认识大脑.ppt

了解认识大脑研究适于脑的教学,主讲：李文洋,一、了解认识我们的大脑二、大脑发展的关键期三、多元智能与男女差异四、脑与学习五、脑科学研究给我们的启示,1、人类与其它动物脑细胞比较,2.脑细胞的分类与功能神经细胞130-1000亿负责信息处理10%（神经元）胶质细胞90%,为神经细胞提供营养与支持，像黏合剂一样，将神经细胞固定。,胶质细胞是脑内最常见的细胞，它与神经元的数量比例约为10：1,胶质细胞的一般类型,脑细胞（神经元）,神经元之间的联系,神经元之间不是相互接触一起，而是以一种电化学方式通过一个极细微的空隙相互联系。这种特殊的联系方式叫突触。一个神经元可以接受多达成千个突触的输入，这些输入到达神经细胞的部位在树突、胞体和轴突的分布各不相同，从而产生的作用也复杂多变，这正是人类脑功能活动多样性的基础。,学习在突触产生,神经元是如何形成联结的,通过“轴突突触树突”的通路，电信号转变为化学信号，再转变为电信号。,3.大脑结构之一：三位一体的大脑,古脑（爬行脑）脑干：负责非随意性行为如心跳、呼吸旧脑（哺乳脑）边缘系统：掌管吃喝、繁殖、情感新脑（新皮层）皮质古皮质：嗅觉性：调节内脏活动，鱼类已有新皮质：爬行类哺乳类人类占96%,三位一体的大脑模型,大脑结构：脑干及边缘系统,脑切面图,脑干：生命中枢、监控呼吸、体温、血压、消化、脑的觉醒边缘系统：丘脑：听有感觉信息（除嗅觉外）首先进入丘脑，然后传入其它部位进一步加工。海马：（开关像海马得名）巩固学习和记忆中起重要作用进行信息的转化，来自工作记忆的学习通过电信号传导方式转入长期储存区，此过程需几天或数月。,杏仁核：在情绪中具有重要作用大脑皮质：约占脑重80%以上表面灰白色、多皱褶，并刻有被称为沟回的裂纹。最大的裂纹从前向后，将脑分为两半，左右两个半球通过1个由2.5亿条神经纤维组成称为胼胝体的厚纤维来相连。大脑半球由一层很薄但非常紧密的皮层覆盖。小脑：大脑尾部的下端，协调并控制多种身体运动。,大脑皮层覆盖大脑的全部表面，神经细胞最密集的地方。平均厚度2.5毫米，总重最约600克，占大脑总重的40%上面有很多褶皱，使面积增大，铺平可达2200平方厘米。1/3露在表面，2/3位于褶皱里面。褶皱形成深浅不等的沟，隆起部分称为脑回，沟回的多少与智能高低相关密切。,血脑屏障大脑对血液需求很大，脑重占体重1/50，血的供应量却占1/5。脑活动时依赖稳定而丰富的血液供应。其它组织细胞内皮细胞构成的毛细血管上有张开的小孔皮内细胞与内皮细胞连接处有缝隙脑与脊髓细胞毛细血管上的内皮细胞的小孔是闭合的内皮细胞间细胞膜互相融合，没有缝隙,内皮细胞外还有神经膠质细胞包围着。使大脑对于物质有了选择性，这种特殊结构称为“血脑屏障”可以有效防止许多有害物质进入大脑。但酒精、毒品等可以通过血脑屏障。,4.大脑结构之二：左右脑,胼胝体是联结左右脑的两束神经纤维中较大的胼胝体,左脑支配的学习者可能更加经常：,更喜欢有序的事物从部分到整体学习得最好更喜欢语音阅读系统喜欢词汇、符号与字母宁可首先阅读主题要洪相关事实信息更喜欢详细有顺序地教学更关注内在经验要结构性与可预测性,右脑支配的学习者可能更加经常：,更喜欢随机事物从整体到部分学习得最好更喜欢整体语言阅读系统喜欢图画、图像和图表宁可首先看见或经历主题要汇集有关事物之间关系的信息更喜欢自然的、随波逐流的学习环境更关注外部经验要开放性取向、新导和意外,总结对大脑三十多年的研究，左右半脑功能主要区别在：1、左脑控制右半侧身体，右脑控制左半侧身体。2、左半脑按先后顺序进行活动，右半脑同步同时进行活动。3、左脑精于读字面语意，右脑精于读懂话外音。4、左脑分析细节，右脑考虑全局。5、对自我的感知主要在右半脑，对他人的感知主要在左半脑。,5.