《学习科学与技术》第3单元 人是如何学习的—专家学习智慧与科学用脑
《人是如何学习的》读书笔记
《人是如何学习的》读书笔记图片发自简书App一门不断发展的科学，学习科学1、概论自从人类文明兴起的时候，学习就开始了，从口口相传到开坛布道，学习与教学就以它特有的发展轨迹进行着。
学习真正成为一门科学始于20世纪初，那时认知心理学刚刚兴起，皮亚杰也以自己的几个孩子为对象进行发展心理学的研究，后来神经科学和脑科学也逐步发展起来，这些学科的兴起与发展直接或间接促进了学习科学的产生与发展。
学习科学的兴起彻底改变了传统教育观念和教学模式，创造出一种尊重人的主体性、激发人的创造性、相信并注意开发人的潜力、便于人与人交际合作的崭新的教育观与学习模式。
2、学习理论1.专家与新手的差异专家在观察问题的角度、知识体系、知识的存储与提取方式、元认知能力、应对新情景、对素材有意义内容的把握与提炼能力以及对学习者情况的了解与调控等诸方面都要优于新手。
2.学习与迁移迁移：把一个情境中学到的东西迁移到新情境的能力，包括正迁移和负迁移。
迁移是学习者十分重要的一项品质和能力，学校教育要将其作为一项重点任务来培养。
理解对迁移能力的培养优于记忆，这一观点告诉我们在课堂教学中要注意坚持著名教育家怀特海提出的“少而精”原则，要给学生充足的时间分析和思考，不可操之过急，一味追求教学进度，没给学习者理解的时间的做法，只会使情况变糟。
此外，教学中要特别注重学习者的最近发展区，跳一跳能摘到是最理想的状态。
还要关注调动学习者的主动性，让学生教学生，常常会收到意想不到的效果。
3.儿童是怎样学习的关于婴儿大脑的认识有两种意见，一是认为婴儿的大脑没有发育好，是一片未开发的处女地，另一派则认为婴儿具有许多潜能，婴儿教育大有可为，其中代表人物是皮亚杰，他把儿童的心理发展分为四个阶段：感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段、形式运算阶段。
在第一个阶段对儿童进行相应的引导和培训，会收到很理想的效果。
这就是认知发展理论。
其次，维果茨基提出的最近发展区理论也为儿童的学习指明了方向，提出了原则。
人类是如何学习的
专家与新手在认知与学习上的差 异
Hale Waihona Puke 对专业知识记忆表征、思维加工和深度 解读能力的差异 4种知识记忆与表征模型： ⑴层次网络模型： ⑵激活—扩展模型： ⑶特征比较模型： ⑷集理论模型：
专家与新手在认知与学习上的差 异
迅速灵活地提取应用相关信息能力的差 异
由于专家是的知识库是条件化的，即是 一个产生式系统。
建构主义的学习观：
（7）学习需要花费一定的时间； （8）学习是一种意义获取。因此，学习必须围绕个体 将要从事的意义建构（Construst Meaning）开始。 （9）部分的理解有利于整体意义的理解。部分必须纳 入整体关系中理解，因此学习过程集中于原始概念而 非孤立的事实。 （10）学习的目的是建构个体自己的意义，而非重复 他人的意义获得“正确”答案。 总体来看，建构主义认为，学习是学习者在原有知识 经验基础上，在一定的社会文化环境中，主动对新信 息进行加工处理，建构知识的意义（或知识表征）的 过程。
感觉与记忆的重新解读----学习入 口处的重大发现
在信息时代，信息成几何级数增长，我 们如何有选择的加工处理信息？如何提 高我们的记忆力和学习能力？
认知科学的信息加工理论
认知科学的兴起 信息论、计算机科学、现代语言学、人 工智能等科学是20世纪60年代认知心理 学和认知科学的基础。 认知科学对人的信息加工的解释：
专家学习智慧的发现
专家之所以为专家，最根本的原因在于 他在自己的专业领域里具有比别人更强 的信息加工能力和学习能力，而不在于 记忆能力的强弱。
专家学习智慧的发现
专家的知识结构与识别一记忆模式: 一位国际 象棋大师、一位A级棋手（优秀但非大师）和 一名新手，让他们同时观看一盘国际象棋中局 对弈的棋盘布局。5秒钟后，把棋盘盖上，要 求每位参加者在另一棋盘上复现棋子位置，大 师级棋手复位比A级棋子多，而A级棋手比新手 都，三者分别是 16、8和4。然而，产生这些 结果的条件是棋子的布局与有意义的国际象棋 比赛相符，当棋子布局随机打乱后，重复以上 操作，结果象棋大师、A级棋手和新手的复位 能力几乎相同。
科学用脑与学习ppt课件
研究人脑发展基因以 及精神病遗传学问题 的发展分子生物学家
华盛顿大学医学院和 西雅图太平洋大学教 授
西雅图太平洋大学应 用学习研究脑中心主 任
约翰·梅迪纳 (John Medina)
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美国国家教育委员 会顾问，经常针对 神经病学与教育的 关系发表评论
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《Brain Rules》中译《让大脑自由》
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科学用脑法12条
关注 我们不
枯燥的事物
attention Rule #4: We don’t pay attention to boring things.
