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研究“天才”儿童45年后,科学家发现了什么?

本文由 花蜜助手 于 2017-01-17 0:00:00 发表

(stellasun/编译)1968年夏日的一天,朱利安·斯坦利(Julian Stanley)教授遇到了一位天资聪颖却百无聊赖的12岁少年,名叫约瑟夫·贝茨(Joseph Bates)。这个来自巴尔的摩的男孩在数学课程上大大领先于同班同学,因此,他的父母安排他在约翰·霍普金斯大学修读计算机科学课程。就连大学计算机课程也无法满足贝茨。他远远超过了班里的成年学生,靠教研究生FORTRAN编程语言来打发时间。

他的计算机课老师不知道该拿他怎么办才好,便把他介绍给了斯坦利,一位在心理计量学(对认知表现的研究)领域声名显赫的研究者。一系列测试后斯坦利发现,贝茨的SAT考试分数已经远远超过了霍普金斯大学的录取线。由于没能找到可以修读高级数学和科学课程的本地高中,斯坦利便说服了霍普金斯大学的一位招生主任,让当年13岁的贝茨作为本科生入学。

斯坦利后来亲切地称贝茨为他的数学能力早熟青少年(Study of Mathematically Precocious Youth , SMPY)项目的“头号学生”。SMPY是一项针对智力资优儿童的纵向研究,它将转变美国教育系统鉴别和支持高天赋儿童的方式。

研究“天才”儿童45年后,科学家发现了什么?插画作者:Vasava

SMPY是仍在进行的同类研究中历史最悠久的,在45年间追踪了5000多位智力资优儿童的职业发展和成就,其中许多人都成为了成就颇高的科学家。从这一研究不断积累的数据中,已经产生了400多篇论文、几部专著,并为如何发现和培养科学、技术、工程和数学(STEM)等领域的人才提供了重要见解。

“当时斯坦利想知道我们该如何发现STEM领域中最有成功潜力的儿童,以及怎样让他们更有可能实现自身潜力,” 斯坦利曾经的学生,范德比尔特大学教育与人力发展系的主任卡米拉·本博(Camilla Benbow)说。但斯坦利的兴趣不仅在于研究天资聪颖的儿童,他还想开发其智力,让他们更有可能改变世界。

第一批SMPY项目参与者目前正处于事业巅峰,这些资优青少年的影响力显而易见超过了其他同辈人。在推动科技和文化发展的创新者中,许多人都曾参与过类似约翰·霍普金斯大学资优青少年中心(Center for Talented Youth)的培养项目。起初,斯坦利的研究和中心向在大学入学考试中取得前1%分数的少年开放,成就斐然的数学家陶哲轩、脸书创始人马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)、音乐家史蒂芬妮·洁曼诺塔(Stefani Germanotta,也就是Lady Gaga)都曾取得过前1%的成绩,参加过约翰·霍普金斯大学的中心。

“这些人的确掌控着我们的社会,无论我们是否喜欢这一点,”杜克大学天才鉴别项目的心理学家乔纳森·韦(Jonathan Wai)表示,“测试成绩在前1%的儿童往往会成为卓越的科学家和学者、财富500强CEO、联邦法官、参议员或亿万富豪。”

研究“天才”儿童45年后,科学家发现了什么?图片来源:K. Ferriman Robertson et al. Curr. Dir. Psychol. Sci. 19, 346–351 (2010).

这一结果与人们长期以来秉持的“专业表现主要靠练习造就”观念不同。相反,SMPY的结果表明,相较于有意练习或社会经济地位等环境因素,早期认知能力对成就的影响更大。在美国和其他国家普遍将重心放在提高学习困难学生表现的同时,这一研究强调了培养早熟儿童的重要性,与此同时,鉴别和培养高学术天赋学生的做法带来了许多令人不安的问题:给儿童“贴标签”的风险,天才搜寻项目的不足,以及用标准化考试鉴别高潜力学生的缺陷,尤其是在贫困地区和农村。

