4～6岁幼儿持续性注意的发展：基于时间进程的证据

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　　[摘 要] 持续性注意是注意功能的基础，对幼儿的适应性行为、社交能力及学业成绩都起着重要作用。本研究以121名4～6岁幼儿为被试，采用连续作业任务从整体特点和在时间进程中的变化特点两个方面考察幼儿持续性注意的发展，结果发现4～6岁幼儿持续性注意的反应时随年龄增长而逐渐缩短，感受性和击中率随年龄增长而不断提高，其中4～5岁是持续性注意的快速发展期；在整体发展和随时间变化的过程中均未发现4～6岁幼儿持续性注意存在性别差异；就任务进程来看，4～6岁幼儿的持续性注意随着时间过去不断衰减，击中率在阶段间的差异达到显著水平，其中5分钟是一个重要的波动转折点，并且不同年龄组在阶段间的波动差异显著。教育者可以根据幼儿持续性注意的特点及波动规律，恰当地安排课程及活动，有意识地引导幼儿持续性注意发展。
　　[关键词] 持续性注意；注意功能；注意保持；注意稳定性
　　一、问题提出
　　持续性注意（sustained attention）是指个体在一段时间里将注意保持在一项活动上的能力。它一方面要求个体将注意集中于正在进行的事情上，另一方面要求个体能够抗拒来自环境的干扰从而避免不必要的冲动。[1]持续性注意是注意功能的基础，决定了注意较为高级的方面（选择性注意、注意转移）和一般认知能力的效力，[2]同时对高级认知功能，如学习和记忆等，也具有重要意义。[3]良好的持续性注意可以帮助幼儿发展适应性行为，[4]并可能成为大多数儿童取得优异成绩的基础。有研究者对数学学习困难幼儿进行注意网络的干预，通过提高幼儿注意能力從而有效地提高其数学学习能力。[5]然而，注意力不集中的幼儿无论是在课堂上还是在游戏情境中都与教师交流较少，或者容易中断与教师的交流。[6]同时，幼儿期的持续性注意发展不良还有可能会影响儿童后期获取新的技能和知识的能力，[7]从而影响儿童各方面的成绩。[8][9]达利（Dally）对来自4所学校的166名幼儿进行了一项追踪研究，发现在幼儿时期教师评价的不注意行为对一年级的单词阅读有着重要的直接影响，从而间接地影响了二年级的阅读理解。[10]然而我国幼儿注意发展状况却不容乐观。中国儿童注意缺陷多动（Attention Deficit Hyperactivity：ADHD）流行病学调查表明，近年我国儿童ADHD发病率呈逐渐上升趋势，学龄前儿童总发病率为5.7%，[11]ADHD已经是一种在儿童期常见的行为障碍，[12]因此，为了改善幼儿注意的发展状况，协助幼儿持续性注意的健康发展，展开幼儿期的注意发展研究是十分必要的。
　　已有的相关研究发现，幼儿持续性注意发展水平随着年龄的增长而不断提高，其中持续性注意的快速发展期出现在7岁以前，[13]这与幼儿期大脑快速发展是一致的。神经科学方面的研究指出，注意的发展过程中包含了一些重要的神经心理过程，这些神经心理过程正是在幼儿阶段迅速发展的。[14]鲁埃达（Rueda）等人对48名6～10岁儿童注意网络的发展变化进行了研究，结果发现警觉网络在6～10岁之间没有重要的变化，同时还发现在一定条件下7岁儿童的三种注意网络已经与成人一样彼此独立。[15]沙比（Sobeh）等人在2012年进行了一项注意功能的跨文化研究，以143名5～11岁的叙利亚儿童为被试，采用儿童注意力表现成套测验（Test Battery of Attention Performance for Children： KITAP）方法考察注意的发展，结果发现年龄是影响幼儿持续性注意发展的重要因素，其中和年龄相关的重要变化都出现在9岁之前而不是9岁之后。[16]盖伊（Guy）等人在2013年以70名普通幼儿为被试，采用视觉和听觉连续作业任务（Continuous Performance Task： CPT）考察了3～6岁幼儿视觉和听觉持续性注意的发展，任务时间大约为5分钟，结果发现在视觉和听觉任务中都出现了年龄相关的变化，其中3～5岁是儿童持续性注意发展的关键时期。[17]然而，仅仅探索幼儿阶段持续性注意的整体发展趋势是不完全的，持续性注意一个很重要的特点即在一段时间内保持注意的投入。