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认知的个体差异
人和人之间的差异是显而易见的。人的身高、体重、容貌都彼此不同，除此以外，人的性格、能力、情绪情感也各不相同。这些个体差异正是心理学研究的重要问题。心理学家发现，早在婴儿时期个体就表现出稳定的人格和气质差异。美国医生亚历山大·托马斯和斯特拉·切斯在研究大量婴儿的基础上提出婴儿有三种气质类型——容易型、迟缓型和困难型，三种气质类型在情绪、生活习惯和适应环境等方面都存在巨大的差异。
人们在各种认知能力上也存在巨大的差异。“脸盲”“乐盲”的共同之处在于它们代表了一群不具备某项认知能力的个体。与之相反，在某电视综艺节目中我们见识了一群在记忆、计算、空间等某项认知能力上超强的个体。对于在人群中占绝大多数的普通人，他们的认知能力则居于中间。假如我们对某项认知能力在人群中的分布进行绘图，就会得到一个钟形曲线。从这个曲线中，我们可以找到95%的人所在的认知水平，并以它来代表正常范围。以智商为例，它的个体差异非常明显，变化范围大约在0～180分之间，它的正常范围大约是80～120分，低于80分和高于120分被分别视为超低和超高智力。
认知的个体差异还体现在认知发展速度上。有些个体在早期飞速发展，有些个体则发育相对较晚，但是最终都达到成熟的水平。幼儿时期语言能力强的个体在成年后未必有很强的语言表达能力，幼年时被冠以“笨小孩”标签的个体成年后也有可能成为数学家。大脑是人类行为的指挥中心，是各种心理行为的生理基础。行为水平上的个体差异，在一定程度上反映了大脑的结构和功能的个体差异。21世纪初，一项针对6-16岁儿童的磁共振研究发现，聪明人（智商大于120分）与普通人（智商小于120分）具有完全不同的大脑皮层发育轨迹。聪明人大脑发育的窗口期更长，变化幅度更大。他们6岁时的前额叶皮层厚度明显比普通人薄，但随后逐年快速变厚，到大约11岁时达到普通人的皮层厚度，然后远远超过普通人，16岁前后因为突触修剪等可能原因转而逐渐变薄，与普通人的差别不再显著。
认知的可塑性也存在个体差异。可塑性是指大脑对外界环境的改变可以做出的适应性变化。人们常说的“孺子可教”“朽木不可雕”说的就是可塑性上的个体差异。在我们课题组的一项研究中，对大学生的工作记忆能力进行了针对性的训练，除了发现训练可以提升工作记忆能力外，我们还发现训练后工作记忆能力的个体差异变得更大了。这是工作记忆自身的个体差异叠加了工作记忆可塑性的个体差异造成的。
个体差异的成因
谈到个体差异的原因，人们很容易想到遗传。但这并不是事实的全部。大量对双生子的研究发现，各种认知能力，例如记忆力、注意力、语言和计算等个体差异均由遗传和环境共同造就，遗传的作用并不必然强于环境的作用。即便是我们通常认为受遗传因素影响较大的智商，同样也受环境因素的影响。研究发现，个体在智商分数上的差异也是由遗传和环境共同影响造成的，遗传只能解释80%的智商分数差异。而对寄养子的研究则进一步证实个体成长所处的环境对其智商分数的影响。“龙生九子，子子不同”这句俗语虽然不够科学，但却通俗地讲出了遗传和环境的交互作用在个体发育过程中的关键作用。基因在一定程度上决定了个体的认知能力和其在漫漫人生路上的发展轨迹。与此同时，环境因素会在这个基础上进一步发挥作用，从而为能力的提升提供了可能。所谓“三分天才，七分学”“功夫不负有心人”大概就是这个道理。很多研究都发现基因和环境对认知形成的交互作用。例如，多巴胺是前额叶重要的神经递质，人们常常把它看作为聪明物质。但前额叶多巴胺水平并不必然决定注意力、记忆力和智力等认知能力，而是通过与一些特定类型的教育或者训练发生交互作用从而参与到认知能力的塑造过程。五羟色胺是大脑的另一种重要神经递质，是决定人类情绪的重要物质。儿童期被虐待的经历与五羟色胺之间的交互作用会影响成年后的攻击性。