培育有天资的孩子
本博说,“我们不建议任何家长只为培养天才而培养孩子。那样的目标会导致各种社会和情绪问题。”
本博和其他培优研究者给出以下建议来激励聪明的孩子既能取得成就,也能过得快乐:
让孩子体验各种不同的事物。
当孩子表现出强烈的兴趣或天分时为他提供发展兴趣和天分的机会。
既保证智力发展,也给予精神支持。
通过赞赏努力,而不是能力,来帮助孩子形成成长性的思维模式。
鼓励孩子进行智力上的冒险,并放宽心态对待能让他们吸取教训的失败。
切忌贴标签:被贴上神童的标签可能造成精神负担。
和教师协作满足孩子的需求。聪明学生通常需要更难的学习材料,更多的支持或能按自己的节奏学习的自由。
检验孩子的能力。这可以作为要求超前学习的佐证,也有助于及时发现失读症、注意缺陷多动障碍之类的问题,或者社交和精神上的困难。

“我们花费太多精力预测谁能攀上社会顶层,却可能低估了被这类测试错过的孩子。”来自多伦多的发展心理学家多娜·马修斯(Dona Matthews)说。“对接受测试的儿童来说,叫他们‘有天赋’或‘没有天赋’并无好处。无论结果如何,都可能伤害儿童的学习积极性。”

研究缘起

斯坦利的心理计量学研究始于上世纪五十年代早期。是心理学中最著名的纵向研究之一——路易斯·特曼(Lewis Terman)的天才遗传研究激起了他对培养科学天赋的兴趣。从1921年起,特曼以高IQ值为依据挑选青少年被试者,然后追踪并鼓励他们的职业发展。但让特曼失望的是,他的研究队列中只产生了寥寥几位著名科学家。在因为129的IQ值还“不够高”而没能入选的青少年中,包括诺贝尔奖得主威廉·肖克利(William Shockley),晶体管的共同发明人之一。另一位诺奖得主物理学家路易斯·阿尔瓦雷茨(Luis Alvarez)当初也被拒绝了。

斯坦利猜想,如果特曼掌握了专门测试定量推理能力的可靠方法,就不会错过肖克利和阿尔瓦雷茨。因此,他决定尝试SAT。虽然SAT是为年龄更大的学生设计的,但他猜想它也一样适合于衡量年龄更小的资优学生的分析推理能力。

1972年3月,斯坦利汇集了巴尔的摩地区450名天资聪颖的12岁-14岁少年,让他们做SAT的数学部分。这是第一次标准化的学术性“天才搜索”(研究者后来还加入了SAT的语言部分和其他测试)。

“最令人惊讶的是有这么多青少年能解出从未在课堂上学到过的数学问题,” 发展心理学家丹尼尔·基廷(Daniel Keating)说,他当时是约翰·霍普金斯大学的博士生。“其次是这么多孩子能考出远高于许多顶尖大学录取标准的分数。”

当时,斯坦利并没有预想到SMPY会成为一项持续数十年的纵向研究。但在五年后的第一次跟踪调查后,本博建议进一步扩展研究,持续追踪研究对象的生活,加入其他梯队,以及对兴趣、偏好、职业和其他人生成就的评估。前四个梯队的SAT分数范围是前3%到前0.01%,SMPY团队还加入了第五个梯队,对象是1992年的顶尖数学和科学专业研究生,以测试天才搜索模型鉴别科研潜力的可推广性。

“据我所知,没有任何其他研究对STEM才能的发展原因,以及如何发展这种才能有如此全面的了解。”研究智力和天赋发展的德国罗斯托克大学心理学家克里斯托夫·佩利斯(Christoph Perleth)说。

空间技能

随着数据的积累,研究者很快发现了天才教育和普通教育中“一刀切”做法的不足。

1976年,斯坦利开始测试第二梯队(563位SAT分数在前0.5%的13岁青少年)的空间能力——理解和记忆物体间空间关系的能力。空间能力测试可能包括匹配从不同视角看到的物体,预测以某种方式切开物体后的横截面,或不同形状的倾斜瓶子中的水位等等。斯坦利想知道比起单独衡量定量和语言推理能力,空间能力是否能更好地预测教育和职业成就。

