4～6岁幼儿执行功能与学习表现的关系

肖　啸周宗奎李　卉

（1湖南第一师范学院，长沙410205；2青少年网络心理与行为教育部重点实验室，武汉430079；3华中师范大学心理学院暨湖北省人的发展与心理健康重点实验室，武汉430079）

4～6岁幼儿执行功能与学习表现的关系

肖啸1周宗奎2，3李卉2，3

（1湖南第一师范学院，长沙410205；2青少年网络心理与行为教育部重点实验室，武汉430079；3华中师范大学心理学院暨湖北省人的发展与心理健康重点实验室，武汉430079）

选取101名4～6岁幼儿为被试，采用项目选择任务、倒背数字任务、白天/晚上任务，以及“幼儿学习表现基线水平评定表”，考察幼儿执行功能与学习表现的关系。结果发现，认知灵活性与幼儿学习表现不存在显著相关，工作记忆、抑制控制与幼儿学习表现存在显著相关，具体来说：（1）工作记忆与阅读、写作相关显著，抑制控制与数学、个人与社会性发展相关显著；（2）工作记忆能显著正向预测幼儿的阅读和写作能力，抑制控制能显著正向预测幼儿的数学成绩、个人与社会性发展水平。

幼儿；执行功能；学习表现；工作记忆；抑制控制

1　引言

执行功能是一种重要的高级认知加工过程，是当前研究的重点和热点问题［1］。执行功能的发展在学前幼儿的发展过程中占重要地位，它是幼儿具备各类日常生活能力的基础。执行功能的健康发展，不仅是儿童顺利完成学业任务和成功适应各种社会关系的重要保障，而且有利于儿童在一般智力测验中获得较高分数［2］。4～6岁幼儿的学习能力和学习表现对其未来的学业成就有着深远的影响。Duncan等研究发现，幼儿在幼儿园中习得的学业技能和学习能力能显著预测其今后的学业成就［3］。Gathercole，Brown和Pickering通过对4～5岁幼儿进行为期3年的纵向研究发现，4～5岁幼儿的学习表现能够显著预测其7岁时的学业成就［4］。这些结果表明，尽早对学习表现不佳的幼儿进行有针对性的干预具有重要意义。李美华和白学军指出，学习活动是一项复杂的认知活动，需要学生具有良好的执行功能［5］。执行功能较差幼儿的记忆和执行指令的能力较弱，他们通常难以集中注意力，缺乏抑制无关信息的技能，从而导致幼儿在学习活动中出现错误［6］。由此可见，执行功能是影响幼儿学习表现的重要因素。

近年来以抑制控制为核心成分的执行功能研究一直受到众多研究者关注，相关研究主要集中在探讨执行功能的内在成分和作用机制上。周晓林对执行功能进行了比较全面的界定，即执行功能是指在完成复杂的认知任务时，对各种认知过程进行协调，以保证认知系统以灵活、优化的方式实行特定目标的一般性控制机制；它的本质就是对其它认知过程进行控制和调节，而它的根本目的就是产生协调有序的、具有目的性的行为［7］。Miyake等采用潜变量分析的方法，将执行功能分为三个主要成分，包括认知灵活性、工作记忆和抑制控制［8］。认知灵活性，是一种使个体能够顺应改变的情境，由一种思想或行为转换到另一种思想或行为，以符合新情境需要的能力［9］；工作记忆被定义为一种对信息进行暂时保持与操作的系统，它在表象、言语、创造、计划、学习、推理、思维、问题解决和决策等高级认知活动中起着非常重要的作用［10］；抑制控制，指人有意识地对优势的、自动的、具有支配性的反应的抑制［8］。研究表明，虽然这三者之间存在一定程度的相关，但它们同时也是相对独立的。因此，本研究将通过测查幼儿在认知灵活性、工作记忆、抑制控制三个子成分上的表现研究幼儿的执行功能，并探讨其如何影响幼儿的学习表现。

