基于脑科学促进认知能力发展的案例研究

谷力?迦勒?谷婧?王艺?郝崟玲

［摘要］ 很多中小学生在阅读、书写、注意力、数学计算等方面都存在着不同程度的学习困难和学习力低下的问题，脑科学研究成果可以提供很多有效解决此类问题的办法和策略。本文通过几则教育案例，呈现了遵循脑科学原理、综合开展学能训练，有效提升中小学学生的认知能力、减轻学生学业负担的过程。

［关键词］ 学生；脑科学；认知能力；案例

很多学生在学习上令家长感到烦恼，他们表现出对学习内容不感兴趣、上课注意力不集中、作业拖拉、粗心大意、学能低下、沉迷游戏、对学习不自信等现象，家长和老师采用了很多教育方法，但都徒劳无功。

近年来，我们通过研究脑科学原理，运用学能训练系统技术在杭州、宁波、南京等地进行了大量的实验，人数达到8000多例，实验对象都取得了令人满意的结果，他们的学习有了进步，认知能力得到提升。通过训练，学生普遍感到自己的学习能力有了显著提高，他们学会了时间管理和自主学习的方法。训练学习的有效性让他们倍感学习取得进步的快乐，改变了自卑心理和放任自流的态度，同时也让父母不再陷入焦虑。在不断坚持学能训练的过程中，受训学生的学习能力也在提高。他们在与家人或其他同学的PK训练中，在展示才艺的过程中，不断被认可，获得了成就感和自信心，内驱力大大增强。

一、发展学生认知能力的脑科学训练方法和

策略

所谓认知能力，以信息论的观点来看，就是人脑在接受和处理外在信息刺激的过程中，及时感知外在信号、辨识和区分信号、储存信号，以及比较刚输入的和已储存的信号内容、提取和应用信息的能力。从心理学的观点来看，认知能力包括认知过程中所需要的感知力、专注力、记忆力、思维力、想象力等。

我们通过综合运用脑科学原理，在实践探索中思考和研究，形成了中小学生认知能力提升训练的科学认识和实践方案。我们提出了“营造乐学氛围、持续训练赋能、增强自信力、整体提升認知能力”的中小学生认知能力综合提升的训练思路和操作策略。

第一，我们认为，诸多因素影响着学生的认知能力，因此，我们需要采取综合训练和能量加持的方法，从整体上对学生进行训练康复。所谓多领域认知综合训练，是指采用两个或两个以上的单领域认知训练方法，如注意力+记忆力训练等；所谓能量加持，是指针对日常饮食中对于大脑必需的营养上存在的问题，进行相应的科学改进干预；训练整体系统则包括多领域综合训练、大脑保护营养干预、亲子快乐沟通等项目。

第二，建立愿景，营造乐学氛围。愿景是人脑中关于未来可视化的视觉场景图像，是物质、能量、信息的凝聚态。运用愿景的力量，引导学生坚定心中的美好愿景，明确学习目标与发展方向，发现学习的意义和目的，继而产生稳定而持久的学习动力。

第三，借助于现代电子技术开发学能训练系统和课程，形成了整体提升学生认知能力的脑科学解决方案。认知能力提升训练流程如下：

1.愿景启动

建立链接，启动学生的训练意愿和兴趣。

2.想象力训练

建立画面感，听想象唤醒音频，保持放松，调动五种感官去感受。整体激活和赋能大脑，促进大脑各个区域协调共振、功能高效。

3.照相记忆训练

利用视觉工作记忆训练原理，对图像、数字、汉字、英文等进行工作记忆训练。听快速记忆音频，第一步进行残像拍照练习；第二步进行矩阵拍照练习，先用2×2图形矩阵卡牌，再用2×3文字矩阵卡牌，一次拍照时间15s；第三步进行古诗拍照，先后进行单行拍照、双行拍照、四行拍照，最后加上标题和作者名字进行整体拍照，每次拍完先闭眼核对画面，确认清晰后进行正、倒复述。

4.训练周期

学能训练密度为每日20—30分钟，训练周期为第一阶段1—3个月、第二阶段3—6个月。固定频率和时长的视听觉工作记忆训练，对学生大脑进行反复刺激，力图激活和唤醒学生大脑，从而促进学生大脑的专注力、记忆力、阅读力、计算力、想象力、思维力、创造力、表达力等能力的普遍提高，最终实现减负和提高学习效率的目的。

5.训练总结

对训练进行总结，让学生认为通过训练，自己的能力在不断增强，并且训练的过程很简单，愿意坚持下去。班主任可以再跟学生聊一聊梦想和目标，再次强化学生的信念。最后单独跟家长沟通学生的情况。