研究“天才”儿童45年后,科学家发现了什么?斯坦利在1970年代开创了SMPY项目。图片来源:JHU/Gado/Getty

被试者18岁、23岁、33岁和48岁时的跟踪调查证实了他的直觉。一项2013年的分析发现,专利数和同行评审论文数量与人们早年取得的SAT分数和空间能力测试成绩有关。两项SAT测试共同解释了大约11%的区别,空间能力则解释了另外的7.6%。

这些发现表明,空间能力在创造力和技术创新方面发挥了重大作用,这和最近的一些其他研究吻合。“我认为空间能力可能是已知最大、且尚未开发的人类潜力来源,”本博的丈夫,心理学家大卫·鲁宾斯基(David Lubinski)说。他补充道,只在数学或语言能力上稍有优势,但空间能力高超的学生往往会成为杰出的工程师、建筑师和外科医生。“然而,我认识的招生主管中没人关注这一点,学校测试也往往会忽视这一能力。”

虽然诸如SMPY的研究让教育者得以鉴别和培养资优青少年,但世界各国对这一群体的兴趣并不平均。过去十年来,中东和东亚在STEM学科表现优秀的学生受到了广泛关注。而在欧洲,人们的关注点则转移到了教育的包容性方面,对资优儿童研究和教育项目的支持已渐渐消退。

走上快车道

斯坦利的研究刚刚开始时,天资聪颖的美国儿童并没有多少选择,所以他开始为资优青少年寻找能实现自身潜能的环境。“对斯坦利来说,仅仅发掘出有潜力的孩子还不够,如果想让其才能继续发展,需要对他们的天赋进行培养,”琳达·布罗迪(Linda Brody)说。她曾经是斯坦利的学生,现在在约翰·霍普金斯大学运行一个为资优儿童提供辅导的项目。

起初,他们的工作以个案形式开展。在听说贝茨的事例后,其他资优儿童的父母也开始联系斯坦利。贝茨在进入大学后继续表现优异,17岁获得了计算机科学学士和硕士学位,在康奈尔大学攻读博士学位。后来,贝茨担任卡内基梅隆大学的教授,并成为了人工智能领域的先锋。

“我小时候很羞涩,高中的社会压力并不适合我,”现年60岁的贝茨说,“但在大学,我在其他科学和数学爱好者中如鱼得水,虽然我的年龄要小很多。我得以在社会生活和智力发展两方面按照自己的步伐成长,因为更快的节奏能让我保持兴趣。”

SMPY数据支持快速学习者跳级。在同等智力跳级与不跳级学生的比较研究中,跳级学生获得博士学位或申请专利的可能性要比对照组高出60%,获得STEM领域博士学位的可能性则高出两倍。跳级在SMPY研究的前万分之一队列中非常常见,由于他们多元的智力能力和快速的学习节奏,教育这些学生是最具挑战性的。鲁宾斯基表示,让这些学生跳级的成本很小,在一些情况下甚至能为学校省钱。“这些孩子不需要什么新颖的教育方法,他们只需要提前获得已向年龄更大的学生提供的资源就行了。”

许多教育者和家长仍然相信跳级对儿童有害,会损害他们的社交能力,提前结束他们的童年,造成知识差距。但大多数教育研究者都同意,在社会、情绪、学术和职业发展方面,跳级对绝大多数资优儿童都是有益的。

跳级并不是唯一的选项。SMPY研究者表示,即使是比较轻微的干预,比如提供有挑战性的学习材料,都能获得明显效果。在资优学生中,相比于没有得到STEM高级内容学习机会的同辈,在大学前获得更多机会的学生发表了更多的学术论文,取得了更多专利,职业发展水平也更高。