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单调、乏味、枯燥、无趣、厌烦、 34
单调、乏味、枯燥、无趣、厌烦… 影响情绪
情绪影响大脑
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兴趣和情绪影响教学效果
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大脑连接和关注的个体差异性
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脑功能定位技术研究
7
基于fMRI技术的人脑记忆的研 究
脑工作记忆研究
maintenance of items in spatial working memory (green)
selection of an item from working memory (red)
James B. Rowe et al. Science paper 2001
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教学建议：
每天午睡，半小时为宜。 保证晚上11点前入睡。 疲倦时要先睡眠，然后再学习。
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科学用脑法12条
压力损伤大脑
stress Rule #8: Stressed brains don’t learn the same way.
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压力
压力影响大脑工作 长期的压力会影响大脑工作和身心健康，
《科学用脑轻松学习》课件
# 科学用脑轻松学习
让科学用脑成为学习的利器，帮助您轻松掌握知识。通过本课件，深入了解 大脑工作原理和科学用脑方法，提高学习效率。
1. 介绍
1 学习的意义
揭示学习的价值，激发学习动力。
2 科学用脑的重要性
探讨科学用脑对学习效果的影响。
2. 大脑的工作原理
大脑的结构与功能 大脑活动的方式 大脑认知的限制
6. 结论
1 科学用脑的好处
总结科学用脑带来的益处。
3 科学用脑的未来
展望科学用脑的发展前景。
2 科学用脑的不足
探讨科学用脑方法的局限性。
4. 科学用脑实践
记忆测试
参与记忆测试，提升自己的记 忆能力。
实践练习
通过实践练习巩固所学知识。
注意力训练
通过注意力训练提升学习效果。源自5. 科学用脑的应用1
工作中的应用
2
将科学用脑应用于工作，提升工作表
现。
3
学习生活中的应用
学会应用科学用脑方法，提高学习效 率。
生活中的应用
利用科学用脑改善生活品质。
探索大脑的不同区域和功能。 了解大脑在学习中的工作方式。 掌握大脑认知的限制并提高学习策略。
3. 科学用脑方法
思维导图
利用思维导图整理知识结 构。
分组记忆法
通过分组记忆法提高记忆 效果。
慢读法
借助慢读法提高理解和记 忆。
五感联想法
利用五感联想法增强记忆效果。
长时记忆法
掌握长时记忆法，不让知识被遗忘。
《人是如何学习的》读后感
《人是如何学习的》读后感第一章学习：从猜测到科学在教育界发生的一些变化：1、原先与教育联系不深的学科，比如认知科学，已经渐渐与教育实践联系起来，在真实的教学实践中检验理论。
2、多种研究方法以及研究技术的同时使用。
3、不同学科的知识逐渐融合在一起。
信息以及知识的发展突破了人的想象，正以不可逆转的力量改变着整个教育界。
正如在文章中指出的，“求知”的意义已经从传统的能够记忆和复述信息转为能够发现和利用信息。
学习科学的发展从内省法的应用到行为主义的盛行再到认知科学的诞生最后到建构主义的出现，学习的研究实际上走过了一条从猜测到科学的道路。
在19世纪后期，人们尝试通过内省法可以反映出思维过程，并对人类的意识进行精确的分析。
到20世纪，行为主义出现。
行为主义者把学习的概念界定为刺激和反应之间形成的连接。
由于他们把目光仅仅放在刺激条件以及与这些刺激条件相联系的行为身上，行为主义也没有得到进一步的发展。
到1950年之后，在对人类以及其生存环境进行充分认识以后，一个新领域──认知科学出现了。
认知科学主要从多学科的视点来研究学习问题，并且运用一些新的实验工具、新的方法论以及新的理论假设，能够检验理论而不是仅仅对思维和学习进行简单的推测。
理解性学习理解性学习是新的学习科学的特征之一。
理解性学习强调在原有理解的基础上，运用基本知识和学科原理框架对新经验和新知识建构新的理解。
理解性学习既需要个体认知，也需要小组的协作，它是个体心智运作和社会文化中介的多元化意义建构的过程。
理解性学习是关注过程的学习，重在获得对学科核心概念和原理的深层理解，是一种有效学习，也是有意义学习，理解性学习是学习者运用原有的知识，在新的情境下进行个体心智运作和社会文化中介的交互的意义建构，并不断获得理解的探索和发展过程。
