互动科普

为了顺利完成学业，学校里的孩子必须掌握读、写和算术能力。但不是所有学生都能轻易掌握这些基本技能。在以英语为母语的儿童中，约有2%~15%的人有阅读或拼写困难，这些困难被统称为“阅读障碍”（dyslexia）；1%~7%的人做数学题有困难，这种缺陷被称为“计算障碍”（dyscalculia）。虽然不同的统计调查结果存在差异，但以英语为母语的人群中，阅读困难的发生率明显高于音形更加一致的德语或意大利语人群。可以不夸张地说，大多数美国小学班级里，至少有一个孩子患有阅读或计算障碍。

对于这些学习障碍，我们很难作出简单的解释：它们不是由视力或听力缺陷造成的——视力或听力缺陷虽然会延迟儿童获得语言能力，但很容易通过眼镜或助听器矫正；相反，患有阅读或计算障碍的儿童感官运作正常，感觉和运动能力看似也发育正常，一些儿童的智力还高于平均水平。

经过至少15年的研究，研究者现在相信，学习障碍主要源于所谓的“部分功能缺损”（partial functional deficits），通常都与感官有关：也就是说，受影响儿童的眼睛和耳朵能够准确记录图像、声音、字母、数字、发音音节，但大脑在加工时错误地解释了这些信息。奇怪的是，相比之下，女孩似乎极少受到“部分功能缺损”的影响，一般也很少遭受感觉紊乱的困扰，不过我们也不清楚其中的原因。

在德国弗莱堡大学视觉运动实验室（作者是这个实验室的创始人和主任），我们测试了具有感觉加工问题的儿童，细致考察了大脑需要怎样的技能才能协调诸如理解语言、阅读和计算这样复杂的活动。我们制订了有针对性的练习来训练这些基本心智技能。这些训练确实可以帮助孩子正确地解析听觉和视觉信息，从而提高他们的读、听、写和算术能力。

建立眼脑协调

“看”是一系列复杂的加工过程，只有最初的第一步依赖于我们的眼睛。在这一系列过程中，信息经过了各种调整。例如，在眼睛深部由几层光探测细胞组成的视网膜上，只有一个很小的区域能够辨别视觉的细节信息。为了在这个有限的区域内正常工作，大脑需要指导眼睛做出快速移动（saccade，扫视），使我们的焦点能够从一处转移到另一处。如果没有这些跳跃扫视，我们记录下的信息最多只能是视野的一小块。阅读尤其需要高精度的扫视控制。阅读时，我们的眼睛大概每秒在词间跳跃3～5次。大脑必须能够编排这些运动，使我们的眼睛以正确的顺序扫描单词和音节，而不至于跳跃过头。要实现这种“眼-脑”协调，大脑中负责语言处理的区域和负责眼动扫视的区域就必须完美地同步工作。

2000年，我们视觉运动实验室探索了这样一个问题：具有阅读障碍的孩子是否同时伴有较差的扫视控制能力。我们与同在弗莱堡的物理学家克劳斯·哈特内格（Klaus Hartnegg），以及弗莱堡大学医学中心的莫妮卡·比斯卡尔迪－舍费尔（Monica Biscaldi-Schafer）医生共同进行了一项实验：要求620名7岁～17岁的人执行两项任务，以测量他们的眼动控制情况。

首先，受试者要把目光从第一个焦点——一个激光光点，迅速移向刚出现的第二个光点，然后必须马上把目光从这个新的光点上移开。这第二个“反扫视”任务比听上去要难，因为我们的自然反射就是盯住新出现的光点不放。没有良好的控制能力很难克服这种本能。在实验的这个部分，任何瞥向第二个光点的眼球运动都算作一个错误。

实验结果证实了我们的观点：阅读困难的受试者，对扫视的控制能力显著低于没有阅读困难的儿童和青少年。我们的结论是，对视觉注意的控制失调至少部分导致了某些阅读困难。在分析了3 224名7岁～17岁儿童和青年人（包括上述研究的所有受试者）之后，我们进一步得出结论：随着时间的推移，大脑似乎能够学会如何控制视觉注意。在实验的200次测试中，无论是否有阅读障碍，七八岁的受试者在大约80%的情况下都错误地看着第二个光点。这个年龄的儿童，不管有没有阅读困难，通常都不能以成年人的速度或流利程度进行阅读（这些孩子也确实刚开始学习阅读）。

