一些唾手可得的事例表明,教育系统并非以优化学习为宗旨。
译者按
这篇文章的作者在十多年前就收集了大量可以改进教育系统的方法。
但他发现,绝大多数能够改善学生学习的方案并没有得到重视和实施。
可以说,教育系统上面的大人物并不关心学生有没有在高效学习。
作者参考的文献和网址加起来约有七十多条,欢迎各位读者在论证教育相关问题时引用。
Philip Greenspun(美国知名计算机科学家、教育家)
专为教学而生 Washington Monthly
然而,在另一所大学,情况则……截然不同,「难度更大」。首先,她的教授似乎从不直接讲解任何内容。相反,他总是提出一些看似含糊其辞的问题,然后让学生们「自己去查资料,找出答案」。即使在忙了一整天卖爆米花后,她也不敢逃课,因为她是一个研究小组的成员,大家共同探讨棘手的难题,她不想辜负团队的期望。她确实感到收获颇丰,但始料未及大学学习竟会如此繁重。
不过,Hayley 在卡斯卡迪亚学院(毗邻华盛顿大学)的求学经历,充分体现了该校的比较优势,这一点有确凿的数据支撑。尽管该校学生入学时的学术背景通常不如华大新生,但他们中那些毕业后继续在华大深造的卡斯卡迪亚学子,成绩优于其他学生。再也找不到比这更有力的证据,来证明学生在卡斯卡迪亚受到的教育更加优质。
事实上,其他教学质量评估指标也证实了卡斯卡迪亚是美国首屈一指的社区大学。权威教育杂志《华盛顿月刊》根据备受推崇的「学生参与度社区大学调查」数据,首次发布了全美顶尖两年制大学排行榜(详见「美国最佳社区大学」)。卡斯卡迪亚不仅在总排名中位列第二,在与学业成绩和毕业率关联最为密切的「积极协作式教学」评分上更是高居榜首。
卡斯卡迪亚非同寻常的成就令人瞩目,但其成功秘诀并非高额资金投入,该校的人均教育经费与一般社区大学相仿,仅为华盛顿大学的一半。卡斯卡迪亚的卓越表现也并非源于某种其他教育工作者不知道的神奇公式。事实证明,不过多解释、而是让学生通过小组合作探究答案的教学模式,正是被证实最有助于学生学习的有效方法,这一点已经得到数十年研究的支持。然而,绝大多数四年制学院和大学却并未采用这种方式教授本科生,他们过于依赖于陈旧而低效的教学方法,尽管没人认为那些方法真正行之有效。
遗憾的是,这里存在一个问题:事实证明,古老的教学模式并不适合大多数本科生。单调乏味的讲座很难调动学生的积极性,也无法推动他们投入到有难度的动手实践中,而这恰恰是真正掌握大学课程的关键。培养教授的博士项目几乎没有涉及教学理念或方法的指导,而是专注于培养某个狭窄学术领域的专才。教授的聘任和晋升完全基于他们的科研能力,而非教学水平。
极具洞察力的观察家意识到,盲目扩张一套不适合本科教育根本宗旨的体系是一个错误。1963 年,加州高等教育系统的缔造者 Clark Kerr 在哈佛大学发表了一场振聋发聩的演讲。他直言不讳地指出「一流的教师队伍导致对本科教学的忽视」是一个「残酷的悖论」。他进一步解释道,对科研的重视和对教学的投入「并不像我们最初设想的那样协调 … 德国的洪堡模式假定教学必然能因科研而全面受益,但事实并非如此。」Kerr 敏锐地洞悉,其他人后来也逐渐认识到,这种偏差最终导致了「本科教育政策的荒废」。
20 世纪 70 年代,高等教育的大规模扩张趋于平稳。与此同时,一批研究者开始探索和定义优于当时大多数本科生所接受教育的教学方法。其中最著名的要数 Arthur Chickering 和 Zelda Gamson 在 1987 年发表的一篇开创性论文《本科教育良好实践的七项原则》(Seven Principles for Good Practice in Undergraduate Education)。他们综合了多年来认知科学和教育研究的成果,勾勒出了有效教学的基本原则:学生越是积极投入到学习中,就越能够掌握知识,培养关键技能。本科生在解决问题、开展原创研究、合作学习,并得到教授和同学及时反馈时,收获最大。相比之下,被动的、缺乏互动的讲座式教学无疑是最糟糕的教学方式。
一个重要公共机构存在明显缺陷,众所周知却长期被忽视,这种情况并不多见。但在高等教育领域,这恰恰是一直在发生的事情。Clark Kerr 在 1963 年提出的观点今天依然发人深省。Chickering 和 Gamson 的七项教学原则发表于 20 年前,如今卡斯卡迪亚学院的成功实践已经证明,这些理念不仅在个别课堂行之有效,更可以在全校推广。然而,低质量的教学现象仍普遍存在。正如哈佛大学前校长 Derek Bok 最近指出的那样,「大学虽然给学生带来诸多益处,但远没有尽到应尽的责任。」大学肩负着传道授业、探求真理的使命,却拒绝采用已被证实行之有效的教学方法,这种讽刺现象既令人痛心,影响也极为深远。
改变这一现状绝非易事。新建高校的机会不多,既有院校也不能全盘推倒重来。同时,我们没有理由相信高等教育机构会主动变革。
