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高中生每天快一点睡,6.45起正常吗?

学校≠教育≠技能;文凭溢价=80%信号传递+20%人力资本

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问题描述

由于失眠原因,每天在床上要躺1.2小时才能睡着,早则12点多,晚则1点多睡,这对我的学习影响大吗?


你晚上睡得不够 = 你白天白学了!

你晚上睡得不够 = 你白天白学了!

你晚上睡得不够 = 你白天白学了!

影响很大,睡眠是记忆巩固、加强神经回路的必要环节。如果你睡少了,你白天就白学了。在睡觉时,你的记忆会从短期记忆迁移到长期记忆。就像电脑关机时会把内存上的信息写到硬盘上一样。如果睡觉时间太短,就来不及写上去了,你的一部分短期记忆就丢失了,也就是遗忘了。

而且,睡眠对情绪调节和认知健康也很重要。睡眠剥夺会导致过度情绪化和认知失调,这也会间接影响你白天的学习效率。

另外,有大量研究证明,青少年睡眠不足会降低他们的学习成绩。

以下内容摘自 @Thoughts Memo 汉化组的笔记《斯坦福教授 Huberman:如何实现心无旁骛,从而重塑大脑?ep.6

休息

安排充分而合理的休息对于神经可塑性极为重要。因为神经可塑性不是在清醒状态下发生,而是在睡眠中发生

深度睡眠

掌握好睡眠对于巩固学习成果至关重要。

假设你在一天中做了一次或几次约 90 分钟的集中深入学习,那么大脑中乙酰胆碱的释放会「标记」那些「需要改变的突触」,使他们更容易改变。 在那之后的当晚以及随后的几个晚上,当你睡着时,那些被乙酰胆碱标记的神经回路会得到加强,而其他的则会消失。这意味着,在几天或一周后,当你醒来时,你将永远掌握这些所学,除非你经历某种过程来主动遗忘它。

假如在某天的学习后,你当晚的睡眠质量很差,也不用过于担心。只要你能在随后的某个晚上睡好,那些学习的内容还是会被巩固下来。 但如果你始终得不到深度睡眠,你就不能保留你的学习成果了。

以下内容摘自 @Thoughts Memo 汉化组的笔记《斯坦福教授 Huberman:理解梦的原理、梦与学习、梦与遗忘 ep.5

慢波睡眠与学习

慢波睡眠在运动学习和记忆巩固中扮演着关键角色。研究显示,刚学一些运动技能(例如跳舞、打网球)后,这些技能的巩固主要发生在慢波睡眠期间。无论是弹钢琴这种精细的运动,还是舞蹈这种需要调动全身肌群的运动,都需要慢波睡眠来巩固。

除了对运动技能学习至关重要慢波睡眠对处理复杂信息、巩固细节也很重要。例如,学习复杂的规则或拼写一些很长的单词,就需要慢波睡眠。剥夺慢波睡眠的实验表明,少了慢波睡眠,这类学习的学习效果和后续表现会显著下降。

夜间早期,慢波睡眠很重要,睡不够的人可要注意了。虽然完整的夜间睡眠总是最好的,但即使是很短暂的睡眠,只要包含了慢波睡眠阶段,对于前一天训练的技能巩固也是有益的。对于运动员和那些在竞赛前夕只能睡一小会儿的人来说,慢波睡眠可以使他们已经训练的技能得到恢复和巩固,即使睡眠时间有限。

快速眼动睡眠与学习

快速眼动睡眠(后称 REM 睡眠),在 REM 睡眠期间,我们会做梦,眼睛还会快速地向不同方向移动,这些移动被称为「眼跳」(Saccades)。同时,身体的其他部分会保持肌肉松弛或瘫痪,因此不可能在梦中行动。REM 睡眠中,缺乏 5-羟色胺和去甲肾上腺素(注:慢波睡眠中,大脑有大量的 5-羟色胺和少量的去甲肾上腺素),回顾一下,这两种神经递质分别与幸福感和警觉性相关。这种独特的神经化学环境使得我们的大脑能够在一种特别的状态下能够处理我们的感觉和情绪,这种状态通常在我们做梦的时候发生。

REM 睡眠帮助我们的大脑能够将一件事与另一件事稳定地联系在一起,Andrew Huberman 将之称为意义建构(Creating Meaning),例如,「你可以用钢笔下载这个视频」这句话是毫无逻辑的,而「用软件下载这个视频」则是可以理解的,这是因为「软件」、「下载」、「视频」在脑中已经建立了稳定的联系。

我们对于空间的认识也类似。在 REM 睡眠中,大脑会重新回顾白天走过的场所:我们到一个陌生的地方,到特定的房间,在其中进行相应的社交……所有这一切的连结都意味着意义的建构,如果这些空间记忆足够重要,几天的睡眠就可以巩固这些记忆。

除了空间记忆,对于情感的处理也很关键。在 REM 睡眠中,大脑为我们构建出逼真的情境。梦中,我们可能遭遇一些负面体验,但是,和现实中不同,真正的危险或者痛苦并不存在,我们可以安全地面对和处理那些让我们不适的情绪。这对我们醒后能够更好地应对困难和不悦很有帮助。简而言之,通过睡梦,大脑试图去淡化某件事的情感色彩,但仍然能将这件事情本身留在记忆中。

这种消除过多情绪建立认知联系的功能类似于孩童时期的大脑发展:在长大成人的过程中,孩童通过消除不必要的神经连接来实现情绪稳定,维持理性。因此,在 REM 睡眠中,我们建立情感负荷,强化相关记忆。但我们也在其中删繁就简,清理不必要的、可能使我们痛苦的意义联系。

在临床上,REM 睡眠期间将一些事情的情感色彩与对其的记忆分离开来,有些疗愈创伤的临床实践就是建立在这种原理上的。总而言之,REM 睡眠在情绪调节、学习和记忆巩固方面发挥着关键作用。它允许大脑处理和遗忘情绪反应,并巩固空间和联想记忆,有助于整体情绪和认知健康。缺乏 REM 睡眠可能会导致情绪障碍和认知扭曲。


改善睡眠

Thoughts Memo:斯坦福教授 Huberman:如何改善睡眠?ama.2Thoughts Memo:斯坦福教授 Huberman:驾驭睡眠、提升认知、改善生活……这些方法可以帮助你 ep.3Thoughts Memo:斯坦福教授 Huberman:如何驾驭夜间睡眠,焕发日间活力? ep.2
以下内容摘自 @Thoughts Memo 汉化组的译文《教育和学习无关

学校作息

对于任何青少年而言,学校作息时间的安排都有悖常理——最需要起的群体反而被迫最起床——这一点清楚地表明,优质教育其实只是公立教育体系的次要目的。

就业市场报告:早起?每日早课时间对学习成绩的影响, Edwards 2012

本文使用了 1999 年至 2006 年北卡罗来纳州威克县所有中学生的数据,研究上课开始时间对学生学业表现的影响。… 学校之间的开始时间差异主要源于校车调度安排,而校内开始时间的变化则受到学生人数增长的驱动。研究发现,早课时间每推迟 1 小时,学生在数学和阅读标准化测试中的成绩就会提高 3 个百分点。考虑到开始时间可能与测试成绩的其他决定因素相关,作者进一步利用学校内部不同年份的数据进行分析,结果表明成绩提升了 2 个百分点。这一正向效应在不同的模型设定和变量来源下都十分稳健。早课时间延后 1 小时,对学生成绩的促进作用,与父母受教育程度提高 1 年所产生的影响大小相当。

推迟早课时间对学生学业成绩的积极影响是长期和持续的。在控制了高中固定效应后,研究发现八年级推迟一小时上课与十年级考试成绩的提高幅度相当。… 早课时间调整对八年级学生的影响最为显著(相比六七年级学生,他们更有可能已进入青春期,早起对他们的影响更大)。… 上课晚的学生出勤率更高,每周用于完成家庭作业的时间也更充裕。… 本研究跨度七年,在此期间,该学区的在校生人数从 22 所中学的 20530人 增长到 28 所中学的 27686 人。

关于推迟早课时间在执行中可能遇到的现实挑战,可参考:Home | Ithaca City School District (ithacacityschools.org) 前人研究成果综述见:icsd.k12.ny.us/redistri

政策概述:icsd.k12.ny.us/redistri 部分已经推迟早课时间的学校名单:icsd.k12.ny.us/redistri

该学区 9-11 年级学生在 1995-2000 年间的总出勤率均有统计学显著提高。其中,9 年级学生的进步最为突出——推迟早课时间后,他们的日均出勤率从 83% 升至 87%。这一变化纯属偶然的概率不足千分之一。

…鉴于获取「干净数据」存在诸多障碍,这项分析耗时将近一年之久。通过对比学生在早课时间调整前三年(早课时间上午 7:15)和调整后三年(早课时间上午 8:40)的成绩,最终发现学生整体成绩略有提高,但差异并无统计学意义。这项耗时且繁复的数据分析得出一个结论:仅以字母成绩为主要指标来比较和评估教学改革成效,可能是任何试图评估改革效果的学区都会面临的难题。

…明尼阿波利斯高中生每天晚上仍比早课时间提早 1 小时的学生多睡 1 小时,换言之,每周多睡 5 小时。这一发现印证了医学研究者的结论,即几乎所有青少年在晚上 11 点左右都会感到困倦。这也消除了人们的顾虑和猜测,证明推迟上课并不会导致明尼阿波利斯的学生在校夜晚睡得更晚。