20岁的人大多能够流利地阅读。在这些受试者中，没有阅读障碍的人犯错的概率平均为20%，而且能够迅速纠正错误；有阅读障碍的人在“反扫视”任务中犯错的概率为40%，而且在14%的情况下都不能纠正错误。这些结果表明，随着正常发育，两组受试者的扫视控制能力都出现了迅速提升；但是在7岁～17岁期间，正常受试者可靠的扫视控制能力提高非常迅速，阅读障碍受试者与正常受试者之间的差距反而越来越大（见第57页图释）。

幸运的是，包括我们研究在内的一些研究证明，通过训练能够改善扫视控制能力，进而提高阅读能力。我们为7岁～17岁的阅读障碍儿童和青少年制定了一系列训练活动，他们每天可以在家里使用从实验室借来的特殊计算机设备进行练习（见第56页图释）。

在一项练习中，他们仅用眼睛来跟踪设备小屏幕上一个快速改变方向的符号。当符号消失后，受试者要用键盘上的箭头键来指出符号最后所指的方向。符号在屏幕上转变方向的速度决定着这项任务的难度，随着难度逐渐升高，受试者的技能水平也在不断提升。经过3～6个星期的练习，受试者控制扫视的能力有了显著提高。特别重要的是，受过训练之后，孩子们在阅读时所犯的错误只有原来的一半。

言语理解

扫视训练的成功令人鼓舞，但解决阅读困难，要做的不仅仅是眼动控制。许多研究者认为，阅读障碍儿童在理解听到的言语时也存在困难。确切地说，有些阅读障碍儿童似乎缺乏充分的语音意识，不能区分不同的发音，例如辅音b和g，或者不能辨别相似的音节。德国维茨堡大学（University of Würzburg）的心理学家沃尔夫冈·施奈德（Wolfgang Schneider）已经证实，旨在建立语音意识的练习能够普遍提高儿童的阅读和写作能力，对那些在家和在学校讲不同语言的孩子尤其有效。这些练习要求学生找出押韵的单词、把词分解成音节、把音节分解成单音等等。

遗憾的是，并非所有孩子都能从这些练习中受益。要培养出语音意识，要求人们必须理解发音的含义。这些练习中使用的声音都是真实的单词和音节，但对有些孩子来说，在声音到达大脑的语言中枢之前，很难理解其中的含义。声音输入需要经过多个处理步骤才能实现意义的准确表达，这一过程中的任何差错都会导致理解困难。2004年，我们再次与哈特内格合作，开发了一系列测试项目，以探究哪些心理能力对于理解语言不可或缺。

起初，我们集中精力测试受试者分辨音量和音高的能力。例如，在音高测试中，儿童听到两种不同频率的声音，这两者之间的差异逐渐变小，直到他们感觉不出哪个更高。我们还测试了受试者识别声音间隙的能力。当我们清晰地发音时，某些音节或声音之间会有中断，比如舌头轻碰一下牙齿或者呼吸瞬间暂停。如果听者不能察觉到这些中断，他（她）就会听到与原来声音不同的音节。

我们分析了682名儿童和青少年，发现阅读困难与听觉加工缺陷有很强的关联，这些缺陷主要表现在不能辨识音高、不能辨别声音大小或不能觉察音节间隙等。确实，有阅读困难的儿童在我们所有的测验中都得分偏低。与前面的研究一样，在20岁之前，受试者的能力一直在提升。所以我们推断，大脑一定会随着时间的推移逐渐学会如何辨别声音的细微差异。就像前面的扫视训练一样，我们制定了一组听觉练习来训练受试者的听觉感知能力，其中包括通过音高和强度来辨别声音、感知声音之间的语音间隙等。每项任务要持续练习10天，整套任务需要几个星期来完成。一项有509名学生参加的研究表明，这些练习明显改善了他们分辨音高的能力。同时这些练习对拼写也有积极作用：受试者的拼写错误比以前减少了约40％。相比之下，没接受训练的受试者的错误率只降低了10%。

