學習科學與教育技術(shù)第三單元1腦科學課件

腦科學與學習科學的研究制作：丁鏐方成員：張凱郭甲第三組1腦科學與學習科學的研究制作：丁鏐方134731腦科學與學習科學什么是腦科學腦科學與學習科學的關(guān)系大腦機制與學習規(guī)律如何學習234731腦科學與學習科學什么是腦科學腦科學與學習科學的關(guān)系I.什么是腦科學？腦科學，又稱神經(jīng)科學，是20世紀60年代末形成的一門邊緣科學。它融合了神經(jīng)生理學，生物化學，神經(jīng)解剖學，神經(jīng)病學，信息科學，計算機科學等學科來研究人和動物腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。腦科學簡單定義：腦科學從分子水平、細胞水平、行為水平研究自然智能機理，建立腦模型，揭示人腦的本質(zhì)。

3I.什么是腦科學？腦科學，又稱神經(jīng)科學，是20世紀6II.腦科學與學習科學的關(guān)系人類的任何學習活動都離不開大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。腦科學是當代學習科學不可缺少的基礎學科。它的研究成果不僅可以為學習理論提供證據(jù)與科學支持，而且能指導我們科學用腦，合理開發(fā)人腦的巨大潛能，設計健康、高效的學習生活。關(guān)系：4II.腦科學與學習科學的關(guān)系人類的任何學習活動都離不II.腦科學與學習科學的關(guān)系關(guān)系：通過對大腦的研究來理解學習能夠為教育專家、政策制定者和那些需要更多教學經(jīng)驗的實踐者帶來啟示，也能為人們的學習提供更好的指導。美國于1989年率先推出了全國性的腦科學計劃，并把20世紀最后10年命名為“腦的十年”。美國對腦科學的研究5II.腦科學與學習科學的關(guān)系關(guān)系：通過對大腦的研究來理解學習II.腦科學與學習科學的關(guān)系1999年，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織教育研究和革新中心（OECD-CERI）組織世界上一批優(yōu)秀的精神科學家、教育家和政策決定著參與啟動了“大腦機制與學習科學”（BrainMechanismandLearningScience）項目，目的是在腦科學與學習科學之間架起一座橋梁。6II.腦科學與學習科學的關(guān)系1999年，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織教III.大腦機制與學習規(guī)律

導言：德國著名學者埃利亞斯說過:“如果你在發(fā)展關(guān)于知識的理論,卻又對大腦的結(jié)構(gòu)一無所知,肯定得搞錯什么東西?！?/p>

——《中華讀書報》1998-05-27

7III.大腦機制與學習規(guī)律導言：德國著名學者埃利亞斯說過:III.大腦機制與學習規(guī)律神經(jīng)細胞與學習規(guī)律腦電波的變化與學習大腦分工與學習8III.大腦機制與學習規(guī)律神經(jīng)細胞與學習規(guī)律腦電波的變化與學III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律

大腦結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是腦神經(jīng)細胞,神經(jīng)細胞又稱神經(jīng)元，能夠感受刺激和傳導興奮，具有接受、傳遞、加工、存儲或發(fā)放信息的功能。神經(jīng)細胞之間通過突觸建立聯(lián)系。發(fā)育成熟的大腦神經(jīng)元總數(shù)約有1000億個，相互聯(lián)系構(gòu)成“神經(jīng)通信網(wǎng)絡”。神經(jīng)細胞9III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律大腦III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律

神經(jīng)細胞10III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律神經(jīng)III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律

神經(jīng)細胞與學習記憶神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系并不是生來就自然暢通的，而是通過學習、工作、思維、記憶等智力活動“接通”的。科學家艾克爾斯進行大量實驗研究以后認為，記憶就是神經(jīng)元之間形成了新的突觸聯(lián)系。例：我們記憶一個英文單詞時，每重讀一次，與之相對應得神經(jīng)元系統(tǒng)就興奮一次，如果這種刺激反復進行，則沿通路傳遞的刺激就會使突觸生長，聯(lián)系變得更加緊密和鞏固，傳輸效率大大提高，這就形成了記憶。（S-R理論）11III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律神經(jīng)細胞與學習記憶神經(jīng)細胞之III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律大腦和人的高級神經(jīng)系統(tǒng)的主要活動規(guī)律是興奮過程和抑制過程。興奮過程：人的神經(jīng)系統(tǒng)活動的開始和加強，表現(xiàn)為人有充沛的精力進行學習和工作。抑制過程：人的神經(jīng)系統(tǒng)活動的減弱和停止，表現(xiàn)為人需要休息。學習規(guī)律：興奮與抑制的過程是有節(jié)奏、有規(guī)則地交替進行的，學習一定時間后必須有適當?shù)男菹?，才能使大腦得到放松，有利于保持興奮水平，提高學習效率。神經(jīng)細胞與學習記憶12III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律大腦和人的高級神經(jīng)系統(tǒng)的主要活I(lǐng)II-2.腦電波的變化與學習