我们并不能改变自己终身都要携带的基因，但是却可以通过改变环境塑造更强的大脑从而变相地“改变”基因。21世纪初的一项研究发现，出租车司机负责空间导航能力的大脑海马区域比公交车司机和普通人大得多。这是因为出租车司机每天要识记和规划大量地址和路线，获得了大量机会训练了他们的空间能力，而公交车司机每天行驶在固定的路线上，并不需要锻炼这个能力。北京师范大学语言学家舒华教授的研究发现，儿童期家庭的藏书量越多，儿童获得阅读的机会越多，他们的语言能力越好。这说明优质的环境因素会促进认知能力的发展。在我们课题组的另一项研究中，我们发现一些基因会影响认知训练给个体带来的认知提升的幅度，但经过更长更强的训练后，基因造成的这种差异会变弱。看来，“笨鸟”确实要先飞多飞。
脑科学研究成果给教育的启示
首先我们应该接纳个体差异。人生是一场没有指定路线的马拉松。人们最终跑向不同的生活，这需要不同的技能和禀赋，因此家长和教育工作者应该接纳和重视个体之间的差异，发掘每个个体的长处，补充个体的短板，帮助孩子奔向各自的精彩人生。同时也要记住，个体的发展轨迹和速度各不相同，有人年少得志，有人大器晚成，不要让“输在起跑线”的焦虑控制了家长和孩子的生活。当然，我们也不是鼓励放任自流，儿童青少年期是大脑可塑性最强的时期。我们在生活中也观察到小孩子在这一人生阶段学习能力越来越强。这种很强的学习能力可以持续到30岁左右，在此之后会开始逐渐下降。因此，“补漏趁天晴，读书趁年轻”是有道理的，“少壮不努力，老大徒伤悲”也就可想而知了。
其次，教育要因材施教。我们的祖先很早就提出“因材施教”和“有教无类”，這些教学理念的核心是指我们的教学应该从学生的个体差异和实际情况出发，有的放矢地对学生进行有差别的教育教学。分层教学是一个已经有百余年发展历史的教学方法，是人类对“因材施教”的主动尝试。百余年来，尽管关于分层教学的争论不断，但分层教学可以取得比传统教学更好的效果已经得到普遍认可。
在这里我们借分层教学谈谈如何基于现代脑科学的经验实现“因材”，即分层的方法，因为这是“施教”的基础。由于个体认知能力主要以大脑的发育过程和可塑性为基础，而不是某个时间点上大脑的发育水平，所以基于某个测验成绩按照一刀切的方式进行分层是不科学的。但遗憾的是，大部分时候分层都是以一刀切的方式来实现的。20世纪初，基于美国心理学家特曼的研究，美国政府对智商140分以上的1200名天才少年进行非常优质的教育，期待他们中间产生出一批爱因斯坦。但他们中的绝大多数并没有成为科学家。现在，很多中学里面也在实行分层教学。分层的方法也是以某次测验成绩为依据一刀切地进行。使用这种方式进行分层更可能是对学生已经获得的教育投入的分层。更科学的分层方式是什么？我们很难有明确的答案，但是兼顾大脑的发育水平和可塑性，以学习成绩和学习能力相结合的方式进行筛选应该更科学。现在一些学校已经进行了尝试。比如，将老师在教学中对学生的长期观察结果和学生的考试成绩相结合进行分层，前者其实就是对学生学习能力的估计。还有的学校先通过考试对学生进行初步分层，然后在短时间的集中学习后再次组织考试，根据第二次考试的成绩进行再分层，这是对学生学习能力的更好估计。