在一项任务中，由于注意资源的损耗，唤醒的功能和保持注意在任务上的能力会随着时间变化，其在任务中的表现也随之变化。[18][19]因此，持续性注意的研究还有非常重要的一方面，就是随着时间过去注意保持情况的变化。早在20世纪80年代，有研究者选取了48名5～6岁幼儿为被试，采用“校对改错法”从时间进程的角度来研究持续性注意，结果发现在适当的作业速度下（录音播放速度为每分钟13个），5岁男孩有意注意持续时间可达5分钟，5岁女孩和6岁男孩可达10分钟，6岁女孩可达10～15分钟。[20]但是，该研究一方面只是说明了持续性注意在时间进程中的一个全貌，并没有细致地研究在这一段时间里持续性注意的发展变化；另一方面，该研究只选取了5～6岁的幼儿，被试人数也相对较少，同时其采用的“校对改错法”只考察了集中注意的能力，没有涉及持续性注意的其他能力，比如抑制非目标的能力、加工速度等。因此，关于4～6岁幼儿的持续性注意发展研究还需要一个更全面、更具体客观的考察来揭示其发展特点。目前关于幼儿注意发展的性别差异研究结果并不一致。李洪曾等人对5～6岁幼儿注意稳定性的研究结果显示，女孩的有意注意稳定性要优于男孩。[21]黄艳清在2015年进行了一项针对4～6岁儿童注意稳定性的干预训练，在实验前采用划消测验（包含25×25个数字，时间限定在3分钟内）考察幼儿注意稳定性发展水平，结果发现，随着年龄的发展儿童的注意稳定性呈上升趋势，其中女童的视觉注意稳定性始终高于男童。[22]然而有对5～6岁的幼儿进行注意网络的性别差异研究，结果发现5岁的男孩已有充分能力完成注意网络测验，并且男童相对于女童具有更强的警觉功能。[23][24]另外，还有研究并未发现性别在注意发展上的差异，塞德尔（Seidel）采用CPT对6～11岁儿童持续性注意的研究发现性别差异并不显著，其认为男孩和女孩在持续性注意的能力上没有差别。[25] 　　CPT是衡量持续性注意能力最常用的方法之一，其标准的视觉范式为呈现一系列刺激（数字、字母或符号），要求被试对目标符号反应并且避免对非目标刺激进行反应，测量结果为探测到的目标数、忽略的目标数和对非目标刺激的不正确反应数。[26]然而在一个典型的CPT评估进程中，儿童会有多次注意状态的转换，这种变化用传统的方法无法反映。[27]因为注意不是静态的，而是一个高度动态和波动的过程。刘成刚在2007年研制了基于CPT技术的儿童注意力测试仪，将测试分成不同的片段，结果表明，采用新指标的测试仪能更好地捕捉到儿童注意问题不同方面的特点。[28]1990年拉夫（Ruff）和劳森（Lawson）选取1岁、2岁、3.5岁的167名幼儿，从时间进程的角度对其注意进行研究，通过观察他们在前两分钟自由玩玩具的过程来测量幼儿注意持续的时间，结果发现，1岁组的持续注意时间在第一分钟到第二分钟出现明显的下降，2岁组在这期间没有明显的变化，而3.5岁组从第一分钟到第二分钟出现了明显的增加。[29]可见，当注意的发展细化到每一分钟之后，不同年龄组的发展曲线存在很大的区别。
　　综上所述，首先，在幼儿持续性注意发展的研究中，大部分研究主要探讨了持续性注意在幼儿时期的整体发展趋势和特点，鲜有研究从时间进程的角度来考察幼儿持续性注意的发展。其次，在整体发展的研究中，鲜有研究采用感受性的指标来考察幼儿注意发展，然而感受性的指标是衡量幼儿知觉敏感性的重要指标，是幼儿发展的重要方面。最后，在已有相关研究中，关于幼儿注意发展的性别差异还存在争议，该问题在幼兒阶段的考察多采用划消测验、校对改错法、注意网络测验等，这些测验大部分均需要采用纸笔形式作答，纸笔测验很大程度上依赖于幼儿精细动作技能，有研究表明幼儿期的精细动作技能的发展存在性别差异。而CPT测试是采用计算机按键反应的形式，可以较好地减少这种由于性别差异带来的干扰。因此，本研究将采用CPT测试，从整体发展和时间进程两个角度来考察幼儿持续性注意的发展及性别差异。在整体发展中，采用击中率、反应时、虚报率、感受性四个指标考察持续性注意的整体发展。在时间进程中将测试分成三个阶段，通过击中率和虚报率指标分阶段考察，从而对幼儿持续性注意的发展变化进行较为细致的研究，以期对4～6岁幼儿持续性注意的发展及性别差异做进一步的探讨，更好地了解和协助幼儿注意的发展。