然而,有一个被证实能够让许多大学校长重视并迅速推行改革的方法,那就是改变他们在市场中的声誉。U.S. News 的大学排名虽然存在严重缺陷,但其影响力却不容小觑。当该杂志将校友捐赠率纳入排名因素后,全国各地如雨后春笋般涌现出数百个呼叫中心,在晚餐时间骚扰民众要求捐款。如果学校的声誉取决于教学质量的评估标准,高等教育领导者们就不得不做出他们数十年来竭力回避的艰难抉择。衡量四年制大学教学卓越性的可靠指标确实存在,但目前只有大学管理者才能接触到这些数据。学生和家长需要先了解这些信息,才能推动学校进行改革。华盛顿应当要求这些信息向所有人公开。
大学与经济增长 (greenspun.com)
在 11 世纪,教授讲课是非常必要的。除了讲课,还有什么方法能将知识从一个人传播给 100 个人呢?印刷成本高昂,工序繁琐。让修道士手抄 100 本教科书,在经济上根本行不通。
大学还引入了一项重要的质量控制机制:学生协会根据教授的教学水平、吸引学生的数量以及是否准时上课,来决定教授的薪酬。
过去,学生去教室听课和完成课后作业是理所当然的事情。那时学生的住处可能没有暖气,去教室上课仅仅是为了取暖也无可厚非。1088 年的学生没有电视、收音机、互联网、电子邮件、即时通讯、手机等娱乐设施,学生去听课很可能只是为了在课堂上寻求一些娱乐消遣。
在那个年代,学生完成作业只能在图书馆或者家中,而这两个地方都没有电视、电子游戏、电子邮件等让人分心的事物。
这如何改变了上课的方式?我们仍然有讲座和家庭作业,就像 1088 年一样。试想,还有什么行业能够在完全不融入过去 1000 年中一些技术的情况下生存发展呢?
技术的改进使得传统的大学教学方法效果大打折扣。学生在温暖舒适的公寓里,睡个懒觉似乎比去听课(或者看《早安美国》)更有吸引力。而坐在课堂上的学生,手里拿着可以浏览网页、收发短信、玩游戏、跟同学分享照片或视频的电子设备,也很难全神贯注听讲。
在现代化的宿舍里完成作业更是困难重重,电视、互联网、YouTube、即时通讯、电子邮件、电话和电子游戏无处不在,诱惑着学生们分心。在这种大环境下,能够在大学四年的学习生涯中受益最多的,往往不是那些最有天分的学生,而是那些能够养成良好学习习惯的学生。
尽管让员工在家办公可能节省开支,但没有公司愿意完全依赖这种方式来完成工作。公司之所以愿意花费大量资金租赁商业办公场所,就是为了创造一个受干扰较少的环境,让员工在此度过每天的大部分时间。
犹他州一所初创的盈利性计算机科学大学──Neumont 大学向我咨询如何规划学校发展。由于他们不知道这些想法有多不可行,因此采纳了我提出的大部分建议。他们的学生多来自中产阶级家庭,不需要长时间的暑假参加父母安排的欧洲旅行,也无需在冬季休一个月的假去加勒比海游玩。学校只是简单调整了授课时间,从周一到周五,朝八晚五,全年授课,学生就可以在约两年半内获得计算机科学学位,比传统大学少花一年半时间,也就减少了一年半向父母要钱的时间。
Neumont 还采用了项目制学习模式。尽管该校新生的 SAT 成绩和高中成绩远低于犹他大学新生,但 Neumont 的教学成果更胜一筹。相比之下,在犹他大学修完传统的「讲座+作业」的计算机科学课程的毕业生,年龄要比 Neumont 毕业生大 1.5 岁,起薪更低,就业机会也更少,尽管犹他大学拥有更优秀的生源和 150 年的历史积淀。
改进计算机科学本科教育 – Philip Greenspun’s Weblog
讲座怎么样?如果你需要向 100 个人广播一些信息。在 1865 年,印刷成本高昂,电话、电视和互联网尚未出现,讲座可能是向众多听众传播知识的不二法门,尽管人类的阅读速度是听觉的三倍。相比之下,到了 2007 年,教师只需给学生发送电子邮件或提供网页链接,便可轻松地给 100 个人共享资源。
- 大量研究表明,长时间的讲课往往效率奇低。美国联邦航空局规定,飞行学校的授课时长不应超过 20 分钟左右。
- 学生学习收获最大的,其实是在实验和项目中。一所将实践项目作为教学核心的大学,已迅速跃居美国本科工程院校之首(https://www.olin.edu/)。
- 工程师成长的关键,在于参与一系列规模不断递增的项目,而非机械地完成每周的作业或一个大项目的零散部分。
- 计算机科学本科所学的一切,都可纳入涵盖完整工程周期的项目予以传授——比如布置开发飞行模拟器的任务,同时在其中教授物理和微积分的知识。
- 在互联网时代,将授课与评分分离不仅有意义,而且易于实现。教师可以设定标准,但学生最终是否达标,则交由他人来评定。
计算机科学本科标准课程有什么问题 (greenspun.com)
教授软件工程 (greenspun.com)
暑假对学生的学习会造成严重的负面影响,而低收入家庭的孩子受到的冲击尤为严重。让暑期变得有意义:暑期项目如何促进孩子们的学习 | RAND
暑假期间,许多学生的知识和技能都退步了。暑假结束后,学生的学习表现平均比春季学期末倒退了一个月之久。然而,这种「平均」退步并非每个学生都会经历。暑假学习退步对低收入家庭的学生影响更加显著。尽管所有学生在暑假期间的数学成绩都有所下滑,但低收入家庭学生在阅读能力方面的损失更大,而高收入家庭学生的阅读能力则可能有所提升。最令人忧虑的是,暑假学习损失会产生累积效应;久而久之,低收入家庭学生和高收入家庭学生在暑期学习进度上的差异会对成绩差距产生相当大的影响。
