学习科学与教育技术第三单元1脑科学课件

脑科学与学习科学的研究制作：丁鏐方成员：张凯郭甲第三组1脑科学与学习科学的研究制作：丁鏐方134731脑科学与学习科学什么是脑科学脑科学与学习科学的关系大脑机制与学习规律如何学习234731脑科学与学习科学什么是脑科学脑科学与学习科学的关系I.什么是脑科学？脑科学，又称神经科学，是20世纪60年代末形成的一门边缘科学。它融合了神经生理学，生物化学，神经解剖学，神经病学，信息科学，计算机科学等学科来研究人和动物脑神经系统的结构和功能。脑科学简单定义：脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，揭示人脑的本质。

3I.什么是脑科学？脑科学，又称神经科学，是20世纪6II.脑科学与学习科学的关系人类的任何学习活动都离不开大脑和神经系统。脑科学是当代学习科学不可缺少的基础学科。它的研究成果不仅可以为学习理论提供证据与科学支持，而且能指导我们科学用脑，合理开发人脑的巨大潜能，设计健康、高效的学习生活。关系：4II.脑科学与学习科学的关系人类的任何学习活动都离不II.脑科学与学习科学的关系关系：通过对大脑的研究来理解学习能够为教育专家、政策制定者和那些需要更多教学经验的实践者带来启示，也能为人们的学习提供更好的指导。美国于1989年率先推出了全国性的脑科学计划，并把20世纪最后10年命名为“脑的十年”。美国对脑科学的研究5II.脑科学与学习科学的关系关系：通过对大脑的研究来理解学习II.脑科学与学习科学的关系1999年，经济合作与发展组织教育研究和革新中心（OECD-CERI）组织世界上一批优秀的精神科学家、教育家和政策决定着参与启动了“大脑机制与学习科学”（BrainMechanismandLearningScience）项目，目的是在脑科学与学习科学之间架起一座桥梁。6II.脑科学与学习科学的关系1999年，经济合作与发展组织教III.大脑机制与学习规律

导言：德国著名学者埃利亚斯说过:“如果你在发展关于知识的理论,却又对大脑的结构一无所知,肯定得搞错什么东西。”

——《中华读书报》1998-05-27

7III.大脑机制与学习规律导言：德国著名学者埃利亚斯说过:III.大脑机制与学习规律神经细胞与学习规律脑电波的变化与学习大脑分工与学习8III.大脑机制与学习规律神经细胞与学习规律脑电波的变化与学III-1.神经细胞与学习规律

大脑结构和功能的基本单位是脑神经细胞,神经细胞又称神经元，能够感受刺激和传导兴奋，具有接受、传递、加工、存储或发放信息的功能。神经细胞之间通过突触建立联系。发育成熟的大脑神经元总数约有1000亿个，相互联系构成“神经通信网络”。神经细胞9III-1.神经细胞与学习规律大脑III-1.神经细胞与学习规律

神经细胞10III-1.神经细胞与学习规律神经III-1.神经细胞与学习规律

神经细胞与学习记忆神经细胞之间的联系并不是生来就自然畅通的，而是通过学习、工作、思维、记忆等智力活动“接通”的。科学家艾克尔斯进行大量实验研究以后认为，记忆就是神经元之间形成了新的突触联系。例：我们记忆一个英文单词时，每重读一次，与之相对应得神经元系统就兴奋一次，如果这种刺激反复进行，则沿通路传递的刺激就会使突触生长，联系变得更加紧密和巩固，传输效率大大提高，这就形成了记忆。（S-R理论）11III-1.神经细胞与学习规律神经细胞与学习记忆神经细胞之III-1.神经细胞与学习规律大脑和人的高级神经系统的主要活动规律是兴奋过程和抑制过程。兴奋过程：人的神经系统活动的开始和加强，表现为人有充沛的精力进行学习和工作。抑制过程：人的神经系统活动的减弱和停止，表现为人需要休息。学习规律：兴奋与抑制的过程是有节奏、有规则地交替进行的，学习一定时间后必须有适当的休息，才能使大脑得到放松，有利于保持兴奋水平，提高学习效率。神经细胞与学习记忆12III-1.神经细胞与学习规律大脑和人的高级神经系统的主要活III-2.脑电波的变化与学习

脑神经细胞内部的电能量活动以及突触间的脉冲活动产生脑电波。脑电波有四种类型,随着波长的不同，对学习有着不同影响。β波α波θ波δ波频率14~30次/s，完全清醒时的大脑在这个波段上工作，思考时或受到外界较强刺激时最为明显。频率7~13次/s，大脑皮层处于微弱的兴奋状态，“放松性警觉”，松弛而清醒，理想的学习状态。频率4~7次/s,在睡眠的初期阶段出现，在成人困倦时常出现。频率0.5~3次/s，深度睡眠状态时出现，缺氧时也容易出现。13III-2.脑电波的变化与学习脑神经细胞内部的电能量活动以III-2.脑电波的变化与学习在频率7~13次/s的β波时，大脑皮层处于微弱的兴奋状态，大脑在这样的波段上工作是处于放松性警觉状态

