對科學(xué)教育的認(rèn)識

1、對科學(xué)教育的認(rèn)識談到對科學(xué)教育專業(yè)的認(rèn)識，就不得不先說說學(xué)習(xí)科學(xué) 研究中心。學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心是由韋鈺院士在80年代初創(chuàng) 立的從事學(xué)習(xí)科學(xué)神經(jīng)信息工程研究和教學(xué)機構(gòu)。中 心依托東南大學(xué)信息科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科，結(jié)合神經(jīng)生 物學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和科學(xué)教育及技術(shù)等學(xué)科，基礎(chǔ)研究和應(yīng) 用實踐并舉、微觀探索和宏觀研究結(jié)合，開展理、工、文、 醫(yī)多學(xué)科交叉的前沿研究。中心擁有一批國際先進的實驗條 件和研究裝備，具有一支多學(xué)科交叉的、高層次的年輕科研 隊伍，大部分研究人員具有國外研究經(jīng)歷，擁有博士后研究 人員近10名、博士和碩士研究生近百名。承擔(dān)了 985、211、 863、國家自然科學(xué)基金等一批國家級的科研項

2、目和國際合 作項目，在國內(nèi)外卜學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了一批有影響的論文，獲 得了多項國家發(fā)明專利。漢博科學(xué)教育培訓(xùn)中心還是教育部 小學(xué)科學(xué)教育教師國家級培訓(xùn)基地。中心現(xiàn)有科研和教學(xué)場 地4200平方米，擁有良好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境。中心的研究 特色主要集中在神經(jīng)信息工程、教育信息技術(shù)、心理和情感 檢測、兒童發(fā)展研究、科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)和評估技術(shù)等方面。（摘 自一科學(xué)教育本科培養(yǎng)計劃）作為全國唯一一家從事該 方面研究和教學(xué)的機構(gòu)，我們設(shè)有兒童發(fā)展和學(xué)習(xí)科學(xué)教育 部重點建設(shè)實驗室。兒童發(fā)展和學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點建設(shè)實驗室將現(xiàn)代計 算機信息技術(shù)、生物測量技術(shù)、情感計算方法等運用于兒童 發(fā)展的行為學(xué)研究；將生物信息學(xué)和生

3、物芯片技術(shù)運用于兒 童正常、異常發(fā)育相關(guān)的遺傳學(xué)研究；將計算機圖像分析、 可視化算法等技術(shù)，運用于兒童發(fā)展腦機制的研究；將互聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，運用于兒童科學(xué)的 教育研究和培訓(xùn)。實驗室擁有國際先進的研究條件和裝備，建立了基因與 生化實驗室、生物信息研究、網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開 發(fā)室、兒童情感研究室、腦圖像研究室、虛擬現(xiàn)實研究室、 情感信息處理研究室、認(rèn)知行為研究室、EEG/ERP研究室、 兒童發(fā)展研究室。其中各類學(xué)習(xí)科學(xué)相關(guān)的大型科研儀器和 設(shè)備共20多臺，包括自主開發(fā)的學(xué)習(xí)科學(xué)相關(guān)的專用研究 設(shè)備10臺（套）。實驗室積極開展國際交流和國際合作研究。主辦了多次 學(xué)習(xí)科學(xué)

4、研究論壇”、中法科學(xué)教育高層論壇和國際 兒童情緒能力發(fā)展學(xué)術(shù)論壇。實驗室與法國國民教育部、 法蘭西科學(xué)院、國際學(xué)院間聯(lián)盟、微軟亞洲研究院等國內(nèi)外 知名研究機構(gòu)建立并保持著緊密的合作研究關(guān)系，與美國紐 約大學(xué)、哈佛大學(xué)、佛羅里達大學(xué)等開展了多項合作研究計戈U。（摘自學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心網(wǎng)站一中心介紹）擁有這么多特點的學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心是一個獨特的院 系，它不同于其他所有院系。我們研究的是獨特的前沿學(xué)科， 而且在國內(nèi)無人能及，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)也不同于其他院系。 國際上幾乎所有的一流研究性大學(xué)都開展了科學(xué)教育的專 業(yè)研究及其技術(shù)的實踐活動。研究中心的創(chuàng)立正是東南大學(xué) 適應(yīng)世界科學(xué)教育改革和發(fā)展的表現(xiàn)。這些都

5、注定我們的專 業(yè)會不太一樣?？茖W(xué)教育作為學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心的本科專業(yè)，旨在培養(yǎng) 一批理工基礎(chǔ)扎實、精通心理和教育科學(xué)、文理綜合發(fā)展的 從事科學(xué)教育研究和實踐的創(chuàng)新人才。雖然名字上和一些師 范類的專業(yè)一樣，但教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)計劃完全不同。希望某 天能改一個名字，以修正本專業(yè)在大眾心目中定位，提升專 業(yè)的形象。專業(yè)的知識涵蓋了三個主要方面的知識，分別是 信息技術(shù)、生命科學(xué)和科學(xué)教育。生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象、生命活動的本質(zhì)、特征和發(fā) 生、發(fā)展規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān) 系的科學(xué)。就本專業(yè)而言，我們主要涉及的是有關(guān)腦神經(jīng)和 基因遺傳的知識，也就是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知行為遺傳學(xué)。八、九十年代