- Cooper, Harris, Kelly Charlton, Jeff C. Valentine, and Laura Muhlenbruck, with Geoffrey D. Borman, Making the Most of Summer School: A Meta-Analytic and Narrative Review, Monographs of the Society for Research in Child Development, Vol. 65, No. 1, Malden, Mass.: Blackwell Publishers, 2000
- Cooper, Harris, Barbara Nye, Kelly Charlton, James Lindsay, and Scott Greathouse, “The Effects of Summer Vacation on Achievement Test Scores: A Narrative and Meta-Analytic Review,” Review of Educational Research, Vol. 66, No. 3, Fall 1996, pp. 227-268.
- Cooper, Harris, Jeffrey C. Valentine, Kelly Charlton, and April Melson, “The Effects of Modified School Calendars on Student Achievement and on School and Community Attitudes,” Review of Educational Research, Vol. 73, No. 1, Spring 2003, pp. 1-52.
我们参考 Cooper, Nye, et al (1996) 的工作,采用计算机参考文献数据库关键词检索、梳理相关文献列表,并借助校外时间(out-of-school-time, OST)领域教育研究专家的方法开展文献搜索。Cooper, Nye, et al (1996) 通过对 1975 年至 1994 年发表的研究进行广泛的元分析,系统总结了暑期学习损失的早期证据,为后续研究提供了坚实的基础。他们使用的关键词包括:summer loss, summer vacation, summer break, summer intercession, summer school 和 summer variations,在 ERIC(Education Resources Information Center,教育资源信息中心)和 PsychLIT 等计算机参考文献数据库中进行搜索。
我们确定 Cooper, Nye, et al (1996), Heyns (1978, 1987) 以及 Entwistle & Alexander 1992 的研究是暑期学习损失领域的奠基之作。我们搜索了引用这些文章的后续研究。谷歌学术共索引了 294 篇引用 Cooper, Nye, et al (1996) 研究的文献;我们对其他几篇关键文献也进行了类似的搜索。我们审阅了引用这些关键文章的每一篇索引文献,评估其是否符合纳入标准:(1) 研究对象是幼儿园至八年级的学生;(2) 测量了学业领域的暑期退步。
我们还搜索了 1994 年以来发表的文章。搜索的数据库包括 ERIC、JSTOR、ISI Web of Knowledge 和 Google Scholar。我们尽可能使用「词库词」。如 “summer programs”,并与 “loss”, “slide” 或 “gap” 等关键词配对;ERIC 数据库分别检索到 41 篇、47 篇和 29 篇相关文献(共 117 篇)。通过 Google Scholar,我们发现 69 篇文献同时包含 “summer program” 和 “academic achievement” 及一系列与 loss 相关的关键词,其中 23 篇发表于 2000 年至 2010 年间。JSTOR 索引了 38 篇与 “summer loss” 相关的文章;ISI Web of Knowledge 用于查找 2000 年以来发表的 19 篇文章。我们通过审阅文章摘要,判断其是否包含暑期学习损失的信息或评估,以及是否符合纳入标准。第二章将更加详细地探讨暑期学习损失的程度、累积效应,以及在不同学科和年级间的差异。
著名的 RAND 公司在今天发布的一项研究表明,学生在暑假期间出现的知识和学习技能流失,会随着时间推移在其教育生涯中不断累积。这进一步拉大了低收入家庭学生和高收入家庭学生之间的成绩差距。
该研究证实,参加夏季学习项目可以有效阻断学生的学业退步。那些参与夏季项目的学生,往往比没有参加同类项目的同龄人在学校表现得更加优异。
