基于脑的活动规律的学习行为(20151022北京房山科技教师培训).ppt

1、汝果欲学诗，功夫在诗外。,这是谁的诗,八十四岁示子通,我初学诗日，但欲工藻绘； 中年始少悟，渐若窥宏大。 诗为六艺一，岂用资狡狯。 汝果欲学诗，功夫在诗外。,陆游,基于脑的活动规律的,科学学习方法,脑,一、左右脑合作才能学好物理,6/10,一张图分出你是用左脑还是右脑!,如果你看见这个舞女是顺时针转，说明你用的是右脑； 如果是逆时针转，说明你用的左脑。,7/10,顺时针的情況，女性比男性多。 逆时针转动的，突然变成顺时针的话，IQ是160以上!,耶鲁5年神奇研究成果,8/10,大脑顶叶负责掌管脑中的数学和逻辑，这也是爱因斯坦成为天才的秘密。但不可否认的，,爱因斯坦丰富的想像力与创造力，来自于他

2、的右脑不断激发出潜在能力。,爱因斯坦小时候最喜爱的玩具,11/10,左脑因为是以语言处理信息，控制知识、判断力、思考力因此被称为“知性脑”,右脑则控制着自律神经与宇宙波动共振，由于是图像脑，因此造型能力优越，被称为“艺术脑”,爱因斯坦的大脑,爱因斯坦的脑子重1230克，低于男人的平均值，并不出众(数学王子高斯的脑子就比较符合我们对天才的期望，重1492克，比平均值稍高),最新的研究发现，,爱因斯坦大脑的顶叶部位有许多山脊状和凹槽状结构，这些极其罕见的结构很可能是爱因斯坦与众不同的奥秘所在。,科学家对爱因斯坦大脑的照片，尤其是大脑顶叶进行了深入研究。 在一些较为宽大的顶叶上发现了许多突起的山脊状

3、和凹槽图案。,这种极为罕见的图案可能就是爱因斯坦在研究物理学过程中能够进行形象化思维的主要因素。,广义相对论,在不考虑引力时，时空可以看成一张弹性相当好的平坦的橡皮膜，我们的太阳作为有分量的重物放在上面。重物越重，橡皮膜的形变越是厉害，曲率越大，说明引力就越强。地球在这张已经因为太阳的引力场强烈形变的橡皮膜上运动，不考虑其他外界的因素，它就会沿着一条弯曲的轨迹绕太阳运动。,形象思维,研究人员发现,人类大脑在思考抽象概念和思考与该概念相关的具体事物时所产生的活动图相似。,20,该研究成果有助于了解人类在阅读或者思考时大脑处理复杂概念的方式，也可以通过大脑活动图像推测出一个人当时正在思考的内容。,

4、水,空气,22/10,人类世界是以教导、开啟左脑为主，让小孩子努力学习语言以及往后生存所必需的知识，久而久之，左脑越来越发达，右脑却因为少用而日渐退化。,模型的本质实际问题理想化。,模型就是通过对问题现象的分解，利用我们考虑得来的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所创造出来的一副图画。,科学家的手稿中的图,二、不同的能力对应着,不同的神经结构,丹尼尔卡尼曼是位格外令人兴致盎然的思想家。作为一名心理学家，他因其与阿莫斯特沃斯基在决策制定上的研究而荣获了2002年度的诺贝尔经济学奖。,两种不同但互相关联的思维方式： 系统1：依靠省事的“快捷方式”和粗略的经验法则。 系统2：依靠分析性思

5、考，通常比较慢，需要花更多的功夫。 思考，快与慢,27,解决逻辑型和分析型问题可能需要我们暂时禁用“系统1”型思考过程。,生活中就有这样的实例,发热,正常体温为37,是一个笼统的数值.一般成人清晨安静状态下的口腔(舌下)温度波动于一个狭小的范围(36.337.2), 发热可区分为下列几种临床分度： 低 热 37.438 中等度热 38.139 高 热 39.141 超 高 热 41以上,发病原因,(1)感染性发热 ：如流感、肺炎、埃博拉(2)非感染性发热 1)无菌性坏死物质吸收：如大面积烧伤、癌症2)抗原抗体反应：如风湿热3)内分泌与代谢障碍 ：如甲亢4)皮肤散热减少 5)体温调节中枢功能失常