目前，已有不少研究者开始关注执行功能对幼儿学习表现的影响，并且发现执行功能各子成分对幼儿学习表现的作用机制各不相同。Espy等对学前幼儿的研究显示，认知灵活性不能显著预测幼儿的数学能力［11］。Bull，Espy和Wiebe也得到了类似的研究结果，认知灵活性与幼儿的各科学习表现相关不显著［6］。可见认知灵活性与幼儿学习表现不存在显著相关性已经得到了国外研究者的共同验证，但是这一结果在国内幼儿中是否适用还未见定论。工作记忆在4～5岁幼儿的学习表现中起着很重要的作用［12］，同时也能显著预测4岁幼儿的数学成就［6］，但也有研究表明，工作记忆不能显著预测幼儿的数学能力［4］。而抑制控制与3～5岁幼儿的学习表现也存在显著相关，在阅读和解决数学问题上表现较差的幼儿，其抑制控制水平也比较低［13］。由此可知，尽管许多研究结果表明工作记忆和抑制控制对幼儿的学习表现（如数学和语言）具有显著预测作用［14］，但还存在不一致的结果，值得进一步探讨。另外，以上研究均是针对国外幼儿的，其研究结果是否也适用于国内幼儿呢？本研究试图对此进行探讨。

综上所述，根据已有的研究结果，本研究假设：认知灵活性与幼儿学习表现不存在显著相关，工作记忆、抑制控制与幼儿学习表现存在显著相关，并且工作记忆、抑制控制对幼儿学习表现具有显著预测作用。

2　研究方法

2.1研究对象

本研究选取某幼儿园4～6岁幼儿101名，其中4岁组34人 （M=48个月，SD=3.77），5岁组32人（M=60个月，SD=3.34），6岁组35人 （M=71个月，SD=2.69）。男生49人，女生52人。

目前研究幼儿执行功能的工具有很多，而国内外研究者使用最多的工具有威斯康辛卡片分类测试、项目选择任务、数字广度测试、倒背数字任务、白天/晚上任务等。本研究选用项目选择任务、倒背数字任务和白天/晚上任务分别考察幼儿的认知灵活性、工作记忆和抑制控制。

2.2.1项目选择任务

改编自Jacques和Zelazo的灵活项目选择任务（The Flexible Item Selection Task，FIST）［15］。采用48个蓝色薄卡片，每张卡片上描绘一系列图片，并且这些图片是4个维度的结合（形状、颜色、大小和数目）。形状维度包括电话机、蝴蝶和杯子；颜色维度包括粉色、紫色和橙色；数目维度包括1个、2个和3个项目数；大小维度包括小项目（矩形面积大约为6.25平方厘米），中等大小的项目（大约20平方厘米）和大项目（大约39平方厘米）。

本实验采取的是线索展示，1个展示性实验，2个标准性实验和12个测试性实验。线索展示中主试通过图片分别从颜色、大小和数目3个维度向被试逐一介绍电话机、蝴蝶和杯子这3类线索，以保证被试能了解不同维度的线索，从而顺利进行接下来的测试。展示性实验中，主试向被试演示在4张成对的卡片中，分别选出2对相同的卡片；标准性实验中，由被试在4张成对的卡片中，分别选出2对相同的卡片。测试性实验中，一共有12套图片，每套图片上有3张卡片，其中有2对卡片在3个维度上皆相同，只有1个维度不相同。被试要分别选出这2对最相似的卡片。两次选择均正确记2分，只有一次选择正确记1分，两次选择均错误或不做选择记0分，将两次选择得分转换成标准Z分数后相加，即为最终得分。

2.2.2倒背数字任务

采用Carlson，Moses和 Breton修订的倒背数字任务［16］。准备八套数字位组，数字0～9随机组合成2位到9位数的位组，同一位组内有3组不同的数值。比如：3位数的不同数值为226；167；127。被试需将主试所说的数字位组，倒着说出来。另备有2位数的4种不同数值供被试练习，只要被试答对一道题，便进入正式测验。每通过一道测试得1分，连续三次未通过则测验停止，通过的所有测验题数相加，便是记忆广度的最后得分。

2.2.3白天/晚上任务

[2] Fang Tian, “Trump reportedly approves US Navy’s annual operation plan in South China Sea”, People’s Daily Online, July 25, 2017, http://en.people.cn/n3/2017/0725/c90000-9246195.html.