　　二、研究方法
　　（一）研究对象
　　本研究在北京市3所幼儿园选取4～6岁的正常幼儿121名，其中6名因在练习时间内不能坚持完成任务而被排除，剩余115名幼儿，其中4岁组44名，平均年龄4.54，标准差0.23，5岁组40名，平均年龄5.44，标准差0.30，6岁组31名，平均年龄6.15，标准差0.18。
　　（二）测量方法
　　本研究采用数字CPT任务考察幼儿持续性注意，1～9的数字作为刺激物，其中“9”作为目标物，其他数字作为干扰物，1～9的数字以每秒一个的速度随机出现在屏幕中央，数字呈现时间为200ms。要求被试对目标“9”又快又准确地按空格键进行反应。计算机自动记录被试反应时、击中率、虚报率和感受性。其中，感受性指的是知觉的敏感性，是在击中率和虚报率的基础上，通过POZ转换表计算出感受性指标。感受性的降低通常被认为是反映了持续性注意的消耗，[30]其主要反映了被试从分心物中辨别目标的能力。若被试提前反应，说明被试在还未出现数字的时候就进行了反应，或者在下一个刺激呈现之后反应，说明其错过了当前的数字，计算机都以错误反应计。总测试时长约7.2分钟，共分成3个阶段，每个阶段2.4分钟；同时在实验开始前被试有1分钟的任务练习时间。
　　（三）实验程序
　　注意任务采用个别施测，在独立安静的房间内进行，采用一对一的形式。在开始正式实验前，由主试进行操作步骤的讲解，并让被试练习1分钟后正式开始。
　　（四）数据处理
　　对实验数据进行信息的编码处理，利用SPSS16.0进行数据的录入与管理，采用单因素方差分析等方法对所录入的数据进行统计分析，并最终整理得出结论。
　　三、研究结果与分析
　　（一）4～6岁幼儿持续性注意的整体发展
　　经方差分析结果表明，儿童在连续作业任务中的反应时随年龄增长显著缩短（F=（2，87）=12.22，p<0.001，η2=0.219），击中率随年龄增长显著提高（F=（2，87）=18.47，P<0.001，η2=0.298），感受性随年龄增长显著提高（F=（2，87）=21.36，p<0.001，η2=0.329），年龄主效应显著。说明幼儿对目标的反应速度、集中注意的能力和知觉的敏感性随着年龄的增长显著提高。经事后检验发现，5岁组和6岁组的击中率要显著高于4岁组，p<0.05，但是5岁组和6岁组之间不存在显著差异，p>0.05，这说明击中率在4～5岁发展较为显著。4～6岁儿童的虚报率没有发现年龄的主效应，没有出现随龄递减的趋势，说明幼儿抑制非目标的能力没有随龄提高。
　　（二）4～6岁幼儿持续性注意在时间进程中的发展
　　该研究主要通过击中率和虚报率两个指标的分阶段记录来研究4～6幼儿持续性注意在时间进程中的变化。
　　1. 击中率的分阶段发展。
　　4～6岁幼儿持续性注意击中率各个阶段的具体指标见表2。
　　2. 虚报率的分阶段发展。
　　4～6岁幼儿持续性注意虚报率各个阶段的具体指标见表3。
　　经方差分析结果表明，4～6幼儿在不同阶段中的虚报率均未发现显著差异（F=（2，87）=2.53，P=0.083，η2=0.028），说明幼儿抑制非目标的能力在时间进程中没有降低。同时，不同年龄组在阶段间的变化也不存在显著差异（F=（2，87）=0.52，P=0.719，η2=0.012），说明不同年龄组的幼儿抑制非目标的能力在时间进程中的变化没有显著差异。 　　（三）4～6岁幼儿持续性注意的性别差异
　　经方差分析结果表明，在整体发展中的反应时、击中率、感受性和虚报率的指标男女差异均不明显（F=（2，87）=1.281，P=2.261，η2=0.015；F=（2，87）=0.707，P=0.403，η2=0.008；F=（2，87）=0.563，P=0.455，η2=0.006；F=（2，87）=0.244，P=0.623，η2=0.003），说明4～6岁的男孩和女孩集中注意的能力、知觉的敏感性和抗干扰的能力没有显著差别。在时间进程中，4～6岁幼儿的击中率和虚报率随时间变化的性别差异同样均未达到显著水平（F=（2，87）=0.681，P=0.412，η2=0.008；F=（2，87）=0.255，P=0.615，η2=0.003），