,它以放松和沉思为特征,能加快对资料的收集,增强想象力和记忆力,促进灵感的产生。从脑电波的活动规律可以看出,放松性警觉是最佳的学习状态,要达到这种状态,首先要消除学生在课堂的紧张感和压力感。14III-2.脑电波的变化与学习在频率7~13次/s的β波时，III-3.大脑分工与学习15III-3.大脑分工与学习15III-3.大脑分工与学习

大脑奥秘两个半球，各赋所长人脑边缘系统全脑模型：四大象限16III-3.大脑分工与学习大脑两个半球，各赋所长人脑边III-3-1.两个半球，各赋所长17III-3-1.两个半球，各赋所长17III-3-1.两个半球，各赋所长

左右脑分工说的提出

美国生物学家、心理学家R.斯佩里和M.S.加查尼加等在1961年提出了“大脑功能一侧化”的理论，即“左右脑分工”说，认为大脑左右半球的功能是高度专门化的，左脑被称为理性的、知识的脑，右脑被称为感性的、创造的脑。18III-3-1.两个半球，各赋所长左右脑分工说的提出III-3-1.两个半球，各赋所长19III-3-1.两个半球，各赋所长19III-3-1.两个半球，各赋所长

走出左右脑分工的误区

受“左右脑分工”说的影响，到了八、九十年代，在西方发达国家和中国，掀起了一股“开发右脑”、“右脑革命”的热潮。但必须指出，“左右脑分工”理论，是胼胝体做了切割术的病例研究得出的结果，具有局限性，对于健康人不可照搬，在一些提高形象思维的基础训练中，强行儿童使用左手左脚，打乱了正常的发育过程，可能给孩子的成长造成不利影响。20III-3-1.两个半球，各赋所长走出左右脑分工的误区III-3-1.两个半球，各赋所长

走出左右脑分工的误区

随着脑科学的研究不断深入和发展，很多理论并未形成定论，尤其是大脑功能定位的理论，在这种情况下提“左脑说”“右脑说”是比较轻率的，从人脑的复杂结构可以推测，人的某一方面的能力绝不仅仅是某一技能区的特殊功能。而应该是各部分分工协同作用的，整个大脑应该作为一个整体，全脑开发。21III-3-1.两个半球，各赋所长走出左右脑分工的误区III-3-2.人脑边缘系统

继斯佩里人脑左右二分模型之后不久，美国神经系统科学家麦克莱昂根据人类进化历程，提出了三分模型学说，认为，人脑依次由爬虫类脑、哺乳类脑和新皮层而构成。更重要的是，他注意到了人脑的“边缘系统”，研究证明，边缘系统是一个独立的脑部结构，位居两个般脑的下端，有神经，有突触，可以和半脑新皮层具有同样的思维功能。边缘系统的提出22III-3-2.人脑边缘系统

继斯佩里人脑左右III-3-2.人脑边缘系统23III-3-2.人脑边缘系统23III-3-2.人脑边缘系统

边缘系统（limbicsystem）一般认为包括视丘、下视丘以及中脑等在内的部分。边缘系统的主要功能为嗅觉、内脏、自主神经、内分泌、性、摄食、学习、记忆等。边缘系统有两个神经组织，即杏仁核与海马，前者关系情绪的表现，后者与记忆有关。

边缘系统的概述24III-3-2.人脑边缘系统边缘系统（limbicIII-3-2.人脑边缘系统25III-3-2.人脑边缘系统25III-3-3.全脑模型：四大象限

凭借斯佩里和麦克莱昂的研究结果，即分别以大脑皮层两个半脑（斯佩里）理论和边缘系统两个半脑（麦克莱昂）理论为生理学依据，美国著名的全脑技术创始人奈德·赫曼，提出了他的四大象限全脑模型学说（参见图）。全脑模型的提出26III-3-3.全脑模型：四大象限凭借斯佩里III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型27III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型27III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型28III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型28III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型解释

赫曼用以下一段比喻对四大象限全脑模型作了解释：“想像一下脑部的这些思维部位，它们可以分别用一个小棋盘来代表。第一个棋盘上是主教，第二个棋盘上是武士，第三个是车，第四个是国王和王后。小兵则在四个盘子上平均分配。左右两半脑的皮质各由一副棋盘代表，边缘系统的两个半边，则由剩下的两副棋盘代表。由于四个部分的大脑皮质分工各有不同，所以对棋子也进行分工，划成四类，分配到四副棋盘上去，从而合成全脑模型。29III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型解释赫III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型解释