改变时间:第一个推迟高中早课时间的追踪研究的发现 (umn.edu),摘自执行总结

[摘要] 20 世纪 90 年代初,医学研究发现青少年的生物睡眠-觉醒模式有别于儿童和成年人。基于这一发现,1997 年,明尼阿波利斯公立学区七所综合高中将早课时间从 7:15 推迟至 8:40。本文考察了这一变化带来的显著益处,如出勤率和入学率提高,学生在课堂打瞌睡减少,自我报告的抑郁情绪降低。文章简要讨论了政策意义,但也承认这在美国各地学区是一个充满争议的敏感话题。

…[第 10 页] 实行推迟上课前,许多家长和管理者担心学生会借此在上学日晚睡一小时。然而,数据表明并非如此。学生仍在同一时间就寝(约 23:00 前 15 分钟)。从生物学视角看,这一发现合理,因为夜间生理节律可能导致学生在 23:00 左右感到困倦,与他们早起时间无关。由于推迟上课,明尼阿波利斯学生每个上学日比 7:30 上课的同龄人多睡约一小时。

…[第 12 页] 学校早课时间在 8:30 或更晚的学生,在关于抑郁情绪的调查问卷中,自我评分明显低于早课时间更早的学生(p 值范围从 <.05 到 <.001)

类似地,在衡量白天困倦程度、课堂上努力保持清醒,以及做作业时瞌睡感等指标上,早课时间较晚的学生也取得了显著更优异的成绩。例如,这些学生自述,因睡过头导致上课迟到、在上午或下午的课堂上打瞌睡、考试时感到困倦的频率大幅降低。他们还表示,使用电脑、阅读或学习时,感到昏昏欲睡的情况也明显减少。

…推迟早课时间所带来的诸多益处,在城市和郊区的学生群体中如出一辙,尽管他们的经济条件存在差异,但实际取得的学习成绩却十分接近。这一发现再次印证了这样一个观点:如果青少年时期对睡眠的需求增加,以及高质量睡眠带来的各种裨益,本质上是人体发育过程中的一种生理现象,那么上述研究结果也就不足为奇、顺理成章了。因为生物规律与个人的社会经济地位并无必然联系。

彻夜未眠:失眠的科学, New Yorker

Roenneberg 指出,年龄对个人的作息时间类型有很大影响。幼儿通常属于「早起型」,他们喜欢在晨光熹微时就起床,让父母感到非常头疼。青少年则多为「晚睡型」,这就是为什么高中校园里总能看到一群行动迟缓、没精打采的「学生僵尸」。Roenneberg 建议高中可以将第一节课的早课时间适当推迟,他援引相关研究表明,采取这一举措的学校,学生的学习表现、积极性和出勤率都得到了显著提升。(明尼苏达州的一个学区在将早课时间改为较晚后,成绩排名前 10% 的学生平均 SAT 分数竟大幅提高了 200 多分,连美国大学委员会主席都惊呼这一结果「实在是太不可思议了」。)但 Roenneberg 也指出,面对这些积极变化,许多教师和学校管理者却常常持抵触态度,宁愿相信学生的问题无法改变。

变化的时代:对高中推迟早课时间的第一次纵向研究的结果

从儿童到成年,人都要经历一段特殊时期,那就是青春期。一般认为,青春期的结束标志是骨骼停止生长的时间点(骨骺闭合;女性约 16 岁,男性约 17 岁半)。但青春期真正结束的时间(大约 19 岁)却难以明确界定,通常需要从生理、心理、社交、智力等多方面的变化来综合判定。青春期有一个显著特点,似乎有用不完的精力,可以熬夜到很晚还不困,第二天却能睡到日上三竿才起床。我们通过研究人的「时间型」,观察到在 20 岁左右,人的睡眠时间会出现一个突变。由此,我们提出这一变化可以作为判断青春期结束的第一个生物学标志。

青春期结束的标志:当代生物学 (cell.com)

「大多数研究都表明,青少年平均需要 9 小时 15 分钟的睡眠。」Emsellem 博士说,「但从孩子们在校期间的实际睡眠时间来看,他们远远没有达到所需的睡眠时长,两者之间存在巨大差距。」

青少年的生理特性可能要为这种睡眠问题负一部分责任。青春期时,孩子的身心发育进入一个空前的高速成长阶段,这需要充足的睡眠时间作为保障。

此外,青春期还有另一个值得关注的变化:一种名为褪黑素的荷尔蒙能让人产生困意,而随着青少年年龄增长,这种激素在晚上分泌的时间也越来越晚。

芝加哥拉什大学医学中心的睡眠研究专家 Stephanie Crowley 表示,正是由于褪黑素分泌时间的推移,青少年往往要到深夜才会感到困倦,想入睡。

「与 10 岁的孩子相比,他们可能会在看电视时在沙发上睡着,而 16、17 岁的青少年则更有可能熬夜到很晚。」Crowley 解释道。

…然而,Emsellem 指出,这种睡眠作息模式只会让青少年的状况每况愈下,而不是好转。

「即便你在周末早晨睡懒觉来弥补」,她说,「但这样做反而会导致你在周日晚上 10 点或 10 点半更难入睡。于是在新的一周,你又重新开始了睡眠不足的恶性循环。」

另一个巨额赤字:许多青少年睡眠不足

这 18 项研究是在不同背景下进行的。5 项研究只在上学日进行,3 项研究在周末或暑假期间进行,还有 2 项研究同时涵盖了上学日和非上学日。8 项研究没有明确说明具体时间。

…在儿童和青少年群体中,年龄与总睡眠时间(total sleep time,TST)的关系受到睡眠记录方法的显著影响。研究发现,采用实验室多导睡眠检查的研究比使用活动记录仪的研究呈现出明显更强的相关性(对比的 z 统计量:-7.92;P < .0001)。同样,记录时间也会影响年龄与 TST 的关系。在上学日进行的研究比在非上学日进行的研究显示出更强的相关性(对比的 z 统计量:-7.60;P < .0001)。研究结果表明,总睡眠时间随年龄增长而减少的现象仅出现在上学日。而在非上学日,从儿童期到青春期末,总睡眠时间基本保持稳定。

健康个体从童年到老年的定量睡眠参数的元分析:在人类一生中发展规范性睡眠价值 2004

鉴于最近一项关于学生睡眠情况的研究结果,战地学校决定从今年秋季开始,将学校上下课时间推迟 30 分钟。大量专家和研究表明,青少年在夜间需要更充足的睡眠,才能在早晨成为高效的学习者。明尼苏达州圣保罗应用研究与教育改进中心主任 Kyla Wahlstrom 指出:「从进入青春期直到青少年后期,控制困倦的脑内化学物质褪黑素通常在晚上 11 点到早上 8 点期间分泌。」

优秀来自瞌睡?早课时间对青少年学业成绩的因果影响

最新睡眠研究发现,许多青少年普遍存在睡眠不足问题,这既与学校开学时间过早,也与青少年时期睡眠模式的改变有关。一项利用美国空军学院两次课表调整和新生随机分配课程及教师的研究,确定了学校开始时间对学业成绩的因果影响。研究结果表明,学校早课时间推迟 50 分钟,能显著提高学生成绩,效果大致相当于教师水平提高一个标准差。

学习还是睡觉?以睡眠为代价进行额外学习的学业成本, Gillen-O’Neel et al 2012:

这项跟踪研究旨在探究青少年睡眠和学习时间的每日变化,与他们第二天在学业上遇到的问题之间有何关联。研究对象为 535 名九年级学生,平均年龄 14.88 岁。他们分别在 9、10、12 年级连续 14 天每天填写日记。结果显示,不管一个学生通常每天学习多长时间,如果他为了额外学习而减少睡眠,第二天就会更难理解课堂所教内容,完成作业或考试时也更可能遇到困难。随着学生升入高年级,他们牺牲睡眠时间来学习的情况愈发普遍,这种负面影响也日益加剧。

…高中阶段的学生会花费更多时间在与同龄人交往和打工上(Shanahan & Flaherty, 2001; Wight, Price, Bianchi, & Hunt, 2009)。与此同时,随着高中学业的推进,学生面临的学业压力也在不断增大,通常需要投入更多的时间和精力(Eccles, et al 1993)。因此,许多高中生最终会面临学习时间不规律的问题。他们经常会遇到需要占用大量时间用于学习或完成学校作业的晚上。

…对高中生而言,牺牲睡眠时间用于学习可能格外不合适,因为从总体来看,高中年龄段的青少年普遍长期处于睡眠不足的状态(Carskadon, 1990)。尽管最佳睡眠时长因人而略有差异,但大多数青少年每晚需要刚好 9 小时多一点的睡眠时间(Wolfson & Carskadon, 1998)。然而,一项调查显示,仅约 9% 的高中生每晚睡眠时间能够满足所需的 9 小时(National Sleep Foundation, 2006)。四分之一的高中生每晚睡眠时间勉强维持在 8 到 9 小时之间,而绝大多数高中生(62%)的睡眠时间都不足 8 小时(National Sleep Foundation, 2006)。

…纵观整个高中阶段,青少年生理所需的睡眠时间是恒定不变的,但学生实际的平均睡眠时间却逐年递减(Carskadon, Acebo, & Jenni, 2004)。初三学生每晚平均睡眠 7.6 小时,到高一时减少到 7.3 小时,高二时下降为 7.0 小时,到高三则跌至 6.9 小时(National Sleep Foundation, 2006)。由此可见,高中生入学时的睡眠时间就已经低于其所需水平,而这种睡眠不足的状况还在整个高中阶段持续恶化(Fukuda & Ishihara, 2001)。