学习过程的本质是理解的探索和发展，而不是事实内容的记忆和积累，因此关注学生学习的过程，促进深层的理解是很重要的一个步骤。
学生在学习的过程中获得了学习内容的深层理解，才是真正的理解，才能获得意义拓展和价值生成。
科学用脑与高效学习(实用课件)
2020-11-29
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2020-11-29
树立自己的目标， 激发学习的动力：
考一个好成绩，不仅仅是家长、老师迫 切的愿望。其实，更是我们在座的每一个同 学的愿望。
谁不想考一个理想的大学呢？
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影响学生学习的重要因素
2020-11-29
1、家庭教育 2、学习能力 3、教育资源
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讲座主题：高中生培优之路
一、科学用脑与高效学习 ——学习能力的培养
研究表明：学习成绩的高低主要由学习能力决定的！
二、成绩突破之策略 ——让学习起航、腾飞 认识自己的个性特征，系统而科学的学业规划、能力提升、从突破到领先的培优
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二.北大学生的成功“定律”与“秘密”
●课题组调查数据
⑸ 6.3%的人高中毕业于连县（区）重点都不是 的普通学校 ⑹ 91.0%的人在小学、初中、高中阶段遇到过比较严重的“学习挫折” ⑺ 把升学目标锁定为北京大学：26.4%的人在小学毕业时；47.1%的人在初中毕业时；72.9% 的人在升入高三时 ⑻ 北大学生家长文化程度：33.6%是高中或中专；19.6%是初中以下；1.5%是文盲
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卓越的学习力 ——打开学习动力的5大推进器
学习目标——高远 学习习惯——良好 学习兴趣——浓厚 学习方法——科学 学习意志——坚强
非智力因素对学习成绩起到决定性作用！
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科学用脑与智力发展 ——认识神奇的大脑
脑科学研究，人的大脑在理论上的信 息储存量，相当于藏书5000万册，大脑的潜 能，几乎接近于无限。但是，到目前为止， 人类普遍只开发了大脑的5％，仍有巨大的潜 能尚未得到合理的开发。
学习科学与技术：人是如何学习的
3.认 识中 如何 再现 客体
（表 征）
4.以 符号 为工 具进 行的 思维
2.1 认知科 学的信 息加工 理论
感觉器官所能接受的信息是有限 的，只有少数信息能够引起中枢 神经系统的活动，是人脑对输入 信息的过滤功能，因此往往会出 现视而不见、听而不闻的现象， 这种过滤功能方便人类排除无关 信息的干扰促进对信息的有效加 工。 信息的选择与人的目 的、兴趣和情感有关， 同时还具有迅速转移 机制，将认识活动与 满足生理需要及其他 迫切需求联系起来。
2.1 认知科 学的信 息加工 理论
认知科学
国际公认的认知科学学科结构图
插曲： 认知科 学的认 知心理 学基础
赫伯特.西蒙： 现实生活中 作为管理者 或决策者的 人是介于完 全理性与非 理性之间的 “有限理性” 的“管理 人”。 认知心理学是认知科学的重要理论 基础，在20实际40年代，艾伦.纽 厄尔和西蒙将人脑比作计算机的信 息加工系统，包括输入、加工和输 出。50年代后期，两人召开了几次 关于信息加工和问题解决的会议， 宣传了信息加工心理学的基本思想。 这种观点迅速发展，1967年奈瑟的 《认知心理学》问世标志着信息加 工心理学的成熟，并成为当时的主 流观点。
知识识别 知识组织 知识提取
激活
例：解题步骤、锯木头
惰性知识
圆周运动，需要向心力，向心力由摩 擦力来提供，如果不倾斜，重力和摩 擦力持平就会产生力矩从而使人倾倒， 因而需要进行倾斜。
专家
专业知识+解决问题知识识别 Fra bibliotek识组织 知识提取
六原则： 1.识别有意义的模式 2.深度理解 大观点组织 3.知识并非孤立，而是高 度条件化 4.能灵活提取重要内容 5.不保证能教导他人 6.适应性专长 探究式学习
学习科学与技术-教学大纲
《学习科学与技术》教学大纲Learning Science and Technology课程编码：16A11210 学分：3.0 课程类别：专业课（必修）计划学时：54其中讲课：42 实验或实践：12 上机：0适用专业：公共事业管理（教育管理方向）推荐教材：桑新民主编，《学习科学与技术》，高等教育出版社，2004年。