大脑结构之三：四个脑叶大脑分左右两个半球，每个半球又分为四个主要的脑叶,脑叶,脑的主要功能区,四大脑叶成熟的顺序枕叶顶叶颞叶额叶了解大脑的功能分区，就有了开发大脑的科学依据脑的三大基本功能区第一功能区位于大脑中心的部分掌管人的觉醒状态，负责人的注意活动第二功能区包括顶叶、颞叶、枕叶接受视、听、触觉信息，形成感觉、知觉、完成认知，如对言语信息的理解（婴幼儿、小学）。第三功能区额叶负责人的反应活动，并对脑的各部分活动进行统合（小、中学）。,二、大脑发展的关键期（敏感期）大脑的潜力有多大大脑具有庞大的记忆容量，信息容量比国家图书馆大得多。科学家对大脑潜能的估计20世纪初詹姆斯大脑已用的占10%未开发90%20世纪中米德大脑已用的占6%未开发94%20世纪末奥托大脑已用的占4%未开发96%为什么？答案：脑的可塑性。神经细胞不能再生，但可以建立联结，形成神经网络。,关键期是大脑发育的重要阶段最早提出关键期理念的是意大利早期教育专家蒙台梭利。她认为，婴儿生命的最初三年，是一生智力发展的关键阶段。婴儿生命的最初三年，是神经细胞形成树突的关键期。美国著名心理学家布鲁姆对近千名儿童从出生到成年跟踪研究，结果表明：5岁前为智力发展最为迅速的时期。如果17岁100%1岁20%4岁50%8岁80%13岁92%,人的智力发展的关键期,神经网络的形成铺路原理：先少后多先多后少,大脑重量出生时1磅左右，一岁时增至2磅。重量与体积的增加是由于神经元体积加大，树突成分增长，轴突的髓鞘以及胶质细胞增加。幼儿2岁时，突触数量已达成人水平。3岁时约有1000万亿个突触，这种密集状态是成人的2倍。有用的得以强化，无用的得以修剪。蒙台梭利：在人的一生当中，幼儿期智力发展最快。这一时间也被称做智力发展的“敏感期”。在“敏感期”内开发智力，其效果是事半功倍；而错过“敏感期”则是事倍功半，甚至会造成永远无法弥补的过错。,蒙台梭利提出的儿童敏感期感官敏感期05岁语言敏感期06岁秩序敏感期04岁动作敏感期06岁细节敏感期1.54岁书写敏感期3.54.5岁阅读敏感期4.55.5岁社会规范敏感期2.56岁文化敏感期69岁,蒙台俊利教育法2009.5第一版中国商业出版社,张云晓一书中的提法：06岁，敏感期开启孩子一生02岁半视觉听觉口和手渴望爱行走语言23岁左右空间关注细小事物秩序模仿自尊34岁左右审美自我意识执拗45岁左右情感表达人际关系绘画音乐56岁左右阅读书写数学喜欢动植物社会规则与活动,儿童脑成熟的关键期,图中显示了某些学习的敏感期,青少年的脑：发育中青少年的脑是一幅蓝图而不是已经建成的摩天大楼。美国精神健康研究所的jay博士已经通过核磁共振的脑扫描证实，从儿童时期的脑到成人的脑不是一朝一夕形成的，必须经过在青少年时期不断修剪旧的神经元联结，同时形成新的神经元联结的过程。著名教育心理学家皮亚杰（认知理论和信息加工理论创始者）认为，学生在青少年时期，其短时记忆能力会有一个质的提高。但他没有从根本上解释这是为什么，直到美国加州大学一位博士通过核磁共振扫描才证明，青少年时期脑的新的灰质、白质、树突和突触的形成使得学生能够记得更多、更牢。,青少年时期脑的显著变化图,青少年时期，海马会生长出大量的树突和突触，使得短时记忆功能在这个时期迅速提高。一般短时记忆容量为5-7个单位，而青少年可以记住7-9个单位，所以他们可以很快地背下十四行诗，记住数学公式和定理。大多数智力活动需要脑的两个半球共同完成。青少年时期，胼胝体不断生长出更多的树突和突触，体积越来越大。20世纪90年代，美国jay博士对145名健康孩子（4-21岁）进行核磁共振扫描，并每隔两年一次跟踪，证实青少年时期灰质仍有过度生长的情形出现。“用进废退”同样适用于青春期的青少年。青少年时期形成的神经联结可以受用一生，而不用的联结就会永远被淘汰。这是一个可以提高脑功能的重要机会，也是一个可以浪费脑潜能的机会。,在青少年脑的发育过程中，不断进行着建构。