...这种学习时间和学业问题之间的棘手关联在高三变得更加显著。无论第二天是否有考试,学习时间[增多]和学业问题[增多]之间都存在关联,因此这并非仅仅是复习备考难考试的结果。我们原本以为,在学习上额外付出的夜晚可能不像学生想象的那么有效(Pilcher & Walters, 1997)。但出人意料的是,在额外学习的夜晚,学生第二天的学业表现反而会下降。不过,一旦将额外学习放在青少年睡眠不足的大背景下来审视,这个惊人的发现就不难理解了。正如其他研究所示,我们的结果也表明,额外的学习时间每天都在压缩青少年的睡眠(Adam et al 2007)。学习和睡眠之间的这种权衡取舍从初三就开始出现,到高中后期愈发严重。我们的中介分析结果表明,在额外学习的夜晚,睡眠时间的减少正是导致第二天学业问题增多的根本原因。

青春期总睡眠时间严重下降, Leger et al 2012

分析了来自 2011 年 HBSC 跨国调查的 9,251 名 11 至 15 岁儿童(男孩占 50.7%)的数据。结果发现,从 11 岁到 15 岁,儿童的总睡眠时间显著下降,在上学日从 9 小时 26 分钟降至 7 小时 55 分(p<0.001),周末的下降幅度较小,但仍有统计学差异(从 10 小时 17 分降至 9 小时 44 分,p<0.001)。此外,睡眠剥夺的比例也随年龄增长而显著上升,从 11 岁的 16.0% 增加到 15 岁的 40.5%(p<0.001)。自我报告睡眠时间严重不足的儿童比例也出现了类似的增长趋势(11 岁:2.6%,15 岁:24.6%,p<0.001)。

青少年睡眠和流体智力表现, Johnstone et al 2010; 摘要:

流体智力涉及新颖问题的解决,它很可能容易受到睡眠质量不佳的影响。这项研究考察了青少年的睡眠状况、流体智力水平和学业成绩三者之间的关系。研究对象为 217 名年龄在 13 至 18 岁之间的青少年(平均年龄 14.9 岁,42% 为男性),他们都是 9 至 11 年级的在校学生。研究假设流体智力在青少年睡眠质量和学业表现之间起中介作用。参与者通过在线问卷自我报告睡眠情况、完成流体智力测试(包括字母集和数字序列两个子任务),并提供自评学业成绩。研究发现,总睡眠时长与流体智力和学业成绩均无显著相关(p>0.05);然而,睡眠困难(如入睡困难、睡眠无法带来充分休息)却与流体智力和学业成绩存在显著相关(p<0.05)…

早起晚起与教育成果:云雀在高中时比猫头鹰更有优势, Preckel et al 2013:

...研究对象:来自德国五所高中九、十年级的 272 名学生,以及其中 132 名学生的家长。研究数据来源于学生在课堂上完成的自我报告问卷和标准化认知能力测试,以及家长在家中填写的调查问卷。为考察生理节律类型对学业表现的独立影响,研究者采用分层线性回归模型进行了统计分析。通过计算学生自评节律类型与睡眠、饮食、用药等行为指标的相关性,以及与家长评定节律类型的一致性,研究验证了节律类型测量的有效性。

研究发现:在控制认知能力、尽责性、思考欲望、成就动机和性别等因素后,夜型作息仍然能显著负向预测学生的总平均绩点、理科绩点和语言学科绩点。数据表明学生自评与家长评定的节律类型高度一致,且与学生的实际作息行为密切相关。

…近期研究通过统计学方法证实,作息时间类型与学业表现之间存在显著关联:夜猫子型的人学业成绩往往较差,而早起型的人学业成绩则普遍更优(如 Giannotti, Cortesi, Sebastiani, & Ottaviano, 2002; Kirby & Kirby, 2006; Randler & Frech, 2006,至于元分析,请见 Preckel, Lipnevich, Schneider, & Roberts, 2011)。一般来说,与其他年龄组相比,儿童有更高的早起倾向。青少年阶段常表现出作息时间推迟的现象(Carskadon, Wolfson, Acebo, Tzischinsky, & Seifer, 1998; Crowley, Acebo, & Carskadon, 2007),在 20 岁左右达到「晚睡晚起」的顶峰(Roenneberg et al 2004)。50 岁以后,早起倾向会迅速增加(Diaz-Morales & Sorroche, 2008; Roenneberg et al 2007)。关于性别差异,多项研究综述指出,女性似乎比男性更偏向于早起(见 Kerkhof, 1985; Tankova, Adan, & Buela-Casal, 1994 的综述)。最近一项元分析也证实,性别对早起倾向有微弱但显著的影响,支持了上述观点(Randler, 2007)。

…大量研究一致表明,夜猫子型的作息习惯会对学业表现产生显著的负面影响,而早起型的作息习惯则有助于取得更好的学业成绩。这一规律不仅在中小学生群体中得到证实(Giannotti, Cortesi, & Ottaviano, 1997; Giannotti et al 2002; Randler & Frech, 2009),在大学生群体中也同样适用(如 Besoluk, 2011; Besoluk, Onder, & Deveci, 2011; Randler & Frech, 2006)。Preckel 等人(2011 年)的元分析进一步量化了这种关联:尽管相关系数较小,但晨型作息与学业成就呈现显著的正相关(r = .16,基于 13 项研究),夜晚型作息与学业成就则存在显著的负相关(r = -.14,基于 6 项研究)。

…习惯晚睡晚起的学生很可能会在一周内积累睡眠债(Gau & Soong, 2003; Gau et al 2004)。这是因为尽管夜猫子学生比喜欢早起的学生晚睡,但在学校统一的作息时间表下,所有人都必须在同一时间起床。结果,倾向于晚睡的学生白天会感到更加困倦,而日间困倦本身就与学业成绩下降有关(Kirby & Kirby, 2006; Meijer, 2008)。

…Klein (2004) 对以色列 850 名 7 至 9 年级学生的调查发现,从早晨到下午,学生的学业表现水平逐步提高。类似地,Wahlstrom (2002) 开展了一项为期 4 年的纵向研究,考察了 7 所综合高中将早课时间从 7:20 推迟至 8:40(上学总时长不变)对学生的影响。研究表明,学生每天晚上多睡 1 小时,日间嗜睡状况得到缓解,出勤率有所提升,成绩也略有进步,但并不显著。美国其他州的学区实施了相似的早课时间调整,结果一致且始终正面(Fairfax County School Board Transportation Task Force, 2008)。然而,受限于社会工作时间的安排以及学生参加课外活动的需求,推迟早课时间在现实中往往难以实现。

卧床多睡一小时「提高学生考试成绩」:一项允许学生多卧床一小时的学校实验提高了考试成绩,并降低了缺勤率, The Telegraph 21 Mar 2010 (TODO followup):

英格兰北泰恩赛德郡的蒙克西顿中学原本每天早上 9 点开始上课,但作为一项试验,学校决定将首节课推迟到 10 点。…校长 Paul Kelley 在接受《星期日泰晤士报》采访时说:「虽然目前只有初步数据,但已经能看出调整早课时间的好处。学生的迟到率下降了 8%,长期缺勤率降低了 27%。与 2009 年 1 月相比,我校今年 1 月的 GCSE 数学和英语成绩也有了显著提升。」…Foster 教授及其他研究者发现,青少年的生物节律使他们天生偏好晚睡晚起。他们的大脑可能要到 10 点才能完全进入工作状态,比成年人推迟 2 到 4 小时。研究还指出,最复杂的课程内容应该安排在下午进行,因为那时学生的思维最为敏捷。

睡眠不足影响小学教育 (另见关于TIMSS 2011(国际数学与科学研究趋势)(bc.edu) )

在青少年睡眠不足问题最为严重的国家中,除了新西兰、沙特阿拉伯、澳大利亚、英格兰、爱尔兰和法国外,学业表现优异的芬兰也赫然在列…研究人员发现,一些地区的趋势与预期大相径庭。亚洲国家的学生在数学测试中表现最为出色,Minnich 先生指出,这一成绩往往与学生长时间学习,在课后班埋头苦读密不可分。「人们或许会认为,他们肯定会疲惫不堪,」他说道,「然而,当我们审视这些学生的睡眠状况时,发现他们并未像其他国家的学生那样,饱受睡眠不足之苦。」……不仅如此,学生的睡眠问题还会随着年龄增长而发生显著变化。韩国低年级学生的睡眠不足程度在全球最低,但到了中学阶段,他们所面临的睡眠问题却成为世界上最为严重的。

昏昏欲睡的青少年的科学:学校的时间表让他们脾气暴躁、冲动、缺乏幽默感, New Scientist

那么,关于青少年睡眠模式的事实究竟如何?社会又应当如何适应他们的这些需求?与其他哺乳动物一样,人类的睡眠时间生物学会随着年龄的增长而发生变化。大量研究已经证实了这一点。进入青春期后,入睡和起床时间都会相应推迟。女性会持续到 19.5 岁,男性则会持续到 21 岁,之后趋势开始逆转。到 55 岁时,我们醒来的时间大致回到了青春期之前,平均比青少年早醒来两个小时。换句话说,对青少年而言,早上 7 点起床相当于 50 多岁的人凌晨 5 点被闹铃叫醒。这种现象的确切原因尚不清楚,但可以发现其与青春期荷尔蒙的变化以及随年龄增长荷尔蒙分泌减少有关。不过,生物学原因只是问题的一部分。父母对孩子就寝时间采取更加宽松的态度,普遍忽视了睡眠的重要性,再加上电视、DVD、电脑、游戏机、手机等的普及,这些都会让人保持清醒,侵占本该用于睡眠的宝贵时间。