腦神經(jīng)細胞內(nèi)部的電能量活動以及突觸間的脈沖活動產(chǎn)生腦電波。腦電波有四種類型,隨著波長的不同，對學習有著不同影響。β波α波θ波δ波頻率14~30次/s，完全清醒時的大腦在這個波段上工作，思考時或受到外界較強刺激時最為明顯。頻率7~13次/s，大腦皮層處于微弱的興奮狀態(tài)，“放松性警覺”，松弛而清醒，理想的學習狀態(tài)。頻率4~7次/s,在睡眠的初期階段出現(xiàn)，在成人困倦時常出現(xiàn)。頻率0.5~3次/s，深度睡眠狀態(tài)時出現(xiàn)，缺氧時也容易出現(xiàn)。13III-2.腦電波的變化與學習腦神經(jīng)細胞內(nèi)部的電能量活動以III-2.腦電波的變化與學習在頻率7~13次/s的β波時，大腦皮層處于微弱的興奮狀態(tài)，大腦在這樣的波段上工作是處于放松性警覺狀態(tài)

,它以放松和沉思為特征,能加快對資料的收集,增強想象力和記憶力,促進靈感的產(chǎn)生。從腦電波的活動規(guī)律可以看出,放松性警覺是最佳的學習狀態(tài),要達到這種狀態(tài),首先要消除學生在課堂的緊張感和壓力感。14III-2.腦電波的變化與學習在頻率7~13次/s的β波時，III-3.大腦分工與學習15III-3.大腦分工與學習15III-3.大腦分工與學習

大腦奧秘兩個半球，各賦所長人腦邊緣系統(tǒng)全腦模型：四大象限16III-3.大腦分工與學習大腦兩個半球，各賦所長人腦邊III-3-1.兩個半球，各賦所長17III-3-1.兩個半球，各賦所長17III-3-1.兩個半球，各賦所長

左右腦分工說的提出

美國生物學家、心理學家R.斯佩里和M.S.加查尼加等在1961年提出了“大腦功能一側(cè)化”的理論，即“左右腦分工”說，認為大腦左右半球的功能是高度專門化的，左腦被稱為理性的、知識的腦，右腦被稱為感性的、創(chuàng)造的腦。18III-3-1.兩個半球，各賦所長左右腦分工說的提出III-3-1.兩個半球，各賦所長19III-3-1.兩個半球，各賦所長19III-3-1.兩個半球，各賦所長

走出左右腦分工的誤區(qū)

受“左右腦分工”說的影響，到了八、九十年代，在西方發(fā)達國家和中國，掀起了一股“開發(fā)右腦”、“右腦革命”的熱潮。但必須指出，“左右腦分工”理論，是胼胝體做了切割術(shù)的病例研究得出的結(jié)果，具有局限性，對于健康人不可照搬，在一些提高形象思維的基礎訓練中，強行兒童使用左手左腳，打亂了正常的發(fā)育過程，可能給孩子的成長造成不利影響。20III-3-1.兩個半球，各賦所長走出左右腦分工的誤區(qū)III-3-1.兩個半球，各賦所長

走出左右腦分工的誤區(qū)

隨著腦科學的研究不斷深入和發(fā)展，很多理論并未形成定論，尤其是大腦功能定位的理論，在這種情況下提“左腦說”“右腦說”是比較輕率的，從人腦的復雜結(jié)構(gòu)可以推測，人的某一方面的能力絕不僅僅是某一技能區(qū)的特殊功能。而應該是各部分分工協(xié)同作用的，整個大腦應該作為一個整體，全腦開發(fā)。21III-3-1.兩個半球，各賦所長走出左右腦分工的誤區(qū)III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)