采用Gerstadt，Hong和Diamond修订的“白天—黑夜”任务［17］。任务中包括两类图片，一类画有太阳和云彩，代表白天；一类画有月亮和星星，代表晚上，共16张图片（白天和晚上各8张）。当呈现画有太阳和云彩的卡片时，要求被试说“晚上”；当呈现画有月亮和星星的卡片时，要求被试说“白天”。儿童的反应得分分为3类：完全正确记2分，答错后纠正记1分，不回答或回答错误记0分。得分范围为0～32分。

2.2.4幼儿学习表现基线水平评定表 （Stockton on Tees Baseline Scheme）

选自英国的儿童发展基线水平评估手册［18］，该评定表涉及阅读、写作、听说、数学、个人与社会性发展等5个方面内容。每个维度包含3～5个题目，共18题。比如阅读维度包括能看图讲故事、能识别简单的汉字等，数学维度包括能够准确地辨认数字、数数并进行加减运算（1～10以内），能指出实物和图案的相似之处、平面图形和立体图形的相似之处等。评定等级采用三级计分方式，依次为从不（0分）、偶尔（1分）和经常（2分）。由幼儿园各班班主任对本班幼儿进行评定。本研究对101名幼儿测得该量表的Cronbach'sα为0.88，具有良好的内部一致性。

2.3研究程序

首先由各班班主任对幼儿的学习表现进行综合评定，一周后进行执行功能测试。执行功能测试包含预备测试和正式施测2个阶段。预备测试在该幼儿园进行，随机抽取了4岁组、5岁组和6岁组幼儿各3名。实验中，观察被试在执行全部测试材料中是否有不清楚的地方，并判断被试是否能够在20～30分钟内完成所有任务。结果表明，所有被试对指导语的理解和任务材料的感知，没有出现误听、误视和误解的现象。

正式实验在幼儿园安静的室内进行，所有被试都按照统一的指导语依次进行个别测试，测试顺序包括：（1）项目选择任务；（2）倒背数字任务；（3）白天/晚上任务。测试时间20～30分钟，各个任务间可以略作休息。所有被试按照相同顺序进行，以减少被试与测试顺序之间的交互作用引起的误差。

2.4数据录入和管理

采用SPSS17.0对数据进行统计处理。

表1　执行功能与学习表现的偏相关矩阵

3　研究结果与分析

3.1执行功能与学习表现的相关分析

本研究中幼儿的学习表现与年龄、性别相关显著，为了排除年龄和性别对学习表现的影响，在控制了年龄和性别变量后，对幼儿执行功能和学习表现进行了偏相关分析。结果显示，工作记忆与阅读（r= 0.23，p＜0.05）、写作（r=0.30，p＜0.01）呈显著正相关，抑制控制与数学（r=0.27，p＜0.01）、个人与社会性发展（r=0.28，p＜0.01）呈显著正相关。认知灵活性与学习表现各维度相关均不显著。

3.2执行功能对学习表现的预测作用

回归结果如表2所示，工作记忆对阅读具有极其显著的正向预测作用（p＜0.001），解释率为16%；工作记忆对写作具有极其显著的正向预测作用（p＜0.001），解释率为19%；抑制控制对数学具有极其显著的正向预测作用（p＜0.001），解释率为16%；抑制控制对个人与社会性发展具有极其显著的正向预测作用（p＜0.001），解释率为13%。

表2　执行功能对学习表现的回归分析

4　讨论

4.1工作记忆与幼儿学习表现的关系

工作记忆与幼儿的阅读能力存在显著相关，并且能够显著预测幼儿的阅读能力，这与Gathercole等的研究结果一致。Gathercole等的研究发现，早期工作记忆能够显著预测4～7岁幼儿阅读、写作和拼写能力的发展［4］。本研究中，对幼儿阅读能力的考察包括看图说故事、识别拼音和汉字等任务。一方面，识别拼音和汉字要求幼儿掌握足够多的拼音和汉字量，这需要较大的工作记忆容量，因此工作记忆容量不足会导致幼儿在识别拼音和汉字的任务上表现不佳。另一方面，看图说故事需要幼儿能够对新进入工作记忆的信息进行缓存和加工，而工作记忆容量不足会导致幼儿对新进入工作记忆的信息的实时监控和操作能力下降，在信息加工时不能利用中央执行系统或长时记忆系统来改善语音环路的工作，从而影响了幼儿在看图说故事上的表现。另外，Brock，Rimm-Kaufman，Nathanson和 Grimm认为，幼儿“冷”执行功能与阅读能力相关不显著［19］，这与本研究结果不一致。该研究指出，这是因为被试幼儿园每天在阅读教学上花费了较多的时间（占日教学计划的28%）。幼儿由于长时间的多次习得，阅读水平普遍较高，从而减弱了执行功能的作用力。然而，本研究被试所在的幼儿园在阅读和其他学科的教学时间上分配相当，所以幼儿的阅读水平与其他学科受到执行功能同等的影响。

