基于脑科学的学习力解析.ppt

1、基于脑科学的学习力解析,谷力,古汉语字“学习”,学习的说文解字,在古汉语里，“学习”是由两个字构成的（如图1所示）。“学”由两部分构成：上面是表示“知识积累”的符号；下面是一个小孩站在一扇门前，指的是通过探索，增长知识或见识的过程。“习”字也由两部分组成：上半部分表示鸟儿展翅欲飞；下面代表巢穴。它相形于一只鸟展开翅膀，练习飞翔能力，欲离开鸟巢，指的是通过练习，掌握新的技能或行动的过程。因此，“学习”的原意是“学而时习之”，表示个人自我完善的修炼过程。它是一个持续不断的过程。,脑的研究指出，如果在学习的指导中包含了次数、强度、交替训练、动机和注意，就能有效的学习新的任务和概念。这意味着学生必须要

2、被反复地接触学习的内容，他们必须要在一种专注的状态下实践这些技能，当有关的技能和概念同时教的时候可以增加理解，同时应该始终保持学生对学习内容的兴趣。,现代学习理论的“学习”,接受新观点、转变旧观念、形成心智技能 学习的本质在于发现新的事物、掌握新的技能。 教育界通常所使用的关于学习的定义，把学习定义为是后天获得知识的过程，强调的是知识的获取。而另一类是一些哲学家和科学家通常所使用的，把学习定义为学习是使主体产生行为或行为潜能的相对恒久变化的过程。,大脑生物电与学习力,日本的小泉英明博士就把学习直接定义为：在外界环境刺激下使神经元连接发生变化的过程 学习力是一种大脑功能和能量、知识信息的运用，大

3、脑功能具有稳定性、大脑能量具有变化性、大脑信息具有动机性，学习力具有可测性,学习，我们的理解,学习就是一种改变，是一种在新知识信息下的心智模式和行为的改变；提升学习力实质上就是促进心智模式的转变；心智模式的改变是具体的、渐进的、局部的； 感知-心智模式；记忆心智模式 训练心智模式；问题解决-心智模式 探究心智模式 大脑的心智模式（知识信息系统）于大脑生物性功能结构相融合、相统一；,关于学习的深入分析,学习的基因层面,蜜蜂、猿猴等社会交往的先天特点环境刺激产生固定的反应 人类早期的反应活动受先天影响（先天神经反应环路、先天基因储存的信息）、仲永现象 突触的大量生成是基因设置的过程，突触的连接需要

4、外界的刺激，至少需要外部刺激的触发。一些基本的感知功能，如视觉、听觉、触觉等方面突触的连接受基因的影响较大， 脑的一些高级功能，如认知、决策、逻辑推理等，受外界环境的影响就大一些，脑在这些功能上具有可塑性的时间就长，甚至是终生都可以具有。 成熟大脑主要依靠后天与环境相互作用后形成大脑反应环路和后天储存信息,学习的细胞层面,神经元灰质 神经突触白质 突触传递的长时程增强或长时程抑制； 习惯化与敏感化的神经机制,神经通路和网络,神经活动实质：生物电流运动 神经放电模式：兴奋和抑制 神经元连接形成神经元阵列（网络） 先天环路 逻辑环路 发散环路 神经元共同兴奋导致相互连接 网络间的电流形成信息流 神

5、经网络具有协同性（感觉与运动协同）,学习的系统层面,感觉中枢（听觉、视觉、躯体知觉） 注意中枢 记忆中枢（瞬间记忆、长期记忆） 情绪中枢 语言中枢 思维和问题解决中枢 中央控制中枢,大脑的功能定位与优势区域,左脑 右脑 边缘系统 丘脑,学习的行为层面,新知识、新信息的获得 新信息的存储 新信息的提取 新观念的改造、心智结构的改变 新行为的产生,学习的心理层面,注意 记忆 感觉 想象 思维 问题解决 社会认知 情绪 意识 意志,学习的记忆系统及过程,情绪与学习动力,杏仁体是恐惧回路中基本的部分。杏仁体是脑中产生恐惧情绪，以及具有神经可塑性的情绪学习和恐惧记忆的主要部位。它起两方面的作用：它首先决

6、定直接呈现的刺激是否对生物体有威胁性，如果有较大的威胁，杏仁体必须指挥相应的行为反应，有关的自动反应和内分泌反应，以增加在危险中生存的几率。同时，杏仁体和脑中的感知系统、认知系统都有广泛的联系。杏仁体也可以通过投射到不同的激励系统，间接地影响知觉皮层对信息的处理，这就构成不同儿童的气质倾向主要的生物基础,神经递质分泌与学习力,由于化学过程的参与，使得神经网络即使是结构没有变化，也会在瞬间，因神经递质的变化而导致等效的网络特性发生很大变化。 大脑的学习功能实际上就是兴奋和抑制的过程。,神经递质和学习力,胆碱与记忆有关； 阿托品中毒可以影响新近记忆； 安菲他明能增强记忆的保持，利血平可以破坏记忆的