参考书目：[1]李林英，李翠白主编，《思维导图与学习：学习科学与技术新探》，北京师范大学出版社，2011年。
[2]茅育青主编，《学习科学与教育技术》，浙江大学出版社，2013年。
课程的教学目的与任务通过本课程的教学，培养大学生“信息素养”，尤其是提高大学生在信息化、网络化环境中的创造性学习能力。
不仅讲授教育学、心理学等学科背景下有关学习的知识、方法，更主要的是通过学习，使每个同学认识和反思自己从小学到大学的学习经验习惯，了解自己的学习类型、特点与个性，发挥自身的学习优势，克服学习的障碍，激发学习的兴趣和动力，使每个同学的学习能力和效率得到较大的提高。
课程的基本要求1.了解信息时代的基本特点、学习科学的新进展和大学生必须更新的学习观念，掌握学习方式的基本变革及信息时代大学生应当具备的信息素养。
在此基础上，掌握学习的基本概念、研究理论与基本类型，了解自身的学习特点与个性差异，掌握学习评价的六项基本技术：测试、档案袋评价、量规、学习契约、反思评价表、概念图评价。
2.通过课堂讲解、讨论和学生课下阅读、思考，使学生在掌握学习科学与技术基本知识的基础上，学会在当代信息技术创造的新时空中进行学习和交流的能力，提高信息素养。
3.要求学生在学完本课程后，学习、尝试和体验自主学习、协作学习和研究性学习，真正置于新的学习模式之中，实实在在地参与教学改革，提高学习能力。
课程的主要任务：引导学生参加小组发言、课程讨论，积极参与课堂教学活动；期中考查一次，要求学生提交一份课堂作业以及一篇完整的研究论文；论文严禁抄袭、剽窃；期末考试采用闭卷形式。
科学用脑与学习
科学用脑与学习一、科学用脑的必要性科学用脑是指通过合理的脑力运作，使大脑发挥最佳状态，全面提高人的学习、工作和生活质量。
为什么要科学用脑呢？现代人的工作和生活都变得越来越复杂，要想有良好的工作成绩和品质，科学用脑是必不可少的。
科学研究表明，正确的脑力运动可以极大地增强人的大脑能力，增强人在各方面的优秀表现。
脑力锻炼可以使人们精力充沛，状态好，使人更加思维敏捷，注意力更加集中，记忆力更强，能够更快地学习和消化所学知识。
同时，科学用脑也能有助于我们改善生活习惯，保持良好的心态和健康的身体。
二、科学用脑的方法1. 适度锻炼身体合理的运动能够促进大脑健康，在运动过程中，机体内的肌肉、关节、内脏、呼吸和循环系统得到训练，从而提高身体的质量。
适度的活动可以促进血液循环，使大脑中营养物质得到充足供应，由此可使大脑的工作效率得到提高。
2. 睡眠充足保持良好的睡眠习惯对让大脑充分休息和恢复至关重要。
睡眠不充足会导致人容易疲惫不堪、注意力不集中等。
睡前适当的放松也是必须的，比如读些书、听些音乐等。
3. 均衡饮食合理的膳食也是促进大脑发挥最佳状态的重要因素。
合理搭配的膳食有助于维持大脑所需的能量和营养素的平衡，而过多或过少摄入某些营养素都可能会对大脑的健康产生不利影响。
4. 适度锻炼大脑除了适度锻炼身体以外，适当锻炼大脑也是必须的。
可以通过多看书、多做游戏、做数学题、学习外语等方式来锻炼大脑，从而提高其认知能力和反应速度。
5. 正确的心态正确的心态有助于使大脑进入正常状态，保持对学习和工作的兴趣和热情。
心态异常会导致人对工作和学习缺乏热情和动力，进而影响大脑的发挥，因此，保持良好的心态和健康的心理状态是开展科学用脑不可或缺的一环。
三、科学用脑与学习科学用脑与学习有着密切的关系。
现代教育注重开展多元化的教学，学生需要具备多种能力，如思维能力、创新能力、沟通能力等。
这要求学生掌握科学的用脑方法，以更好地提高自身的学习能力和成绩，保持在竞争激烈的环境中的竞争力。
《科学用脑轻松学习》课件
激发学习兴趣与动力
明确学习目标
01
明确的学习目标能够激发学生的学习动力，使他们更加专注于
学习任务。
多样化教学方式
02
采用多样化的教学方式，如讲解、示范、小组讨论等，能够激
发学生的学习兴趣，提高他们的参与度。
奖励与激励
03
适当的奖励和激励能够增强学生的学习动力，促使他们更加努
力地学习。
创造有利于学习的环境
《科学用脑轻松学习》ppt课件
目 录
• 引言 • 大脑的构造与功能 • 学习过程中的大脑活动 • 科学用脑的方法与技巧 • 实践与应用 • 结论
01
引言
学习的意义
学习的意义
学习是人类不断进步、提升自我的重 要途径，通过学习可以获得知识、技 能和经验，从而更好地适应社会和实 现个人价值。
学习的目的
安静的环境
安静的学习环境有助于集中精力，减少干扰，提高学习效率。
适宜的照明
适宜的照明能够保证视力的舒适度，减轻眼睛的疲劳感，有利于 保护视力。
舒适的座椅
舒适的座椅能够减轻身体的疲劳感，提高学习的舒适度。
学会休息与放松
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定期休息
定期休息有助于缓解大脑的疲劳感，提高学习效 率。适当的休息时间能够促进记忆巩固和知识提 取。