　　说明4～6岁的男孩和女孩的持续性注意在时间进程中的变化没有显著差别。
　　四、讨论
　　（一）4～6岁幼儿持续性注意的整体发展
　　从本研究可以看出，4～6幼儿的持续性注意随着年龄增长不断发展，反应时随着年龄增长不断缩短，击中率随着年龄增长不断增加，虚报率没有发现年龄的主效应，没有出现随龄递减。该研究结果和前人研究结果一致，盖伊（Guy）在2013年研究3～6岁幼儿视觉和听觉持续性注意的发展同年龄相关的变化，结果也发现在正确率（correct responses）、遗漏率（omissions）和反应时（Reaction times）方面都出现了年龄的显著作用，但是在视听CPT测试中的虚报率并没有随着年龄的增长而降低，结果显示和年龄无关。[31]一方面，可能是幼儿对电子屏幕和不断呈现的刺激的兴奋影响了幼儿的抗干扰能力。另一方面，也可能是持续性注意中的抗干扰能力在4～6岁期间还处在初步发展的阶段，整体水平偏低，因此没有出现随龄递减的趋势。
　　感受性是感觉辨别力指标，亦称感觉敏感性，以d′值表示，包含击中和虚报，从而能对被试将目标从其他事件中分辨出来的能力进行无偏估计。本研究发现，4～6岁幼儿持续性注意感受性指标随龄显著提高，说明4～6岁幼儿的知觉敏感性正处在不断发展的阶段，年龄是影响知觉敏感性的一个重要因素。
　　经事后检验发现，5岁组和6岁组幼儿持续性注意的击中率要显著高于4岁组，5岁组和6岁组并没有显著差异，这说明击中率在4～5岁发展显著，可以说4～5岁是幼儿持续性注意发展的一个关键时期，该结果和盖伊（Guy）的研究结果也基本一致。盖伊（Guy）进行的关于幼儿持续性注意发展的研究结果表明，从反应时间和正确率方面来说，幼儿可持续性注意发展在36个月到60个月之间是十分重要的时期，其重要的变化都出现在3岁组和5岁组之间。[32]该发展特点可能和幼儿的大脑发展存在关系，在学龄前阶段，注意功能的发展主要通过神经系统发育来实现。[33]而在幼儿阶段大脑神经系统的发育过程中，5岁似乎也是一个重要的时间点，在一个孩子生命的最初5年，有着数十亿的神经联结，其大脑的发育完成达90%以上。[34]另外还有研究发现在5岁之后大脑的神经元继续生长，同时会依据已有的生活经验对一些无效的突触和皮层组织进行修剪，最终留下之前突触数量的60%。[35][36]可见，5岁之前幼儿的大脑发育快速，而在5岁之后可能由于幼儿大脑神经元开始进行功能的细化发展，从而在发展速度上相对之前有所减慢。因此，相应的持续性注意功能在5岁之前发展速度较快，而在5岁之后开始在功能细化等方面进行发展，因此发展速度较之前有所减慢。
　　（二）4～6岁幼儿持续性注意在时间进程中的发展
　　持续注意是从时间的维度来衡量一个人注意程度好坏的指标，研究发现随着时间过去，检测准确率和检测速度都受到损害。
　　1. 击中率在时间进程中的变化。
　　各年龄组的击中率在时间进程中都呈现下降趋势，阶段间的差异达到显著水平，同时不同年龄组的发展曲线也存在显著差异。该研究结果和塞德尔（Seidel）的研究结果一致，其研究结果发现被试在任务中的表现随时间进程逐渐变差，同时这种变化还受到年龄的影响，不同年龄的变化不同。[37]在本研究中，年龄也是影响波动的一个重要因素，在时间进程中不同年龄的击中率发展变化不同。其中4岁组在时间进程中的总变化量最小，相对较为稳定，相反5岁组则较不稳定，在阶段间的变化量最大。而6岁组则在阶段二出现了较大的波动，从阶段二到阶段三开始加速下降，说明其持续性注意在保持到5分钟左右有一次较大的波动。整体来看，被试的表现随着时间过去而变差可能是由于注意资源损耗的结果，4岁组幼儿在阶段间较为稳定可能是因为其注意水平较低，在整个时间进程中投入的注意资源不多，所以变化量也最小，而6岁组可能是注意水平较高，投入的注意资源较多，从而在时间进程中注意的损耗也较为明显。
　　2. 虚报率在时间进程中的变化。