顶叶（负责加工视、听、嗅觉信息）、颞叶（负责加工语言、情绪信息）、小脑（负责协调和思维技巧）以及海马（负责短时记忆）都随着神经元的过度生长和修剪得以完善、发展。顶叶的灰质直到人12岁才完成发育过程，然后才开始修剪，而颞叶到16岁才完成生长。大脑神经元不是同时开始髓鞘化的，最后完成髓鞘化的是脑的前额叶，这个脑区负责抽象思维、语言和决策。随着前额叶在青少年时期的髓鞘化，青少年逐步具备了假设、洞察未来，演绎、分析和逻辑推理的能力。,前额叶控制我们冲动的一面，教化我们的天性。它和杏仁核（负责控制激烈的情绪反应）之间的关系非常有意思。高兴、害怕、生气等情绪都发生于杏仁核。当遇到外界刺激时，青少年和成人的脑反应模式完全不同。成人会更多通过前额叶而较少通过杏仁核来反应，因此会理智；而青少年主要依靠杏仁核来反应，因此非常情绪化。小学阶段的关键期1、培养良好行为习惯（尤其是与学习有关的）2、想象能力、具体抽象思维3、人际交往（渴望交往）4、个性发展5、言语和短时记忆能力,脑的发展趋势图,三、多元智能和男女差异（一）三种主要的智力理论1、多元智力理论1983年，美国心理学家霍华德加德纳提出多元智力理论语言文字智力音乐旋律智力逻辑数学智力自我认知智力视觉空间智力人际交往智力身体运动智力自然探索智力（1995年提出）,2、情感智力理论1995年，美耶鲁大学心理家彼得沙拉维首先提出这个概念。同年，丹尼尔戈多曼在情感智力一书中提出传统的情感智力因素、自我情绪认识、妥善管理情绪、自我激励、移情、人际交往艺术。,3、三元智力理论1985年，美国心理学家斯腾伯格提出著名的三元智力理论。十余年后，又提出成功智力理论。分析性智力创造性智力实践性智力,（二）了解多元智力理论言语语言智力主要指听、说、读、写的能力音乐节奏智力主要指感受、辨别、记忆改变和表达音乐的能力，表现为对音乐（节奏、音调、音色、旋律）的敏感及通过作曲、演奏、歌唱等表达音乐的能力。逻辑数理智力主要指运算和推理的能力，表现为对事物间类比、因果、逻辑等关系的敏感及通过数理运算和逻辑推理等思维能力。视觉空间智力主要指感受、辨别、记忆、改变物体的空间关系并借此表达思想和情感的能力，表现为对线条、形状、结构、色彩和空间关系的敏感及通过平面图形和主体造型将它们表现出来的能力。,身体动觉智力主要指运用四肢和躯干的能力，表现为能较好地控制自己的身体，对事件做出恰当的身体反应，善于利用身体语言表达自己思想和情感的能力。自知自省智力主要指认识、洞察和反省自身的能力，表现为能正确意识和评价自己的情绪、动机、欲望、个性、意志，形成自尊、自制、自律的能力。人际交往智力。指与人相处和交流的能力，表现为觉察、体验他人情绪、情感和意图并作出妥当反应的能力。自然观察智力。指人类分辨动植物及对自然现象的敏感能力，表现为喜欢探索大自然，关于观察、分类、辨别、喜欢饲养、种植等。,（三）多元智力的主要意义1、每一个个体的智力各具特点。每个人相对拥有八种智力，又以不同方式、程度组合成自己的特点。2、智力是一种生物潜能，可以学习提升。教育就是激发个人潜能的过程。3、智力强调个体解决实际问题的能力和创造能力。,（四）大脑的性别差异男孩女孩不一样1、男女大脑结构上有差别胼胝体形状不一样：女性胼胝后部比男性大且呈球状，男性较小呈管状。胼胝体负责左右脑信息交流、后部主掌视察信息。所以女性可以不太费力观察到很多男人注意不到的细节。连接左右半脑的前连合有别，前连合主要与我们本能行为和情绪活动关系密切。女性的前连合比男性大，所以，女性在情感反应方面更为敏感，情绪活动多也较为复杂。颞叶中颞平面有不同。女性左侧大脑的这个部位明显大于男性。而这个区域是和言语感知机能联系密切。,2、男女在认知机能上的差别言语机能女男空间操作机能男女思维倾向女性比较感性男性比较理性男性脑中白质比例更大，女性脑中灰质比例更大，由于白质更多，男性更容易将信息体输到不同脑区，提高了空间能力，使他们在辩别方向、追踪目标、解决数学问题上有明显优势；女性多灰质，使他们语言技能有优势，能同时参与多项活动，如边聊天边织毛衣。