基于脑科学的学习力解析.ppt

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 神经网络具有协同性（感觉与运动协同）
儿童大脑发展成熟程序
• 皮亚杰认为儿童0－2岁为感觉动作期、2－7岁为 运思前期、7－11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。
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。
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 （Cognition 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），6－10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）。
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 • 学习态度：自信、好奇、求知、自控 • 学习习惯：预习、认真听讲、及时复习、
忆的保持； • 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（5——6岁）（13—14岁）
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
• 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通道、12条经络， • 经络通是大脑功能发挥条件
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。
• 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
Fra Baidu bibliotek
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
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
• 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
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
• 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；
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
• 突触的大量生成是基因设置的过程，突触的连接需要外界 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
• 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》。
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部分学习概念的脑科学解释
• 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）
认真作业、守纪、好问等
各年级各学科学习能力的评价标准
• 各学科要求具体量化 • 作文：速度、数量 、逻辑 艺术。。。。 • 阅读：速度、数量、正确率。。。。。。 • 写字： • 说话： • 数学： • 体育： • 美术 • 科学
学习力形成与提升的方法
• 模拟、模仿 • 适应大脑的变化规律、重视关键时期发展 • 重视知识和信息积累 • 循序渐进 • 用进废退——经常迁移训练 • 激发
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 • 手机信号的传递原理 • 信息在大脑神经网络中以数码的形式传递、