避免疲劳和损伤
不科学地用脑会导致大脑 疲劳和损伤，影响学习效 果和身体健康。
激发创造力
科学用脑能够激发大脑的 创造力和想象力，有助于 产生新的想法和解决方案 。
02
大脑的构造与功能
大脑的区域划分
顶叶
处理感觉信息，尤 其是触觉和温度觉 。
枕叶
处理视觉信息。
额叶
负责决策、规划、 问题解决等高
《学会学习,科学用脑》班会课件
激励自己，不断追求进步和成长
自我肯定
肯定自己的进步和成就，增强自信心和学习动力。
奖励机制
设定奖励机制，当达到一定的学习目标或取得一定的进步时，给予 自己适当的奖励。
寻找榜样
寻找身边或心目中的优秀人物作为榜样，以其成功经验和成长历程 激励自己不断追求进步和成长。
THANKS
感谢观看
神经元
大脑的基本单元，通过电 化学信号传递信息。
突触
神经元之间的连接，通过 突触传递信息。
大脑的功能分区
01
02
03
04
额叶
负责思考、决策、问题解决、 学习等高级认知功能。
顶叶
负责处理感觉信息，尤其是触 觉和温度觉。
颞叶
负责处理听觉信息，同时与记 忆和情感有关。
枕叶
负责处理视觉信息。
大脑的发育与变化
《学会学习，科学用脑》班 会课件
汇报人： 日期:
contents
目录
• 了解大脑，认识自己 • 学会科学用脑，提高学习效率 • 掌握记忆技巧，增强记忆力 • 学会自我调节，保持心理健康 • 总结与展望
01
了解大脑，认识自己
大脑的基本构造
01
02
03
大脑皮层
大脑的外层，负责处理信 息，进行思考、学习、决 策等。
分类记忆
将信息按照类别、主题等进行分类，有助于 系统化记忆。
重复记忆
通过反复巩固和复习，强化记忆效果。
形象化记忆
将抽象信息转化为形象化的图像、故事等， 增强记忆பைடு நூலகம்果。
如何克服遗忘，提高记忆力
及时复习
遵循艾宾浩斯遗忘曲线规律，在信息 即将遗忘之前及时复习，强化记忆。
科学用脑学习法课件
科学用脑学习法一、教学目标1、能记忆并理解科学用脑对学习的益处2、能掌握科学用脑学习的方法二、教学内容1、合理利用“生物钟”2、脑体结合，文理交叉（健脑操）3、“梦中学习”4、有利于大脑的食物三、教学材料1、导入材料：大脑结构图2、典型材料：科学用脑利于学习的例子3、变式材料：不科学用脑对学习的害处4、延伸材料：有利于大脑的食物5、检测材料：四、教学过程与方法1、导入教学（展示“大脑结构图”）介绍大脑对我们有许多的用处，如何让大脑为我们的学习服务？“科学用脑学习法”就是答案。
（题目出现）2、揭示教学+强化教学第一法合理的利用人体生物钟学习三个时间段：9:00—11:00 15:00—16:00 19:00—22:00 是精力充沛，思维清晰的时间，也是最佳记忆时间。
利用上述时间来记忆重难点和学习材料，效果要好得多。
第二法脑体结合，文理交叉一、敲头梳头；二、发梢按摩；三、上下耸肩运动；四、前后曲肩运动；五、前后转肩运动。
危害你一定有这样的体会：当你连续读书或写字二至三小时以后，就会感到头脑发胀，昏昏沉沉，注意力不易集中，效果越来越差。
这是因为工作时间太长，神经细胞积累了大量的代谢物或供氧不足，使信息传递变慢，工作效率下降。
这时候，脑子向你发出“信号”，它已经疲劳了，需要休息了。
当我们休息时，大脑的血液循环量每分钟达七百五十毫升左右，约占心脏输出量的百分之十三；当我们学习时，大脑的血液循环量将会成倍地增加。
因此，如果学习时间持续过长，就会使大脑积血过多，大脑的压力升高，使你感到头昏脑胀。
实践证明，一般中小学生的连续学习时间，一次不能超过半小时到一小时。
第三法“梦中学习”法1）睡眠时大脑并没有休息科学家在研究中发现,其实,我们的大脑在睡眠中并没有休息,它仍有高度活跃的脑部活动。
可以证明我们的大脑没有完全休息的证据，就是梦！2）睡眠的功能是处理记忆a.睡眠增强和巩固记忆美国心理学家詹妮弗调查“学生睡眠习惯”后发现:大一学年年末的平均学分绩点,早睡早起的“云雀”型为3.18;而“夜猫子”型是 2.48。
学习科学导论 第三单元 人是如何学习的
第三单元人是如何学习的要点梳理一、专家与新手的差异专家就是指在特定领域中具有广泛专业知识，能够有效地思考和解决该领域的问题的人。
新手是和专家相对而言的，指刚涉入某个领域，对该领域的知识不甚了解的人以及对某一领域有一定了解但还没达到专家水平的人。
问题：我们既是专家也是新手？专家的新手在知识的数量上，以及知识的组织方式上有所不同，是造成问题解决效率不同的主要原因。
专家与新手的差异：（一）对专业知识感知和理解水平、模式识别的差异（二）对专业知识记忆表征、思维加工和深度解读能力的差异（三）迅速灵活地提取应用相关能力的差异差异一：感知觉识别识别有意义信息的差异：识别有意义的信息是指面对同样一个问题，专家能够挖掘其中隐含条件和联系，新手则不能。