工作记忆与幼儿的写作能力存在显著相关，且能够显著预测幼儿的写作能力，这与Alloway等的研究结果一致。Alloway等采用倒背数字任务测查4～5岁幼儿的工作记忆，结果显示工作记忆能显著预测幼儿写作能力的发展［12］。本研究中，在工作记忆任务上得分低的幼儿在写作中频繁地出现错误，这说明幼儿在具有层次结构的任务上容易忘记自己的位置，而这些错误可能反映了儿童中央执行功能容量不足，从而导致他们在任务结构的表征和更新进度上更易于出错［20］。

本研究发现，工作记忆与数学学习不存在显著相关性，这与前人的研究结果不一致。有研究指出，数学学习困难与工作记忆广度缺陷有关。如Hitch 和McAuley研究发现，数学学习困难是由于储存数字的工作记忆容量不足造成的，在使用策略解决简单附加问题时数学学习困难儿童明显落后于正常儿童［21］。Bull和Scerif研究证明，工作记忆容量不足会损害儿童在数学领域的学习［22］。但Gathercole等的研究表明，工作记忆不能显著预测幼儿的数学成就［4］，国内学者胡月和魏永刚最新的研究也发现，工作记忆对学前幼儿数量加工没有独立的显著预测效应［23］，这与本研究结果一致。造成这种不一致的原因可能有两个，其一是因为非言语工作记忆能够显著预测儿童数学能力的发展［24］，而本研究和Gathercole等人的研究均测量的是言语工作记忆，所以无法预测幼儿的数学能力是否受到了非言语工作记忆的影响；其二是情景缓冲工作记忆与幼儿的数学表现呈显著正相关［12］，对此本研究未有涉及。本研究中测查的一些数学能力如计算简单求和、形状比较等，需要幼儿能够整合已学知识与现有信息，而这要求幼儿不仅仅拥有较大的工作记忆容量，还需要较强的情景缓冲记忆能力。

4.2抑制控制与幼儿学习表现的关系

抑制控制与幼儿的数学成就存在显著相关，且能够显著预测幼儿的数学成就，这与前人研究结果一致。Bull等选用数量大小与数字呈现的知觉大小构成的Stroop效应，证明了执行功能的抑制控制在数量加工过程中的激活和调节作用［25］，后又发现幼儿的数学学习如数数、数字复述可能需要更多的抑制控制或者在短时存储系统的保持能力［6］。胡月和魏永刚采用与本研究相同的“白天/黑夜”任务测查3～4岁幼儿的抑制控制能力与数量加工的关系，结果表明抑制控制是影响学前幼儿数量加工的主要因素［23］。抑制控制是个体顺利完成某项认知活动所必需的内在机制和基本前提，如果抑制控制存在困难，个体的认知活动将出现显著的障碍［26］。而且，计算困难儿童工作记忆的缺陷与抑制无关信息和非目的信息进入工作记忆的能力也有关［27］。可见在解决数学问题时，一些不利于正确解决空间问题的优势反应和信息可能自动激活，对问题的解决产生干扰，只有儿童能够对这些不利信息或者反应进行抑制，才能够将问题解决［28］。而本研究结果也证实了这一点：抑制控制得分较低的幼儿在数数、数字运算等需要抑制无关刺激的任务上表现较差，说明抑制控制水平较低的幼儿，数学能力也较差。

抑制控制与幼儿的个人与社会性发展水平存在显著相关，且能显著预测幼儿的个人与社会性发展水平，这与叶小红的研究结果一致。叶小红研究了抑制控制对3～6岁幼儿遵守规则的影响，结果发现抑制控制对幼儿遵守规则的自觉性和自制力有显著影响，抑制控制能力越强的幼儿在规则游戏中的自控能力越强［29］。本研究中抑制控制水平高的幼儿，在遵守秩序方面表现也更好。这说明抑制控制能力强的幼儿对自身行为的反省意识和反省能力更强，对规则的内化和接受程度更高，因而他们的个人与社会性发展水平就越高。从社会性发展的角度来看，抑制控制可以调节幼儿需要、行为动机和行为反应，因而对幼儿个性、行为和规则意识的发展有重要作用［30］。另外，本研究中抑制控制能力强的幼儿，在对周围环境感兴趣、主动寻求解决问题的方法、主动对他人谈及家人等方面表现更好，这是因为抑制控制与儿童社会适应性具有密切的关系［31］。一个抑制控制能力发展良好的幼儿，能较好地根据社会规范和情境的需要来调节自己的情绪和行为，能将自己的需要与他人和集体相协调，能积极主动地融入社会环境，因而其社会适应性也更强。因此，抑制控制既是幼儿适应社会的需要，也是幼儿适应社会的体现。