2001年，芬兰赫尔辛基大学（University of Helsinki）的神经心理学家泰亚·库亚拉（Teija Kujala）和她的团队报告说，知觉训练会给大脑带来永久性的变化。他们研究了视听训练对阅读困难儿童的作用，这些训练使用了各种音调的语音，但这些语音不与任何语言相关。连续7周针对14种不同练习进行训练之后，不仅学生们的阅读错误减少了，而且脑电图（electroencephalography）测量结果显示，他们的大脑活动模式也发生了改变。确切地说，当声音中出现预期之外的音高变化时，科学家观察到大脑中负责感知声音的听觉皮层产生了更强烈的神经元放电。

感数能力

基本的感知过程在计算障碍中也发挥着重要作用。以感数（subitizing）为例。这是一种仅看、不数而感知数量的一种技巧。这种能力帮助儿童建立数的概念，即一个数字代表一堆特定量的东西。大多数4岁的孩子可以很容易感知到1到4的数量。但我们推测，有计算障碍的儿童或许缺乏感数能力。为了检验这一观点，我和哈特内格以及视觉运动实验室研究员克里斯蒂娜·格布哈特（Christine Gebhardt）测试了375名儿童和青少年。计算机屏幕上随机闪过从1到9个小圈，这些小圈闪过的速度很快，受试者不可能“数”清楚其中的个数；但他们需要“看”出这些圈的个数，然后按键盘上相应的数字键。我们着重关注受试者的反应时间。

我们的研究结果于2008年发表。不出所料，有计算障碍的人不能熟练地感知数目，需要相当长的时间才能报出正确答案。幸运的是，如同听觉和视觉训练一样，人们可以通过看一堆小点或物体然后猜测它们的数量来训练自己的估算能力。我们实验室的另一项研究（也于2008年发表）显示，为期三周的训练能改善计算障碍儿童的感数和算术能力。与训练之前的成绩相比，训练之后受试者在一项数学测试中的错误减少了60%；没有接受训练的孩子成绩则无改善。我们的研究还进一步显示，在整个学校学习期间，儿童的感数能力都在不断提高。与听觉和视觉一样，从幼年到成年期，感数以及其他知觉处理过程都越来越精炼、细致。

遗憾的是，家长、教师和医生很难判断一个孩子的知觉发育是否滞后于同龄人。为了了解感知问题存在的普遍程度，我们根据儿童在一系列测试中的表现，来推测阅读障碍或计算障碍儿童中，有多少人的得分会低于正常对照组。在有阅读障碍或计算障碍的8岁儿童中，64％的人至少在一项感知功能上滞后于正常儿童。由于障碍儿童某些感知能力的发育比正常儿童慢，所以这一比例会随着年龄的增加而提高：与对照组相比，有阅读或计算障碍的16岁学生中，大约85%的人存在感知缺陷。当然，如果阅读或计算障碍仅仅是由视觉和听觉处理缺陷造成，这个比率就应该是100%。但不管怎样，这些缺陷确实加剧了种种学习困难，值得进一步研究。

研究人员正计划在不久的将来研究学龄前儿童。在儿童开始阅读之前就进行有针对性的训练，或许可以减轻视觉和听觉处理缺陷造成的影响。有待研究的课题还包括：针对性的训练能否帮助学习能力很强的学生，因为初步研究表明，他们中的一些人也会有感知方面的问题。例如，他们在眼动控制测试中，往往会过分反应，不是反应得太慢了，而是反应得太快了。过快的眼睛移动也会造成阅读困难。感知处理缺陷似乎对智力缺陷的学生影响最大。2008年，我与在德国赫尔伯恩克西堡学校的西尔维娅·德内克－法西雷纳（Sylvia De-necke-Fassrainer）合作，在一所为智力缺陷学生开设的学校进行了一项研究。我们发现，49个9岁～16岁的受试者中，没有一个人在本文描述的测试中达到相应年龄的水平。随后的训练虽然改善了这些儿童的学习能力，但他们的进步要小于智力正常的学生。

我们的发现对整个教育体系都有重要意义。如果被诊断为阅读障碍和计算障碍的学生中有75%的人有感知加工问题，如果我们假设其中大约2/3的人能够通过特殊训练提高至少一种学习能力，那么我们就能够极大地帮助一半的阅读障碍和计算障碍学生。遗憾的是，医生们只关注感觉器官的失调，教师们只知道发现学生在“高级”技能上的不足。感知处理问题落入了没人理睬的灰色地带。但是利用本文介绍的测试和练习，筛查高风险群体，不仅可行，而且长远看来，还会取得巨大的社会效益。