現(xiàn)代科學技術的發(fā)展對人的研究越來越廣泛和深入，特別是對人腦發(fā)育的研究更為引人注目。如美國底特律市韋恩州立大學兒科神經生物學家哈利·丘加尼教授利用“正電子發(fā)射計算體層攝影”技術，對嬰兒大腦進行掃描觀察，發(fā)現(xiàn)嬰兒腦部的各個區(qū)域在出生后一個接一個地活躍起來，又一個接一個地互相聯(lián)系著。就像入夜的城市，一家又一家地亮起了電燈，一盞又一盞的電燈連成一大片的那樣壯觀。這就為我們證實人生頭三年的經歷是人一生發(fā)展的關鍵時期而提供了重要的依據(jù)。

    （一）嬰幼兒大腦高級神經網絡的構建

    近百年來，科學家們從各自不同的領域對人腦進行了大量的研究和探索，特別是對人最初幾年里大腦的發(fā)育與其機能發(fā)展，是如何建立起一個復雜聯(lián)系的、有良好回旋路線的神經網絡加深了認識。

    當嬰兒出生時，大腦已完全具備了控制生命的功能，但高級神經網絡卻剛剛開始發(fā)展。嬰兒大腦里的一千億個神經細胞將不斷地產生腦神經細胞的聯(lián)系，這種聯(lián)系在第一個月里就能增長二十倍。

    然而，腦神經細胞的聯(lián)系是通過各種圖像、聲音、語言、表情以及與人的交往等早期經驗而獲得和增強的。

    當小嬰兒注視著某一物體（如杯子）的時候，嬰兒眼睛的一個神經細胞就與視覺皮層的另一個神經細胞聯(lián)系起來，所看到的杯子的影像，將在嬰兒的大腦中刻下永久的記憶；

    如果在嬰兒看著杯子，又聽到“杯子”這兩個聲音時，耳朵的一個神經細胞就會產生一種大腦化學物質——“神經遞質”，將“杯子” 這兩個音的電子信號傳輸?shù)酱竽X聽覺皮層的另一個神經細胞，如此反復多次后，嬰兒的這一組神經細胞就永遠地把“杯子”這兩個音記錄下來；

    與此同時，嬰兒大腦視覺區(qū)記錄“杯子”影像的腦神經細胞和大腦聽覺區(qū)記錄“杯子”聲音的腦神經細胞也會建立起一個信息傳遞的通道，以后在相關的情景中嬰兒的大腦就能產生有機的聯(lián)系了。

    科學家們通過實驗發(fā)現(xiàn)了大腦有“用則進，廢則退”的原理。認為產生于不同時間、在大腦不同區(qū)域的腦神經細胞聯(lián)系，既能形成也會退化。大腦內不斷地受到刺激的神經細胞有著很強的反映性，它們以形成可回旋的神經網絡來反映著一個人早期所接觸過的、外部環(huán)境中所發(fā)生的各種情況。未能得到早期經驗強化的神經細胞就會消失，得到早期經驗的強化的神經細胞則能成為永久性的聯(lián)系。

    嬰幼兒早期的各種生活經驗，如能不斷地為其提供豐富的感知各種事物的機會，大腦內能較好地進行復雜聯(lián)系的、有回旋路線的神經網絡就不斷地形成，這將是嬰幼兒一生發(fā)展的一個良好的開端。

    （二）嬰幼兒大腦發(fā)展的關鍵期

    正是由于嬰幼兒在其不斷的看、聽、說和運動、觸摸等早期經驗中建構起高級神經網絡，使嬰幼兒大腦中視覺、聽覺、語言和運動等不同的區(qū)域，得以勝任其日后的發(fā)展。但是，腦部高級神經網絡的建構是有一定期限的，不同區(qū)域的腦神經網絡有著不同的構建期，并會在不同的時期達到成熟。因而，嬰幼兒在其早期的生活經驗中不同的年齡對各種事物有著一定的敏感性——即我們經常說的“學習關鍵期”，它能幫助嬰幼兒不同區(qū)域的腦神經網絡的發(fā)育與成長。

    研究表明：聽覺、視覺、簡單詞匯、情緒控制、人際關系等能力的習得在0~2歲是的關鍵時期。特別是視覺皮層的腦神經網絡聯(lián)系，在3個月時達到最高峰，大腦開始對視覺進行微調，嬰兒的眼睛能聚焦在某一物體上，也就是說嬰兒開始看清東西了。

