脑科学对儿童学习和教育的启示
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• 杏仁核会产生无意识的记忆，形成情绪记忆 ，可以在没有与特定事件相联系的有意识记 忆的情况下引发反应。
大脑皮层
• 枕叶：位于脑后中心部位的下方，是 处理视觉刺激的主要中心，因此往往 也被称为视觉皮层。
• 颞叶：主要处理听觉刺激，由许多处 理听觉、语言和某方面记忆的亚区组 成。
• 顶叶：处理触觉、压力、温度和疼痛 等知觉，并能调节注意或分配空间注 意。
• 不同个体对不同营养成分的反应和需要方面差 异很大，不要盲目相信所谓的各种儿童营养保 健品，如需补充，谨遵医嘱
睡眠与学习
不同年龄阶段所需要的睡眠时间
• 出生时 16小时 • 7岁 10.5小时 • 14岁 8.5小时 • 21岁 7.75小时
睡眠有两种基本的形式：慢波睡眠 和快速眼动睡眠。
慢波睡眠
• 不同类型的学习与经验以不同的方式改变 大脑的结构。
• 受教育的程度、挑战性的学习经历、学习 技能的掌握水平以及学习的起始年龄等是 影响脑结构重组的因素。
• 突触连接的细微结构与功能区的大小受到 整个生命过程中的经验包括教育的影响。
脑的建构
二、与脑有关的一些话题
我们只使用了10%的脑吗？
• 10%的说法是怎么开始的？
• 海马严重受损的人，不能回忆刚发生的 任何事情，也就不能编码新的记忆。
杏仁核
• 杏仁核——脑的“预警系统”，被称做脑的 心理哨兵，在情绪控制上起着主要的作用。
• 如果杏仁核认为刺激具有潜在的危险，它就 会刺激下丘脑向肌体发出激素信号，促成生 理上的改变，以备采取行动：血压升高、心 跳加快、肌肉紧张。
脑的基本结构单元——神经元
神经元 Neuron 细胞体 Cell Body 轴突 Axon 树突 Dendrite 人脑中含有数千亿 (1011)的神经元
突触（Synapse）
神经元与神经元之间， 或神经元与非神经细胞 之间的一种特化的细胞 连接，称为突触。
突触是神经元之间进行 联系和生理活动的关键 性结构。
• 额叶：与推理、计划、情感、问题解 决，以及部分的语言和运动（运动皮 层）有关。
5-20岁人脑的发育
感觉通路 （视觉、听觉）
语言
高级认知功能
发展速度
-6 -3 0 3 6 9 1 4 8 12 16
月
年
年龄
• 学习与环境经验对脑的结构和功能区会产 生影响。
• 特定的学习与经验影响大脑特定的区域。
出生时看到第一张面孔
神经剪除
• 人出生时，大脑皮层的每个神经元有大约 2500个突触；两到三岁时，每个神经元突 触的数目达到大约15000个；成年以后，每 个神经元突触的数目大约是7500个。
• 人的经历决定哪个连接将被加强，哪个将 被修剪；反复被激活的连接将得到保存。
突触生长和剪除
面孔识别的特异性
• 正常成人入睡时首先进入慢波睡眠。 • 慢波睡眠分为四个期相，一共用时约90
分钟。
• 慢波睡眠阶段，脑血流量会逐渐下降， 会出现心Biblioteka 减慢、血压下降、呼吸缓慢 和体温降低。
快速眼动睡眠
• 在约90分钟的慢波睡眠之后，脑电活动 会出现一次快速而剧烈的变化
• 眼动图记录表明，此时眼球出现了快速 转动（50-60次/分钟）
脑科学对儿童学习和教育的 启示
主要内容
• 一、人体中最复杂的器官—脑 • 二、与脑有关的一些话题 • 三、执行功能与学习 • 四、具体学科的学习
• 2003年，国际心智、脑和教育学会（IMBES ）成立，这是基于实证的神经教育学诞生的 标志
• 神经教育学基于学习科学的研究之上，但是 它本身不属基础研究学科，也就是说，它主 要不是发现学习的规律，而是在运用已经发 现的规律，来解决教育问题，和所有教育学 一样是一门应用科学，更像工程学和医学
– 可能始于对爱因斯坦所说的话的错误引用； – 也有可能源于1908年William James的一句话，
他写到：“我们只使用了我们所有心理和生理资 源的一小部分。
• 没有科学证据表明我们只使用了10%的脑！ 我们使用了全部的脑！
只使用10%的脑意味着什么？
脑和营养
脑的正常工作所需要的营养