…「现有研究越来越清楚地表明,对许多弱势学生而言,传统的每学年 180 天、每天 6 小时的学校教育模式远不能满足他们应有的教育需求。」华莱士基金会社区项目主任 Nancy Devine 指出,「这项备受期待且恰逢其时的 LAND 报告《让暑期更有意义》证实,所谓『暑期学业退步』现象对低收入家庭学生的影响格外严重。报告指出,尽管开展高质量的夏季学习项目颇具挑战,但却是一条值得探索的发展路径。」
然而,McMullen 和 Rouse 在 2012 年发表的论文 《全年学校教育对学业成绩的影响:强制学校日历转换的证据》 则表明,单纯重新安排假期可能并不奏效(这一结果与间隔重复理论的解释相悖)
2007 年,北卡罗来纳州韦克县的 22 所学校从传统学年制转为了全年学制,将 180 天的教学时间平均分布到整个年度。这项研究利用这一自然实验来评估全年学制对学生学习成绩的影响。我们构建了一个多层次固定效应模型,以区分全年学制的影响与其他学校、家庭和个人因素的混杂影响。研究结果表明,全年学制对普通学生的学业表现基本没有影响。此外,当我们按种族对数据进行分类分析时,也没有发现任何种族群体能够从全年学制中受益。
…支持全年学校(YRS)日历的人士认为,YRS 有利于学生发展,因为它能够减轻漫长暑假带来的学习损失问题。倡导者进一步指出,学业的长期中断尤其不利于家境贫困、学习成绩不佳的学生,因为他们在暑假期间更难获得额外的学习机会(Von Drehle, 2010)。大量关于暑期学习损失的文献也支持这些观点。研究表明,学生的学业表现在暑假期间往往会停滞不前。对于成绩落后和弱势学生而言,离开学校环境时,学习成绩常常出现下滑(Cooper et al 1996; Jamar 1994;Alexander et al 2007)。有五项研究发现,到初中毕业时,社会经济地位差异所导致的学业成就差距,有近三分之二可以用暑期学习损失的影响来解释。然而,我们必须认识到,YRS 能否有效应对暑期学习损失,很大程度上取决于人力资本积累的过程本身。本文提出的简单模型表明,只有当学习损失随着放假时间的延长而加速,或者学习收益存在递减规律时,YRS 才能真正改善学业表现。换言之,即便弱势学生比富裕学生在暑假期间损失更多人力资本,如果人力资本积累过程不满足特定的非线性特征,YRS 也无法缓解这个问题。假如 YRS 的主要功能是补救暑期学习损失,那么它的效果应该不会超过已有研究所揭示的暑假对学业造成的负面影响——这种影响很少超过学生成绩标准差的 0.1,而且通常接近于零(Downey et al 2004; Cooper et al 1996)。
我们的研究是对一系列主要来自经济学以外领域的文献的补充,这些文献 Cooper et al 2003 的元分析中得到了很好的总结。该综述得出的普遍共识是,全年制教育对学生学业成绩的影响总体上微乎其微。但也有证据表明,修改后的学年日历确实有利于改善成绩不佳、家庭经济条件差学生的学习表现。McMillan (2001) 使用北卡罗来纳州的横截面数据得出了类似的结果。然而,早期研究的主要缺陷在于未能解释学生和学校选择的非随机性。这些研究没有充分控制学生和学校的特征,也没有尝试同时控制不可观测的学生和学校异质性。因此 Cooper 总结道:「如果政策制定者认为现有研究设计太过缺陷,不值得信赖,而选择对其视而不见,我们也很难提出异议(第 43 页)。」 …… 最近,Graves (2010) 使用加州详细的学校纵向面板数据,估计了多轨全年制学校日历对学业成绩的影响。通过纳入学校固定效应和基于学校的时间趋势,Graves 在一定程度上缓解了对全年制学校实施过程中存在非随机选择的担忧。与之前大多数关于 YRS 的研究结果相左,Graves 发现与传统学校日历相比,学生就读多轨全年制学校的学业成绩要低 1 到 2 个百分点。遗憾的是,由于缺乏学生个体层面数据,她无法控制学生进入 YRS 的选择性,也无法估计不同族裔学生受到的影响。
…表 6 中 (c) 列和 (f) 列的模型结果讲述了一个截然不同的故事。与 (a), (b), (d) 和 (e) 列所示的结果(即 YRS 对数学和阅读测试成绩的水平和增长有显著的积极影响)恰恰相反,(c) 和 (f) 两列的估计值表明,YRS 实际上对学生的数学或阅读成绩没有影响。这些模型中几乎所有估计系数的绝对值都接近于零,而且在所有增长模型中还略有负值。这些模型得出的主要结论是:如果没有控制学校层面不可观测到的异质性,评估结果就可能严重高估 YRS 对学生学业成绩的影响。这一发现与以下假说一致,即全年学校往往设立在高成长、很可能也是高成绩的地区。
家庭作业都是在浪费时间吗?《我们在浪费孩子的时间给他们布置过多作业吗?》
我们采用一种识别策略,最大限度地消除了学生和教师未观测特征的影响,由此考察了家庭作业对美国八年级学生数学、科学、英语和历史考试成绩的影响。值得注意的是,如果不控制这些因素的影响,对家庭作业效果的估计就会产生选择偏差。通过分析整个样本数据,我们发现数学家庭作业对数学考试成绩有显著且统计学上有意义的积极影响。然而,额外布置的科学、英语和历史家庭作业则被证实对其相应学科的考试成绩影响甚微,几乎可以忽略不计。