6、：如中暑、颅骨骨折6)植物神经功能紊乱,你发烧了妈妈很着急,打开药箱子，拿出上次你吃剩下的药说：“上次你发烧感冒，就是吃这个药好的。赶快吃了，多喝水，睡一觉就好了。”,医生看病的流程（示意图）,各种参数与印象,赵凯华如是说,物理学是所有自然科学和工程技术的理论基础，物理学代表着一套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法.把这套方法运用到什么问题上这问题就变成了物理学.”,中科院心理所研究员吴瑞华：,知识到能力的起始点就在程序性知识的自动化。,模型 + 条件 + 算法,形象思维,文 字,情 境,模 型,规 律,示意图,分析判据,再 现,条 件,运算 操作,关联 决策,讨论 结果,知识结构图

7、,物理学习的过程,繁简繁简,世界上永远只有两种人,以下的观点来自,情绪教育法将情商应用于学习 作者加 丹尼尔沙博 米歇尔沙博 教育科学出版社 2009年 8月 第一版,我们站在物理学习角度，从功能角度理解脑的运行机制，而不是从精细结构上去研究。,心理学层面,心理学认为学习过程的分为 ： 1、认知层面：信息加工活动 2、与情绪相关的层面，“情绪对于儿童和成人的总体认知能力是有作用的对于成功的认知功能起着重要的作用”,能力的物质基础,能力是有物质基础的 每一种能力都有其特殊的学习方法、特别的记忆结构和其特有的神经结构。,认知能力,认知能力的学习过程主要依赖于陈述性记忆（包括语义记忆，即关于词语意义

8、和如何应用的知识；情景记忆，即对过去个人所经历过事件的记忆），陈述性记忆的神经基础正是在海马与前额叶,前额叶,海 马,技术能力“知道怎么做”,技术能力的学习过程主要涉及程序性记忆，即某种动作或程序规则相关的记忆，以及与某种操作知识相关的记忆。在程序性学习中，顶叶皮层（训练前）和梭状回（训练后）都参与了这一活动。,海马,梭状回,从一道例题说起,例1、身高1.8m的跳高运动员，想要越过1.8m的横杆。他起跳的竖直分速度至少应该是多少？,头脑中出现实际情境,简化模型的过程,v0,vt=0,50,形象思维,再现规律关联决策,竖直上抛所对应的规律有：（定竖直向上为正） 1动力学公式：a=-mg/m=-g

9、 . 运动学公式：vt=v0 gt h=v0 t -gt2/2 2ah= vt2 -v02 .动能定理： -mgh=0-m v02/2 .动量定理： -mgt=0-m v0 .机械能守恒定律: 0+m v02/2=mgh+0 关联决策过程:已知h,和vt=0求v0, 可 联立，或单独用式或式.,52,解法5、 : 0+m v02/2=mgh+0 ,解法1、a=-mg/m=-g 2ah= vt2 -v02 ,解法2、vt=v0 gt h=v0 t -gt2/2 ,解法3、vt=v0 gt -mgt=0-m v0 ,解法4、 -mgh=0-m v02/2 ,学会用模型的,全部规律“围剿”一道题,操