6、，心理學(xué)研究者無不關(guān)注這兩個蓬勃發(fā)展 的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)邊沿交叉學(xué)科的研究。這兩個學(xué)科吸收了認(rèn) 知科學(xué)和行為發(fā)展科學(xué)的理論與神經(jīng)科學(xué)和遺傳學(xué)的新技 術(shù)，共同向智能的本質(zhì)和意識的起源這一基本的重大理論問 題發(fā)起沖擊，將心理學(xué)的研究推向了一個新的發(fā)展水平，已 經(jīng)并且勢必繼續(xù)對心理學(xué)的研究產(chǎn)生重大影響。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究旨在闡明認(rèn)知活動的腦機制，即人 類大腦如何調(diào)用其各層次上的組件，包括分子、細(xì)胞、腦組織 區(qū)和全腦去實現(xiàn)各種認(rèn)知活動。傳統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)的某些分支， 例如神經(jīng)心理學(xué)、心理生理學(xué)、生理心理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和 行為藥理學(xué)等,吸收了認(rèn)知科學(xué)的理論和神經(jīng)科學(xué)的新技術(shù), 逐漸形成了認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)、認(rèn)知心理生

7、理學(xué)、認(rèn)知生理心 理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)生物學(xué)和計算神經(jīng)科學(xué)等認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的各 個分支。自八十年代后期發(fā)端以來，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究在短 短時間內(nèi)取得了令人注目的進展，對傳統(tǒng)認(rèn)知心理學(xué)和發(fā)展 心理學(xué)的理論建構(gòu)和各內(nèi)容領(lǐng)域的研究有著巨大影響。認(rèn)知 神經(jīng)科學(xué)包括兩大類互補的研究方法：一類是無創(chuàng)性腦功能 （認(rèn)知）成像技術(shù)，另一類清醒動物認(rèn)知生理心理學(xué)研究方 法前一類方法中又分為腦代謝功能成像和生理功能成像兩 種；后一類方法中包括單細(xì)胞記錄、多細(xì)胞記錄、多維（陣 列）電極記錄法和其他生理心理學(xué)方法（手術(shù)法、冷卻法、 藥物法等）。盡管這些方法為人類科學(xué)增添了許多光彩，但 遠(yuǎn)未滿足認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的要求。例如，腦認(rèn)

8、知成像技術(shù) 可以為我們對認(rèn)知過程的腦功能形成直觀的圖像，然而這種 圖像僅可提供結(jié)構(gòu)或區(qū)域性功能關(guān)系，對于細(xì)胞水平的機制顯得過分粗糙。（摘自百度百科）信息技術(shù)方面主要是有關(guān)生物信息學(xué)的研究和利用信 息技術(shù)對人的各種生理指標(biāo)進行定量處理和測量，還包括利 用計算機對數(shù)據(jù)卓越的處理能力，幫助我們進行有關(guān)研究數(shù) 據(jù)的處理。生物信息學(xué)是在生命科學(xué)的研究中，以計算機為工具對 生物信息進行儲存、檢索和分析的科學(xué)。它是當(dāng)今生命科學(xué) 和自然科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一，同時也將是21世紀(jì)自然 科學(xué)的核心領(lǐng)域之一。其研究重點主要體現(xiàn)在基因組學(xué)和蛋I Ml =白質(zhì)組學(xué)兩方面，具體說就是從核酸和蛋白質(zhì)序列出發(fā)，分 析序列中表

9、達的結(jié)構(gòu)功能的生物信息。（摘自百度百科）現(xiàn) 在進行的主要研究是在基因方面。各種生物的基因匯聚在一 起是一個龐大的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫中的一部分基因是有關(guān) 神經(jīng)的發(fā)展和認(rèn)知的。由于兒童的遺傳性對認(rèn)知活動有很大 的影響，所以我們要對這些有關(guān)數(shù)據(jù)進行研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們發(fā)明了各種儀器對人體進行 測量，其中不乏對人體數(shù)據(jù)的測量。例如眼動議，眼動儀是 利用眼動技術(shù)探索人在各種不同條件下的視覺信息加工機 制的儀器，我們可以利用它觀察眼動與心理活動直接或間接 奇妙而有趣的關(guān)系。眼動技術(shù)就是通過對眼動軌跡的記錄從 中提取諸如注視點，注視時間和次數(shù)，眼跳距離，瞳孔大小 等數(shù)據(jù)，從而研究個體的內(nèi)在認(rèn)知過程

10、。像這樣儀器的發(fā)明 對有關(guān)認(rèn)知的發(fā)展有不小的幫助。各種實驗得到的數(shù)據(jù)都是繁雜的龐大的，如果單靠人力 進行數(shù)據(jù)的處理會十分復(fù)雜且會耗費很多時間。這時候信息 技術(shù)就得到了很大的應(yīng)用。我們可以利用編寫程序和數(shù)學(xué)建 模，通過電腦的篩選對實驗的數(shù)據(jù)進行處理，得到實驗者所 希望得到的數(shù)據(jù)。這樣會大大地提高工作效率，而且得到的 結(jié)果更能令人信服?？茖W(xué)教育即有關(guān)教育理論方面的知識以及教育發(fā)展的 歷史。對這方面知識的研究，十分有助于專業(yè)高度的提升。 在掌握了科學(xué)技術(shù)之后，就可以進行有關(guān)的實驗研究了。對 教育理論有一定的了解有助于我們對將來的科學(xué)研究提出 有建樹的問題，更有助于我們將實驗結(jié)果轉(zhuǎn)化成理論，便于 大眾接受我們的實驗成果，并最好地應(yīng)用于實踐中，更大的 發(fā)揮研究的成果?；趯σ陨现R的了解，我們總結(jié)了一下對科學(xué)教育專 業(yè)的認(rèn)識：科學(xué)教育是三個方面知識的交叉學(xué)科，主要研究的是人 腦以及神經(jīng)的發(fā)展規(guī)律。主要的研究對象是兒童，因為兒童 處于腦發(fā)展的關(guān)鍵期，而且社會經(jīng)驗較少，對實驗結(jié)果的影 響較小。我們希望能夠明白怎樣的教育才能讓人的大腦達到 最優(yōu)化發(fā)展，充分挖