研究「天才」兒童45年後，科學家發現了什麼？

知識 09-16

?插畫作者：Vasava

撰文 | Tom Clynes

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1968年夏日的一天，Julian Stanley教授遇到了一位天資聰穎卻百無聊賴的12歲少年，名叫Joseph Bates。這個來自巴爾的摩的男孩在數學課程上大大領先於同班同學，因此，他的父母安排他在Stanley任教的約翰·霍普金斯大學修讀計算機科學課程。就連大學計算機課程也無法滿足Bates。他遠遠超過了班裡的成年學生，靠教研究生FORTRAN編程語言來打發時間。

他的計算機課老師不知道該拿他怎麼辦才好，便把他介紹給了Stanley，一位在心理計量學（對認知表現的研究）領域聲名顯赫的研究者。為了進一步發掘這位天才少年的能力，Stanley讓Bates接受了一系列測試，其中包括SAT考試——這一般是16歲到18歲的美國高中生申請大學時才會參加的。

Bates的分數遠遠高於Johns Hopkins大學的錄取線。因此，Stanley開始為Bates尋找一所可以修讀高級數學和科學課程的本地高中。他沒能找到這樣的學校，便說服了約翰·霍普金斯大學的一位招生主任，讓當年13歲的Bates作為本科生入學。

Stanley後來親切地稱Bates為他的數學能力早熟青少年（Study of Mathematically Precocious Youth , SMPY）項目的「頭號學生」。這一項目將會轉變美國教育系統鑒別和支持高天賦兒童的方式。SMPY是一項針對智力資優兒童的縱向研究，是目前仍在進行的同類研究中歷史最悠久的。這一項目在45年間追蹤了5000多位智力資優兒童的職業發展和成就，其中許多人都成為了成就頗高的科學家。從這一研究不斷積累的數據中，已經產生了400多篇論文、幾部專著，並為如何發現和培養科學、技術、工程和數學（STEM）等領域的人才提供了重要見解。

「當時Julian想知道的是，我們該如何發現在現在所說的STEM領域中最有成功潛力的兒童，以及怎樣讓他們更有可能實現自身潛力，」Camilla Benbow說，她是Stanley的學生，現在是范德比爾特大學教育與人力發展系的主任。但Stanley的研究興趣不僅僅在於天資聰穎的兒童，他還想開發他們的智力，讓他們更有可能改變世界。他告訴他的研究生，自己的座右銘是「再也不搞乾巴巴的方法論了。」

第一批SMPY項目參與者目前正處於事業的巔峰，這些資優青少年的影響力超過了同輩中的其他人，這一點已是顯而易見的事實。在推動科學、技術和文化發展的創新者中，許多人都曾參與過類似約翰·霍普金斯大學資優青少年中心（Center for Talented Youth）的培養項目——Stanley在上世紀八十年代開設了這一中心，作為SMPY項目的附屬。這項目在早年鑒別並培養了他們的獨特認知能力。起初，Stanley的研究和中心向在大學入學考試中取得前1%分數的少年開放。成就斐然的數學家陶哲軒和Lenhard Ng就曾取得過前1%的成績，還有臉書創始人Mark Zuckerberg，Google的聯合創始人Sergey Brin，以及音樂家Stefani Germanotta（也就是Lady Gaga）；他們都參加過約翰·霍普金斯大學的中心。

?來源：K. Ferriman Robertson et al. Curr. Dir. Psychol. Sci. 19, 346–351 (2010).

「這些人的確掌控著我們的社會，無論我們是否喜歡這一點，」杜克大學天才鑒別項目的心理學家Jonathan Wai表示；天才鑒別項目是資優青少年中心的合作項目。Wai整合了包括SMPY在內的11個前瞻性或回溯性縱向研究的數據，以展示早期認知能力和成年成就間的相關性。他說：「測試成績在前1%的兒童往往會成為卓越的科學家和學者、財富500強CEO、聯邦法官、參議員或億萬富豪。」

這一結果與人們長期以來形成的觀念，即專業表現主要靠練習造就是截然不同的。相反，SMPY的結果表明，相較於有意練習或社會經濟地位等環境因素，早期認知能力對成就的影響更大。在美國和其他國家普遍將重心放在提高學習困難學生表現的同時，這一研究強調了培養早熟兒童的重要性，與此同時，鑒別和培養高學術天賦學生的做法帶來了許多令人不安的問題：給兒童「貼標籤」的風險，天才搜尋項目的不足，以及用標準化考試鑒別高潛力學生的缺陷，尤其是在貧困地區和農村。

