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刘玉娟:执行功能与儿童早期语言能力发展的研究综述

刘玉娟 中国教科院 2023-06-07

引言


执行功能是一系列对心理和行为的操控技能, 帮助人们监控自己的认知过程。在解决问题时, 它帮助人们抑制无关反应, 灵活思考, 在工作记忆中对相关信息进行加工。成熟的执行功能包括工作记忆、认知灵活性和抑制等多种成分。其中, 工作记忆是将信息在大脑中进行登记, 然后对其进行认知操作的能力。反应抑制是抑制无关反应的能力, 允许儿童控制自动、冲动的行为, 并执行最少的自动反应。认知灵活性( 注意力转移) 是指儿童能够灵活地转移到新的情况或另一种状态的能力。执行功能在出生后第一年出现, 在婴幼儿期的几年里得到提高, 青春期达到成熟。执行功能最初是一个未分化的结构, 随年龄的增长逐渐分化, 发展成不同的心理能力。在 3 岁左右, 不同的执行功能组成部分是一个统一未分化的结构。从 5 岁开始分化为工作记忆和抑制两个独立的成分, 然后逐渐发展出认知灵活性。

执行功能有助于儿童学习加工新信息, 与儿童多种能力的发展有关, 与入学准备领域的语言、数学、科学和社会 /情感能力等密切相关, 还能预测入学后不同领域的成绩。语言能力在个体的发展过程中起到工具性的作用, 学龄前又是语言发展迅速的时期, 目前有相当多的理论和实证研究表明执行功能和语言发展密切相关。有鉴于此, 本文将综述国外关于执行功能与儿童早期语言能力发展的相关研究, 探讨执行功能对儿童早期语言能力影响的机制, 并为促进执行功能和儿童早期语言能力的发展提出对策建议。


儿童早期语言能力的发展与执行功能


语言能力是一个综合的结构, 包括多种独特但相互关联的能力。儿童早期语言能力的发展主要体现在词汇的积累、语法的习得, 以及早期读写能力的发展上。语言学习包括快速匹配、扩展和联想, 这些过程对构建及使用词汇和语法至关重要, 这些能力的发展都离不开执行功能的参与。信息加工理论的观点认为,个人从环境( 即感官信息) 中获得信息输入, 随后使用各种认知过程( 包括执行功能) 来操作、组织和存储这些新信息。语言发展就需要使用这种认知处理系统从各种途径吸收和整合信息。在语言学习过程中, 需要注意语用线索, 如说话人的目光, 以及特殊的语言线索, 为新词赋予意义, 学习句法规则。例如, 要学习一个新词, 儿童必须注意新词出现时的各种语言线索, 利用这些线索灵活思考来理解词义。儿童需要一定的认知控制和灵活性才能有效地发展语言能力。

2.1 词汇能力与执行功能

词汇能力指儿童能够理解和使用词汇。词汇提供了一个知识库, 帮助儿童解释和组织日常生活中遇到的概念, 从而成功地适应环境。词汇通常是衡量儿童语言能力最常用的指标。理解和使用词汇需要多个信息加工过程的参与, 例如注意力、推理、整合和工作记忆, 这些都是认知功能的核心, 因此学前儿童执行功能的水平与词汇能力呈正相关。例如, 处理信息效率更高的幼儿的词汇增长速度更快, 验证了认知功能与幼儿词汇发展之间存在相关。研究者以低收入儿童为被试, 发现了同样的结果。


2.2 语法能力与执行功能

随着幼儿词汇量的积累, 他们逐渐学会运用语法规则。许多研究表明, 幼儿期的句法能力能够预测儿童入学后的阅读成绩, 这对儿童的总体学业成绩至关重要。语法能力的发展也与执行功能有关。从认知和语言学角度来看, 理解语法结构并表达出符合语法规则的句子需要认知过程的参与, 如注意、记忆、灵活性和抑制等。有研究表明语法的习得与执行功能的核心组成部分之一的抑制控制能力有关。此外,处理信息效率更高的幼儿语法能力的发展速度更快,这表明早期执行功能与语法能力的发展之间存在相关。

2.3 早期读写能力与执行功能

早期读写能力指儿童在正式学习读写之前所具有的关于读写的知识、技巧和态度。早期读写能力是流畅阅读和阅读理解的基础, 包括和编码相关的技能( 如字母知识、文字知识、姓名书写和语音意识等) , 以及和意义相关的技能( 如对词汇的认知) 。这些能力是阅读和写作的基础, 早期读写能力能够预测儿童入学后的阅读成绩, 一般认知能力在其中起到重要作用, 最近的一些研究表明, 执行功能在早期读写的发展中同样起到重要作用。