　　各年龄组的虚报率在时间进程中都相对稳定，没有较大的波动，差异未达到显著水平。该结果和塞德尔（Seidel）的研究不一致，其对6～11岁儿童持续性注意在时间进程中发展的研究发现虚报率的差异达到了显著水平。[38]这种差异一方面可能是被试的年龄不同，另一方面可能是虚报率所代表的抗干扰能力的发展特点导致，可能持续性注意中的抗干扰能力在4～6岁幼儿中还普遍较低，从而在时间中的消耗也不明显，而到了6岁之后随着抗干扰能力的提高，其在时间进程中的损耗也开始明显。
　　（三）4～6岁幼儿持续性注意的性别差异
　　在整体发展和时间进程中，男孩女孩持续性注意的各个指标性别差异均不显著。该研究结果和塞德尔（Seidel）的研究结果一致，塞德尔（Seidel）同样采用CPT的方法对6～11岁儿童的持续性注意进行研究，结果发现在持续性注意发展上不存在性别差异。[39]但是和李洪曾、黄艳清、李巧灵等人的研究结果存在差异，他们的研究结果均发现幼儿持续性注意发展上的性别差异。综合以上研究可以发现，李洪曾和黄艳清的研究结果均发现女孩的有意注意稳定性始终优于男孩，[40][41]其采用的研究方法是“校对改错法”和“划消测验”。而李巧灵的研究结果发现，男孩的注意警觉功能要优于女孩，其采用的研究方法是注意网络测验（ANT）。[42]这种不一致，可能是研究的范式不同造成的。一方面，在李洪曾和黄艳清的研究方法中，“校对改错法”和“划消测验”均需要采用纸笔的形式作答，这与幼儿的精细动作发展存在相关。而已有的研究发现，负责精细动作协调的功能组织具有性别敏感性，[43]在4～6岁这个年龄阶段，女孩在身体处于静止状态下的动作水平高于男孩，这些动作包括手部精细动作、身体姿势等，[44]因此无法排除女孩在纸笔作答形式中的优势导致的性别差异。另一方面，在李巧灵的研究中，采用的注意網络测验里对警觉网络的测量主要通过计算机呈现刺激，目标刺激是1个或5个黄色小鱼，被试的任务是判断小鱼的朝向，该任务和幼儿的空间知觉能力存在相关。而早在1974年麦科比（Maccoby）和杰克林（Jacklin）的研究中就指出，个体在认知上的性别差异主要表现在语言能力、数学能力和空间能力三方面，而在空间定向能力方面的大部分实验研究支持男性优于女性的结论，[45]因此在该研究中无法排除男孩在空间知觉上的优势导致的性别差异。相比而言，在本研究中采用的CPT方法，较好地排除了女孩在精细动作上的优势和男孩在空间知觉上的优势，结果发现男孩女孩的持续性注意发展并不存在性别差异。 　　五、教育建議
　　第一，根据持续性注意的发展趋势，充分利用“发展加速期”。本研究发现4～5岁幼儿持续性注意发展快速，是发展中的一个关键时期，这就提醒教育者不仅仅要重视那些6岁左右学龄儿童注意的培养，同时对4～5岁幼儿持续性注意的保持也要给予更多的保护和培养。
　　第二，教育者应根据不同年龄幼儿持续性注意的发展水平和特点，对幼儿进行分组教学。本研究发现，在4～6岁期间不同年龄组幼儿持续性注意的击中率、感受性和反应时都存在显著差异，同时，在时间进程中不同年龄幼儿持续性注意的波动也是不同的。因此，教育者应该根据受教育对象的注意发展特点，对不同年龄的幼儿进行不同的引导，必要的时候可以对该年龄段的幼儿进行分组教学，以更好地适应幼儿的发展。
　　第三，根据持续性注意不同方面的发展特点，保护幼儿的注意状态。本研究发现，在4～6岁期间幼儿持续性注意的发展评估中，幼儿的反应速度、知觉的敏感性和正确击中目标的能力都随着年龄增长而提高，但是幼儿的抗干扰能力却没有随着年龄提高，抗干扰能力还普遍偏低。据此，作为教育者在同幼儿的互动中除了引导幼儿集中注意的同时还要注意尽量排除环境中可能对幼儿出现的干扰，保护好幼儿持续性注意的发展。
　　第四，教育者应准确地把握幼儿持续性注意在时间进程中发展变化的特点，据此来设计课程内容，提高教育的效果。教育者在安排幼儿的活动或者课程方面应当遵循幼儿持续性注意在时间进程中的发展规律，在恰当的时间来变换内容，或增加新鲜刺激来重新唤醒幼儿的注意。
　　第五，教育者应当摒弃“男孩好动，坐不住”的刻板印象，客观地看待不同性别幼儿持续性注意的发展。本研究表明4～6幼儿的持续性注意的发展中并不存在性别差异。因此，教育者应当认清幼儿注意发展中关于“性别差异“的问题，避免出现“期待效应”而造成男孩的注意力较差。
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