腦象圖用於智力超常兒童鑒別的方法簡介

超常教育專家 程念祖

1、什麼是腦象圖

a、腦電圖

人腦是由神經細胞組成的，其數量約為140~160億個。細胞與細胞的聯結點稱突觸，人腦約有101個突觸，它們相當於線路上的電源開關。一個神經細胞約有1000~10000個突觸，能接收來自3000~10000個其他神經細胞的資訊。若僅就其中100萬個神經細胞而論，如果按各種可能方式聯結起來，則可能出現102783000對組合，這是一個十分驚人的數字!如果將它們依一定方式組合起來，腦細胞可能容納的信息量約為1012q‘比特，相當於具有1600萬冊藏書量的大型圖書館的50倍。

腦是一個細胞王國。每一個活著的細胞都進行生物電活動，都是一台小小的發電機，如果把此電活動統統收集起來，足可點燃一隻8瓦燈泡，它是生命永不停歇的航標燈!腦部電活動在生理學上被分為4種常見類型。α波，頻率8~13HZ，被認為是成人安靜狀態正常波型；β波，頻率18~30HZ；被認為是成人興奮狀態常見類型；θ波，頻率4~7HZ，被認為是兒童安靜狀態正常波型：δ波，頻率0．5-3HZ被認為是嬰幼兒正常波型。關於大腦的生理、病理狀態就刻印在這些錯綜複雜的．腦電活動之中，而關於人類的精神事件、思維特徵等就躍動在突觸聯結的模式之內。利用物理學放大技術，將腦部電活動通過完好的頭皮記錄在紙頭上，即稱之為腦電圖。腦電圖技術在臨床上應用已有80多年的歷史。醫生常常依據腦電圖的變化來判識腦部疾病的發生、發展及轉歸，其醫學價值是巨大的。

b、腦象圖

自腦電圖技術問世以來，一直認為α波是正常人在安靜狀態下的正常波型。隨著臨床經驗的積累與豐富，人們常常在先天愚型患者腦電圖中見到良好的α活動；更有一種昏迷就稱之為“α型昏迷”，人是昏迷了，但腦部電活動卻是以α波為主體，在一般人群中，老年癡呆症的患者往往有著更好、更多的α波。如此等等，α波究竟是正常呢抑或是異常呢?這是一個十分令人困惑的命題。為了探索解決這一嚴肅的命題，有必要對腦部電活動提出新認識，引入新技術、建構新理論。

依據混沌動力學原理，建立網路數學模型，即G=Ac o sωt+B，再將即時地、實在地拾取於腦部的電信號輸入電腦進行數學運算。這樣，即時的、時變的腦電信號的運動軌跡就具有了演化的、動力學特徵。將這樣的運動軌跡記錄在紙頭上，它就由抽象的、孤立的單一數位曲線變換為栩栩如生的、一目了然的具體圖形。從而將先天愚型之α與健康聰敏之α截然地區分開來：終於彌補了原理論之不足。為此，特將此種圖形命名為腦象圖(舊譯: Q—EEG)。

腦象圖理論特徵在於它的整體性、運動性、相關性、演化性以及對初始動因的敏感性。而恰恰是這些特性能與隸屬於大腦的精神事件密切相關。精神事件、思維意識不是一群營營作響的生物電信號，也不是人有所欲的激素湧動；它們是不可分解、不可還原的完美整體。腦象圖所表述的內涵，除了大腦的病理意義之外，更重要的乃是在於使銘刻於大腦的精神事件和思維特徵，由不可捉摸而演化為可直視、可描繪、可計算的物理現實。從而為認知大腦高級功能開闢了一條嶄新途徑。腦電圖技術的重要價值在於從分析的角度出發認識物質的腦，而腦象圖技術的重要價值則在一於從整合的角度出發認識精神的腦。這樣，關於人的智慧類型，如知識智慧、創造智慧、經驗智慧、感覺智慧等，關於人的基本能力，如思維能力等，這些大腦高級功能的物理學表述就成為了可能。

2、對腦象圖的認識

a、腦象圖分類

根據腦象圖的形態，可將其分為鷹目型、蓮花型、內方型、准內方型，隧道型、列陣型、奇異型的類型。計算腦各部分腦象圖的數量。在分類的基礎上，從以下各個不同的角度評價大腦各部分腦象圖的質量。