死胡同:平叛战争是军事渎职 Edward Luttwak (harpers.org)
将美国军事和情报部门在外语能力方面的严重匮乏,与遍布美国的通晓各种外语的普通民众,以及美国陆海军过去在外语教育上的辉煌成就进行对比,呈现出的确实是一个令人扼腕叹息的故事。曾几何时,美军会从新兵中选拔具有语言天赋的人才,给他们提供每天 8 小时、每周 6 天的强化训练,持续一年之久;对于跟不上训练进度的人,则会毫不犹豫地予以淘汰。就这样,美军源源不断地培养出了所需数量的出色中文和日语人才。如今,要再度用同样的方式培养阿拉伯语、波斯语和阿塞拜疆语人才,除了需要克服不愿投资未来的心态,还可能面临缺乏愿意每天 8 小时、每周 6 天、持续一年甚至更长时间刻苦学习语言的自律志愿者这一问题,但除此之外,并无任何实质障碍。
为什么书呆子不受欢迎,Paul Graham
公立学校教师和监狱狱警的处境非常相似。狱警的首要任务是防止囚犯越狱,其次是维持囚犯的基本生存,避免他们自相残杀。除此之外,狱警不愿与囚犯有太多接触,因此放任囚犯在狱中建立自己的社会等级。据我所知,囚犯建立的社会是扭曲的、残暴的、无所不在的,处于社会最底层的囚犯日子非常不好过……如果我能重返 13 岁,给年少的自己一些人生建议,我最想告诉他要睁大眼睛看看这个世界。虽然当时我并没有真正意识到,但我们生活的整个环境就像一块毫无真实感的木糠蛋糕。不只是学校,整个城镇都弥漫着一种虚假的气息。人们为什么要搬到郊区?还不就是为了养育孩子!难怪郊区生活如此乏味和了无生机。整个郊区就是一个巨型婴儿养育场,一个专门为哺育下一代而人为打造的城镇。至于学校,则是这个虚幻世界中用来围困学生的牢笼。表面上学校是用来教书育人的,但其实学校最主要的目的是把学生圈在一个地方,让他们老老实实待上一天中的大部分时间,如此一来,成年人就可以安心工作了。我并不反对把学生集中管理起来,因为在现代工业社会,让孩子们四处乱跑确实会造成诸多麻烦。我感到不安的是,(a) 学生并不知道自己身处囚牢,(b) 而看守他们的居然就是其他囚犯。学生被迫花 6 年时间死记硬背一些毫无意义的知识,生活在一个由愚昧无知、盲目追逐的「巨人」统治的荒诞世界里,可悲的是,我们还美其名曰这一切都是天经地义的事。如果学生胆敢对这种洗脑式的超现实教育提出质疑,就会被贴上「不合群」的标签。
间隔重复
间隔重复[1]在学校教育体系中并未得到有意识的运用,顶多算是无心插柳,或凭借原始的经验直觉偶尔沾边。尽管求学过程中学生要记忆大量知识(有些学科如外语学习几乎完全依赖记忆),而间隔重复的有效性已经被几个世纪的科学实践反复证实。
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——最需要晚起的群体反而被迫最早起床——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。
百灵鸟会压制猫头鹰吗?Robin Hanson - Overcoming Bias
去随便问问大学生就知道了:许多人对早八的课避之不及。如果你是一个习惯早起的人,可以 8 点半或 9 点去转转早八的课堂,看看有多少学生在努力保持专注,又有多少人昏昏欲睡,相比之下在下午的课堂上你很难看到学生趴在桌上打盹的景象……
评论区:
在我们学校,对于 7:40 这一令人难以接受的早读时间,官方通常有两种解释:
- 学生要去参加下午较早时段安排的课外活动,如体育运动,早课时间若推迟,他们就得翘课参加。
- 学生更愿意早点放学,以便腾出时间去做兼职打工。
在我看来,这两种理由都非常卧槽。
单相睡眠模式是相当不自然的(artificial):工业革命前的睡眠史 (historycooperative.org)
原始人的睡眠并非是单相的:Evolutionary Sleep - more polyphasic? | Polyphasic Sleep Experiment Discussion | Forum (archive.org)
在自然环境中,我们会恢复到双相睡眠状态:睡眠实验——没有人造光的一月 - J.D. Moyer (jdmoyer.com)
睡眠不足是难以弥补的:http://www.futurepundit.com/archives/007378.html
晚睡的孩子比较聪明:夜猫子通常比其他人更聪明吗?- Quora (所以早起上学的时间表伤害了那些本可以从学校教育中受益最多的人) 为什么夜猫子比早起的人更聪明、更富有 | Daily Mail Online
睡眠不足有严重危害:睡眠的秘密 (nationalgeographic.com)