「我們在預測誰能攀上社會頂層上花費了如此之多的精力，以至於造成了低估被這類測試錯過的孩子的風險。」Dona Matthews說，她是一位來自多倫多的發展心理學家，聯合創辦了紐約亨特學院的天賦學生研究與教育中心。「對接受測試的兒童來說，叫他們『有天賦』或『沒有天賦』並沒有什麼好處。無論結果如何，都可能傷害兒童的學習積極性。」

研究緣起

Stanley的心理計量學研究始於上世紀五十年代早期，心理學中最著名的縱向研究之一，Lewis Terman的天才遺傳研究（Genetic Studies of Genius）激起了他對培養科學天賦的興趣。從1921年起，Terman以高IQ值為依據挑選青少年被試者，然後追蹤並鼓勵他們的職業發展。但讓Terman失望的是，他的研究隊列中只產生了寥寥幾位著名科學家。在因為129的IQ值仍不夠高而沒能入選的青少年中，就包括諾貝爾獎得主William Shockley，晶體管的共同發明人之一；另一位諾獎得主，物理學家Luis Alvarez也被拒絕過。

Stanley猜想，如果Terman掌握了專門測試定量推理能力的可靠方法，就不會錯過Shockley和Alvarez. 因此，他決定嘗試SAT。雖然SAT是為年齡更大的學生設計的，但根據Stanley的猜想，它也一樣適合于衡量年齡更小的資優學生的分析推理能力。

培育有天資的孩子

Camilla Benbow說，「我們不建議任何家長只為培養天才而培養孩子。那樣的目標會導致各種社會和情緒問題。」

Benbow 和其他培優研究者給出以下建議來激勵聰明的孩子既能取得成就，也能過得快樂。

讓孩子體驗各種不同的事物。

當孩子表現出強烈的興趣或天分時為他提供發展興趣和天分的機會。

既保證智力發展，也給予精神支持。

通過讚賞努力，而不是能力，來幫助孩子形成成長性的思維模式。

鼓勵孩子進行智力上的冒險，並放寬心態對待能讓他們吸取教訓的失敗。

切忌貼標籤：被貼上神童的標籤可能造成精神負擔。

和教師協作滿足孩子的需求。聰明學生通常需要更難的學習材料，更多的支持或能按自己的節奏學習的自由。

檢驗孩子的能力。這可以作為要求超前學習的佐證，也有助於及時發現失讀症、注意缺陷多動障礙之類的問題，或者社交和精神上的困難。

1972年三月，Stanley彙集了巴爾的摩地區450名天資聰穎的12歲-14歲少年，讓他們做SAT的數學部分。這是第一次標準化的學術天才搜索（研究者後來還加入了SAT的語言部分和其他測試）。

「最令人驚訝的是有多少青少年能解出從未在課堂上學到過的數學問題，」發展心理學家Daniel Keating說，他當時是約翰·霍普金斯大學的博士生。「其次是有多少孩子能考出遠高於許多頂尖大學錄取標準的分數。」

當時，Stanley並沒有預想到SMPY會成為一項橫跨數十年的縱向研究。但在五年後的第一次跟蹤調查後，Benbow建議進一步擴展研究，持續追蹤研究對象的生活，加入其他梯隊，以及對興趣、偏好、職業和其他人生成就的評估。研究前四個梯隊的SAT分數範圍是前3%到前0.01%。SMPY團隊還加入了第五個梯隊，對象是1992年的頂尖數學和科學專業研究生，以測試天才搜索模型鑒別科研潛力的可推廣性。

「據我所知，沒有任何其他研究對STEM才能的發展原因，以及如何發展這種才能有如此全面的了解。」 Christoph Perleth說；他是德國羅斯托克大學的心理學家，研究方向是智力和天賦發展。

空間技能

隨著數據的積累，研究者很快發現了天才教育和普通教育中「一刀切」做法的不足。

1976年，Stanley開始測試第二梯隊（563位SAT分數在前0.5%的13歲青少年）的空間能力，也就是理解和記憶物體間空間關係的能力。空間能力測試可能包括匹配從不同視角看到的物體，預測以某種方式切開物體後的橫截面，或不同形狀的傾斜瓶子中的水位等等。Stanley想知道的是，比起單獨衡量定量和語言推理能力，空間能力是否能更好地預測教育和職業成就。