以圖型所占面積大小、以圖型中網格所占面積及網格大小、以形成圖型的線條密度、以圖型中心是否有有序、以圖型是否有立體感、以圖型是否有規律性的運行軌跡、以圖型十字軸兩側是否有對稱關係、以圖型運行軌跡是否均勻分佈、以圖型運行軌跡是否混亂無章、以圖型運行軌跡是否有斷頭等等，分別賦值，求出大腦各部的總分。

b、各類腦象對學生學業影響的權重分析

從一九九四年起，對北京八中超常兒童實驗班，少五（九三年入學）、少六（九五年入學）、少七（九七年入學）和少八（九九年入學）的全體學員，都請王德堃先生給他們做了腦象圖測驗，並提供相應的參數。這四個班的學員，每次都有多於他們一倍到五倍的學生混編在一起做這項測驗，主試者不知道其中哪些是超常兒童，也不知道他們的學業情況和原來入學時的測驗成績。王先生提供參數，分別用邏輯思維、形象思維、直覺思維、同向思維、創造思維命名與原來入學時或入學後所做的各項實驗（8至14項）一起，作為影響學習成績的認知因數，分析他們作用於學習成績的權重大小，來確定他們影響學習成績認知方面的重要性，根據這個結果，判斷腦象圖提供的參數對鑒別超常兒童的大腦功能優劣的作用。

這些兒童做腦象圖時的年齡與他們獲得的學習成績時的年齡有幾個月至四年的差距。因此，腦象圖提供的參數作用於學習成績的權重大小，在不同年齡之間有多大程度的一致性也是腦象圖檢測對大腦功能狀態優劣判斷有沒有不同年齡之間的穩定性的依據。

對育民小學超常兒童實驗班 95 年入學的兒童（6歲），於97年（8歲）做了腦象圖檢測。1999年這些兒童中的27人，與其他報考北京八中少年八班的復試考生共200人，一起做了腦象圖檢測。把兩次腦象圖得到的參數，分別與其他（13項和十六項）認知心理測驗和小學學業測驗一起作為影響因數，用ASEA系統，分析他們對八中入學考試的語文初試、語文復試、數學初試、數學復試、圖形思維、語詞推理思維、圖形類比推理（托尼）、空間圖形思維等八項測驗影響的權重大小。這樣，不僅可以判斷腦象圖檢測對上述學生測驗水平高低的影響大小，而且可以判斷同一群體不同年齡所做的腦象圖檢測，有沒有一致性。根據這些，判斷腦象圖檢測是不是可以作為有效鑒別手段。

本研究用於權重分析的方法，不是人們慣用的決定係數法。而是ASEA系統採用的歐氏距離法、夾角余弦法、關聯度法。因為這三種方法，有利於揭示教育中諸因數的多維空間幾何關係。用三種方法所求得的權重的平均值作為因數對於作用目標的權重。所有數椐，在分析前用灰適度係數進行無量綱處理。

這項實驗得到如下結果結果：

一、少五班學員，32人，1994年五月做了腦象圖檢測，將主試提供的五個參數（分別由主試者命名為邏輯思維、形象思維、直覺思維、創造思維、同向思維）與13項少五入學時的測驗（初試數學、復試數學、初試語文、復試語文1、復試語文2、語詞推理、數學推理、圖形推理1、圖像推理2、綜合智力、數位類比、思維測驗、語詞類比）一起，作為作用因數，分析它們對從入學開始至畢業每學期末語文、數學、英語、物理、化學考試成績以及高考成績，影響的權重大小，共有39次分析結果。

其中腦象圖提供的參數全部處在權重大小前五位的有19次，其餘20次，均有五個參數中的某個參數居權重第一位，這中間有六次，兩個以上腦象圖參數進入權重大小前五位。
少六班，95年入學後，半年內做了腦象圖測驗。將腦象圖提供的參數五個（命名同上。）與入學時的9項測驗（語文初試、語文復試1、語文復試2、數學初試、數學復試、語詞類比、數位類比、綜合智力、綜合素質）一起，作為作用因數，分析它們對每學期期末的學習成績和高考成績影響的權重大小，共44次分析結果。其中38次結果有腦象圖提供的參數14項占權重大小的前五位。

少七班，97年入學考試復試階段與200名復試考生一起做了腦象圖測驗。用腦象圖測驗主試提供的三個參數（分別命名為邏輯思維、形象思維、直覺思維）與入學考試中，9項測驗（初試數學、復試數學、初試語文、復試語文、空間思維、托尼測驗、綜合智力、綜合素質、語詞推理）一起，作為作用因數，分析它們對學習成績影響的權重大小，共24次。24次中腦象圖提供的三個參數占權重前五位的17項。進入高中階段的第一次期末成績，這三項參數全部進入權重前三位。

少八班，99年入學時，與200名復試考生一起做了腦象圖測驗。用腦象圖測驗主試提供的五個參數（分別命名為邏輯思維、形象思維、直覺思維、同向思維、創造思維）與入學考試中，十認知項測驗（初試數學、復試數學、初試語文、復試語文、復試空間思維、托尼測驗、綜合智力、神經類型、思維語、思維圖）七項非認知測驗（學習適應、學習能力、心理健康、動機水平、父子關係、母子關係、親子關係），作為作用因數，分析它們對學習成績影響的權重大小，共8次。8次中，腦象圖提供的五個參數占權重前五位的七次。其中，四個參數以上進入前五位的有五次，兩個參數進入前五位的有兩次