执行功能各成分对儿童早期读写能力的影响


一些研究纵向考察了执行功能在早期读写能力中的作用, Monette 等人通过中介分析, 发现在 1 年级结束时, 通过社会情感变量的中介效应, 幼儿园阶段的工作记忆和抑制对阅读 /写作都有很小但显著的间接影响。Welsh 等人发现, 执行功能指标预测了幼儿园期间早期读写技能的增长。此外, 幼儿执行功能的增长对幼儿园期间的阅读能力的发展做出了独特的贡献。最后, Rthlisberger 等人分析了执行功能水平与学校成绩之间的关联, 发现幼儿园期间测得的执行功能对两年后的 1 年级和 2 年级的阅读和拼写成绩有显著的预测作用。具体来说, 执行功能解释了两年后拼写和阅读测试中 4% 到 12% 的差异。执行功能水平较高的儿童具有较强的语言能力, 可能是因为阅读理解和拼写都依赖于一般认知过程, 如工作记忆和注意力。有研究者具体考察了执行功能各成分与早期读写能力的关系。

3.1 工作记忆与早期读写能力

大量文献描述了执行功能和读写成绩之间的联系, 这些研究大多针对英语儿童。研究表明工作记忆是解码、拼写和阅读理解中个体差异的重要决定因素。特别是在解码过程中, 工作记忆需对接收到的语音信息进行监控, 例如, 在学习阅读的早期阶段, 儿童需要将语音和单词的形象一一对应, 然后形成形音对应, 完成对一个单词的认识。在阅读理解中, 对文本的储存和提取都需要工作记忆的参与。此外, 研究者发现其他衡量阅读理解的指标, 如命名速度、处理速度、阅读流利度、词汇技能、计划技能, 都和工作记忆存在显著的相关。

Valentina( 2017) 等人通过纵向研究考查了学前儿童的执行功能在多大程度上预测小学期间的读写成绩, 控制了智力和母亲受教育程度后, 首先评估了 5 岁儿童的执行功能, 然后在 1 年级和 3 年级对这一批被试的读写成绩( 阅读 /拼写和阅读理解) 进行测试。结果表明, 工作记忆和灵活性能够预测 3 年级时的阅读理解能力。

有研究表明, 表现出严重工作记忆缺陷的儿童在完成语音意识、字母识别相关的任务时存在问题。学前儿童工作记忆的缺陷还会导致小学期间出现阅读理解困难。工作记忆还与其它早期读写能力有关, 如语音意识和早期书写意识。在参与以培养识字技能为重点的干预项目后, 儿童早期读写能力会有所提高, 原因之一是干预后工作记忆的成绩提高。

Swanson 和他的同事在一系列以西班牙语儿童为样本的研究中发现, 工作记忆与儿童所使用的语言类型存在相关, 也就是存在语言特异性。如果儿童日常使用西班牙语, 以西班牙语进行深度思考, 那么西班牙语工作记忆成绩能够预测西班牙语的学习结果; 日常使用英语的儿童, 英语工作记忆成绩能够预测英语结果。

然而, 其他研究如全球早期读写能力测量未发现学前儿童的工作记忆与早期读写能力之间的关系 , 也有研究未发现工作记忆与印刷文字知识之间的关系。Lan 等人认为工作记忆与美国学前儿童的早期读写能力无关。我们需要更多的实证证据探查工作记忆与学前儿童早期读写能力之间的关系。

3.2 抑制能力与早期读写能力

抑制在早期读写能力中的作用不如工作记忆那么清楚。Cameron 等人认为, 工作记忆和抑制通过不同的模式影响早期读写能力的发展。工作记忆通过加法模式促进早期读写能力的发展。而视觉运动整合和抑制之间是一种代偿性的互动模式, 在学龄前儿童中, 抑制或视觉运动整合可以补偿另一种水平较低的技能, 也就是说只要其中一种能力较高都能够促进早期读写能力的发展。

研究者认为抑制过程可能与解码能力有关, 尤其是与阅读理解。在阅读理解中, 抑制可以限制对文本的错误表征或者是对文本的理解出现偏差产生歧义。有一些研究表明, 理解力差的人在抑制无关信息方面存在问题, 这说明理解能力差不仅仅是因为解码能力差, 还可能是抑制能力差引起的。

对学前和幼儿园儿童进行纵向研究发现, 抑制能够预测早期读写能力的增长。一些研究发现, 抑制与书写意识、单词识别、音位分析以及早期阅读有关。一些研究考察了学前儿童和幼儿的抑制控制与学业成绩之间的关系, 研究表明, 学前或幼儿园开始时测得的抑制控制水平较高的儿童早期读写能力得分较高。最近的研究发现, 抑制与印刷文字知识有关, 但与学前儿童的语音意识和词汇无关。还有一些研究发现, 在儿童识别字母的过程中, 抑制促使该过程成为自动化的过程。抑制也能促进早期正字法能力的发展。