    英國倫敦大學伯貝克學院的科學家利用高科技“頭發(fā)網罩”，結合電腦游戲進行的一項觀察嬰兒大腦活動的新研究顯示，嬰兒7~8個月時能在大腦中把一個視覺對象的不同特征歸結起來，組成完整的形狀的能力，說明他們的雙眼能“立體”地將看到的東西傳送到大腦中，視覺能力的發(fā)展關鍵過程就發(fā)生在1歲前的嬰兒時期。

    嬰幼兒口頭語言、對事物的認識、對數(shù)學——邏輯的感知在1~3歲是發(fā)展的關鍵時期，他們很喜歡模仿成人的發(fā)音、學習詞匯和語句，用口語表達自己的意愿，并主動地與人交流，總愛問“這是什么”“為什么”。而書面語言、第二語言、音樂、四肢協(xié)調能力和肌肉運動能力等在3~5歲時是學習的關鍵時期。

    人的大腦的構建和發(fā)育，有自己的時間表，在嬰幼兒各種學習的關鍵時期給予最好的、最豐富的、最適宜的刺激，他們能通過富有彈性的神經系統(tǒng)，非常出色地以“直觀記憶的圖像式學習”，如同攝像機一樣能把他所看到的、聽見的、接觸過的東西記錄下來，形成有回路的高級大腦神經網絡。而隨著嬰幼兒大腦發(fā)育的不斷成熟，這種神經系統(tǒng)的可塑性就會逐漸地降低。

    我們重視嬰幼兒的早期教育，也正是因為嬰幼兒大腦發(fā)育過程中有最佳敏感期的特點，從一出生就對其施行適宜的刺激，在他們生長最初的幾年里，建立起對大自然、對人類社會的高級大腦神經網絡，為將來的學習與發(fā)展奠定堅實的基礎。

    三、嬰幼兒心智發(fā)展與其大腦發(fā)育的同步性

    人的心智活動是人腦的機能，是大腦對客觀世界的反映。人類科學技術的高速發(fā)展，使我們能更進一步地了解人類自己的發(fā)展?？茖W家們不管是從生理學還是從心理學的角度去研究，竟都發(fā)現(xiàn)了嬰幼兒心智發(fā)展與其大腦發(fā)育的“同步性”這一規(guī)律。

    科學家發(fā)現(xiàn)，嬰兒時期大腦形態(tài)的發(fā)育會影響和制約其機能的發(fā)展。

    新生嬰兒的大腦重量為350克~400克，是成人腦重的25％；6個月時嬰兒的大腦重量為700克~800克，是成人腦重的50％；１歲時嬰兒的大腦重量為800克~900克，是成人腦重的60％；2歲時嬰幼兒的大腦重量為1050克~1150克，是成人腦重的75％；3歲時嬰幼兒的大腦重量已達1150克~1200克，是成人腦重的80％；4~5歲幼兒的大腦重量發(fā)育開始變慢，直到14、15歲時才與成人的腦重基本相同，達1400克。單從腦重的變化速度看，嬰幼兒大腦發(fā)育是先快后慢的，4歲前是人的大腦發(fā)育最重要的時期。

美國心理學家布魯姆經過研究認為，如果一個人在其17歲時的智力水平是100％的話，那么他在4歲時的智力水平就已達到50％，再4~8歲之間其智力水平可發(fā)展30％，在8~17歲之間其智力水平再發(fā)展20％。盡管有人對這種理論還有異議，但它至今仍對心理學、教育界有著巨大的影響力，足以說明人在４歲前成熟的智力水平發(fā)展已完成了一半，而另一半是在４歲以后的十幾年里去完成的。這里也可以看到人的智力水平的發(fā)展也有先快后慢的規(guī)律。

    通過以上人的大腦發(fā)育和人的智能發(fā)展的數(shù)據(jù)我們可以看到，嬰幼兒心智的發(fā)展與其大腦的發(fā)育是同步的。這一“同步性”規(guī)律給我們提供了一個科學的信息：人的大腦、神經系統(tǒng)和感官的活動，是人們進行心智活動的基礎，人腦對客觀事物的反映影響了其心智發(fā)展的速度。