…布朗大学青少年睡眠研究领域的先驱 Mary Carskadon 的研究表明,青少年需要每晚约 9 小时的睡眠,才能保持充沛的精力和良好的学习成绩。我最近在英国利物浦的一所学校实地考察发现,许多学生在上学日每晚只睡 5 小时。不出所料,老师们反映学生上课时常打瞌睡。大量研究有力地证明了睡眠的重要性,表明睡眠在巩固记忆、提升解决复杂问题的创新能力等方面起着关键作用。睡眠不足会导致压力荷尔蒙皮质醇水平升高,还会对冲动行为、共情能力、幽默感和情绪产生负面影响。

在安慰剂对照的交叉研究中,褪黑激素治疗对青少年睡眠时间和嗜睡的影响, Eckerberg et al 2012:

近几十年来,青少年睡眠失眠的现象在全球范围内显著增加,主要原因是昼夜节律相位延迟。我们开展一项研究,探讨在下午服用小剂量褪黑素是否能够提前青少年的睡眠时间。我们招募了 21 名 14-19 岁、在上学期间难以入睡的学生,进行了为期 5 周的随机双盲安慰剂对照交叉试验......事后分析显示,与安慰剂学校周相比,在服用褪黑素的学校周,学生报告的入睡时间明显提前(p<.005),睡眠时长也显著延长(p<.05)。在最后一周服用褪黑素后,与基线周相比,学生平均入睡时间提前 68 分钟,平均睡眠时长延长 62 分钟。唾液检测结果表明,与安慰剂组相比,褪黑素组早晨褪黑素水平降低(p<.001),夜间升高(p<.001),提示褪黑素可能促进了睡眠相位提前。在服用褪黑素期间,学生报告夜间醒来次数减少(p<.05)、白天困倦减轻(p<.05)、夜间困倦加重(p<.005)。我们得出结论,每天下午 [4-6:30] 服用小剂量褪黑素,可以提前青少年睡眠时间,使他们在校期间更加清醒和警觉,即便他们在周末仍保持不规律的睡眠习惯…仅有两名参与者在服药 1 小时后感到疲劳[副作用],一名参与者偶尔出现头痛…在研究结束时的简短问卷调查中,21 名参与者中有 20 人对「你从这项研究中获益了吗?现在能更早入睡吗?」的问题回答「是」,1 人回答「不确定」。

另外有趣的是:

在暗光褪黑素初始释放时间(dim light melatonin onset, DLMO)前约 5 小时服用 3 mg 剂量的褪黑素效果最佳,而在 DLMO 前 2-4 小时服用 0.5 mg 剂量则是最理想的方案(Burgess et al 2010)。早在 1991 年,Dahlitz 等人就发现,对于延迟睡眠相位障碍(DSPD)患者,在其惯常入睡时间前 5 小时连续数周服用褪黑素,可以让睡眠时间提前 1 小时以上(Dahlitz et al 1991)。一项近期的元分析进一步证实了这一结果,该分析纳入了 9 项比较褪黑素与安慰剂疗效的随机对照试验(PL; Van Geijlswijk et al 2010)。其中 4 项研究以儿童为对象(Smits et al 2001, 2003; Van Der Heijden et al 2007; Weiss et al 2006)。然而,目前尚无一项研究纳入青少年群体,据我们所知,关于褪黑素治疗青少年 DSPD 的对照研究仍是一片空白。

…如今,人们普遍达成共识:在合适剂量和服用时间的情况下,褪黑素是一种安全的治疗方法(Arendt et al 2008)。不过,一些人可能仍然担心褪黑素在儿童和青少年中的长期使用,因为众所周知,它在动物体内参与调节繁殖的季节性变化(Srinivasan et al 2009)。然而,褪黑素对性腺的作用在不同物种间存在差异(Scherbarth & Steinlechner, 2010)。一项最新的安慰剂对照研究发现,长期使用褪黑素治疗后,包括睾酮和雌二醇在内的激素水平并未出现与治疗相关的改变(Wade et al 2010)。目前唯一一项针对青春期前儿童发育情况的随访研究(Van Geijlswijk et al 2010)表明,连续使用褪黑素 3.1 年后,青春期的发育过程似乎并未受到干扰。

…与安慰剂组相比,学生们报告在褪黑素干预期醒来时感到的困倦程度更轻,并且在早晨时段的警觉性也有[统计学上的]显著提高。如前文所述,这可能是由于褪黑素分泌时相提前和睡眠欠债减少的共同作用。然而,对于下午警觉性的改善,可能只能归因于睡眠欠债的缓解。这一结果与此前的一些研究不谋而合(Kayumov et al 2001; Nagtegaal et al 1998)。睡眠时长与学业表现之间的整体关联已得到广泛证实(Wolfson & Carskadon, 2004)。有研究指出,日间嗜睡对学习不佳的影响甚至超过睡眠不足(Anderson et al 2009),因此本研究最重要的发现可能就是上学日学生警觉性的提升。

美国大多数州上课太早 - Atlas Obscura

美国教育部国家教育统计中心的数据显示,大约 40% 的美国公立高中在早上 8 点前就开始上课,只有 15% 的学校在 8:30 或更晚才开始。这些过早的课表往往是由于课外活动和校车接送的后勤安排导致的。在同一辆校车需要分别接送高中、初中和小学生的学区,青少年学生通常被安排在最早的班次。

…美国国家睡眠基金会指出,研究表明,与大多数儿童和成年人相比,青少年体内的褪黑激素分泌高峰出现得更晚。褪黑激素水平升高会促进人们入睡,而青少年分泌延迟导致他们难以早早就寝。Carbone 表示,高中生每晚需要 8 至 9 小时的睡眠时间。然而,据 2010 年发表在 Journal of Adolescent Health 上的一项研究显示,高中生中只有 8% 的人能睡够这么长时间。研究发现,平均每个学晚,有 10% 的青少年只睡 5 小时,23% 的人只睡 6 小时。「许多学生会说,『我只睡 6 小时,但感觉良好』,」Carbone 说,「但大量研究表明,他们的身体实际上并不好。」

较晚的早课时间与改善青少年的睡眠和白天任务执行能力有关, Boergers et al 2014:

方法:高中寄宿生(样本量 197 名,平均年龄 15.6 岁)分别在学校将早课时间从早上 8:00 推迟到 8:25 前后完成了学校睡眠习惯调查问卷。结果显示,早课时间推迟后,学生在校期间晚上的睡眠时长平均增加了 29 分钟,睡眠时间达到或超过 8 小时的比例从 18% 翻了一番多,升至 44%。其中,低年级学生和调整前睡眠时间较少的学生受益更多,睡眠时长增幅更为明显。此外,较晚的早课时间还带来了学生白天犯困、抑郁情绪和咖啡因摄入量的显著下降。然而,当学校作息时间恢复到调整前的早起时间后,学生的睡眠时长也随之回落到了原来的水平。

…在美国,慢性睡眠不足在青少年中已经几乎达到流行程度。研究表明,青少年睡眠不足可能会导致一系列健康问题,包括因疲劳驾驶引发的车祸、肥胖、心血管疾病以及代谢功能紊乱等。睡眠不足的青少年更容易出现情绪低落、难以控制行为冲动,注意力不集中,记忆力下降,执行任务的能力也会受损。不出所料,睡眠不足还会对学业成绩产生负面影响,表现为迟到和旷课增多,学习积极性下降。

1 Eaton DK, McKnight-Eily LR, Lowry R, et al. “Prevalence of insufficient, borderline, and optimal hours of sleep among high school students-United States, 2007”. J Adolesc Health. 2010;46: 399-401.

2 Dahl RE. “Biological, developmental, and neurobehavioral factors relevant to adolescent driving risks”. Am J Prev Med. 2008;35(3 suppl):S278-S284.

3 Hasler G, Buysse DJ, Klaghofer R, et al. “The association between short sleep duration and obesity in young adults: a 13-year prospective study”. Sleep. 2004;27:661-666.

4 Cappuccio FP, Taggart FM, Kandala NB, et al. “Meta-analysis of short sleep duration and obesity in children and adults”. Sleep. 2008;31: 619-626.

5 Gangwisch JE, Malaspina D, Babiss LA, et al. “Short sleep duration as a risk factor for hypercholesterolemia: analyses of the National Longitudinal Study of Adolescent Health”. Sleep. 2010;33:956-961.

6 Verhulst SL, Schrauwen N, Haentjens D, et al. “Sleep duration and metabolic dysregulation in overweight children and adolescents”. Arch Dis Child. 2008;93:89-90.

7 Pasch KE, Laska MN, Lytle LA, et al. “Adolescent sleep, risk behaviors, and depressive symptoms: are they linked?” Am J Health Behav. 2010;34:237-248.