10、作运算、讨论结果,解得： 设：h=0.3m 特定的空间关系 可得：v0=4.9m/s 只要运动员的竖直分速度v04.9m/s,就有可能跳过横杆.,操作运算、讨论结果,解得： 设：h=0.3m 特定的空间关系 可得：v0=4.9m/s 只要运动员的竖直分速度v04.9m/s,就有可能跳过横杆.,56,三、重复什么能提高成绩,学习的根本规律在脑的发展规律,出生之后，由神经细胞连接的“突触”开始形成，突触在三个月的时候数量达到高峰，到三个月时灰质脂肪沉积完成，6个月DNA含量停止增加，到12个月，少突神经胶质细胞达到成人的70%，3岁的时候小脑发育基本成熟，34岁神经髓鞘化基本完成。,脑神经髓鞘化的

11、顺序,最早发挥功能的神经最早髓鞘化，如前所述，平衡感觉、听觉系统的功能在胎儿期就有了，因此，平衡与听觉神经在胎儿期就有一部分完成髓鞘化了，而与意识等高级功能相关的神经网状体的髓鞘化进程就要晚一些。研究还证明，大脑联合中枢形成得更晚，髓鞘化进程要到40岁。这类研究很有意义，今后还要再精确化一些。,此外，大脑左右半球的神经功能要很好地协同工作需要脑梁纤维完成髓鞘化，但这部分神经的髓鞘化时间也很晚，差不多要到10岁左右。我们常常听说，孩子到了中学阶段就会有完全不同的思想和思维方式，其实思考是需要右大脑的模拟功能与左大脑的数字功能很好配合才行的。青少年发生思维方式转变的现象也许与到10岁左右大脑的联结

12、神经才能完成髓鞘化有关。有关髓鞘化的理论现在还有很多尚未研究清楚的地方，我认为“脑科学与教育”领域的研究今后会有很大进展。,0岁 6岁 13岁出生时6岁时14岁时,脑细胞的连接,脑细胞的连接,1、学习的本质是主客体相互作用,学习是通过外部环境的的刺激，建构中枢神经网络上网过程，教育是控制完善外部刺激的过程,1、学习的本质是主客体相互作用,神经科学家将学习定义为两个神经元彼此产生联系的过程。当一个神经元向另一个神经元传递信息，神经元就发生了“学习”,2、学习对人脑的结构塑造效应,课程教学是有计划有目的地加速信息传递、促使轴突髓鞘化、构筑神经网络通道的过程。最终达到建构生物计算机网络的目的。,髓磷

13、脂是技能训练的关键,20 0 0年科学家发现,学习改变脑的结构，结构决定脑的功能。,人脑和电脑不同的是：,计算机是按照人编制的程序操作。,人脑则是根据感知、记忆、反馈等过程不断地编排、修正和终止程序。这恰恰是教育难、学习难的地方。如果教师输入的程序，能不能被学生接受，要靠学生重组，如果不重组，教育就没有用。,髓磷脂是技能训练的关键,20 0 0年科学家发现,物理学习的知识体系相对完整，运用知识的方法步骤要求也要求学生守规矩。这对于每个人的训练都是极有好处的。 想要聪明起来吗？认真学物理吧！有了一个功能发达的大脑，什么事做不成？,3、学习对大脑的根本影响，在于形成泛脑性和密集的神经网络。,大脑左

14、半球的神经纤维组成的网格结构,这是一幅猕猴大脑的扩散光谱核磁共振详细图片，展示出神经纤维直角交叉的三维结构,“在哲学上和心理学上不再有基本问题，人类大脑在已知的世界中是最复杂的结构，而且它通过神经细胞相互传递信息工作。如果我们不能判定它们如何确定给谁传递信息以及它们互相传递什么信息，我们就不会理解大脑功能。”,4）知识转化为素质能力的大脑心理机制,是大脑与心理的每一层结构及功能，都成为更高一层结构及功能的发展基础和操作平台。,人脑和电脑都是按照一定程序运转的,爱因斯坦,脑细胞数量多于常人，爱因斯坦大脑星形胶质细胞突起比较大，这些胶质细胞末端的神经组织数量也较多。,听会忘记、看能记住、做才学会,学习必须是主动的。,韦钰,具体作用机制,它的作用像是胶皮把