4.3认知灵活性与幼儿学习表现的关系

认知灵活性与幼儿学习表现不存在显著相关性，这与Espy等［11］、Bull等［6］、胡月和魏永刚［23］的研究结果一致。本研究中，认知灵活性与工作记忆（r= 0.27，p＜0.01）、抑制控制（r=0.25，p＜0.05）存在显著的正相关，可能是因为认知灵活性对学习表现的影响通过工作记忆和抑制控制起作用。Conway和Engle认为，认知因素对学习表现的影响通过抑制功能和注意功能等方面的机制发挥作用［31］。另外，认知灵活性在解决更为复杂的数学问题上起着重要作用，这可能到小学后期才能测量到，而幼儿期的数学学习相对比较简单，因此认知灵活性的重要性还难以体现出来［22］。

4.4执行功能对幼儿学习和发展的积极意义

本研究对课堂实践有着重要的指导意义。良好的执行功能发展能够帮助幼儿在学校的学习环境中发挥优势，在阅读、写作、数学等学科学习上有一个良好的开始，积极的学习反馈能激发和培养幼儿的学习兴趣，学习兴趣反过来又能推动幼儿的主动学习行为，从而形成一种良性循环，这对幼儿今后的学习和发展有着十分重要的影响。有研究者认为，执行功能较差的幼儿可能无法满足许多课堂上结构性学习活动的日常需求，导致错过许多学习的机会，使得幼儿无法在复杂的技能领域获得正常的发展［32］。因此，教师应该分辨和判断这类幼儿的认知局限性，在他们的学习任务中减少认知加工步骤，避免工作记忆超负荷；或者鼓励幼儿使用一些外部记忆辅助，如有用的拼写，将能够提高幼儿在学习活动中的表现。

本研究发现，抑制控制能够显著预测幼儿的社会性发展，抑制控制水平高的幼儿，对自身行为的反省意识和反省能力更强，能够积极主动地融入社会环境，因而能更好地适应社会。Riggs研究指出，有执行功能发展缺陷的儿童更容易出现行为问题［33］。因此，本研究对于甄别行为问题儿童有着一定的实践意义，尽早对有抑制控制发展缺陷的幼儿进行干预，能够降低此类幼儿未来出现行为问题的可能性。

5　结论

研究结果表明，认知灵活性与4～6岁幼儿学习表现不存在显著相关性，工作记忆、抑制控制与幼儿学习表现存在显著的相关关系。具体来说，工作记忆与阅读、写作相关显著，抑制控制与数学、个人与社会性发展相关显著；工作记忆对幼儿阅读和写作能力具有显著的正向预测作用，抑制控制对幼儿数学成绩、个人与社会性发展水平具有显著的正向预测作用。

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Executive Function and Learning Performance in 4～6 years old Children

Xiao X iao1，Zhou Z ongkui2，Li H ui2

（1 Hunan First Normal University，Changsha 410205；2 Key Laboratory of Adolescent Cyberpsychology and Behavior（CCNU），Ministry of Education；3 School of Psychology，Key Laboratory of Human Development and Mental Health of Hubei Province，Central China Normal University，Wuhan 430079）

101 4～6 years old children were investigated to examine the relationship between executive function and learning performance by item selection task，backward digit span task，day-night stroop task and stockton on tees baseline scheme.The results indicate that the relationship between cognitive flexibility and learning performance is not significant，both working memory and inhibitory control have significant correlation with learning performance.Specially speaking：（1）working memory has significant correlation with reading and writing，inhibitory control has significant correlation with mathematics，personal and social development；（2）working memory can positively predict reading and writing ability significantly，inhibitory control can positively predict mathematics achievement，the level of personal and social development significantly.

executive function；working memory；inhibitory control；learning performance；preschoolers

本研究得到国家社科基金重大项目“我国儿童青少年人格发展基础性数据库构建研究”（11&ZD151）和湖南省高校大学生心理健康教育研究会课题项目（14B01）资助

周宗奎，教授，博士生导师。Email：bibi31848370@163.com