虽然SMPY项目带来了许多见解,但研究者对天赋和成就的了解仍不全面。“我们仍然不知道为什么即便在高智力人群中,有些人仍然不能成功。”研究认知能力的凯斯西储大学心理学家道格拉斯·德特曼(Douglas Detterman)说。“智力不能解释人与人之间的全部区别;动力、个性因素、努力程度等因素也很重要。”

一项与SMPY方法类似的德国研究也增进了我们的认识。慕尼黑天赋纵向研究(The Munich Longitudinal Study of Giftedness)从上世纪80年代中期开始追踪了26000名资优学生。研究发现,认知因素最具预测性,但动力、好奇心和抗压能力等个人特质对表现也有一定影响,家庭、学校和同伴等环境因素同样会发挥一些作用。

来自这些智力天才搜寻项目的数据也让人们更理解如何形成某一领域的专业知识。一些研究者和写作者,特别是心理学家安德斯·埃里克森(Anders Ericsson)和作家马尔科姆·格拉德威尔(Malcolm Gladwell),推广了能力门槛(ability threshold)的概念:对于IQ值超过一定门槛(常被提到的数据是120)的个人来说,在发展专业能力方面,集中练习时间比额外的智力能力重要得多。然而,SMPY和杜克大学天才项目的数据却与这一假设矛盾。今年发表的一项研究发现,童年智力在前1%的学生获得高级学位的比例比普通人群的高25倍,但在前0.01%的学生获得博士学位的比例是基准水平的50倍。

但其中一些研究仍然存在争议。一些儿童发展专家感叹说,大部分相关研究背后的驱动都只是想知道谁会出人头地,而教育者对将一些学生鉴别并标记为天才的做法感到十分不安。

“高分只能告诉你考试者能力很强,以及他/她当时非常适合参加那场考试,”马修斯说。“而低分什么都不能告诉你。”许多因素都会压抑学生的表现,包括文化背景,是否习惯参加高压力考试等等。马修斯认为,当早期成就处于较高和较低极端的学生感到自己的未来成功前景受到了评估时,他们的学习动力便可能受到损害,并可能会导致斯坦福大学心理学家卡罗尔·德韦克(Carol Dweck)所说的“定势思维”。他认为,比起定势思维,更应该鼓励儿童形成“成长思维”——将大脑和天赋视作起点,相信才能可以通过不断的努力和智力挑战发展的思维方式。

“(这种思维)让学生关注提高,而不是焦虑自己有多聪明,或是急于获得肯定,”德韦克说,“他们努力学习,好学得更多、变得更聪明。”德韦克和她同事的研究表明,掌握了这种思维方式的学生在学校更有学习动力,能获得更高的分数。

本博同意不该用标准化考试限制学生的选择,而应开发适合学生能力的学习和教学方法,让不同能力水平的学生实现自己的潜能。

本博和鲁宾斯基计划在明年对极具天赋的万分之一队列开展中年调查,侧重于职业成就和生活满意度,并对1992年美国顶尖大学研究生样本进行重新调查。未来的调查或许会进一步证伪“资优儿童不需要帮助就能成功”的长期误解。

“教育界仍在抗拒这一信息,”密苏里大学的认知发展心理学家大卫·吉尔(David Geary)表示,“一种普遍的观点是,在认知或其他方面拥有优势的孩子不应该被给予额外鼓励,而应该将更多的注意力放在表现较差的孩子身上。”

虽然美国的天赋儿童教育专家一直在呼吁扩大天赋开发项目的选择,但在目前,受益于这些项目的往往仅限于天赋和社会经济条件都处于社会顶端的学生。

“我们知道怎样鉴别和帮助这些孩子,”鲁宾斯基说,“但我们还是错过了许多这个国家中最聪明那些。”

但这些天才学生有着塑造未来的潜力。“看看我们的社会目前面临的问题——医疗保健、气候变化、恐怖主义、能源问题等等,他们是最有潜力解决这些问题的孩子,”鲁宾斯基说,“在他们身上放手一搏绝没有错。”(编辑:Ent)

题图来源:Vasava

编译来源

nature.com, How to raise a genius: lessons from a 45-year study of super-smart children

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