8 Carskadon MA. “Sleep’s effects on cognition and learning in adolescence”. Prog Brain Res. 2011;190:137-143.

9 Fredriksen K, Rhodes J, Reddy R, et al. “Sleepless in Chicago: tracking the effects of adolescent sleep loss during the middle school years”. Child Dev. 2004;75:84-95.

10 Curcio G, Ferrara M, De Gennaro L. “Sleep loss, learning capacity and academic performance”. Sleep Med Rev. 2006;10:323-337.

11 Wolfson AR, Carskadon MA. “Understanding adolescents’ sleep patterns and school performance: a critical appraisal”. Sleep Med Rev. 2003;7:491-506.

12 Perkinson-Gloor N, Lemola S, Grob A. “Sleep duration, positive attitude toward life, and academic achievement: the role of daytime tiredness, behavioral persistence, and school start times”. J Adolesc. 2013;36:311-318.

青少年普遍存在慢性睡眠不足的问题,这是由多种复杂且相互关联的因素导致的。其中既有昼夜节律等生理因素的影响,也有家庭作业、打工、课外活动和使用电子产品等外部环境的干扰。进入青春期后,孩子们的生物钟节律会从「早睡早起型」转变为「晚睡晚起型」,同时他们自身的睡眠驱动力也在减弱,这两大变化使青少年很难在较早的时间入睡。然而,青少年的最佳睡眠时长仍为每晚 8.5 至 9.5 小时,这一需求并未随着青春期的到来而明显改变。这意味着,一个普通的青少年如果晚上 11 点才能入睡,那他们第二天早上最好 8 点左右再起床,才能获得充足的睡眠。可现实是,美国大多数高中的早课时间都安排在早上 8 点之前,这与青少年的作息规律存在很大的矛盾,是导致他们普遍睡眠不足的重要原因。

13 Cain N, Gradisar M. “Electronic media use and sleep in school-aged children and adolescents: a review”. Sleep Med. 2010;11:735-742. 14. Knutson KL, Lauderdale DS. “Sociodemographic and behavioral predictors of bed time and wake time among US adolescents aged 15 to 17 years”. J Pediatr. 2009;154:426-430. 15. Carskadon MA, Acebo C, Jenni OG. “Regulation of adolescent sleep: implications for behavior”. Ann N Y Acad Sci. 2004;1021: 276-291. 16. Carskadon MA, Harvey K, Duke P, et al. “Pubertal changes in daytime sleepiness”. Sleep. 1980;2:453-460. 17. National Sleep Foundation. Sleep in America Poll. Washington, DC: National Sleep Foundation; 2006. 18. Wolfson AR, Carskadon MA. “A survey of factors influencing high school start times”. NASSP Bull. 2005;89:47-66.

人们已经意识到青少年睡眠不足会付出沉重代价,由此开始寻找一些可以改变的因素,比如推迟学校早课时间。大量研究对比了上午 8 点之前和之后上课的中学和高中,结果发现过早上课会导致诸多不利影响,如睡眠时间减少、白天更容易犯困、注意力难以集中、旷课率升高、学业成绩下滑,以及发生交通事故的风险增加。

14 Wolfson AR, Spaulding NL, Dandrow C, et al. “Middle school start times: the importance of a good night’s sleep for young adolescents”. Behav Sleep Med. 2007;5:194-209. 20. Dexter D, Bijwadia J, Schilling D, et al. “Sleep, sleepiness and school start times: a preliminary study”. WMJ. 2003;102:44-46. 21. Carrell SE, Maghakian T, West JE. “A’s from ZZZZ’s? The causal effect of school start time on the academic achievement of adolescents”. Am Econ J. 2011;3:62-81. 22. Edwards F. “Early to rise? The effect of daily start times on academic performance”. Econ Educ Rev. 2012;31:970-983. 23. Vorona RD, Szklo-Coxe M, Wu A, et al. “Dissimilar teen crash rates in two neighboring southeastern Virginia cities with different high school start times”. J Clin Sleep Med. 2011;7:145-151.

面对这些发现,尽管采取行动的学区还不多,但越来越多的学区已经开始尝试推迟早课时间,并系统评估其对学生的影响。一项针对某学区 18000 多名高中学生的大型研究显示,在开学时间从 7:15 推迟至 8:40 后,尽管学生就寝时间并未延后,但上学日的实际睡眠时长却增加了近 1 小时。另一学区将高中早课时间从 7:30 推迟到 8:30,即延后 1 小时,学生报告睡眠时间达到 8 小时的比例从 37% 升至 50%。最近,一所私立高中仅将开学时间从 8:00 推迟到 8:30,短短半小时的改变使学生平均就寝时间反而提前了 20 分钟,上学日睡眠时长增加了 45 分钟,报告睡眠至少 8 小时的学生比例从 16% 大幅升至 55%。除了睡眠时间的增加,推迟早课时间还带来了其他多重益处,包括辍学率下降、标准化阅读和数学测试成绩提高、抑郁症状发生率降低,以及车祸率的下降。近期研究还表明,推迟中学生的早课时间同样有积极成效,如上学日睡眠时间增加、白天困倦和迟到减少,在电脑注意力测试中表现更佳。这些证据有力地支持了推迟学校早课时间这一举措,对于促进学生的身心健康发展和学业表现大有裨益。

15 Wahlstrom K. “Accommodating the sleep patterns of adolescents within current educational structures: an uncharted path”. In: Carskadon MA, ed. Adolescent Sleep Patterns: Biological, Sociological, and Psychological Influences. Cambridge, England: Cambridge University Press; 2002. 25. Wahlstrom K. “Changing times: findings from the first longitudinal study of later high school start times”. NASSP Bull. 2002;86:3-21. 26. Danner F, Phillips B. “Adolescent sleep, school start times, and teen motor vehicle crashes”. J Clin Sleep Med. 2008;4:533-535. 27. Owens JA, Belon K, Moss P. “Impact of delaying school start time on adolescent sleep, mood, and behavior”. Arch Pediatr Adolesc Med. 2010;164:608-614. 28. Lufi D, Tzischinsky O, Hadar S. “Delaying school starting time by one hour: some effects on attention levels in adolescents”. J Clin Sleep Med. 2011;7:137-143.

睡眠限制会恶化青少年的情绪和情绪调节, Baum et al 2014:

…招募了 50 名 14-17 岁的健康青少年,开展了一项为期三周的睡眠干预实验。实验包括基线期、睡眠限制期(每晚睡眠 6.5 小时,持续五晚)和健康睡眠期(每晚睡眠 10 小时,持续五晚)三个阶段,采用随机交叉平衡设计。受试者在家中通过自我报告和活动记录仪监测睡眠情况。每个阶段结束时,青少年及其父母填写情绪和情绪调节问卷。为排除受试者预期对结果的影响,研究还评估了多动/冲动程度,因为先前研究表明青少年多动/冲动不受睡眠限制的影响。研究采用 Wilcoxon 符号秩检验比较两种实验条件下的结果差异。结果显示:健康睡眠期间,受试者平均每晚比睡眠限制期多睡 2.5 小时。与健康睡眠相比,睡眠受限时,青少年自我感觉更焦虑、烦躁、困惑和疲劳,活力降低(p 值在 0.001-0.01 之间)。父母和青少年还报告,睡眠不足会加重叛逆、易怒的情绪,降低情绪管理能力(p < 0.05)。但两组间抑郁和多动/冲动的得分没有明显差异(p > 0.05)。

组织学校以提高学生成绩:早课时间、年级配置和教师分配, Jacob & Rockoff 2011

本文介绍了三项组织改革措施,最新证据表明,这些措施有望以相对较低的成本,显著提高幼儿园至高中阶段学生的学习成绩:(1) 推迟初高中学生的学校早课时间;(2) 改变目前小学和初中分设的学校结构,采用幼儿园至八年级「一条龙」的学校模式;(3) 在分配教师岗位时,着眼于尽可能提升学生成绩(比如,让教师连续多年执教同一年级以积累经验;或者让教师专注于自己最擅长、最有成效的学科)。我们经过谨慎估算,延后学校开学时间的收益成本比为 9:1,推行学校结构改革的收益成本比高达 40:1。

…任何为人父母者都深有体会,叫醒一个正酣睡的青少年有多么困难。清晨叫醒孩子困难重重,越来越多的证据还表明,在早上开展教学同样充满挑战。研究发现,最早的学校早课时间会导致弱势学生的学业表现每年下降约 0.1 个标准差,相当于让教学效力处于第 16 个百分位的老师替代普通教师授课。看来,适当推迟学校早课时间,有助于改善学生的睡眠质量,克服学习过程中的生理障碍。

…学校的早课时间普遍安排在清晨。国家家庭教育调查(NCES 2001)显示,大约一半的中学在早上 8 点或更早就开始上课,而 8 点半或之后才开始的不到四分之一。高中的开始时间则更早。Wolfson & Carskadon 2005 对公立高中进行随机抽样调查,发现超过半数高中的早课时间在早上 8 点之前。当年堪萨斯州三分之二的高中不晚于早 8 点开始,99% 以上不晚于 8 点半。再看纽约市 2010-2011 学年的情况:约 10% 的高中在 7 点半或更早开始,而 80% 以上不晚于 8 点半。