繼斯佩里人腦左右二分模型之后不久，美國神經(jīng)系統(tǒng)科學家麥克萊昂根據(jù)人類進化歷程，提出了三分模型學說，認為，人腦依次由爬蟲類腦、哺乳類腦和新皮層而構(gòu)成。更重要的是，他注意到了人腦的“邊緣系統(tǒng)”，研究證明，邊緣系統(tǒng)是一個獨立的腦部結(jié)構(gòu)，位居兩個般腦的下端，有神經(jīng)，有突觸，可以和半腦新皮層具有同樣的思維功能。邊緣系統(tǒng)的提出22III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)

繼斯佩里人腦左右III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)23III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)23III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)

邊緣系統(tǒng)（limbicsystem）一般認為包括視丘、下視丘以及中腦等在內(nèi)的部分。邊緣系統(tǒng)的主要功能為嗅覺、內(nèi)臟、自主神經(jīng)、內(nèi)分泌、性、攝食、學習、記憶等。邊緣系統(tǒng)有兩個神經(jīng)組織，即杏仁核與海馬，前者關(guān)系情緒的表現(xiàn)，后者與記憶有關(guān)。

邊緣系統(tǒng)的概述24III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)邊緣系統(tǒng)（limbicIII-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)25III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)25III-3-3.全腦模型：四大象限

憑借斯佩里和麥克萊昂的研究結(jié)果，即分別以大腦皮層兩個半腦（斯佩里）理論和邊緣系統(tǒng)兩個半腦（麥克萊昂）理論為生理學依據(jù)，美國著名的全腦技術(shù)創(chuàng)始人奈德·赫曼，提出了他的四大象限全腦模型學說（參見圖）。全腦模型的提出26III-3-3.全腦模型：四大象限憑借斯佩里III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型27III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型27III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型28III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型28III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型解釋

赫曼用以下一段比喻對四大象限全腦模型作了解釋：“想像一下腦部的這些思維部位，它們可以分別用一個小棋盤來代表。第一個棋盤上是主教，第二個棋盤上是武士，第三個是車，第四個是國王和王后。小兵則在四個盤子上平均分配。左右兩半腦的皮質(zhì)各由一副棋盤代表，邊緣系統(tǒng)的兩個半邊，則由剩下的兩副棋盤代表。由于四個部分的大腦皮質(zhì)分工各有不同，所以對棋子也進行分工，劃成四類，分配到四副棋盤上去，從而合成全腦模型。29III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型解釋赫III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型解釋

赫曼指出，通過這個類比可以感覺到，腦部的各個思維部位是如何組成思維網(wǎng)絡，又是如何交互作用的。若要下活這盤期，你就得動用四副棋盤上的所有棋子。雖然人腦四大思維部分共同發(fā)揮作用的情形，比起下棋更要復雜到無以復加的地步，但是，人們?nèi)绻軌蜃⒁獾酱竽X的這兩組思維構(gòu)造，便能按照四大象限模型去量化四者彼此之間的關(guān)系。赫曼深信，四大象限模型既是整個大腦思維運行的完整類比模型，又是每一個人思維偏好的集合體。30III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型解釋赫IV.如何學習？

掌握專家的學習方式掌握信息加工理論的基本概念、基本理論了解腦科學的基本知識，學會科學用腦掌握建構(gòu)主義學習理論，了解認知結(jié)構(gòu)及其在學習中的作用掌握元認知能力的培養(yǎng)方法31IV.如何學習？掌握專家的學習方式31Thank~32Thank~32腦科學與學習科學的研究制作：丁鏐方成員：張凱郭甲第三組33腦科學與學習科學的研究制作：丁鏐方134731腦科學與學習科學什么是腦科學腦科學與學習科學的關(guān)系大腦機制與學習規(guī)律如何學習3434731腦科學與學習科學什么是腦科學腦科學與學習科學的關(guān)系I.什么是腦科學？腦科學，又稱神經(jīng)科學，是20世紀60年代末形成的一門邊緣科學。它融合了神經(jīng)生理學，生物化學，神經(jīng)解剖學，神經(jīng)病學，信息科學，計算機科學等學科來研究人和動物腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。腦科學簡單定義：腦科學從分子水平、細胞水平、行為水平研究自然智能機理，建立腦模型，揭示人腦的本質(zhì)。