人和人之间的差异是显而易见的。人的身高、体重、容貌都彼此不同，除此以外，人的性格、能力、情绪情感也各不相同。这些个体差异正是心理学研究的重要问题。心理学家发现，早在婴儿时期个体就表现出稳定的人格和气质差异。美国医生亚历山大·托马斯和斯特拉·切斯在研究大量婴儿的基础上提出婴儿有三种气质类型——容易型、迟缓型和困难型，三种气质类型在情绪、生活习惯和适应环境等方面都存在巨大的差异。
人们在各种认知能力上也存在巨大的差异。“脸盲”“乐盲”的共同之处在于它们代表了一群不具备某项认知能力的个体。与之相反，在某电视综艺节目中我们见识了一群在记忆、计算、空间等某项认知能力上超强的个体。对于在人群中占绝大多数的普通人，他们的认知能力则居于中间。假如我们对某项认知能力在人群中的分布进行绘图，就会得到一个钟形曲线。从这个曲线中，我们可以找到95%的人所在的认知水平，并以它来代表正常范围。以智商为例，它的个体差异非常明显，变化范围大约在0～180分之间，它的正常范围大约是80～120分，低于80分和高于120分被分别视为超低和超高智力。
认知的个体差异还体现在认知发展速度上。有些个体在早期飞速发展，有些个体则发育相对较晚，但是最终都达到成熟的水平。幼儿时期语言能力强的个体在成年后未必有很强的语言表达能力，幼年时被冠以“笨小孩”标签的个体成年后也有可能成为数学家。大脑是人类行为的指挥中心，是各种心理行为的生理基础。行为水平上的个体差异，在一定程度上反映了大脑的结构和功能的个体差异。21世纪初，一项针对6-16岁儿童的磁共振研究发现，聪明人（智商大于120分）与普通人（智商小于120分）具有完全不同的大脑皮层发育轨迹。聪明人大脑发育的窗口期更长，变化幅度更大。他们6岁时的前额叶皮层厚度明显比普通人薄，但随后逐年快速变厚，到大约11岁时达到普通人的皮层厚度，然后远远超过普通人，16岁前后因为突触修剪等可能原因转而逐渐变薄，与普通人的差别不再显著。
认知的可塑性也存在个体差异。可塑性是指大脑对外界环境的改变可以做出的适应性变化。人们常说的“孺子可教”“朽木不可雕”说的就是可塑性上的个体差异。在我们课题组的一项研究中，对大学生的工作记忆能力进行了针对性的训练，除了发现训练可以提升工作记忆能力外，我们还发现训练后工作记忆能力的个体差异变得更大了。这是工作记忆自身的个体差异叠加了工作记忆可塑性的个体差异造成的。
个体差异的成因
谈到个体差异的原因，人们很容易想到遗传。但这并不是事实的全部。大量对双生子的研究发现，各种认知能力，例如记忆力、注意力、语言和计算等个体差异均由遗传和环境共同造就，遗传的作用并不必然强于环境的作用。即便是我们通常认为受遗传因素影响较大的智商，同样也受环境因素的影响。研究发现，个体在智商分数上的差异也是由遗传和环境共同影响造成的，遗传只能解释80%的智商分数差异。而对寄养子的研究则进一步证实个体成长所处的环境对其智商分数的影响。“龙生九子，子子不同”这句俗语虽然不够科学，但却通俗地讲出了遗传和环境的交互作用在个体发育过程中的关键作用。基因在一定程度上决定了个体的认知能力和其在漫漫人生路上的发展轨迹。与此同时，环境因素会在这个基础上进一步发挥作用，从而为能力的提升提供了可能。所谓“三分天才，七分学”“功夫不负有心人”大概就是这个道理。很多研究都发现基因和环境对认知形成的交互作用。例如，多巴胺是前额叶重要的神经递质，人们常常把它看作为聪明物质。但前额叶多巴胺水平并不必然决定注意力、记忆力和智力等认知能力，而是通过与一些特定类型的教育或者训练发生交互作用从而参与到认知能力的塑造过程。五羟色胺是大脑的另一种重要神经递质，是决定人类情绪的重要物质。儿童期被虐待的经历与五羟色胺之间的交互作用会影响成年后的攻击性。