7、保持； 肾上腺素对事件的记忆有增强作用；硫化孕烯醇酮可以调节NMDA的兴奋性；孕酮对乙酰胆碱受体有抑制作用； 神经递质的作用：应急反应、忧虑和焦虑、攻击性行为、学习和记忆功能、个性性格；,大脑成熟的年龄特点与学习力,关键期 变化期（1、3、5、7）、平衡期（2、4、6、8） 快速增长期（56岁）（1314岁）,儿童大脑发展成熟程序,中医：婴儿6变 5蒸的成长过程 出生32天为一变，64天为一蒸 0枕页 T颞页 P 顶叶 F 额叶 0-T -P -F 鲁西亚提出的儿童的脑发育可以分成三段，即脑边缘皮层区发育的情感功能期（Emotional function），后脑皮层发育的认知功能期（Cogni

8、tion function ），前脑皮层发育的执行控制功能期（Executive control mechanism），最后导致的脑形成抑制控制功能，可能是人类抽象思维的神经基础。 布鲁纳也将儿童发展三段，即5岁以前的动作表征阶段（enactive representation），610岁之间的映像表征阶段（ikonic representation），11岁以后的符号表征阶段（symbolic representation）。,儿童大脑发展成熟程序,皮亚杰认为儿童02岁为感觉动作期、27岁为运思前期、711岁为具体运思期、11，12岁以后为形式运思期。他认为逻辑推理是生物适应性的最高形式出现

9、在青春期14-15岁时。 人脑较早发育的是初级感知皮层，如视觉、听觉皮层等发育成熟得要早些，然后是动作皮层、联合皮层和边缘皮层（包括被称为情绪发动机的杏仁体）。而负责脑高级功能的区域，如控制功能和逻辑推理功能的前额皮层要到20岁以后才能最后发育完成。,人脑的发育大致可以成两个大的阶段，一个是从受孕到出生；另一个时期是从出生以后直到二十多岁。脑的发育在第一个时期里是十分重要的，它主要受到基因的影响。在第二个时期里，脑的发育可以概括成以下七个方面的变化：1，轴突和树突的发育；2，突触的生成；3，突触的剪除；4，神经递质的变化；5，髓鞘化；6，整个脑的生长；7，皮层回路的变化17。,部分学习概念的脑

10、科学解释,兴趣：对特定刺激的敏感反应 注意：大脑皮层的充血、觉醒、兴奋、集中 记忆：知识信息以痕迹的表征储存于细胞之中 思维方法：神经环路的复制、形成、 思维：以表象为基础的推理（运算）过程 想象：通过神经元之间的联系、选择产生信息联系 动力 能力功能与能量 毅力对未来的预期及对自我的控制 习惯形成刺激和反应之间稳固的神经环路（链接）,氧气、水、营养与学习力,提高神经递质产生、保证生物电的传到，神经活动的正常运行。,环境激发内驱力学习动力,我快乐学习的原动力 我需要内驱力 我激励自我激励 我被迫 环境压力 、系统动力 我感染群体动力,数码信息与学习力,敏感信息、优选信息、识别信息 手机信号的传

11、递原理 信息在大脑神经网络中以数码的形式传递、沟通、存储、创生,知识储存与学习力,Dunber提出了一种观点，为建立了新的正确科学概念，学生并没有重构他们的知识，学生他们的内侧前额皮层都被激活了。但是在前概念出现时，内侧皮层被激活的同时，前扣带回也被激活.说明即使在概念的改变发生的时候，学生仍然保留了他们原来的前概念，只不过新的知识抑制了他们原来的概念。 相互关联的知识存储是以系统方式建构、最新的知识是可以识别的知识，其他的知识是隐藏的知识,额叶与学习力,注意功能 执行、控制功能 冲突监控功能 逻辑推理功能 自我意识产生功能,身体与学习力,神经过程感受情绪状态 身体标示器 中医经络是能量的传递

12、通道、12条经络， 经络通是大脑功能发挥条件,学习品质的测量,学习态度 学习方法 学习能力 学习习惯 1， 对国家标准中规定的概念和概念之间联系的掌握。 2， 语言和表达能力的发展 3， 探究能力的增强 4， 科学态度的发展,学习力,模仿学习力新方法、新技能的学习 表象学习力 学科学习力 孵化学习力新知识的学习 关键期间学习力 神经递质分泌与学习力,学习力的测量方法,相似原理 全息现象-手、眼 调查研究外显行为比较分析 脑电分析（脑电图、脑磁图、磁共振呈像） 数学建模、建立公式 形成数量,学习力的评价标准,学习力评价依据：行为和态度 中小学学生学习力标准：学习能力、学习态度、学习习惯 学习能力：快、强、牢、准、新、多、美 学习