差异二：记忆表征信息表征差异：1.围绕核心观念和大观点组织信息2.条件性知识（知识的情境性）3.专家根据解决问题的原理对问题进行分类，新手则根据表面特征对问题进行分类信息存储差异：专家是围绕核心概念和“大观念”来组织和记忆知识的，用这些概念和观点去思考自己的领域；而新手的知识仅仅是对相关领域的事实和公式的罗列。
差异三：提取应用●信息提取：人们提取相关知识的能力表现为“费力”、“相对不费力”（顺畅提取）和“自动化”的过程。
●专家能做到顺畅的识别特定领域的问题类型，这样便能轻而易举地从记忆中提取合适的解决方法，而新手则是比较费力的提取和盲目搜索。
二、认知科学的研究（一）认知科学的兴起●信息论、计算机科学、现代语言学、人工智能等科学是20世纪60年代认知心理学和认知科学的基础。
●认知科学已成为世界公认的现代四大前沿基础科学之一。
●信息加工观点把人看作是一个信息加工的系统，认为认知就是信息加工，它包括感觉输入的变换、简约、加工、存储和使用的全过程。
●信息加工心理学的研究内容广泛，其中大部分研究集中于四个方面：知觉加工与模式识别（最成熟）、注意、记忆（持续发展）、问题解决信息加工心理学能够在行为主义统治的美国心理世界里异军突起，这与它在方法上的突破密切相关，代表性的方法包括：反应时法、因素型实验法、眼动研究方法、口语报告分析法和计算机模拟法。
第三单元《用大脑思考》第8课《从猜想到验证》教学设计(苏教版2024科学一年级上册)
第三单元《用大脑思考》第8课《从猜想到验证》教学设计苏教版（2024）科学一年级上册教学目标（核心素养目标）：1. 科学观念：学生能够理解科学探究中从猜想到验证的过程，认识到验证是科学结论的重要基石。
2. 科学思维：培养学生基于观察提出合理猜想，并能设计简单实验进行验证的能力。
3. 探究实践：通过实践操作，学生掌握基本的实验设计和数据收集方法，体验科学探究的乐趣。
4. 态度责任：激发学生对科学探究的兴趣，培养严谨的科学态度和实事求是的精神。
教学重难点：-教学重点：掌握从猜想到验证的科学探究流程，能设计并实施简单实验。
-教学难点：理解实验设计的合理性和数据分析的科学性，形成初步的科学论证能力。
教学准备：-教学课件-实验材料（如磁铁、回形针、不同材质的小球等）-实验记录表-小组探究任务单-习题卡片教学过程：（一）情境导入（约5分钟）师：同学们，上节课我们学习了“事实与猜想”，知道了猜想是基于观察提出的假设性想法。
那么，我们如何知道这个猜想是否正确呢？今天，我们就来学习《从猜想到验证》，一起揭开科学验证的神秘面纱。
设计意图：通过回顾旧知，引出新知，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
（二）理解验证的重要性（约10分钟）师：首先，我们来看一个例子。
有人猜想：“磁铁能吸引所有的金属。
”这个猜想对吗？我们怎么才能知道呢？生：（学生回答，如“做实验”、“试试看”等）师：对，做实验是验证猜想的一种重要方法。
通过实验，我们可以观察并记录现象，从而得出结论。
那么，这个结论就一定正确吗？生：（学生思考后回答，教师引导理解实验的重复性和可验证性）师：实验的结果需要是可重复的，也就是说，其他人按照相同的方法做同样的实验，应该能得到相同的结果。
这样，我们的结论才更加可靠。
习题设计（填空）：1. 验证猜想的过程包括______、______、______等步骤。
2. 实验结果需要具有______性，即其他人按照相同方法做实验应能得到______结果。
《学习科学与技术》第3单元 人是如何学习的—专家学习智慧与科学用脑
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
4、熟悉加涅（
M. Gagne）
：信息加工理论
期望
学习与记忆的信息加工模型
执行的控制
环
反应器
反应发生器 长 期 记 忆
境
受纳器
感觉登记处
短期记忆
人的学习与记忆是由加工系统、执行控制系统和预期系统三 者相互影响、相互作用、协同活动的过程
息的选择与记忆应遵循哪些规律？如何提高我们的记忆能力？怎样
才能做到见多识广与博闻强记？
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
1、熟悉认知科学的信息加工理论
把对人类认识之心理过程的研究同信息论、计算机科学、现 代语言学(心理语言学)、人工智能等领域的研究结合起来， 这就是二十世纪六十年代创立的认知心理学以至更广泛
——7±2 “组块”原理
2019/2/15 总38页
7
一、专家学习智慧及对高效学习的启示
3、专家与新手在知识组织与记忆表征上的差别 专家是围绕核心概念和“大观点”来组织和记忆知识的，特定领域内
的专门知识之间已经在头脑内建立了密切联系，并且已经构成了一个高 度抽象与概括的知识网络，据此能够对新知识与信息进行辨别、推理与 评价，并从更高层次进行概括。