赫曼指出，通过这个类比可以感觉到，脑部的各个思维部位是如何组成思维网络，又是如何交互作用的。若要下活这盘期，你就得动用四副棋盘上的所有棋子。虽然人脑四大思维部分共同发挥作用的情形，比起下棋更要复杂到无以复加的地步，但是，人们如果能够注意到大脑的这两组思维构造，便能按照四大象限模型去量化四者彼此之间的关系。赫曼深信，四大象限模型既是整个大脑思维运行的完整类比模型，又是每一个人思维偏好的集合体。30III-3-3.全脑模型：四大象限全脑模型解释赫IV.如何学习？

掌握专家的学习方式掌握信息加工理论的基本概念、基本理论了解脑科学的基本知识，学会科学用脑掌握建构主义学习理论，了解认知结构及其在学习中的作用掌握元认知能力的培养方法31IV.如何学习？掌握专家的学习方式31Thank~32Thank~32脑科学与学习科学的研究制作：丁鏐方成员：张凯郭甲第三组33脑科学与学习科学的研究制作：丁鏐方134731脑科学与学习科学什么是脑科学脑科学与学习科学的关系大脑机制与学习规律如何学习3434731脑科学与学习科学什么是脑科学脑科学与学习科学的关系I.什么是脑科学？脑科学，又称神经科学，是20世纪60年代末形成的一门边缘科学。它融合了神经生理学，生物化学，神经解剖学，神经病学，信息科学，计算机科学等学科来研究人和动物脑神经系统的结构和功能。脑科学简单定义：脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，揭示人脑的本质。

35I.什么是脑科学？脑科学，又称神经科学，是20世纪6II.脑科学与学习科学的关系人类的任何学习活动都离不开大脑和神经系统。脑科学是当代学习科学不可缺少的基础学科。它的研究成果不仅可以为学习理论提供证据与科学支持，而且能指导我们科学用脑，合理开发人脑的巨大潜能，设计健康、高效的学习生活。关系：36II.脑科学与学习科学的关系人类的任何学习活动都离不II.脑科学与学习科学的关系关系：通过对大脑的研究来理解学习能够为教育专家、政策制定者和那些需要更多教学经验的实践者带来启示，也能为人们的学习提供更好的指导。美国于1989年率先推出了全国性的脑科学计划，并把20世纪最后10年命名为“脑的十年”。美国对脑科学的研究37II.脑科学与学习科学的关系关系：通过对大脑的研究来理解学习II.脑科学与学习科学的关系1999年，经济合作与发展组织教育研究和革新中心（OECD-CERI）组织世界上一批优秀的精神科学家、教育家和政策决定着参与启动了“大脑机制与学习科学”（BrainMechanismandLearningScience）项目，目的是在脑科学与学习科学之间架起一座桥梁。38II.脑科学与学习科学的关系1999年，经济合作与发展组织教III.大脑机制与学习规律

导言：德国著名学者埃利亚斯说过:“如果你在发展关于知识的理论,却又对大脑的结构一无所知,肯定得搞错什么东西。”

——《中华读书报》1998-05-27

39III.大脑机制与学习规律导言：德国著名学者埃利亚斯说过:III.大脑机制与学习规律神经细胞与学习规律脑电波的变化与学习大脑分工与学习40III.大脑机制与学习规律神经细胞与学习规律脑电波的变化与学III-1.神经细胞与学习规律

大脑结构和功能的基本单位是脑神经细胞,神经细胞又称神经元，能够感受刺激和传导兴奋，具有接受、传递、加工、存储或发放信息的功能。神经细胞之间通过突触建立联系。发育成熟的大脑神经元总数约有1000亿个，相互联系构成“神经通信网络”。神经细胞41III-1.神经细胞与学习规律大脑III-1.神经细胞与学习规律

神经细胞42III-1.神经细胞与学习规律神经III-1.神经细胞与学习规律

神经细胞与学习记忆神经细胞之间的联系并不是生来就自然畅通的，而是通过学习、工作、思维、记忆等智力活动“接通”的。科学家艾克尔斯进行大量实验研究以后认为，记忆就是神经元之间形成了新的突触联系。例：我们记忆一个英文单词时，每重读一次，与之相对应得神经元系统就兴奋一次，如果这种刺激反复进行，则沿通路传递的刺激就会使突触生长，联系变得更加紧密和巩固，传输效率大大提高，这就形成了记忆。（S-R理论）43III-1.神经细胞与学习规律神经细胞与学习记忆神经细胞之III-1.神经细胞与学习规律大脑和人的高级神经系统的主要活动规律是兴奋过程和抑制过程。兴奋过程：人的神经系统活动的开始和加强，表现为人有充沛的精力进行学习和工作。抑制过程：人的神经系统活动的减弱和停止，表现为人需要休息。学习规律：兴奋与抑制的过程是有节奏、有规则地交替进行的，学习一定时间后必须有适当的休息，才能使大脑得到放松，有利于保持兴奋水平，提高学习效率。神经细胞与学习记忆44III-1.神经细胞与学习规律大脑和人的高级神经系统的主要活III-2.脑电波的变化与学习