第四，我们希望通过特定脑波音频训练，让学生不断接受正向激励，感受到被认可、被表扬，通过体验成功，克服自卑情绪，获得成就感和自信心，从而激发学习的内驱力。

二、发展学生认知能力的个案教育分析

虽然我们形成了学生认知能力发展常规性的解决方案，但因学生的具体情况有所差异，我们为不同的学生制定了个性化方案。我们会为每一个学生推荐一名认知能力发展的心理指导师，指导师给每一个学生制定个性化的教育方案，并跟踪指导学生训练和心理辅导。以下是我们在高中、初中、小学三个年龄段选取学生的案例，具体展示个案教育的过程。

案例1 ：某高一艺术特长生小吕（女），她的生活自理能力和社会活动能力很强，但存在偏科问题，学习效率也不高，在学习上经常表现出注意力涣散、记不住新学的内容、不理解知识的重点和难点、难以有计划地学习和不能自我控制等问题。小吕同学向老师和家长表示，在数学课上，她常常听不懂老师所讲的内容。在入学之后第一次文化测试中，她的成绩不佳，在全校高一802名学生中，她的文化测试成绩为倒数第20名，数学成绩只考了2分，英语只考了30分。

指导老师告诉家长，人体遇到刺激时，脑部特定区域处理信息会拖延和变慢，大脑会延迟辨识信号并作出反应，脑部就会出现特定区域信息不够清晰、行动计划和控制能力不足等现象。脑科学研究表明，特定频段的脑波音乐对青少年大脑神经突触连接、神经递质释放和基因表达等均有积极显著的催化效应与奠基作用。特定频段的脑波音乐可以提升青少年的感知觉能力，对大脑的情感和边缘系统影响巨大，让学生养成良好的学习习惯，提高对数学概念的理解能力、书写和计算的能力，以及时空推理能力，并帮助学生轻松记忆事实性知识，对学生认知能力的提高有极大的促进作用。

小吕同学根据指导老师的建议，每天早晨上学前倾听学能训练系统中的提升专注力的脑波音乐，每天下午倾听10分钟记忆力脑波音乐，每天晚上临睡前听半小时催眠的脑波音乐。音乐让她的学习状态和情绪状态慢慢地发生改变，她感到轻松、愉快，思维变得活跃了，仿佛换了一个人。

指导老师告诉家长，视觉在人脑中有广泛的联系性。人大脑中所储存的信息，大部分是通过视觉器官获得的。儿童的视感知觉能力的改善和发展能为认知能力发展提供前提条件。中小学学生的思维发展水平需要依靠视觉的具体表象和感性经验的支持。

在指导老师的要求下，小吕同学每天进行20分钟的照相记忆训练。照相记忆训练让看过一次的事物像照片一样印在人脑中，并可以根据需要随时再现。

半个月下来，虽然她没有额外进行文化课的补习和训练，但各门功课的学习效果明显提高，上课老师所讲的内容她都能听懂，理解能力也得到了提升，注意力和记忆力大大提高。在一个月后的第二次全年级测试中，她的数学和物理成绩都超过了60分。目前，小吕的英语成绩还不是很理想。她正在运用这种记忆方法去识记英语单词，虽然英语没有汉语识记的效果快捷，但也比以往记得快、记得牢。

小吕同学的学习进步，不仅表现为学习情绪状态的改变，还表现为认知能力的迅速改善、学习效率的明显提高。特定脑波音频音乐的听觉训练通过脑电波的协调共振，改变了她的听觉感知系统，整体激活了她潜在的脑力，开发了她的大脑功能，使她克服了以往的学习障碍。图像工作记忆训练（照相记忆训练）进一步激活了她的大脑，提高了她的图像记忆能力和空间想象力，因而，她的认知能力才得以迅速提高。

案例2：初二女生朴某某，阅读速度慢，记忆能力低下，语文老师布置的背诵内容需要花至少半小时以上。而且书写速度慢，作业经常写到晚上11点，这导致她早上不能按时起床，出门来不及吃早餐。初一阶段数学考试不及格，满分60分的政治只考了28分，历史开卷考试不知道答案在哪里找。

指导老师告诉家长和孩子，有注意力障礙的大脑中神经递质多巴胺的缺乏导致“燃料或刺激的缺乏”，这部分脑区的正常冲动调节功能受到阻碍；书写时，人脑需要激活脑区大量神经元细胞，很多神经系统和网络需要相互协作。一旦这些脑区出现生理性问题，就会造成书写困难。这类学生会在书写上耗费大量的时间，甚至会忘记自己书写的内容等。小朴同学的认知能力存在着上述不足或缺陷。

2023年2月1日，小朴同学开始参加学能训练。老师首先让她每天听莫扎特音乐，莫扎特音乐节奏明快、曲调重复且有较长的间隔时间，在音域的频率上产生特定共振，引起了大脑波幅升高，达到同步协调的

状态。

指导老师告诉她，莫扎特音乐能促使神经元突触连接增加，促进神经元兴奋性放电，提高大脑活动效率。老师还告诉她，体育运动能重塑人脑。运动能改善消化功能、促进葡萄糖转化为血糖，不断供给大脑所需的能量和促进大脑发育所需的营养物质。通过运动，大脑的神经细胞之间能形成很多的神经通路，神经网络结构也会发生变化，人就会变得更加聪明。根据老师的指导，小朴同学同时还加强了体育锻炼。