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
4、熟悉加涅（
M. Gagne）
：信息加工理论
※信息从短期记忆到达长期记忆（相当于电脑的硬盘），这
里有一个最为关键的环节就是编码，它采用不同的手段将存储 在短期记忆中的信息转化为有意义的组织形式。如将 “149162536496481”编码为“1到9连续的平方”，这样就好记多了 ！至于编码的方式，可采用联想、押韵等，最好是你自己想出 容易记忆的编码方式，不过要多加练习才会有效。被编码的信 息存储于长期记忆之中。长期记忆中的存储是永久性的，人们 遗忘主要是由于从其中搜索和提取过程的编码信息遗失造成的 ；经过短期记忆到达长期记忆的信息随时准备被提取。
《学会科学用脑》课件
合理饮食： 均衡饮食， 摄取足够的 营养物质， 有助于大脑 正常运作。
适当运动：适 当的运动可以 促进血液循环 和新陈代谢， 有助于大脑保 持活力。
保持积极心态： 积极的心态可 以促进大脑的 创造力和思维 能力，有助于 更好地学习和 工作。
大脑的保健与营养
01 保 持 积 极 心 态 ： 积 极 的 心 态 可 以 促 进 大 脑 的 思 维 活 动 ， 提 高 记 忆 力 和 创 造 力 。
优势：提高学 习效率，增强 记忆力，减轻
学习压力
不足：需要一 定的： 介绍一些科学 用脑的实际应 用案例，如记 忆法、思维导
图等
总结与展望： 总结科学用脑 在实际应用中 的优势与不足， 并提出未来发
展的展望
科学用脑的方法：了解大脑的工作原理，掌握有效的学习方法，如交替学习、分散注意 力等。
适当休息：在学习过程中，适当的休息可以缓解大脑的疲劳，提高学习 效率。
保持积极心态：保持积极的学习心态，可以激发大脑的创造力，提高学 习效果。
● 记忆技巧： * 利用联想记忆法，将记忆内容与已知信息关联起来，形成记忆链接。 * 运用图像记忆法，将抽 象信息转化为具体图像，提高记忆效果。 * 尝试音乐记忆法，将记忆内容与音乐节奏相结合，增强记忆效果。
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蛋白质：大脑的基本物质，参与神经传导和信息处理 脂肪：提供能量，促进脑细胞发育和神经传导 碳水化合物：提供能量，维持血糖水平 维生素和矿物质：促进大脑正常功能，如维生素B群、维生素C、铁、锌等
饮食建议：多吃富含蛋白质、维生素和矿物质的食物，如鱼类、坚果、蔬菜和水果等。
● 总之，科学用脑对学习、工作和生活都有着重要的影响。我们应该了解并掌握科学用脑的方法，以提高自己的 学习、工作和生活质量。
学习科学与技术课件第三单元人是如何学习的
第三单元人是如何学习的——学习科学与技术Learning Sciences and Learning Technologies第一节学习研究的认知科学视角美国著名心理学和教学设计专家加涅（R.M.Gagné）吸取了信息科学和计算机科学的研究成果，运用信息加工的理论和方法来解释人类复杂的学习过程，并运用计算机来模拟人的学习活动，绘制出学习与记忆的信息加工模型。
执行控制预期效应器反应发生器环境长期记忆效应器反应发生器感受器感觉登记器短期记忆环境长期记忆接受刺激转化成神经信息选择信息编码1. 信息加工系统与学习1. 信息加工系统与学习•信息加工系统又叫操作系统，由感受器、感觉登记器、工作记忆（又叫短期记忆）、长期记忆、反应发生器、效应器构成。
•进入短期记忆的言语信息，存储的形式有两种：（1）听觉形式，即信息是学习者从自己内部听到的；（2）发音形式，即学习者听到自己在陈述信息。
3.1.1 信息加工理论的学习模型学习者从外部环境中接受刺激转换成神经信息，这一信息进入感觉登记器，并在这里保持极短的时间。
这一阶段，绝大多数信息未受到注意，一小部分信息被注意选择，转换成学习者可以辨别的样式（比如我们课件中的符号或图形等），进入短期记忆。
信息从短期记忆到达长期记忆（相当于计算机的硬盘），这里有一个最为关键的环节就是编码，它采用不同的手段将存储在短期记忆中的信息转化为有意义的组织形式。
被编码的信息存储于长期记忆之中，并随时准备被提取。
当新的学习需要部分回忆起以前获得的某些知识时，就需要从长期记忆中检索并提取出这些相关信息，重新回到短期记忆中，而此时的短期记忆就成了你加工信息的工作场所，因此又称“工作记忆（working memory ）”效应器反应发生器感受器感觉登记器短期记忆环境长期记忆经过工作记忆加工的信息，便传导到反应发生器，这一结构首先决定着人们反应的基本形式，包括语言、躯体肌肉的活动等；其次，决定着它们行为表现的方式，所要完成的行为动作中的运动顺序和时间；接着开始激活效应器，这就产生了我们可以从外部观察到的活动方式。
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—专家学习智慧与科学用脑