…青少年时期,生物钟会发生显著变化,他们的内在作息时钟会推迟就寝和起床时间(参见 Carskadon, Vieira, and Acebo 1993; Crowley, Acebo and Carskadon 2007; Wolfson and Carskadon 1998)。Carrell, Maghakian 和 West (2011) 指出,青少年的褪黑素水平在早上 7 点左右达到峰值,而成年人则在凌晨 4 点达到峰值。因此,在早上 7 点叫醒一个青少年,就像在凌晨 4 点叫醒一个成年人一样有悖常理。理想状态下,面临早起上学的青少年应该早点睡觉。然而,大量研究表明,过早的早课时间会导致青少年睡眠时间减少(如 Dexter, Bijwadia, Schilling, and Applebaugh 2003; Hansen, Janssen, Schiff, Zee, and Dubocovich 2005; Wolfson and Carskadon 2003)。明尼苏达州的一项新研究发现,早课时间在 8:30 开始的学校,学生们报告比早课时间在 7:25 或 7:15 的学校学生多睡了约一小时(Wahlstrom, Davison, Choi, and Ross 2001)。另一项调查则显示,高中生在上学夜晚的睡眠时长,比周末或暑期平均少了两小时(Hansen et al 2005)。

…关于早起上课对学业成绩影响的最有力证据,来自 Carrell 及其同事 (2011) 最近一项对美国空军学院一年级学生的研究。这些学生无法自主选择课表,在两年研究期内,他们被安排在早上 7 点到 8 点 50 分之间不等的时段上课。更重要的是,有别于多数高中,空军学院所有大一新生修读相同课程,参加统一的标准化考试,为研究提供了一致、客观的成绩评估标准。Carrell 及其同事 (2011) 发现,那些在 8 点前就开始上课的学生,不仅在第一节课表现不佳,而且所有课程成绩都更差。影响程度相当显著,早课时间每推迟一小时,成绩就提高 0.15 个标准差。作为参照,美国黑人和白人学生之间的成绩差距约为 1.0 个标准差。

…近期有两项研究与中小学教育环境的关系更为直接。一项关于初中开学时间的最新研究利用了北卡罗来纳州威克县阶梯式公交系统的变化。由于招生人数的快速增长和学区范围的调整,该地区许多初中的开学时间都发生了变化,部分学生被安排在早上较早的时段乘坐校车,而另一些学生则在较晚时段。Edwards (2011) 的分析表明,如果早课时间推迟一小时,学生的阅读测试成绩可以提高 0.03 到 0.10 个标准差,数学测试成绩可以提高 0.06 到 0.09 个标准差。弱势学生的受益程度几乎是优势学生的两倍,而且这种积极影响会一直持续到高中阶段。在对北卡罗来纳州威克县的研究中,Edwards (2011) 估算,如果让所有学生在上午 9:15 开始上课,每个学生每年需要额外花费大约 150 美元。假设学生在 K-12 阶段总共就读 13 年,累计下来,总的交通成本将增加 1,950 美元。

…芝加哥公立学校的一项高中生研究给出了一些新的见解。Cortes, Bricker 和 Rohlfs (2009) 考察了芝加哥高中生在上午和下午课程中的表现差异。在芝加哥,学校通常不晚于早上 8 点开始,但学生经常迟到。研究人员发现,与其他时段相比,学生在第一节课的缺勤率每年大约高出 6 天。此外,学生在第一节课的成绩和测验分数也明显偏低。例如,如果数学课被安排在第一节,学生在年终标准化数学考试中的表现会系统性地更差;同样,如果英语课被安排在第一节,学生在英语考试中的表现也会较差。

…Hinrichs (2011) 对明尼阿波利斯 1997-1998 学年学校作息时间调整的细致分析,却为这一问题提供了一些相悖的证据。当时,明尼阿波利斯和附近几个郊区把高中早课时间从 7:15 推迟到了 8:40,而圣保罗等其他郊区则维持 7:30 的早起时间不变。Hinrichs 发现,与那些一直坚持较早开学的地区相比,推迟了早课时间的地区,学生的出勤率和 ACT 考试成绩并没有发生变化。

…为了量化学习成绩提升带来的经济效益,我们采用了 Krueger (2003) 的研究方法。数据显示,考试成绩每提高 1.0 个标准差,未来收入就会增加 8%。我们参考了 Current Population Survey (2008) 的年龄-收入曲线,并假设实际工资和生产率每年增长 1%。通过计算学生考试成绩提高 0.175 个标准差所带来的收入提升的现值(贴现率为 4%),我们得出结论:如果学校将早课时间推迟一小时,每个学生未来收入的现值预计将增加约 17,500 美元。

人类青春期睡眠时间、昼夜期相位和夹带相角的纵向评估, Crowley et al 2014:

这项研究纳入了 94 名青少年,其中 38 名(21 名男孩)在基线评估时 9-10 岁(简称「小组」),56 名(30 名男孩)在基线评估时 15-16 岁(简称「大组」)。受试者完成基线评估后,在接下来的 2.5 年里每隔六个月接受一次随访评估。每次评估期间,受试者先在家连续佩戴腕式活动记录仪至少一周,以记录其自主选择的睡眠时间,随后到实验室测量暗光褪黑素初始释放时间(dim light melatonin onset, DLMO)相位,作为内源性昼夜节律的标志。研究者从活动记录仪数据中提取了工作日和周末的睡眠开始时间、结束时间,以及两者的差值。时相角定义为 DLMO 与工作日睡眠开始或结束时刻之间的时间间隔。结果显示,两组受试者随年龄增长,其睡眠开始时间(包括周末和工作日)、周末睡眠结束时间以及 DLMO 时相都呈延迟趋势。工作日睡眠结束时间在小组有提前趋势,而大组在 17 岁以后则呈延迟趋势。小组的周末-工作日睡眠结束时差随年龄增加,大组这一差值在 17 岁以后减小… 总的来说,本研究提示青少年的昼夜节律和自主选择的睡眠时间随年龄增长而延迟,但上学期间工作日的起床时间会提前,高中毕业后这一时间又会延迟。

…青春期(第二个十年)的过渡常伴随着睡眠/觉醒行为向晚间延迟的转变。全球各地的调查研究表明,随着年龄增长,青少年在学校日和非学校日的就寝时间都变晚了,在非学校日或假期的起床时间也变晚了[1-7]。使用动作记录仪(生物钟监测仪)估算睡眠的横断面和纵向研究也支持这些发现[8,9]。随着青少年年龄的增长,他们倾向于「夜间型」的作息[10]。这种转变似乎与青春期发育有关[11,12]。对美国学生来说,这种睡眠行为的延迟往往与最早的早课时间同时发生,这减少了许多人在上学日的睡眠机会。针对青少年睡眠时长的横断面和纵向研究反映了这一情况,显示总睡眠时间随年龄增长而持续减少[1,9,13-19]。学年期间工作日睡眠不足的情况,通常通过周末睡懒觉来弥补,主要是通过延迟起床时间[1,4,20,21]。在为数不多的报告青少年睡眠/觉醒时间纵向模式的研究中,有两项研究了青少年早期(约 10-13 岁)的情况[2,9]。Laberge 及其同事报告说,根据父母的反馈,加拿大青少年在四年内,学校日和周末的就寝时间都有延迟,周末的起床时间也有延迟。Sadeh 及其同事在一组青少年(基线年龄 9.9 至 11.2 岁)中进行了为期 3 年的跟踪研究,使用动作记录仪发现了类似的与年龄相关的入睡时间延迟。这种睡眠时间的变化可以预测自我评估的青春期发育评分的变化。Andrade 及其同事[20]报告了巴西青少年(12-16 岁)的自报周末起床时间延迟(平均延迟 34 至 39 分钟)。然而,这项测量仅进行了一年。在这一年里,工作日和周末的就寝时间以及工作日的起床时间并没有改变。最后一项纵向研究关注了从高中到大学的过渡[23]。Urner 及其同事使用动作记录仪估算了瑞士学生在高中(17 至 19岁)和 5 年后上大学时的睡眠/觉醒模式。他们发现,在进入大学后,上学日的就寝时间、起床时间和中间睡眠时间平均分别延迟了 34、52 和 44 分钟,但非上学日的睡眠时间没有变化。总的来说,先前的纵向研究主要集中在青春期早期[2,9]或晚期[23],而唯一一项关注相对较广年龄范围的纵向研究,仅跟踪了青少年一年的时间[20]。

睡眠大衰退:美国青少年睡眠时间的变化,1991-2012 年, Keyes et al 2015:

方法:使用了 1991-2012 年「监测未来」项目的数据,对 1973-2000 年出生队列的美国青少年进行全国代表性年度横断面调查,样本量为 272077 人。调查询问青少年每周睡眠 7 小时以上的频率,以及睡眠不足的频率。研究通过构建年龄-时期-队列模型对数据进行分析。

结果:在过去 20 年中,美国青少年的睡眠时间总体呈下降趋势;其中 1991-1995 年和 1996-2000 年之间的下降幅度最大。

电子设备发出的蓝光会影响睡眠,尤其是对青少年 - The Washington Post

学生如何获得更多睡眠 - The New York Times (nytimes.com)