被試者18歲、23歲、33歲和48歲時的跟蹤調查證實了他的直覺。一項2013年的分析發現，專利數和同行評審論文數量與人們早年取得的SAT分數和空間能力測試成績有關。兩項SAT測試共同解釋了大約11%的區別，空間能力則解釋了另外的7.6%。

這些發現表明，空間能力在創造力和技術創新方面發揮了重大作用，這和最近的一些其他研究吻合。「我認為空間能力可能是已知最大、且尚未開發的人類潛力來源，」Benbow的丈夫，心理學家David Lubinski說。他補充道，只在數學或語言能力上稍有優勢，但空間能力高超的學生往往會成為傑出的工程師、建築師和外科醫生。「然而，我認識的招生主管中沒人關注這一點，學校測試也往往會忽視這一能力。」

雖然諸如SMPY的研究讓教育者得以鑒別和培養資優青少年，但世界各國對這一群體的興趣並不平均。在中東和東亞，過去十年來，在STEM學科表現優秀的學生受到了廣泛關注，韓國、香港和新加坡會對兒童的天賦進行篩選，並引導資優兒童參加創新項目。

在歐洲，人們的關注點則轉移到了教育的包容性方面，對資優兒童研究和教育項目的支持已漸漸消退。2010年，英國決定取消國家資優青少年學院，將資金轉撥到讓更多的貧困學生進入頂尖大學上。

走上快車道

Stanley的研究剛剛開始時，天資聰穎的美國兒童並沒有多少選擇，所以他選擇為資優青少年尋找能實現自身潛能的環境。「對Julian來說，僅僅發掘出有潛力的孩子是不夠的，如果想讓他們繼續發展自己的才能，還需要對他們的天賦進行培養，」Linda Brody說。她曾經是Stanley的學生，現在在約翰·霍普金斯大學運行一個為資優兒童提供輔導的項目。

起初，他們的工作是以個案形式開展的。在聽說他對Bates所做的工作後，其他資優兒童的父母也開始聯繫Stanley。Bates在進入大學後繼續表現優異，在他17歲時，Bates已經獲得了計算機科學學士和碩士學位，在康奈爾大學攻讀博士學位。後來，Bates擔任了卡內基梅隆大學的教授，並成為了人工智慧領域的先鋒。

「我小時候很羞澀，高中的社會壓力並不適合我，」現年60歲的Bates說，「但在大學，我在其他科學和數學愛好者中如魚得水，雖然我的年齡要小很多。我得以在社會生活和智力發展兩方面按照自己的步伐成長，因為更快的節奏能讓我保持興趣。」

SMPY數據支持讓快速學習者跳級的做法。在對跳級學生和同樣聰明但沒有跳級的對照組的比較研究中，跳級的學生獲得博士學位或申請專利的可能性要比對照組高出60%，獲得STEM領域博士學位的可能性則高出兩倍。跳級在SMPY研究的前萬分之一隊列中非常常見，由於他們多元的智力能力和快速的學習節奏，教育這些學生是最具挑戰性的。Lubinski表示，讓這些學生跳級的成本很小，或者根本不需要額外的花費，在一些情況下甚至能為學校省錢。「這些孩子不需要什麼新穎的教育方法，他們只需要提前獲得已經向年齡更大的學生提供的資源就行了。」

許多教育者和家長仍然相信跳級對兒童有害，會損害他們的社交能力，提前結束他們的童年，造成知識差距。但大多數教育研究者都同意，在社會、情緒、學術和職業發展方面，跳級對絕大多數資優兒童都是有益的。

跳級並不是唯一的選項。SMPY研究者表示，即使是最輕微的干預，比如向資優兒童提供有挑戰性的學習材料，如大學先修課程等，都能獲得明顯效果。在資優學生中，相比於沒有得到STEM高級內容學習機會的同輩，在大學前獲得了更多機會的學生髮表了更多的學術論文，取得了更多專利，職業發展水平也更高。