    大腦和神經系統(tǒng)在人生的最初幾年里的發(fā)育速度驚人，應重視嬰幼兒的早期教育與大腦的潛能開發(fā)，給嬰幼兒的大腦提供最需要的營養(yǎng)——即及時的、適宜的、豐富的刺激，使嬰幼兒能更好地發(fā)展。

    我們對嬰幼兒進行早期教育，正是基于嬰幼兒自身發(fā)展的需要和生長發(fā)育過程中大腦潛能開發(fā)的需要，利用嬰幼兒身邊的事物，對他們進行“怡情”、“博采”、“長才”“增智”的全面教育，讓嬰幼兒在各方面得到應有的、全方位的、反復的鍛煉，使大腦中相應的神經細胞之間的聯(lián)絡更加活躍，形成良好的、暢通無阻的大腦信息傳遞通道和反應回路。

    四、大腦的分工與合作

    近年來，科學家對人的大腦機能也進行了大量的研究，其中“大腦兩半球分工說”是20世紀最盛行的腦功能理論。認為大腦的顯著特征是左右兩半球在功能上是有分工的，這種分工使其主管著不同的肢體活動、行為方式和心理過程。

    具體地說：人腦的左半球是理性的腦，是語言的腦，是閱讀、記憶、書寫和邏輯思維的腦，負責抽象思維、推理運算和概念整理等；人腦的右半球是感性的腦，有創(chuàng)意的腦，專門負責形象的學習、圖形的識別、空間知覺、音樂、美術等綜合性活動。

    大腦兩半球只是在分工上的不同，并沒有優(yōu)劣之分，而且是相對的。人的大腦神經網絡對不同的外界刺激所傳來的不同信息，是通過交互的方式而聯(lián)系起來的，并互相發(fā)生作用，這種聯(lián)系和作用可能在大腦的同一個區(qū)域中發(fā)生，也可能在不同的區(qū)域中發(fā)生。大腦兩半球的功能各司其職又互相配合，形成一個協(xié)調的、統(tǒng)一的指揮中心。

    而能促進嬰幼兒的大腦神經細胞的聯(lián)系，促進大腦兩半球形成互相協(xié)調統(tǒng)一功能的各種環(huán)境、人物、事物，以及嬰幼兒與生活中的人、事、物交往等早期經驗，正是嬰幼兒發(fā)展所需要的，也正是新時期要求我們教育為嬰幼兒準備的，包括早期的情感經驗、社交經驗、智慧發(fā)展在內的“情感、態(tài)度、能力、知識、技能”等多方面的教育內容。

    當今醫(yī)學、腦科學、心理學研究，揭示了人腦細胞的聯(lián)結網絡，腦在個體發(fā)育中的不同功能發(fā)展的關鍵期，人的腦發(fā)育與人的心智發(fā)展的同步性，以及大腦的分工與合作的協(xié)調性等秘密，給我們進行嬰幼兒的早期教育很大的啟發(fā)，也有著非常重要的意義。

    腦科學的研究同時也證明了嬰幼兒不同的生活經驗所確立的腦神經聯(lián)系網絡是不同的，沒有兩個嬰幼兒會擁有完全相同的生活經驗，因此也沒有兩個完全相同的大腦組織結構。所以，我們所面對的嬰幼兒是有一定的差異的，他們有自己的行為理由、有自己的活動方式、有自己的學習特點、有自己的思維邏輯的人。嬰幼兒的發(fā)展是一個主動地與周圍環(huán)境發(fā)生作用的，由小到大、由簡單到復雜、由低級到高級的變化過程，這不僅是一種量的變化，更為重要的是在于嬰幼兒自身的質的變化。

    今天，我們對嬰幼兒進行早期教育，就應從嬰幼兒的生活出發(fā)，構建一種對嬰幼兒有意義的、真實的、開放的、自然生態(tài)的課程，提供多種健康的、豐富的生活和積極的、多樣性的、富有營養(yǎng)的、充滿刺激的、能產生交互作用的活動環(huán)境，來滿足他們多方面發(fā)展的需要，使他們在快樂的童年生活中獲得有益于身心發(fā)展的經驗。通過各種活動幫助嬰幼兒進行“量”的學習，并通過有意義的學習，實現(xiàn)嬰幼兒“質”的發(fā)展，體現(xiàn)全面性教育的真正價值。