行尸走肉 | The New Yorker

将教育与青少年生物学同步:“让青少年睡觉,晚点上课”, Kelley et al 2014

2013 年,时任美国教育部长的 Arne Duncan 在推特上呼吁:「让青少年多睡会儿,推迟学校开学时间吧。」本文综合了过去 30 年来睡眠医学和昼夜节律神经科学领域的重要研究成果,深入探讨了学校过早上课对青少年学习和健康的种种不利影响。文章首先概述了青春期生物钟节律的变化如何导致青少年的睡眠模式发生改变,进而得出结论:根据青少年的作息规律调整教学时间,不仅可以大大提高学习效率,还能显著降低健康风险。随后,文章进一步梳理和分析了教育学、睡眠医学和神经科学领域的相关研究,充分论证了推迟学校早课时间所带来的诸多裨益。在研究其他旨在改善学习效果的教育干预措施时,文章也简要探讨了推迟早课时间在实施过程中可能遇到的问题。最后,作者从实践和政策的层面,深入分析了引入与青少年生物节律相协调的科学化延迟早课时间所产生的积极影响和深远意义。

…青春期的生物学变化决定了青少年需要 9 小时的睡眠时间,并且起床和入睡时间相对较晚,这一现象在其他哺乳动物中也有发现(Hagenauer et al 2009; Rüger et al 2012)。在青春期高峰阶段,这两大生物学变化叠加在一起,导致青少年每个上学日都会损失 2-3 小时的睡眠。对年长青少年而言,早上 7 点的闹铃无异于让 50 多岁的老师凌晨 4 点半起床。如果学校的课程安排未能适应青少年生物钟的这种变化,他们就会长期、慢性地陷入无法弥补的睡眠不足。如此严重的睡眠匮乏会给正值身体和神经系统敏感发育期的青少年带来生理、代谢和心理上的损害(Hansen et al 2005; Giedd 2009; Giedd et al 2012; Sawyer et al 2012; Sørensen et al 2012; Foster et al 2013)。

…睡眠-觉醒周期是由两个因素相互作用而产生的:一是 SCN 起搏器形成的昼夜节律,它主导我们的警觉状态;二是内稳态睡眠周期,它随着清醒时间的延长而加重我们的睡意,又随着睡眠时间的增加而逐步消退这种睡意。这两个看似对立的过程相互制衡,确保我们在白天保持清醒,夜晚酣然入睡。然而,它们的相互作用还会产生一个颇具矛盾性的现象——「觉醒维持区」(Dijk and Czeisler 1995; Shekleton et al 2013)。这个时期通常出现在正常入睡前的几个小时,恰恰是许多青少年睡眠困难的主要原因之一。傍晚时分,内稳态周期带来的睡意往往较低,难以完全抵消昼夜节律驱动的警觉性,导致人在入睡前的几个小时内难以入眠。青春期的生物钟会发生推迟,延后入睡时刻,使得「觉醒维持区」更加靠后。

…睡眠的稳态调节机制也随之发生改变,睡眠压力的积累变得更为缓慢。这意味着,人们需要更长的时间才能达到启动睡眠所需的临界阈值,这也导致了入睡时间的推迟。这就是包括青少年在内的我们无法轻易选择比平常更早入睡的原因所在——大脑在那段时间仍在促进清醒状态。睡眠倾向时间的这些生物学变化,是与学校早课时间发生冲突的根本原因。大脑不允许学生早睡,但学校早课时间却要求青少年在他们的昼夜节律周期中过早醒来(或被叫醒),这就系统性地压缩了青少年的睡眠时间,导致了严重而持续的睡眠不足问题。反过来,睡眠时间不足和慢性睡眠剥夺等睡眠紊乱问题,会对认知功能、情绪和身心健康产生负面影响(Lockley et al 2004)。

…近期的一篇综述引用多项研究表明,睡眠不足与免疫功能受损、代谢紊乱、糖尿病、高血压、焦虑、抑郁和肥胖等多种健康问题密切相关(Luyster et al 2012)。该综述得出的总体结论是,每晚睡眠时间少于 6 小时可能会危害身心健康。一项新近发表的巧妙实验进一步支持了这一结论。研究人员比较了受试者连续一周每晚睡眠 5.7 小时(实验组)和 8.5 小时(对照组)的情况下,睡眠不足对人体的负面影响。结果发现,实验组有 711 个基因因睡眠不足而表达上调或下调,睡眠不足对人体昼夜节律相关基因的表达具有高度显著影响(Möller-Levet et al 2013)。

…大量研究表明,睡眠不足和长期睡眠剥夺也会对青少年产生显著影响。一些针对青少年的研究发现,睡眠问题会导致他们出现沟通障碍、注意力下降、认知能力减弱、不自主入睡、运动能力下降、冒险行为增多,以及情绪模式改变,尤其容易引发抑郁情绪(Millman 2005; Knutson et al 2007; Hagenauer et al 2009; Foster et al 2013; de Souza and Hidalgo 2014)。考虑到青少年的睡眠时长在休息日和工作日的差异大于其他任何年龄段,且他们需要比成年人更长的睡眠时间,上述现象并不令人意外。此外,其他研究指出,睡眠时间不足会全面地损害青少年的学习和学业表现(Curcio, Ferrara, and De Gennaro 2006),包括学业成绩欠佳和长期记忆编码能力较差(Carskadon 2011)。这些有关青少年睡眠问题的研究结果,与表 1 所总结的成年人睡眠问题研究结论一致(Foster and Wulff 2005; Wulff et al 2011)。

…其他证据也表明,青少年长期严重睡眠不足会影响他们的警觉性和表现。数据显示,青少年司机在早晨发生事故的概率达到峰值(Czeisler 2009),这在老年司机中很少见。这一现象说明,在生物钟紊乱的状态下醒来,且没有得到充分休息,会显著影响驾驶能力。肯塔基州的一个学区将学生早课时间推迟一小时后,学生普遍反馈睡眠时间增加了一小时,而不是因此熬夜更晚。这一举措对 17-18 岁学生驾驶员在上学日的交通事故率影响显著:全州事故率上升了 7.8%,而该学区的事故率却下降了 16.5%(Danner and Phillips 2008)。这一发现在弗吉尼亚州也得到了证实(Vorona et al 2011)。纵观全局,在现代社会中,睡眠不足和剥夺已经达到了流行病的程度。最近一项关于工作/学习日程与生物节律差异的综述量化了不同年龄段的睡眠不足状况(Foster et al 2013)。一项大规模国际调查(样本量约 15 万)对受访者的时间类型偏好进行了评估,结果显示夜猫子类型在青春期迅速增加,且女性较男性提前,这与青春期早发同步。这种偏好在成年初期(平均起始年龄为 20.2 岁)开始缓慢逆转,此时作息时间类型再次提前,起床时间也随之变早(Roenneberg et al 2004)。研究还发现,当不受到学业干扰时,青少年工作日的睡眠时间与周末基本一致(Hansen et al 2005; Jenni, Achermann, and Carskadon 2005)。睡眠时间下降的原因体现在工作日和非工作日的睡眠时长差异上。这一差异在青春期后期接近三小时(图 1)。周末是无法弥补如此巨大的睡眠缺口的。简单计算一下就明白了:如果工作日每天少睡三小时,周末每晚需要额外睡 15 个多小时才能补回来,这无论生理上还是现实中都是不可能的。

…一项针对西班牙 12-16 岁学生的研究发现,夜型人群的学业表现明显逊于其他作息类型(Escribano et al 2012)。在德国,相比朝型学生,夜型高中生显著更频繁地依赖咖啡、可乐、酒精和尼古丁等物质来调节睡眠(Preckel et al 2013)。巴登-符腾堡州的一项研究也发现,夜型人群在高中会考(Abitur)中的得分(是德国大学入学参考的标准)明显更低(Randler and Frech 2006)。此外,还有研究指出,夜型青少年可能面临更高的身心健康风险(Giannotti et al 2002; Hsu et al 2012)。这些发现与青少年群体的其他研究结果一致,即睡眠不足会快速导致神经行为表现下降(Möller-Levet et al 2013),且青少年时期心理健康问题的诊断率较高(Wulff et al 2011)。以昼夜节律睡眠障碍(ICSD-II)中的延迟睡眠期型为例,其在美国 15-24 岁青少年和年轻人中的患病率高达 7-16%,超过 290 万例(Kelley and Lockley 2013)。

…将教育开始时间与青少年的生物节律相协调,是解决青少年在校期间普遍存在的慢性睡眠不足问题的最直接有效的方法。天文时间数据和国际研究表明,10 岁孩子的生物唤醒时间约为 06:30,学校早课时间应为 08:30-09:00;16 岁青少年的生物唤醒时间约为 08:00,学校早课时间应为 10:00-10:30;18 岁的生物唤醒时间约为 09:00,学校早课时间则应为 11:00-11:30(Kelley and Lockley 2013)。遗憾的是,此前关于推迟学校早课时间的研究大多采用了 09:00 之前的时间,远低于实际所需的调整幅度。即便如此,这些小幅度调整也已显示出积极效果,促使众多研究者呼吁进一步推迟学校早课时间(如 Hansen et al 2005; Jenni, Achermann, and Carskadon 2005; Czeisler 2009; Giedd 2009; Hagenauer et al 2009; Foster et al 2013)。在有力研究证据的推动下,一些教育机构已经开始执行延迟早课时间的政策,也有组织和个人积极倡导学校作息时间的系统性改革。综合相关研究,Kirkby, Maggi 和 D'Angiulli (2011)指出,推迟早课时间不仅有助于改善睡眠、健康和学习状况,而且就组织成本而言,其潜在回报是巨大的。Jacob & Rockoff 2011 也得出类似结论,认为适度延后早课时间这一研究充分的举措,能显著提高学习效果,且几乎不会带来额外成本。