对学前儿童( 西班牙语和英语使用者) 进行的其它研究表明, 抑制与语音意识和印刷文字知识有关, 但这些相关随着年龄的增长而改变。对于说西班牙语的人来说, 抑制与词汇、语音意识和印刷文字知识的所有指标之间的关系仍然具有统计学意义。但是对于说英语的人来说, 抑制与上述语言能力之间就不存在相关。其中, 西班牙语使用者的抑制能力与语音意识的关系更为密切。


      但是也有研究发现, 解码能力存在显著差异的个体在抑制能力上没有发现统计学意义上的差异。抑制与书写意识和语音意识无关。此外, 在中美跨文化研究中, 抑制与阅读之间的关系没有统计学意义。总之, 抑制对学龄前儿童早期读写能力的具体贡献并不是决定性的, 我们需要进一步的实证证据来阐明其间的关系。


3.3 认知灵活性与早期读写能力

尽管已有研究没有对认知灵活性和阅读过程之间的关系给出明确的解释, 但一些研究发现这些能力之间存在着显著相关。他们认为, 在阅读理解中, 由于认知灵活性的参与, 读者可同时处理语音和语义信息、检索多种表征或者图式, 根据阅读目标和任务难度制定策略并及时调整阅读策略, 所以认知灵活性会影响阅读成绩。而另外一些研究则认为不存在认知灵活性和阅读理解能力之间的相关。


执行功能和儿童早期语言发展的影响因素


4.1 儿童自身因素影响执行功能和早期语言能力的发展


有研究发现, 和个体执行功能发展密切相关的是智力, 智力水平较高的儿童执行功能发展得也好。有研究发现工作记忆与智力之间存在适度的重叠, 并发现工作记忆更能预测学业成就。其中, 流体智力与工作记忆的相关性更强, 因为流体智力代表了获得技能和知识的生物学基础能力。因为流体智力不是基于知识的习得, 所以可以预测不同生活背景下儿童的学习能力。

有证据表明, 不仅执行功能水平能够预测早期语言能力的发展, 有些语言能力, 如流利使用双语, 也能反向预测执行功能的发展水平。由于双语儿童需管理多种语言任务, 两种语言在语音生成过程中同时被激活, 双语个体在使用一种语言时需要抑制另一种语言。通过这种方式, 双语儿童需要不断使用抑制控制能力,从而为执行功能的发展提供更多机会, 因此他们的执行功能发展得较快。来自成人或是社会经济地位较高家庭儿童的研究都表明双语者的执行功能发展得更好。部分对年龄较小的儿童和社会经济地位相对较低 儿 童 进 行 的 研 究 得 出 的 结果 与 上述研究一致。

4.2 同伴群体的执行功能水平影响早期语言能力的发展

研究表明, 儿童自身较高的执行功能有助于他们早期读写能力的增长, 同伴的执行功能也可以起到同样的作用。具有较高执行功能( 如工作记忆) 的同伴可能会更频繁地使用老师或课堂上其他儿童介绍的新词汇。随着时间的推移, 这些词汇就能输入给执行功能较差的儿童, 帮助他们提升早期读写能力 。

有研究者对学前儿童的执行功能和词汇能力的发展进行了测试。在这项研究中, 一些来自低社会经济地位家庭的儿童接受过早期干预项目的帮助, 这些儿童认知能力较低、行为问题较多。研究发现, 如果这些儿童在学前班有较多来自高社会经济地位家庭的同伴, 那么他们的接受性词汇和执行功能都会发展得相对较好, 这也说明了同伴群体能够在一定程度上影响儿童执行功能和早期语言能力的发展。

4.3 家庭社会经济地位影响执行功能和早期语言能力的发展

儿童早期的语言和认知发展是儿童入学准备的核心领域。在儿童接受正规的学校教育之前, 这两个领域存在个体差异, 这些差异影响其后的学业成就。有研究者提出, 在考察执行功能对早期读写能力的影响时, 还应考虑更多变量的影响。在家庭特征方面, 社会经济地位和父母受教育程度是儿童早期读写能力的重要预测因素。研究者发现执行功能受家庭社会经济地位的影响, 低收入背景的学前儿童在语言和认知能力方面落后于高收入背景的同龄人。但是执行功能有助于跨领域学习, 提高执行功能的发展水平就能促进语言及其它领域的发展。执行功能可以缓冲贫困生活带来的负面影响, 对于低收入家庭中的儿童尤为重要。但有研究发现, 儿童家庭收入与学业成就之间存在非线性关系, 家庭收入水平较高与较低时, 家庭收入与学业成就之间的关系较弱。
 

