中国学龄前儿童英语二语与编程学习的神经机制差异：一项fNIRS研究

本研究针对21世纪数字素养与双语能力的双重需求，采用功能性近红外光谱技术(fNIRS)探究51名汉语学龄前儿童在英语L2词汇与编程学习中的神经表征差异。研究发现英语学习引发右前额叶(BA10, BA46)激活降低，反映神经效率提升；编程学习则激活左前额叶及运动前区(BA6, BA9, BA44)，符合其视空间与序列加工需求。中文识字能力与L2学习脑激活呈负相关，为早期教育中语言与计算思维的协同培养提供神经科学依据。

　　

在数字化浪潮席卷全球的今天，掌握编程语言与外语能力已成为儿童未来竞争力的关键。但令人困惑的是，这两种看似迥异的技能——自然语言与计算机语言的学习，究竟共享哪些神经机制？又存在哪些本质差异？香港教育大学的研究团队在《Brain and Language》发表的最新研究，首次采用功能性近红外光谱技术(fNIRS)揭开了这一谜题。

研究聚焦51名平均年龄5.78岁的汉语母语儿童，通过精巧设计的实验范式发现：当学习英语词汇时，儿童右侧前额叶皮层(BA10, BA46)出现显著激活降低，这种"神经节能"现象可能反映母语正迁移带来的认知效率提升；而进行图形化编程学习时，左侧前额叶(BA9)、布洛卡区(BA44)及运动前区(BA6)则呈现强烈激活，这与编程所需的序列化指令执行和空间关系处理高度吻合。更引人注目的是，功能连接分析揭示语言学习时大脑两半球协作更紧密，而编程学习则更依赖左半球内部网络整合。

技术方法上，研究采用48通道fNIRS系统覆盖前额叶-颞叶关键区域，通过基于近红外光的血氧动力学监测(HbO)，结合严格的行为测试(包括中文识字量评估、英语词汇/编程任务表现)和功能连接分析，构建起认知-神经-行为的立体证据链。

主要结果呈现三大发现：

1. 脑激活模式差异：编程学习引发左侧BA6/BA9/BA44的HbO浓度显著升高(p<0.05, FDR校正)，而英语学习组在右侧BA10/BA46呈现负激活。

2. 功能连接特征：英语学习时半球间连接强度(r=0.42)显著高于编程学习(r=0.31)，反映语言处理更强的双侧化特征。

3. 母语调节效应：中文识字量与英语学习脑激活呈负相关(r=-0.36)，但与编程学习相关性较弱，提示母语能力对两类技能存在差异化神经塑造。

这些发现从神经层面证实：尽管编程与语言学习都依赖前额叶的执行控制功能，但编程更强调左半球主导的算法化思维，而语言学习则体现右半球的整合优势。特别值得注意的是，汉语母语儿童展现出的"神经节能"效应，为"语言临界期"理论提供了新证据——早期双语经验可能优化大脑资源分配策略。

该研究对教育实践具有双重启示：一方面，编程教学应强化视空间与逻辑序列训练；另一方面，母语基础扎实的儿童在二语学习时可能具备神经效率优势。这些发现为制定符合儿童神经发展规律的双语-编程整合课程提供了科学依据，也为理解人类大脑如何适应数字时代的双重语言需求打开了新窗口。