…在北卡罗来纳州韦德县的一项研究中,由于校车运营时间安排的改变,研究人员得以比较不同学校因早课时间不同而产生的效果差异(Edwards 2012)。通过分析大样本数据(样本量超过 4000),研究发现,早课时间推迟一小时,学生在全州范围内的数学测试成绩显著提高了两个百分点,阅读成绩也有类似变化。这项研究有两个引人注目的发现:一是对原本成绩处于较低水平的学生而言,成绩提高更加明显;二是 8 年级学生成绩提高了两个百分点,这一效果在两年后的 10 年级仍然存在。在基于睡眠科学的首批大规模研究之一中,明尼阿波利斯公立学区的七所综合高中将早课时间从 07:15 调整到 08:40(Wahlstrom 2002)。研究使用了政策实施前后超过 5 万名学生的数据,近期在另外三个州的学校中得到重复验证(Wahlstrom et al 2014)。学生自我报告的结果表明,他们喜欢这一变化。与另外两个类似学区的学生相比,推迟上课后,他们每天多睡了一小时,同时在出勤率、学习成绩、课堂表现和情绪等方面也有所改善。与多数研究不同的是,该评估涵盖了大量变量的数据,其中包括来自家长的详细反馈。家长们对推迟早课时间持非常积极的态度,92% 的人表示喜欢这一改变,认为孩子更容易相处,家人有了更多交流时间(CAREI 2002)。在美国空军学院的一项引人注目的案例研究中,研究者考察了三年间 18-19 岁新生的学业表现,这期间每年开学时间都在 07:00 到 07:50 之间变动(Carrell, Maghakian, and West 2011)。学院采取随机分配学生至授课教师和班级,在任一天,只有部分学生在较早时间上课,其他人则拥有更多自主安排时间(样本量为 6165)。研究发现,个体学生的课程开始时间越晚,他们在整门课程的总体表现就越优异。学生成绩提高的显著程度相当于教学质量提升了 1 个标准差。有趣的是,被安排在 08:00 之前上课的学生,不仅在第一节课表现欠佳,当天所有课程的表现都不尽如人意。此外,早课时间每推迟 1 小时,学生成绩提高 0.15 个标准差,效应不容小觑。研究者将这一变化与美国黑白人学生之间 1 个标准差的成绩差距相比较,以彰显推迟早课时间的影响力。

…目前,一些学校和大学已经尝试将早课时间推迟到上午 10 点或更晚(例如伦敦大学传媒、艺术与设计学院的早课时间为 10:30),但大多数还没有展开系统的正式研究。新西兰的一项研究表明,同一所学校里 16 岁以上、10:30 开始上课的学生,与 9 点上课的 14-15 岁学生相比,后者报告的睡眠不足更多、起床困难更大(p<.001),且在工作日早 7 点后起床的比例也显著更低(p<.0001)(Borlase, Gander, and Gibson 2013)。土耳其萨卡里亚大学每天分两个时段授课(08:00-14:50 和 15:00-21:50),学生的学业表现因上课时段和个人作息类型而异。该校大多数考试安排在 09:30 进行,研究发现教学和考试时间都会影响学习成绩:晚睡晚起型学生在第二时段表现更优异,而在早上考试时发挥欠佳(Bes ̧oluk, Onder, and Deveci 2011)。值得一提的是,Shekleton et al 2013 意外地发现,学生在上午较晚时段(WMZ)的整体表现优于清早。这些研究数据启示我们,探讨适合青少年的校园作息时间上限,对于优化教学效果和促进学生全面发展具有重要意义。亚洲等地教育系统在晚间较早时段授课所取得的显著成效,也证实了直到晚上 8 点可能都是青少年高效学习的黄金时间。适度延后早课时间并合理安排课程表,有望让学生以更健康、更优异的状态投入学习,值得教育工作者深入研究和科学施行。

在美国推迟早课时间:经济分析, Hafner et al 2017:

研究问题:

大量研究表明,推迟学校早课时间有助于提高学生的学习成绩,改善他们的身心健康,并提升公共安全水平。尽管这些好处有案可稽,但美国社会对于推迟早课时间的做法仍存在普遍反对意见。反对者主要担心早课时间推迟后,可能需要调整校车线路等,由此导致交通运输成本大幅增加。本研究旨在评估一项政策实验,即全美各州学校都统一推迟到 8:30 上课,这会带来什么经济影响。研究人员将深入分析这一政策在全州范围内的经济效应,以判断其经济可行性。

这项研究采用创新的宏观经济建模方法,评估了美国 47 个州推迟学校开学时间后的经济表现变化,包括学生学业成绩提高和交通事故率下降带来的效益。研究的成本效益预测表明,推迟学校早课时间是一项经济有效的全民策略,有望对公共健康和美国经济产生重大影响。从政策角度来看,研究结果证实,推迟学校早课时间这一政策变革实施后,在相对较短的时期内即可获得显著经济效益。

主要发现

上午 8:30 上课还为时过早吗?上午 10 点早课时间改善了 13-16 岁学生的健康和表现, Kelley et al 2017 (quasi-experiment):

虽然大量研究已经证实了推迟学校早课时间的种种益处,如学生出勤率提高、考试成绩进步、睡眠时长延长等,但很少有研究将早课时间推迟到上午 9 点以后。本文介绍了一项针对 13 至 16 岁学生的研究,考察了上午 10 点开始上课的实施情况和效果。研究在英国一所公立高中开展,历时 4 年,采用前后前(ABA)设计。第 0 年(基线)早课时间为 8:50,第 1、2 年(干预期)推迟至 10:00,第 3 年(回归期)恢复到 8:50。研究以全校学生为样本,采集学生健康状况(因病缺勤率)和学业表现(全国统考成绩)两项指标。结果显示:10 点上课两年后,学生患病率大幅下降逾 50%(p<0.0005,效应量 Cohen's d=1.07);改回 8:50 上课,患病率又反弹上升 30%(p<0.0005,Cohen's d=0.47),抵消了先前的改善效果。10 点上课还使全国统考中取得良好进步的学生比例提高了 12%(p<0.0005),相当于超出国家标准 20%。这些发现表明,将高中早课时间推迟到 10 点,能够显著降低学生患病率,大幅提高学习成绩。10 点这一时间较 8 点半更晚,或许更契合青少年昼夜节律推迟的生理特点,尤其适合晚睡型学生。这一举措几乎没有任何代价,却能产生可观效益。

340 万个现实世界的学习管理系统登录显示,大多数学生经历的社会时差与表现下降相关, Smarr & Schirmer 2018

个体内在生物钟节律与社会环境要求的错位,即社会时差(SJL),会导致学习和注意力下降。目前,我们还没有办法全面评估不同时间安排导致的 SJL 对大群体学习表现的影响,更难以判断哪些个人会因此受到最严重的负面影响。为了探索在线学习系统作为分析 SJL 影响的工具的潜力,我们以美国东北伊利诺伊大学 14894 名学生两年的登录数据为样本,研究了 SJL 对大样本群体整体学习状况的影响,同时也关注其对每个个体的具体影响。通过将个人日常活动节律与已知生物节律规律进行验证,我们发现大多数学生平均承受超过 30 分钟的 SJL,SJL 幅度越大,学业成绩就明显越差,生物节律偏晚的人群尤其容易受到影响。我们的研究表明,在线学习记录可以用于描绘 SJL 在个人和群体层面的影响模式,有助于深入分析不同人群特征,为优化课程时间安排、最小化 SJL 对学习的负面影响提供决策参考。

全天的学业成绩:来自随机课程表的证据, Williams & Shapiro 2018

这项研究加深了我们对学校课程时间安排如何影响学业成绩的认识。我们重点关注了三个与课程安排相关的因素:学生疲劳程度、授课时间以及教师授课安排。研究利用美国空军学院五个学年的随机排课数据进行分析,这所学校采用标准化的成绩评定规则,且不同课表结构差异明显。通过分析超过 18 万个学生-课程的学习结果,我们发现了连续上多门课导致学生出现认知疲劳的因果关系证据。即使是同一门课,仅因为之前课程安排的不同,学生的预期表现也可能相差高达 0.15 个标准差。在其他条件相同的情况下,学生在下午的表现优于清晨。我们还注意到,教师重复授课有助于提高教学质量。不同能力水平学生呈现的异质性效应表明,总体学习成绩的提升是有可能实现的。合理优化课程安排,其效果相当于将教师教学水平提高三分之一个标准差。重新规划学生的日常课表,是一项很有前景且可能成本较低的教育干预措施。

时序和学校时间的相互作用可以预测学校的表现, Goldin et al 2020

大多数青少年的作息节律类型非常偏晚,而学校往往要求他们一大早就开始上课,这种时间错位可能会影响他们的身心健康。本研究考察了个人作息节律与学校早课时间的交互作用对学习成绩的影响,对象是 753 名阿根廷学生,他们被随机分配到早上(07:45)、下午(12:40)或晚上(17:20)开始上课。尽管学生的作息节律会在一定程度上适应早课时间,但这种适应并不足以完全抵消上学时段差异的影响。研究发现:(1)对于上午上学的学生,作息类型偏早的学生各科成绩都比偏晚的学生好,数学成绩的差异最为明显;(2)到了下午,作息节律早晚的学生之间的成绩差异消失了;(3)作息偏晚的学生在晚上上课时表现更佳。综上所述,这些结果表明,当学校作息时间与青少年的生物节律相匹配时,学习成绩就能得到提高。


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