。
二、育民小學27位同學，97年腦象圖提供的參數五個（分別命名為邏輯、形象、同向、直覺、創造）與其他在他們學習期間所做的13項認知心理能力方面的測驗一起，作為作用因數。分析它們對八中少兒班入學考試的八項入學成績影響的權重大小，結果，八個權重分析中，腦象圖參數權重占第一位的有六個，其中五個參數全部進入前六位元的有六項。

同樣的27名學生，99年做的腦象圖參數（命名同上），與上述13項學習期間做的認知心理能力測驗一起，作為作用因數，分析它們對八中少兒班入學考試的八項測驗影響的權重大小。結果有六項腦象圖參數占第一位，進入全部八項權重前五位是八項。

從上述結果可以說明：腦象圖提供的參數，對超常兒童的學習成績影響權重位在前列，說明，腦象圖提供的參數，所反映的大腦功能狀態，對於兒童學習認知活動有很重要的意義。腦象圖提供的參數，對超常兒童學習成績的影響，是影響同時期學習成績的主要因數；一次腦象圖測驗的結果，對測驗前後的學習成績影響的程度和大小，有很高的一致性；8-10歲兒童，間隔兩年所做腦象圖的結果，有很高的一致性。由此可以說明，腦象圖檢測提供的參數，可以作為鑒別超常兒童的主要指標之一。

3、腦象圖與超常兒童的鑒別

a、腦象圖分類資料結構的整體協調——腦象係數

腦象圖用於超常兒童鑒別的研究，尚屬首創。腦象圖的識別和判斷，還處在經驗判別階段；腦象圖提供的參數，其認知心理學意義還需進一步闡明，這項由我國學者創立的方法，應該說是一項認知神經科學的創造性貢獻。這項成果體現東方文化背景下，注重功能、注重整體、注重綜合的研究思想。

1987年，我們在“超常兒童教育引起的思考”一文中就提出：“智力應該有其結構和功能兩個方面。目前對智力結構方面科學研究的結果很有限，尚難以用外部的測驗手段區別其優劣。但從智力的功能入手，則較易取得統一的認識，鑒別也比較容易操作”5。王德堃先生指出，“人腦的功能，有可能從混沌動力學角度來加以研究。”“人們當初是怎樣認識混沌的，便也怎樣來認識腦象圖，估計就不會出錯。”6ASEA系統的創立者郁明諫教授說，對一個複雜的系統，“只有從系統的整體協調上，從系統的綜合行為上去研究、去認識，才能真正瞭解系統的規律。7”由於思路上的一致，促成了幾種研究的合作，並取得了滿意的成果。應該說，首先應該是從思路上理解以上研究的實質。才能將此項研究推進一步：闡明腦象圖提供的參數的認知心理學意義；並使腦象圖的判別從經驗型向客觀標準型邁進。

在鑒別實踐中，我們採用了上述腦象圖參數整體協調後獲得的參數——腦象係數的大小作為鑒別指標之一。

b、腦象係數的認知心理學意義分析

腦象係數是人腦功能潛力和功能發揮的綜合評定的數量表達。腦象係數大表示被試的腦功能強。人在進行某項認知活動時，並不能簡單地被認為由左腦或由右腦來完成，而是由全腦的各種功能中樞之間相互聯繫形成認知功能“模組”。各種基本腦功能中樞的功能本身水平強弱和它們之間的協調水平高低是決定認知模組功能水平高低兩個基本方面。

以腦象圖測試提供的參數為結構因數,學生的學習成就作目標。用ASEA分析軟體取得腦象參數的功能係數和協調係數。功能係數的大小表示腦象所展示的腦功能潛力的大小。協調係數說明腦功能潛力在學習活動中發揮的程度。腦象係數等於功能係數與協調係數之和 潛力大且發揮好者，腦象係數高。

c、腦象係數是綜合評定中的一項指標

腦象係數的大小，反映的是被試腦認知功能的優劣。作為鑒別超常的一項指標，它從自己特有的角度，反映兒童認知能力的高低和潛力。對其認知心理意義的詮釋，完全是經驗歸納的結果。在超常兒童鑒別中腦象係數與其他各種測試一起，作為綜合評定中的一個內容，已被鑒別實踐證明是有效的，而且由於它的客觀不可造偽，對於鑒別超常兒童有特殊的意義。

北京八中總結自己鑒別實踐，提出要對兒童的超語文背景的認知心理能力水平、學科知識和能力水平、學習能力水平，進行多方法、多途徑的鑒別。

腦象係數所反映的是大腦進行認知活動時反映出來的功能狀況的優劣，作為鑒別中綜合判定一項指標，豐富鑒別手段，對穩定和提高現有鑒別水平起到了很好的作用。