一周以后，在家长接孩子放学回家的路上，孩子反馈，老师课上讲授的内容她可以更快地理解并记忆了。很快，孩子的书写速度和阅读速度也得到改善。脑波音频配合专注呼吸音频训练不仅治愈了她的作文恐惧症，而且激发了她的写作潜能，引领她追寻内心的诉求，将被动的写作升华为主动的文化自觉，她从此爱上写作。实践证明，音乐训练，尤其是α波音频脑波音乐的训练，可以有效改善学生的感知觉能力和认知能力。音乐训练在提升智力的同时也促进大脑开发，更为开发大脑的适应性能力打下了良好的基础，对神经系统、听觉系统等脑部神经的修整与改善起到重要的作用。

小朴同学应用照相机记忆训练后，古诗也可以在1分钟内完成正背倒背。持续训练2个月后的期中考试，她的数学成绩从原先的不及格进步到88分，而且是全班第一名。英语89分，也是全班第一。语文考试成绩全校第二，历史、地理、生物考试成绩均有所提高。2023年6月升入初二后，小朴同学反馈经过学能训练，数学、物理成绩均明显提高，期末考试总分全班第一。

案例3：小学三年级男生徐某某，平时学习成绩像过山车，忽高忽低，二年级时数学曾考过67分。他的注意力差，粗心大意；阅读经常出现跳字、漏字等现象；答题时经常只回答一半；老师的板书，前两个字他总是看不到。

指导老师告诉家长，当人脑出现化学物质失调、神经递质水平异常时，人脑无法将输入不同脑区的信息进行整合，就会出现信息传导和处理的失调或紊乱，有的会出现接受和处理刺激信号的“早”和“晚”的现象。小徐同学读书时经常漏字、跳行，这与他的视知觉问题有关，说明他的视觉神经元的链接存在问题。

经过指导老师的教育，小徐同学逐渐明白了训练的价值，开始参加训练，但受原有惰性的影响，他每周只训练2—3次，训练效果不明显。在老师和家长的督促下，他依然坚持参加训练。他逐渐感觉到自己的学习能力在进步，越来越喜欢这项训练。

脑科学研究表明，均衡膳食营养与记忆力密切相关。从天然大豆榨油副产物中提取纯化的磷脂酰丝氨酸，能影响细胞膜的流动性，具有调节神经脉冲传导和增进大脑记忆的功能，证明具有提高认知力的作用。在营养指导师的建议下，他的父母注意孩子脑营养的补充和睡眠的改善。

小徐同学参加训练六七个月以后，可以快速记忆所学知识。例如，新古诗的背诵以前需要5—10分钟，甚至更长时间，而经过照相记忆训练后，只需要15秒；以前约300字的新课文至少需要花10分钟以上的时间才能记忆、背诵，而经过照相记忆训练后，只需要不到1分钟的时间。经过照相记忆训练后，他上课时的注意力更加集中，数学公式的记忆更准确，对题目的理解能力更强，答题速度更快，正确率更高。

现在他学习很自觉，每天在校利用课间时间自主完成课后作业。他不仅愿意看书，而且背诵也很快，一篇300字的课文，10秒钟就能背得一字不差。而且能做到用5秒钟时间同时照相记忆论语、初三的古诗、40个英语单词拼写，且一周以后调取画面，记忆的正确率依然很高。原来四幅图的作文，他只能写出10个字，二年级时语文试卷常常写不完，只能考80分，经过学能训练后，现在每幅图他都能写出300个字，语文成绩也进步到99.5分，是全班唯一一个阅读理解题目做得全对的学生。除了语文以外，他的数学、英语学习能力也得到了超常提高。

持续的学能训练激活了他的大脑，使他跨过了学习障碍，改善了大脑的学习状态和学习能力，并让他发现了自己的天赋，他从行为有惰性变成了勇于与同学进行竞争。每周他都参与学能对抗比赛，他的精彩表现和图像记忆才艺表演让他不断赢得大家的掌声和赞美，这让他获得了超强的自信心，内驱力也大大增强。

小徐同学的事例充分说明，视觉图像记忆训练能使人脑众多的神经元细胞有更高的活跃性，能激活学生的内直觉、内视觉、内听觉，提高学生的感知觉能力和自信心。

解决学生学习困难、提高学习效率不是依靠家长和老师对孩子施加压力，也不是实施题海战术和死记硬背策略所能实现的。 以上学能训练的成功教学案例充分说明，基于脑科学的发展认知能力的整体解决方案是有效的，只有运用符合脑科学原理的教育方法才能取得有效的教育效果。脑科学的原理是教育必须遵循的科学规律，提升认知能力的脑科学训练是学生减负增效的不二法门，也是教师教育促进全体学生认知能力发展的有效工具。

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