,四、脑与学习（一）大脑如何加工信息1.信息加工模式（记忆的阶段）,表述人脑如何处理外界环境信息的信息加工模型,瞬时记忆在意识或潜意识中加工，一般保持时间为30秒，如查一个电话号码工作记忆第二个暂时记忆，属于有意识过程，而不是潜意识的。大多数工作记忆发生在额叶。,工作记忆的容量：随年龄变化,测试凝视下列数字7秒，然后默写下来92170534915082637工作记忆的时间限制青春期前约510分钟青春期和成人1020分钟超过会出现疲劳或厌烦，注意力下降。,工作记忆的项目,感觉偏好与学习风格通过增强动机增加加工时间如：激发兴趣、提供反馈、建立义务和责任人为创造意义如：谐音记忆、形象记忆利用总结来理解和意义获得,长时存储,2.记忆的类型非陈述性记忆（内隐记忆）,程序性的反射性的,条件反射情绪性,陈述性记忆（外显记忆）,情景记忆语义记忆,记忆通路,（二）影响学习和保障的因素1.复述由工作记忆转入长时存储的有效作法。,复述的时间,实级复述二级复述,复述的类型,机械复述精细复述,2.首因近因效应对先出现的那些刺激记忆效果最好，其次是最后出现的，中间出现的效果差。,学习情境中保持程度的变化,新信息和总结最好在高效期间呈现练习适合安排于低深时期,3.保持随教学方法的变化而变化下图呈现的学习金字塔是20世纪60年代缅因州的贝瑟尔（bethel）国培训实验室（现在是弗吉尼州的亚历山大国家培训研究所）的研究发现的，该研究主要探讨了不同教学方法下学生的学习保持情况。金字塔主要显示了学生在显示的不同教学方法指导下学习24小时之后，对新学习内容可回忆的百分数。注意：24小时后加快的信息是假定存储的长时记忆中的。,图中显示在每种指导方法下，学习24小时后的材料平均保持率,4保持随不断练习而增加,不断学习（分散式练习）增加了学习回忆的程度,五、脑科学研究给我们教育的启示（一）人的大脑潜能巨大，幼童与青少年的学习潜能巨大，教育的任务是创造条件启发潜能。著名学者吕达说：“自然界有许许多多的矿藏，而人的大脑是最丰富的矿藏。”生本教育的首创者郭思乐教授认为：“教育之道，在启发潜能。人的潜能无限，这是我们的先祖数十万年来发展的累积，问题在于我们是否去保护和开发它。教育者不能代替学习者对他们自身的潜能进行开发。”“儿童是天生的学习者。”“学习是人类自身的需要，是人类50万年的进化发展中产生和发展的特性，是大自然用基因和dna保留在我们细胞中的信息，因而它是一种生物学特征。,生本教育实验成果充分证明了儿童自主学习的兴趣和能力很强。他们的特点：先做后学、先会后学、先学后教、以学定教、少教多学、不教而教。,（二）重视婴幼儿、少年儿童智力发展的关键期，不要以我们的成人的“想当然”去强迫孩子学什么。学前期阶段：需要特别注重感、知觉能力和运动机能的开发，最好的办法就是尽量给孩子提供丰富的文化环境，让他不断地接触人，与人说话，要有视觉的、听觉的、触觉的以及各种各样的物理环境在周围，要让他有机会尝试各种人类创造的文化产品。,小学阶段：要进行大量的形象具体的思维训练，书面语的学习和掌握是特别重要的方面。从小学起就努力增加孩子的阅读量、鼓励他多读课外书。阅读量增加，不仅可以启发孩子的思维，扩大知识面，更为高年级的学习、写作打下良好基础。中学阶段：需要对孩子的自主学习能力进行重点培养，特别要注重孩子的计划、组织机能、独立地提出问题、分析问题和解决问题的能力。大学阶段：这一时期正是大脑额叶对其他部位进行有效调控的时机。一个主要教育内容就是训练理智对感情的控制机能，是情商培养的重要时期。,（三）重视情感、态度、动机的作用。“态度决定一切”。大脑的三位一体脑干边缘系统皮层生存脑情感脑思维脑是否可以说成：生存才有情感，情感决定思维。（四）