脑神经细胞内部的电能量活动以及突触间的脉冲活动产生脑电波。脑电波有四种类型,随着波长的不同，对学习有着不同影响。β波α波θ波δ波频率14~30次/s，完全清醒时的大脑在这个波段上工作，思考时或受到外界较强刺激时最为明显。频率7~13次/s，大脑皮层处于微弱的兴奋状态，“放松性警觉”，松弛而清醒，理想的学习状态。频率4~7次/s,在睡眠的初期阶段出现，在成人困倦时常出现。频率0.5~3次/s，深度睡眠状态时出现，缺氧时也容易出现。45III-2.脑电波的变化与学习脑神经细胞内部的电能量活动以III-2.脑电波的变化与学习在频率7~13次/s的β波时，大脑皮层处于微弱的兴奋状态，大脑在这样的波段上工作是处于放松性警觉状态

,它以放松和沉思为特征,能加快对资料的收集,增强想象力和记忆力,促进灵感的产生。从脑电波的活动规律可以看出,放松性警觉是最佳的学习状态,要达到这种状态,首先要消除学生在课堂的紧张感和压力感。46III-2.脑电波的变化与学习在频率7~13次/s的β波时，III-3.大脑分工与学习47III-3.大脑分工与学习15III-3.大脑分工与学习

大脑奥秘两个半球，各赋所长人脑边缘系统全脑模型：四大象限48III-3.大脑分工与学习大脑两个半球，各赋所长人脑边III-3-1.两个半球，各赋所长49III-3-1.两个半球，各赋所长17III-3-1.两个半球，各赋所长

左右脑分工说的提出

美国生物学家、心理学家R.斯佩里和M.S.加查尼加等在1961年提出了“大脑功能一侧化”的理论，即“左右脑分工”说，认为大脑左右半球的功能是高度专门化的，左脑被称为理性的、知识的脑，右脑被称为感性的、创造的脑。50III-3-1.两个半球，各赋所长左右脑分工说的提出III-3-1.两个半球，各赋所长51III-3-1.两个半球，各赋所长19III-3-1.两个半球，各赋所长

走出左右脑分工的误区

受“左右脑分工”说的影响，到了八、九十年代，在西方发达国家和中国，掀起了一股“开发右脑”、“右脑革命”的热潮。但必须指出，“左右脑分工”理论，是胼胝体做了切割术的病例研究得出的结果，具有局限性，对于健康人不可照搬，在一些提高形象思维的基础训练中，强行儿童使用左手左脚，打乱了正常的发育过程，可能给孩子的成长造成不利影响。52III-3-1.两个半球，各赋所长走出左右脑分工的误区III-3-1.两个半球，各赋所长

走出左右脑分工的误区

随着脑科学的研究不断深入和发展，很多理论并未形成定论，尤其是大脑功能定位的理论，在这种情况下提“左脑说”“右脑说”是比较轻率的，从人脑的复杂结构可以推测，人的某一方面的能力绝不仅仅是某一技能区的特殊功能。而应该是各部分分工协同作用的，整个大脑应该作为一个整体，全脑开发。53III-3-1.两个半球，各赋所长走出左右脑分工的误区III-3-2.人脑边缘系统

继斯佩里人脑左右二分模型之后不久，美国神经系统科学家麦克莱昂根据人类进化历程，提出了三分模型学说，认为，人脑依次由爬虫类脑、哺乳类脑和新皮层而构成。更重要的是，他注意到了人脑的“边缘系统”，研究证明，边缘系统是一个独立的脑部结构，位居两个般脑的下端，有神经，有突触，可以和半脑新皮层具有同样的思维功能。边缘系统的提出54III-3-2.人脑边缘系统

继斯佩里人脑左右III-3-2.人脑边缘系统55III-3-2.人脑边缘系统23III-3-2.人脑边缘系统

边缘系统（limbicsystem）一般认为包括视丘、下视丘以及中脑等在内的部分。边缘系统的主要功能为嗅觉、内脏、自主神经、内分泌、性、摄食、学习、记忆等。边缘系统有两个神经组织，即杏仁核与海马，前者关系情绪的表现，后者与记忆有关。

边缘系统的概述56III-3-2.人脑边缘系统边缘系统（limbicIII-3-2.人脑边缘系统57III-3-2.人脑边缘系统25III-3-3.全脑模型：四大象限