力缺陷障碍的学生被给予处方药来改善大脑不活跃部分的功能,但药物可以改善行为但不能治愈多动症。自我控制是学业成功的重要因素。因此,神经科学倾向于利用神经的可塑性,通过认知训练改善大脑功能,通过适当的教学发展自控能力。神经学研究结果目前,对注意缺陷障碍学生的教育策略主要集中在自我控制能力的发展上。具体策略包括结构化、可预测性、减少分心、调整任务和积极引导。

许多残疾学生会患有或伴有神经系统疾病。如果说教育关注的是提高学习的有效性,神经科学关注的是理解学习机制,两者在促进学习的逻辑上是相辅相成、不可分割的。来自神经科学的数据有助于为神经系统疾病学生提供多层次的个性化教育服务。例如,神经科学可以帮助教育工作者找出儿童学习的具体障碍,或者找到消除障碍的替代方法,支持学生的学习参与,从而在整个教育政策、思想、方法和环境创造中提供新的视角。

工作记忆困难被认为是阅读障碍、注意缺陷多动障碍和语言障碍的重要特征之一。工作记忆差会影响学生参与课程的能力,因为很多结构化的学习对记忆提出了很高的要求。工作记忆困难的学生面临学习困难是因为他们不能满足记忆要求。导致工作记忆超负荷,重要的工作信息丢失。因此,除非学生能够再次访问重要的任务信息,否则他们无法继续活动或成功完成任务。

从神经科学的角度来看,人的学习依赖于大脑神经的反馈,大脑功能在学习中不断发展。当代神经学研究表明,神经的突触修剪和路径创建是脑功能持续发展和改善的基础。大脑的学习是正神经通路连接的正强化。即使神经系统有问题,大脑神经的可塑性也可以改变大脑,获得更好的发展。处理适度紧张、压力应对等问题,学习过程中良好的工作记忆是有效学习的关键。这些研究对于残疾学生的学习具有重要的指导意义。

因此,教师可以通过以下方式积极创造一个平静、轻松的学习环境。首先,使用日常仪式,包括听音乐、读诗、唱歌或玩游戏;第二,给学生经常提问和讨论的机会,鼓励学生不加判断地参与;第三是为每个学习者确定可实现的挑战目标;四是利用常规活动。比如,对于多重重度残疾的学生,要充分利用嵌入式学习,将相关的歌唱学习融入到学生的常规学习活动中。在教学中,教师要善于“积极倾听”,倾听学生想说的话,尤其是他们的意图,帮助他们放松焦虑的大脑。

脑性瘫痪是一种持续而多变的运动、协调和姿势障碍。它是在大脑发育完成之前,由一种或多种非进行性异常引起的脑损伤。脑瘫学生在很多方面都有欠缺,在听觉处理方面有困难,比如记忆或者对口头指令的反应。在学习或重复口头指令时,如对数字序列、星期几、月份名称、字母表等理解能力较弱。;例如,在视觉处理中,眼睛可能无法一起工作、解释或处理图像、使用与视觉图像一起接收的其他信息,并且很难将物体、形状、单词或字母与其嵌入的背景区分开。

神经可塑性主要表现在青春期大脑发育和大脑重组的敏感期受到刺激。这些时期与突触修剪和路径创建紧密结合,可称为神经可塑性的窗口期。充分利用这个窗口期重塑大脑,对残疾学生的发展至关重要。

如果路径创造和刺激强化是学习的基本机制,那么适度的强度学习对促进学生的发展是非常重要的。适度紧张学习的观点认为,既要给予一定的学习强度,又要防止压力过大带来的负面影响。

由于大脑的神经可塑性,当环境发生变化时,仍然有可能建立新的神经连接。因为这种学习是在生物和神经元层面进行的,需要几个月甚至几年的时间。如果一个特定的学习领域(比如语言学习)依赖于特定发展窗口期的特定经历和机会,错过了窗口期,学习这些技能将会更加困难。因此,抓住敏感关键期进行学习干预非常重要。

学习困难与神经系统疾病密切相关。神经系统疾病是由大脑、脊髓或神经系统的非典型发育引起的。常见的神经系统疾病包括:阿斯伯格综合征、注意缺陷多动障碍、脑瘫、阅读障碍、计算障碍、运动障碍或发育协调障碍、癫痫、胎儿酒精谱系疾病、雷特综合征等。有些个体往往表现出不止一个问题或障碍,即有些障碍往往同时发生,并存和重叠。到目前为止,还没有很好的针对极端发育障碍的医学检测方法,比如生物标志物。因此,障碍的诊断取决于对儿童行为的观察和分析。虽然教育心理学家等专业人士使用的评价工具在不断改进,但对于教育来说,与家长及相关专业人士合作,制定个性化的方案,满足特殊学生的需求,而不是停留在标签诊断上,才是最好的教育策略。

就像积极行为支持一样,可以利用神经反馈干预的原理和机制,建立学习障碍学生的支持系统,包括诊断、干预和学习规划。诊断,即通过神经反馈检测个体脑神经活动,可以识别特定的功能和潜在的神经活动特征,为改善或促进积极的神经活动提供基本依据。干预,即针对已识别的神经活动特征,有计划地通过神经反馈干预活动,改善、促进或提高相应的神经活动特征,为学生的学习提供支持和辅助条件。学习规划是在前两者的基础上,根据教育神经病学的指导原则和学生的学习特点,设计和规划符合学生需要的课程方案和教学策略。对于残疾学生来说,这种支持系统将是一个值得深入探讨和实践的课题。

因为大脑负责沟通、记忆、学习等多种功能,所以大部分脑瘫学生也有学习和沟通障碍。目前,神经科学研究的重点是减轻脑瘫相关脑损伤的后果。一些常见的专业干预措施包括手术、药物治疗、物理治疗和辅助支持。在教育领域,引导式教学主要是结合专业干预进行的。


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