35I.什么是腦科學？腦科學，又稱神經(jīng)科學，是20世紀6II.腦科學與學習科學的關(guān)系人類的任何學習活動都離不開大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。腦科學是當代學習科學不可缺少的基礎學科。它的研究成果不僅可以為學習理論提供證據(jù)與科學支持，而且能指導我們科學用腦，合理開發(fā)人腦的巨大潛能，設計健康、高效的學習生活。關(guān)系：36II.腦科學與學習科學的關(guān)系人類的任何學習活動都離不II.腦科學與學習科學的關(guān)系關(guān)系：通過對大腦的研究來理解學習能夠為教育專家、政策制定者和那些需要更多教學經(jīng)驗的實踐者帶來啟示，也能為人們的學習提供更好的指導。美國于1989年率先推出了全國性的腦科學計劃，并把20世紀最后10年命名為“腦的十年”。美國對腦科學的研究37II.腦科學與學習科學的關(guān)系關(guān)系：通過對大腦的研究來理解學習II.腦科學與學習科學的關(guān)系1999年，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織教育研究和革新中心（OECD-CERI）組織世界上一批優(yōu)秀的精神科學家、教育家和政策決定著參與啟動了“大腦機制與學習科學”（BrainMechanismandLearningScience）項目，目的是在腦科學與學習科學之間架起一座橋梁。38II.腦科學與學習科學的關(guān)系1999年，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織教III.大腦機制與學習規(guī)律

導言：德國著名學者埃利亞斯說過:“如果你在發(fā)展關(guān)于知識的理論,卻又對大腦的結(jié)構(gòu)一無所知,肯定得搞錯什么東西?！?/p>

——《中華讀書報》1998-05-27

39III.大腦機制與學習規(guī)律導言：德國著名學者埃利亞斯說過:III.大腦機制與學習規(guī)律神經(jīng)細胞與學習規(guī)律腦電波的變化與學習大腦分工與學習40III.大腦機制與學習規(guī)律神經(jīng)細胞與學習規(guī)律腦電波的變化與學III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律

大腦結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是腦神經(jīng)細胞,神經(jīng)細胞又稱神經(jīng)元，能夠感受刺激和傳導興奮，具有接受、傳遞、加工、存儲或發(fā)放信息的功能。神經(jīng)細胞之間通過突觸建立聯(lián)系。發(fā)育成熟的大腦神經(jīng)元總數(shù)約有1000億個，相互聯(lián)系構(gòu)成“神經(jīng)通信網(wǎng)絡”。神經(jīng)細胞41III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律大腦III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律

神經(jīng)細胞42III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律神經(jīng)III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律

神經(jīng)細胞與學習記憶神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系并不是生來就自然暢通的，而是通過學習、工作、思維、記憶等智力活動“接通”的。科學家艾克爾斯進行大量實驗研究以后認為，記憶就是神經(jīng)元之間形成了新的突觸聯(lián)系。例：我們記憶一個英文單詞時，每重讀一次，與之相對應得神經(jīng)元系統(tǒng)就興奮一次，如果這種刺激反復進行，則沿通路傳遞的刺激就會使突觸生長，聯(lián)系變得更加緊密和鞏固，傳輸效率大大提高，這就形成了記憶。（S-R理論）43III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律神經(jīng)細胞與學習記憶神經(jīng)細胞之III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律大腦和人的高級神經(jīng)系統(tǒng)的主要活動規(guī)律是興奮過程和抑制過程。興奮過程：人的神經(jīng)系統(tǒng)活動的開始和加強，表現(xiàn)為人有充沛的精力進行學習和工作。抑制過程：人的神經(jīng)系統(tǒng)活動的減弱和停止，表現(xiàn)為人需要休息。學習規(guī)律：興奮與抑制的過程是有節(jié)奏、有規(guī)則地交替進行的，學習一定時間后必須有適當?shù)男菹?，才能使大腦得到放松，有利于保持興奮水平，提高學習效率。神經(jīng)細胞與學習記憶44III-1.神經(jīng)細胞與學習規(guī)律大腦和人的高級神經(jīng)系統(tǒng)的主要活I(lǐng)II-2.腦電波的變化與學習

腦神經(jīng)細胞內(nèi)部的電能量活動以及突觸間的脈沖活動產(chǎn)生腦電波。腦電波有四種類型,隨著波長的不同，對學習有著不同影響。β波α波θ波δ波頻率14~30次/s，完全清醒時的大腦在這個波段上工作，思考時或受到外界較強刺激時最為明顯。頻率7~13次/s，大腦皮層處于微弱的興奮狀態(tài)，“放松性警覺”，松弛而清醒，理想的學習狀態(tài)。頻率4~7次/s,在睡眠的初期階段出現(xiàn)，在成人困倦時常出現(xiàn)。頻率0.5~3次/s，深度睡眠狀態(tài)時出現(xiàn)，缺氧時也容易出現(xiàn)。45III-2.腦電波的變化與學習腦神經(jīng)細胞內(nèi)部的電能量活動以III-2.腦電波的變化與學習在頻率7~13次/s的β波時，大腦皮層處于微弱的興奮狀態(tài)，大腦在這樣的波段上工作是處于放松性警覺狀態(tài)