启示与建议


5.1 通过同伴群体促进儿童执行功能和语言能力的发展

已有研究表明, 同伴群体会影响儿童执行功能和语言能力的发展, 那么我们就可以通过混合编班, 提升上述两种能力发展较弱的儿童的相应能力。皮亚杰认为, 儿童需要首先达到某个发展水平才能进入更高的发展水平, 所以与同龄人共同学习有利于儿童的认知和语言能力的发展。但是维果茨基的最近发展区理论认为, 当儿童受到挑战时, 最有利于他们的学习, 所以混龄编班能促进儿童的认知发展。与维果茨基的观点相一致, 一些研究发现, 低能力儿童的班级里如果有更高能力的同龄人, 会产生积极的同伴效应, 当然这主要适用于能力较低的儿童。

具有较低认知能力的同龄人与具有较高认知能力的同龄人的行为方式略有差异。低水平的认知能力可能会对个别儿童的语言能力发展产生负面影响, 在幼儿时期, 较低认知发展水平的儿童在幼儿园入学时表现出更多的内化、外化和反社会问题行为, 自我调节能力较低。在幼儿园有少量行为破坏性同伴会对个别儿童的认知结果产生负面影响。行为问题较多的同伴会中断课堂教学, 从而对个别儿童的词汇增长产生负面影响。个别儿童执行功能的增长也可能受到同伴行为问题和缺乏自我监管技能的影响, 因为行为问题较多、自我监管技能较低的同伴可能会扰乱整个课堂组织和管理, 导致整个班级的学习效率下降。

需要注意的是, 同伴认知能力高低会对学前儿童的认知发展产生影响这一现象, 存在同伴比例的阈值效应。也就是说, 可能存在一个临界点, 超过这个点,低认知发展能力的同龄人比例越高, 对同伴发展的负面影响越大。与低认知能力的儿童比例较小相比, 低认知能力儿童比例较高的班级可能会使教师感到他们没有能力管理好班级, 难以满足班级里大多数学生的需求。一项对美国 11 个州的近 3000 名学龄前儿童进行的研究发现, 在样本范围内, 社会经济地位较高的儿童占 25% 以上, 能够带动其他儿童早期读写能力的发展; 低于 25% , 则不会产生这种影响。多个研究支持类似阈值的存在。因此, 分班时, 可以将不同认知能力发展水平的儿童按照最佳比例进行组合, 以此提高认知较弱儿童的执行功能和语言能力的发展。

5.2 提高儿童的自我管理能力


一些研究表明, 有效的课堂行为管理有利于提高儿童的执行功能水平。在管理较好的班级中, 儿童会内化外界的监管行为, 提高自我管理能力。根据经验,较高的课堂自我调节水平可以预测一年级儿童的表达性词汇和阅读理解能力的提高。所以, 在学前阶段, 应注重培养儿童的自我管理能力, 让他们了解在课堂上应该抑制自己的分心行为, 将注意力集中于与教师的互动中, 这样他们进入小学后, 能够较好适应学校正式的学习生活, 并在班级纪律氛围良好的环境中进一步发展自我管理能力。最终, 提高他们执行功能的发展水平, 从而促进他们语言能力的发展。

5.3 提高家长的养育技能

研究发现, 家庭的社会经济地位尤其是母亲的受教育程度会影响执行功能和语言能力的发展。究其原因, 一是社会经济地位影响了父母所能提供的早期生活环境, 如果父母收入较差, 极有可能难以提供丰富的与年龄相适宜的促进发展的材料, 不能提供有效促进儿童语言发展的早期读物, 这在一定程度上会影响儿童的早期发展。家长的受教育程度低, 尤其是母亲的受教育程度低, 会导致家长不能以科学的方式养育幼儿。受教育程度较低的家长, 倾向于在早期对孩子实施注重知识的教育, 而忽略对一般认知能力的培养。作为一般认知能力的重要组成部分, 执行功能可以通过科学的游戏和活动得以发展, 比如, 通过“蹲下 - 起来”“白天 - 黑夜”等游戏。而语言能力的发展, 则可以通过高质量的亲子沟通开展。如果家长能够准确理解儿童的意图, 能够提供更丰富的词汇量, 与儿童开展更有效的互动, 那么就能够促进儿童早期语言能力的发展。因此, 可通过为家长开办讲座等方式进行科普宣传, 让家长认识到科学养育的重要性, 掌握相关的养育知识, 提供养育技能。


来源|《中国特殊教育》2019年第9期

作者|刘玉娟(中国教育科学研究院德育与心理特教研究所副研究员)


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