较晚的早课时间有助于提高成绩:BBC News - 青少年睡懒觉有积极的效果 降低辍学率,节省开支(!),赢得家长的支持,等等:《推迟高中早课时间能帮助困倦的青少年》,并且有助于改善学生的情绪、健康和睡眠质量:延迟早课时间对青少年睡眠、情绪和行为的影响 | Adolescent Medicine | JAMA Pediatrics | JAMA Network
相关研究:6 至 7 岁的儿童每天睡眠时间最好在 9 小时以上。
相当持久的昼夜节律变化:嗜睡的青少年没有昼夜节律 (sciencenews.org)
TODO:http://blog.myzeo.com/back-to-school-sleep-college-edition/ 上写了什么?
一项新研究显示,许多中产阶级儿童到了六年级,在学校期间的睡眠时间已经少到了可能影响白天注意力和学习能力的地步。
特拉维夫大学心理学家 Avi Sadeh 及其同事指出,这种状况是多重因素共同导致的。随着年级升高,从二年级到六年级,孩子们入睡时间往往越来越晚,但早课时间却维持不变,每天仍需早起。
研究人员认为:「我们的研究表明,年龄较大儿童的睡眠模式可能与其生理需求不符。这意味着他们有可能长期处于睡眠不足状态,面临健康风险。」
更值得关注的是,Sadeh 团队发现,在二、四、六年级学生中,近 20% 存在严重睡眠问题,但通常未被孩子和家长察觉。本研究将睡眠障碍定义为:孩子入睡后,夜间经常醒来,清醒时间占夜间总时长 10% 以上;或者每晚醒来 3 次及以上,每次至少持续 5 分钟。
一项研究发现,随着年龄的增长,儿童的实际入睡时间越来越晚,而这与他们预定的就寝时间无关。《发展心理学》5 月刊登载的一篇文章指出,六年级学生入睡时间比二年级学生晚一个多小时,比四年级学生晚大约 25 分钟。有意思的是,所有年级学生的睡眠质量,如夜间醒来次数和每次睡眠时长,都非常接近。
浅睡眠与糖代谢能力下降和糖尿病风险增加有关:睡眠中断和葡萄糖加工 (sciencenews.org)
睡眠不足与儿童肥胖密切相关(小学阶段):睡眠不足会使孩子发胖 (sciencenews.org)
睡眠障碍,如睡眠呼吸暂停,则会导致儿童智商偏低、学习成绩较差:睡眠障碍与儿童脑部疾病有关 (sciencenews.org)
3 月 15 日,一项发表在《睡眠》杂志上的研究报告指出,持续的睡眠不足,哪怕程度适度,也会在短短几天内削弱人的警觉性和其他心智能力。睡眠学专家 Hans P.A. Van Dongen 指出,更值得注意的是,那些睡眠略有不足的人,通常意识不到自己的思考能力正在下降,也不会感到特别困倦:睡眠债务带来了具有欺骗性的代价 (sciencenews.org)
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:http://www.icsd.k12.ny.us/redistricting/startend/starttimesummary.pdf
政策概述:http://www.icsd.k12.ny.us/redistricting/startend/starttimesummary.pdf 部分已经推迟早课时间的学校名单:http://www.icsd.k12.ny.us/redistricting/startend/StartTimeChanges-v3.pdf
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。
- Shanahan, M. J., & Flaherty, B. P. (2001). Dynamic patterns of time use in adolescence. Child Development, 72, 385-401
- Wight, V. R., Price, J., Bianchi, S. M., & Hunt, B. R. (2009). The time use of teenagers. Social Science Research, 38, 792-809
- Eccles, J. S., Midgley, C., Wigfield, A., Buchanan, C. M., Reuman, D., Flanagan, C., et al (1993). Development during adolescence: The impact of stage-environment fit on young adolescents’ experiences in schools and in families. American Psychologist, 48, 90-101. doi: 10.1037/0003-066x.48.2.90
…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)。
- Carskadon, M. A. (1990). Patterns of sleep and sleepiness in adolescents. Pediatrician, 17, 5-12.