• 糖类：能量的基本来源，最好来自于粗杂粮 • 蛋白质：脑细胞的重要成分之一，学习、记忆、语
• 大脑皮层的氧消耗和血流量也与人清醒 时相似
• 80%的人会报告这个阶段在做梦
睡眠对记忆的影响
• 近年的大量研究发现：
– “在发生新认知之后稍微睡一会儿，能巩 固和提高从新经验中学习的后期影响”
90
80
70
60
50
东部
40
西部
30
北部
20
在100发育不同阶段突触连接和密度的变化 通常第一说季度灰质第变二季化度 是第一三个季度倒U第型四季的度 曲线
无意识水平中的中枢神经系统
• 脊髓 • 脑干 • 小脑 • 丘脑和下丘脑 • 杏仁核 • 海马
海马
• 海马的主要功能是形成记忆。
• 随着时间的推移，海马会逐步放弃对皮 层记忆的控制。也就是说，一旦事件在 皮层的长时记忆里被完全编码，就不需 要通过海马进行提取。
言等活动都需要蛋白质的合成 • 脂类：脑细胞60%左右是由脂类所构成，和蛋白质
一起在髓鞘化的过程中起着重要的作用
• 维生素：保持脑细胞活力所不可缺少的营养素。特 别是维生素C，对提高脑功能有重要作用
• 常量元素：维持正常生理功能 • 微量元素：参与酶系统的活动
营养不足或过剩都会影响神经系统
• 以下方面会导致维生素和矿物质缺乏：
– 饥饿 – 饮食条件差 – 维生素和矿物质吸收能力差 – 消化系统受到损害 – 感染 – 酒精中毒
营养建议
• 平衡膳食，多吃粗粮，不挑食
• 营养不良的一些影响可以通过适当的饮食进行 修复，所以不是所有不良饮食的影响都是永久 性的（早期营养不良影响较大）
• 不要盲目给孩子补充大量维生素和矿物质，正 常的饮食已经能够满足营养需求，除非在特定 的营养物质吸收方面存在生理问题
• 也和传统的教育学一样，需要考虑不同文化 和历史背景的独特性，考虑价值取向，必须 和教育实践紧密相连
一、人体中最复杂的器官--脑
什么是脑?
• 脑是人最重要的器官
• 人之所以独特因为人有独特的脑，脑死亡 了实际上作为人的主要特征就不复存在了
• 脑是世界上我们接触到的最复杂的系统
脑是自然进化造就的，至今为止我们知 道的世界上最复杂的系统
大脑皮层
• 枕叶：位于脑后中心部位的下方，是 处理视觉刺激的主要中心，因此往往 也被称为视觉皮层。
• 颞叶：主要处理听觉刺激，由许多处 理听觉、语言和某方面记忆的亚区组 成。
• 顶叶：处理触觉、压力、温度和疼痛 等知觉，并能调节注意或分配空间注 意。
• 不同个体对不同营养成分的反应和需要方面差 异很大，不要盲目相信所谓的各种儿童营养保 健品，如需补充，谨遵医嘱
睡眠与学习
不同年龄阶段所需要的睡眠时间
• 出生时 16小时 • 7岁 10.5小时 • 14岁 8.5小时 • 21岁 7.75小时
睡眠有两种基本的形式：慢波睡眠 和快速眼动睡眠。
慢波睡眠
• 不同类型的学习与经验以不同的方式改变 大脑的结构。
• 受教育的程度、挑战性的学习经历、学习 技能的掌握水平以及学习的起始年龄等是 影响脑结构重组的因素。
• 突触连接的细微结构与功能区的大小受到 整个生命过程中的经验包括教育的影响。
脑的建构
二、与脑有关的一些话题
我们只使用了10%的脑吗？
• 10%的说法是怎么开始的？
• 海马严重受损的人，不能回忆刚发生的 任何事情，也就不能编码新的记忆。
杏仁核
• 杏仁核——脑的“预警系统”，被称做脑的 心理哨兵，在情绪控制上起着主要的作用。
• 如果杏仁核认为刺激具有潜在的危险，它就 会刺激下丘脑向肌体发出激素信号，促成生 理上的改变，以备采取行动：血压升高、心 跳加快、肌肉紧张。
脑的基本结构单元——神经元
神经元 Neuron 细胞体 Cell Body 轴突 Axon 树突 Dendrite 人脑中含有数千亿 (1011)的神经元
突触（Synapse）
神经元与神经元之间， 或神经元与非神经细胞 之间的一种特化的细胞 连接，称为突触。
突触是神经元之间进行 联系和生理活动的关键 性结构。
• 额叶：与推理、计划、情感、问题解 决，以及部分的语言和运动（运动皮 层）有关。
5-20岁人脑的发育
感觉通路 （视觉、听觉）
语言