雖然SMPY項目帶來了許多見解，但研究者對天賦和成就的了解仍不全面。「我們仍然不知道為什麼即便在高智力人群中，有些人能成功，而另一些人仍然不能。」Douglas Detterman說，他是凱斯西儲大學的心理學家，研究方向是認知能力。「智力不能解釋人與人之間的全部區別；動力、個性因素、努力程度和其他因素也很重要。」

一項與SMPY方法類似的德國研究也增進了我們的認識。慕尼黑天賦縱向研究（The Munich Longitudinal Study of Giftedness）從上世紀80年代中期開始追蹤了26000名資優學生。研究發現，認知因素最具預測性，但一些個人特質，比如動力、好奇心和處理壓力的能力對表現也有一定影響。環境因素，比如家庭、學校和同伴同樣會發揮一些作用。

來自這些智力天才搜尋項目的數據也增進了對人們如何形成某一領域的專業知識的理解。一些研究者和寫作者，尤其是佛羅里達州立大學的Anders Ericsson和作家Malcolm Gladwell推廣了能力門檻（ability threshold）的概念：對於IQ值超過一定門檻（往往是120）的個人來說，在發展專業能力方面，集中練習時間比額外的智力能力要重要得多。然而，SMPY和杜克大學天才項目的數據卻與這一假設矛盾。今年發表的一項研究對比了童年智力在前1%的學生與在前0.01%學生的表現，研究者發現，前者獲得高級學位的比例比普通人群的高25倍，但後者獲得博士學位的比例是基準水平的50倍。

但其中一些研究仍然存在爭議。許多天賦開發方面的研究都將精力預測誰能攀上社會頂層上，北美和歐洲的一些兒童發展專家對此感到悲哀。教育者也對將一些學生鑒別並標記為天才的做法感到十分不安。

「高分只能告訴你考試者能力很強，以及他/她當時非常適合參加那場考試，」Matthews說。「而低分什麼都不能告訴你。」因為許多因素都會壓抑學生的表現，包括文化背景，以及是否習慣參加高壓力考試等等。Matthews認為，當早期成就處於較高和較低極端的學生感到自己的未來成功前景受到了評估時，他們的學習動力便可能會受到損害，並可能會導致定勢思維（Fixed Mindset），這是斯坦福大學的心理學家Carol Dweck提出的一種概念。Dweck認為，比起定勢思維，鼓勵兒童形成成長思維要好得多——也就是將大腦和天賦視作起點，相信才能可以通過不斷的努力和智力挑戰發展的思維方式。

「學生關注的是提高，而不是焦慮自己有多聰明，或是急於獲得肯定，」Dweck說，「他們努力學習，好學得更多、變得更聰明。」Dweck和她的同事的研究表明，掌握了這種思維方式的學生在學校更有學習動力，能獲得更高的分數。

Benbow同意不該用標準化考試限制學生的選擇，而應開發適合學生能力的學習和教學方法，讓不同能力水平的學生實現自己的潛能。

Benhow和Lubinski計劃在明年對極具天賦的萬分之一隊列開展中年調查，側重於職業成就和生活滿意度，並對1992年美國頂尖大學研究生樣本進行重新調查。未來的調查或許會進一步證偽資優兒童不需要幫助就能成功的長期誤解。

「教育界仍在抗拒這一觀點，」密蘇里大學的認知發展心理學家David Geary表示，他的研究方向是數學學習，「一種普遍的觀點是，在認知或其他方面擁有優勢的孩子不應該被給予額外的鼓勵，而應該將更多的注意力放在表現較差的孩子身上。」

雖然美國的天賦兒童教育專家一直在呼籲擴大天賦開發項目的選擇，但在目前，受益於這些項目的往往僅限於天賦和社會經濟條件都處於社會頂端的學生。

「我們知道怎樣鑒別這些孩子，也知道怎樣幫助他們，」Lubinski說，「但我們還是錯過了許多這個國家中最聰明的孩子。」

但這些天才學生有著塑造未來的潛力。「看看我們的社會目前面臨的問題——醫療保健、氣候變化、恐怖主義、能源問題等等，他們是最有潛力解決這些問題的孩子，」Lubinsiki說，「在他們身上放手一搏絕沒有錯。」

英文原題「How to raise a genius: lessons from a 45-year study of super-smart children」，鏈接：http://www.nature.com/news/how-to-raise-a-genius-lessons-from-a-45-year-study-of-super-smart-children-1.20537

Nature|doi:10.1038/537152a

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