我们并不能改变自己终身都要携带的基因，但是却可以通过改变环境塑造更强的大脑从而变相地“改变”基因。21世纪初的一项研究发现，出租车司机负责空间导航能力的大脑海马区域比公交车司机和普通人大得多。这是因为出租车司机每天要识记和规划大量地址和路线，获得了大量机会训练了他们的空间能力，而公交车司机每天行驶在固定的路线上，并不需要锻炼这个能力。北京师范大学语言学家舒华教授的研究发现，儿童期家庭的藏书量越多，儿童获得阅读的机会越多，他们的语言能力越好。这说明优质的环境因素会促进认知能力的发展。在我们课题组的另一项研究中，我们发现一些基因会影响认知训练给个体带来的认知提升的幅度，但经过更长更强的训练后，基因造成的这种差异会变弱。看来，“笨鸟”确实要先飞多飞。
脑科学研究成果给教育的启示
首先我们应该接纳个体差异。人生是一场没有指定路线的马拉松。人们最终跑向不同的生活，这需要不同的技能和禀赋，因此家长和教育工作者应该接纳和重视个体之间的差异，发掘每个个体的长处，补充个体的短板，帮助孩子奔向各自的精彩人生。同时也要记住，个体的发展轨迹和速度各不相同，有人年少得志，有人大器晚成，不要让“输在起跑线”的焦虑控制了家长和孩子的生活。当然，我们也不是鼓励放任自流，儿童青少年期是大脑可塑性最强的时期。我们在生活中也观察到小孩子在这一人生阶段学习能力越来越强。这种很强的学习能力可以持续到30岁左右，在此之后会开始逐渐下降。因此，“补漏趁天晴，读书趁年轻”是有道理的，“少壮不努力，老大徒伤悲”也就可想而知了。
其次，教育要因材施教。我们的祖先很早就提出“因材施教”和“有教无类”，這些教学理念的核心是指我们的教学应该从学生的个体差异和实际情况出发，有的放矢地对学生进行有差别的教育教学。分层教学是一个已经有百余年发展历史的教学方法，是人类对“因材施教”的主动尝试。百余年来，尽管关于分层教学的争论不断，但分层教学可以取得比传统教学更好的效果已经得到普遍认可。
在这里我们借分层教学谈谈如何基于现代脑科学的经验实现“因材”，即分层的方法，因为这是“施教”的基础。由于个体认知能力主要以大脑的发育过程和可塑性为基础，而不是某个时间点上大脑的发育水平，所以基于某个测验成绩按照一刀切的方式进行分层是不科学的。但遗憾的是，大部分时候分层都是以一刀切的方式来实现的。20世纪初，基于美国心理学家特曼的研究，美国政府对智商140分以上的1200名天才少年进行非常优质的教育，期待他们中间产生出一批爱因斯坦。但他们中的绝大多数并没有成为科学家。现在，很多中学里面也在实行分层教学。分层的方法也是以某次测验成绩为依据一刀切地进行。使用这种方式进行分层更可能是对学生已经获得的教育投入的分层。更科学的分层方式是什么？我们很难有明确的答案，但是兼顾大脑的发育水平和可塑性，以学习成绩和学习能力相结合的方式进行筛选应该更科学。现在一些学校已经进行了尝试。比如，将老师在教学中对学生的长期观察结果和学生的考试成绩相结合进行分层，前者其实就是对学生学习能力的估计。还有的学校先通过考试对学生进行初步分层，然后在短时间的集中学习后再次组织考试，根据第二次考试的成绩进行再分层，这是对学生学习能力的更好估计。