高级认知功能
发展速度
-6 -3 0 3 6 9 1 4 8 12 16
月
年
年龄
• 学习与环境经验对脑的结构和功能区会产 生影响。
• 特定的学习与经验影响大脑特定的区域。
出生时看到第一张面孔
神经剪除
• 人出生时，大脑皮层的每个神经元有大约 2500个突触；两到三岁时，每个神经元突 触的数目达到大约15000个；成年以后，每 个神经元突触的数目大约是7500个。
• 人的经历决定哪个连接将被加强，哪个将 被修剪；反复被激活的连接将得到保存。
突触生长和剪除
面孔识别的特异性
• 正常成人入睡时首先进入慢波睡眠。 • 慢波睡眠分为四个期相，一共用时约90
分钟。
• 慢波睡眠阶段，脑血流量会逐渐下降， 会出现心Biblioteka 减慢、血压下降、呼吸缓慢 和体温降低。
快速眼动睡眠
• 在约90分钟的慢波睡眠之后，脑电活动 会出现一次快速而剧烈的变化
• 眼动图记录表明，此时眼球出现了快速 转动（50-60次/分钟）
脑科学对儿童学习和教育的 启示
主要内容
• 一、人体中最复杂的器官—脑 • 二、与脑有关的一些话题 • 三、执行功能与学习 • 四、具体学科的学习
• 2003年，国际心智、脑和教育学会（IMBES ）成立，这是基于实证的神经教育学诞生的 标志
• 神经教育学基于学习科学的研究之上，但是 它本身不属基础研究学科，也就是说，它主 要不是发现学习的规律，而是在运用已经发 现的规律，来解决教育问题，和所有教育学 一样是一门应用科学，更像工程学和医学
– 可能始于对爱因斯坦所说的话的错误引用； – 也有可能源于1908年William James的一句话，
他写到：“我们只使用了我们所有心理和生理资 源的一小部分。
• 没有科学证据表明我们只使用了10%的脑！ 我们使用了全部的脑！
只使用10%的脑意味着什么？
脑和营养
脑的正常工作所需要的营养
• 糖类：能量的基本来源，最好来自于粗杂粮 • 蛋白质：脑细胞的重要成分之一，学习、记忆、语
• 大脑皮层的氧消耗和血流量也与人清醒 时相似
• 80%的人会报告这个阶段在做梦
睡眠对记忆的影响
• 近年的大量研究发现：
– “在发生新认知之后稍微睡一会儿，能巩 固和提高从新经验中学习的后期影响”
90
80
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东部
40
西部
30
北部
20
在100发育不同阶段突触连接和密度的变化 通常第一说季度灰质第变二季化度 是第一三个季度倒U第型四季的度 曲线
无意识水平中的中枢神经系统
• 脊髓 • 脑干 • 小脑 • 丘脑和下丘脑 • 杏仁核 • 海马
海马
• 海马的主要功能是形成记忆。
• 随着时间的推移，海马会逐步放弃对皮 层记忆的控制。也就是说，一旦事件在 皮层的长时记忆里被完全编码，就不需 要通过海马进行提取。
言等活动都需要蛋白质的合成 • 脂类：脑细胞60%左右是由脂类所构成，和蛋白质
一起在髓鞘化的过程中起着重要的作用
• 维生素：保持脑细胞活力所不可缺少的营养素。特 别是维生素C，对提高脑功能有重要作用
• 常量元素：维持正常生理功能 • 微量元素：参与酶系统的活动
营养不足或过剩都会影响神经系统
• 以下方面会导致维生素和矿物质缺乏：
– 饥饿 – 饮食条件差 – 维生素和矿物质吸收能力差 – 消化系统受到损害 – 感染 – 酒精中毒
营养建议
• 平衡膳食，多吃粗粮，不挑食
• 营养不良的一些影响可以通过适当的饮食进行 修复，所以不是所有不良饮食的影响都是永久 性的（早期营养不良影响较大）
• 不要盲目给孩子补充大量维生素和矿物质，正 常的饮食已经能够满足营养需求，除非在特定 的营养物质吸收方面存在生理问题
• 也和传统的教育学一样，需要考虑不同文化 和历史背景的独特性，考虑价值取向，必须 和教育实践紧密相连
一、人体中最复杂的器官--脑
什么是脑?
• 脑是人最重要的器官
• 人之所以独特因为人有独特的脑，脑死亡 了实际上作为人的主要特征就不复存在了
• 脑是世界上我们接触到的最复杂的系统
脑是自然进化造就的，至今为止我们知 道的世界上最复杂的系统