- Wolfson, A. R., & Carskadon, M. A. (1998). Sleep schedules and daytime functioning in adolescents. Child Development, 69(4), 875-887. doi: 10.2307/1132351
- National Sleep Foundation. (2006). Sleep in America poll. Retrieved February 18, 2011, from http://www.sleepfoundation.org
…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)。
- Carskadon, M. A., Acebo, C., & Jenni, O. G. (2004). Regulation of adolescent sleep: Implications for behavior. Annals of the New York Academy of Sciences, 1021, 276-291. doi: 10.1196/annals.1308.032
- Fukuda, K., & Ishihara, K. (2001). Age-related changes of sleeping pattern during adolescence. Psychiatry and Clinical Neurosciences, 55, 231-232
...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。
- Adam, E. K., Snell, E. K., & Pendry, P. (2007). Sleep timing and quantity in ecological and family context: A nationally representative time-diary study. Journal of Family Psychology, 21, 4-19. doi: 10.1037/0893-3200.21.1.4
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)…
弗吉尼亚州东南部两个相邻城市的青少年车祸率不同,高中早课时间不同, Vorona et al 2011
美国弗吉尼亚州弗吉尼亚海滩市的高中早课时间比切萨皮克市早 75 到 80 分钟。我们假设,弗吉尼亚海滩青少年的交通事故率会高于切萨皮克青少年。2008 年,弗吉尼亚海滩和切萨皮克青少年司机的事故率分别为每千人 65.8 起和 46.6 起(p<0.001),2007 年则分别为每千人 71.2 起和 55.6 起。弗吉尼亚海滩青少年司机在早高峰时段发生事故的时间比切萨皮克早一小时,这与两地高中生上学通勤时间的差异一致。弗吉尼亚海滩和切萨皮克的交通拥堵数据不能解释两地事故率的差异。根据我们 2008 年的研究结果,我们估计如果弗吉尼亚海滩的事故率能接近切萨皮克的水平,每年可以预防 16 起交通事故的发生。我们的研究没有评估事故的严重程度。未来的研究可以探讨弗吉尼亚海滩较早的高中早课时间是否也与车祸造成的伤亡率上升相关。
…高中过早的早课时间可能会导致青少年睡眠不足,并增加他们卷入交通事故的风险。一项研究发现,早课时间是决定青少年起床时间的主要因素。最新研究表明,将高中早课时间推迟 30 分钟,青少年在工作日晚上可以额外睡 45 分钟,嗜睡现象也随之减少。此前的数据显示,青少年的早起时间与他们的早睡时间无关。Danner 和 Phillips 的研究证实,推迟高中早课时间可以减少青少年车祸事故发生率。肯塔基州列克星敦的一项研究发现,将高中早课时间推迟 1 小时,随后 2 年青少年车祸事故下降了 16.5%。
\3. Carskadon MA, Wolfson AR, Acebo C, Tzischinsky O, Seifer R. Adolescent sleep patterns, circadian timing, and sleepiness at a transition to early school days. Sleep 1998;21:871-81
\10. Hansen M, Janssen I, Schiff A, Zee PC, Dubocovich ML. The impact of school daily schedule on adolescent sleep. Pediatrics 2005;115:1555-61.
\11. 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;154:426-30.
\12. Owens JA, Belon K, Moss P. Impact of delaying school start time on adolescent, sleep, mood and behavior. Arch Pediatr Adolesc Med 2010;164:608-14.
\13. Danner F, Phillips B. Adolescent sleep, school start times, and teen motor vehicle crashes. J Clin Sleep Med 2008;4:533-5.
TODO:这类青少年车祸中有多少是致命的?
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)。
- Hagenauer, M. H., J. I. Perryman, T. M. Lee, and M. A. Carskadon. 2009. “Adolescent Changes in the Homeostatic and Circadian Regulation of Sleep.” Developmental Neuroscience 31 (4): 276-284. doi:10.1159/000216538
- Rüger, M., M. A. St Hilaire, G. C. Brainard, S. B. Khalsa, R. E. Kronauer, C. A. Czeisler, and S. W. Lockley. 2012. “Human Phase Response Curve to a Single 6.5 h Pulse of Short-Wavelength Light.” The Journal of Physiology 591 (1): 353-363. doi:10.1113/jphysiol.2012.239046
- Hansen, M., I. Janssen, A. Schiff, P. C. Zee, and M. L. Dubocovich. 2005. “The Impact of School Daily Schedule on Adolescent Sleep.” Pediatrics 115 (6): 1555-1561.