,它以放松和沉思為特征,能加快對資料的收集,增強想象力和記憶力,促進靈感的產(chǎn)生。從腦電波的活動規(guī)律可以看出,放松性警覺是最佳的學習狀態(tài),要達到這種狀態(tài),首先要消除學生在課堂的緊張感和壓力感。46III-2.腦電波的變化與學習在頻率7~13次/s的β波時，III-3.大腦分工與學習47III-3.大腦分工與學習15III-3.大腦分工與學習

大腦奧秘兩個半球，各賦所長人腦邊緣系統(tǒng)全腦模型：四大象限48III-3.大腦分工與學習大腦兩個半球，各賦所長人腦邊III-3-1.兩個半球，各賦所長49III-3-1.兩個半球，各賦所長17III-3-1.兩個半球，各賦所長

左右腦分工說的提出

美國生物學家、心理學家R.斯佩里和M.S.加查尼加等在1961年提出了“大腦功能一側(cè)化”的理論，即“左右腦分工”說，認為大腦左右半球的功能是高度專門化的，左腦被稱為理性的、知識的腦，右腦被稱為感性的、創(chuàng)造的腦。50III-3-1.兩個半球，各賦所長左右腦分工說的提出III-3-1.兩個半球，各賦所長51III-3-1.兩個半球，各賦所長19III-3-1.兩個半球，各賦所長

走出左右腦分工的誤區(qū)

受“左右腦分工”說的影響，到了八、九十年代，在西方發(fā)達國家和中國，掀起了一股“開發(fā)右腦”、“右腦革命”的熱潮。但必須指出，“左右腦分工”理論，是胼胝體做了切割術(shù)的病例研究得出的結(jié)果，具有局限性，對于健康人不可照搬，在一些提高形象思維的基礎訓練中，強行兒童使用左手左腳，打亂了正常的發(fā)育過程，可能給孩子的成長造成不利影響。52III-3-1.兩個半球，各賦所長走出左右腦分工的誤區(qū)III-3-1.兩個半球，各賦所長

走出左右腦分工的誤區(qū)

隨著腦科學的研究不斷深入和發(fā)展，很多理論并未形成定論，尤其是大腦功能定位的理論，在這種情況下提“左腦說”“右腦說”是比較輕率的，從人腦的復雜結(jié)構(gòu)可以推測，人的某一方面的能力絕不僅僅是某一技能區(qū)的特殊功能。而應該是各部分分工協(xié)同作用的，整個大腦應該作為一個整體，全腦開發(fā)。53III-3-1.兩個半球，各賦所長走出左右腦分工的誤區(qū)III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)

繼斯佩里人腦左右二分模型之后不久，美國神經(jīng)系統(tǒng)科學家麥克萊昂根據(jù)人類進化歷程，提出了三分模型學說，認為，人腦依次由爬蟲類腦、哺乳類腦和新皮層而構(gòu)成。更重要的是，他注意到了人腦的“邊緣系統(tǒng)”，研究證明，邊緣系統(tǒng)是一個獨立的腦部結(jié)構(gòu)，位居兩個般腦的下端，有神經(jīng)，有突觸，可以和半腦新皮層具有同樣的思維功能。邊緣系統(tǒng)的提出54III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)

繼斯佩里人腦左右III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)55III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)23III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)

邊緣系統(tǒng)（limbicsystem）一般認為包括視丘、下視丘以及中腦等在內(nèi)的部分。邊緣系統(tǒng)的主要功能為嗅覺、內(nèi)臟、自主神經(jīng)、內(nèi)分泌、性、攝食、學習、記憶等。邊緣系統(tǒng)有兩個神經(jīng)組織，即杏仁核與海馬，前者關(guān)系情緒的表現(xiàn)，后者與記憶有關(guān)。

邊緣系統(tǒng)的概述56III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)邊緣系統(tǒng)（limbicIII-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)57III-3-2.人腦邊緣系統(tǒng)25III-3-3.全腦模型：四大象限