- Giedd, J. N. 2009. “Linking Adolescent Sleep, Brain Maturation, and Behavior.” Journal of Adolescent Health 45 (4): 319-320. doi:10.1016/j.jadohealth.2009.07.007
- Sawyer, S. M., R. A. Afifi, L. H. Bearinger, S. J. Blakemore, B. Dick, A. C. Ezeh, and G. C. Patton. 2012. “Adolescence: A Foundation for Future Health.” The Lancet 379 (9826): 1630-1640. doi:10.1016/S0140-6736(12)60072-5
- Sorensen, K., A. Mouritsen, L. Aksglaede, C. P. Hagen, S. S. Mogensen, and A. Juul. 2012. “Recent Secular Trends in Pubertal Timing: Implications for Evaluation and Diagnosis of Precocious Puberty.” Hormone Research in Paediatrics 77 (3): 137-145. doi:10.1159/000336325
- Foster, R. G., S. N. Peirson, K. Wulff, E. Winnebeck, C. Vetter, and T. Roenneberg. 2013. “Sleep and Circadian Rhythm Disruption in Social Jet-lag and Mental Illness.” Progress in Molecular Biology and Translational Science 119: 325-346. doi:10.1016/B978-0-12-396971-2.00011-7
…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。
- Dijk, D. J., and C. A. Czeisler. 1995. “Contribution of the Circadian Pacemaker and the Sleep Homeostat to Sleep Propensity, Sleep Structure, Electroencephalographic Slow Waves, and Sleep Spindle Activity in Humans.” The Journal of Neuroscience 15 (5): 3526-3538.
- Shekleton, J. A., S. M. Rajaratnam, J. J. Gooley, E. Van Reen, C. A. Czeisler, and S. W. Lockley. 2013. “Improved Neurobehavioral Performance During the Wake Maintenance Zone.” Journal of Clinical Sleep Medicine 9 (4): 353-362. doi:10.5664/jcsm.2588
…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)。
- Lockley, S. W., J. W. Cronin, E. E. Evans, B. E. Cade, C. J. Lee, C. P. Landrigan, J. M. Rothschild, et al 2004. “Effect of Reducing Interns’ Weekly Work Hours on Sleep and Attentional Failures.” The New England Journal of Medicine 351 (18): 1829-1837.
…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)。
- Luyster, F. S., P. J. Strollo Junior, P. C. Zee, and J. K. Walsh. 2012. “Sleep: A Health Imperative.” Sleep 35 (6): 727-734. doi:10.5665/sleep.1846
- Möller-Levet, C. S., S. N. Archer, G. Bucca, E. E. Laing, A. Slak, R. Kabiljo, J. C. Lo, et al 2013. “Effects of Insufficient Sleep on Circadian Rhythmicity and Expression Amplitude of the Human Blood Transcriptome.” Proceedings of the National Society of Sciences of the United States of America 110 (12): E1132-E1141. doi:10.1073/pnas.1217154110
…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:
- 如果美国各州都将学校早课时间推迟到早上 8:30,这对经济会产生什么影响?
- 全美各州统一将早课时间调整为 8:30,这项政策的成本效益如何?
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
- 一项研究表明,将学校早课时间推迟到 8:30,是一种经济有效且惠及全民的策略,能够从整体上改善公众健康水平,为美国经济创造可观收益。
- 研究指出,推迟早课时间的长远利益将大大超过前期的投入成本。仅仅两年后,美国经济就能额外获得 86 亿美元的经济效益,足以抵消推迟到 8:30 上课给每个学生带来的成本。
- 研究预测,10 年后,推迟早课时间为美国经济贡献的收益将达 830 亿美元,15 年后更是高达 1400 亿美元。在所研究的 15 年间,推迟上课平均每年可为美国经济增加 93 亿美元。
- 值得注意的是,该研究采用了十分保守的成本效益预测方法。一些难以精确量化的因素,如睡眠不足导致的自杀率上升、肥胖增加、心理健康恶化等问题,并未纳入考量范围。由此推断,推迟早课时间为美国各州创造的实际经济效益很可能还要高于预期。
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。
脚注
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反向链接
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相关链接
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Thoughts Memo 汉化组译制
感谢主要译者 claude-3.5-sonnet,校对 Jarrett Ye
原文:Education is not about Learning · Gwern.net
发布于 2009 年 7 月 25 日
编辑于 2015 年 2 月 28 日