本单元的内容结构
第1讲专家智慧与科学用脑
第2讲学习方法与策略
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实践活动： 网络环境下的研究性学习
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学习目标
1、了解专家的学习智慧，联系实际分析专家与新手在认知与学 习上的差异;
2、熟悉脑科学基本知识，学会科学用脑的方法； 3、掌握学习与记忆的信息加工理论的基本概念、基本理论； 4、掌握学习方法的意义与目前大学生学习方法中存在的问题及 其大学生学习方法改善策略。
的认知科学。认知科学已成为世界公认的现代四大前沿基
础科学之一。
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
2、掌握感觉的单向性和选择性规律
感觉器官接受的信息是大量的，但只有少数引起中枢神经 系统的活动，这是人脑对输入信息的过滤功能(许多进 入感觉的信息，往往视而不见,听而不闻)，无此功能，就无 法排除大量无关信息的干扰，影响对信息进行有效的加工。
从何而来的？当代学习科学对专家的认知与学习进行了深入 研究，揭开了专家智慧的奥秘——专家之所以成为专家，最 根本的原因在于，他在自己的专业领域里具有比别人
更强的信息加工能力与学习能力！
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一、专家学习智慧及对高效学习的启示
2、专家与新手在认知与学习上的差别
一位国际象棋大师，一位级A级棋手 （优秀但并非大师）和一名新手，让他们同 时观看一盘国际象棋对弈的棋盘布局，5秒钟 后，把棋盘盖上，要求每位参加者在另一棋 盘上复现棋子位置，大师级棋手复位数比 A级 8和4。 产生这些结果的条件是棋手的布局与国际 象棋比赛要求相符，当棋子布局随机打乱后， 重复以上操作，结果象棋大师、A级棋手和新
息的选择与记忆应遵循哪些规律？如何提高我们的记忆能力？怎样
才能做到见多识广与博闻强记？
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பைடு நூலகம்10
二、学习入口处--感觉与记忆的规律
1、熟悉认知科学的信息加工理论
把对人类认识之心理过程的研究同信息论、计算机科学、现 代语言学(心理语言学)、人工智能等领域的研究结合起来， 这就是二十世纪六十年代创立的认知心理学以至更广泛
信息的选择同人的目的性和兴趣、情感有关，同时
人还具有迅速转移机制，将认识活动与满足生理需要及其它 迫切需求联系起来（如恐慌、愤怒等突发性刺激引起情绪剧
变，中断注意）。
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
3、掌握知觉记忆的整体性和内在结构
感觉接受的往往是客体零散、片断的信息，但在知觉中却是 对客体的整体把握，这是调动了主体的经验、知识背景，这 是人所特有的认知结构，这里包括短期记忆，从长期记忆中 提取认知图式(组块)，识别记忆(再认)，存入长期记忆，充 实修改认知图式等一系列复杂过程。 用短期记忆中的刺激调出长期记忆中的组块(认知模式)就达 到对客体的识别。这就科学地解释了人为何能通过客体的局 部信息而获得对客体的整体把握。同时也揭示了专家与新手 在识别—记忆模式方面的差异。
——7±2 “组块”原理
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一、专家学习智慧及对高效学习的启示
3、专家与新手在知识组织与记忆表征上的差别 专家是围绕核心概念和“大观点”来组织和记忆知识的，特定领域内
的专门知识之间已经在头脑内建立了密切联系，并且已经构成了一个高 度抽象与概括的知识网络，据此能够对新知识与信息进行辨别、推理与 评价，并从更高层次进行概括。
大学生在学习与记忆时，应根据“组块原理”，围绕核心概念和“大
观点”来组织和记忆知识，对学科领域内的专业知识和信息，必须通过 适当的策略在头脑内建立密切的联系，构成一个高度抽象与概括的知识
网络，建立问题解决的产生式系统。
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
感觉与记忆是人类接受外部信息的入口，也是学习活动的起
新手头脑中的知识组织方式，则是一些相对较小的、分离的、概括度
不大的知识单元，而且，这些单元的联结往往是根据表面的相似性组织
起来的。
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一、专家学习智慧及对高效学习的启示
4、专家与新手在解决问题的特征上的差异 专家在问题解决方面的几个突出特征已经被发现，如下表。
通过专家与新手之间的对照、比较，我们可以找出差距，明确方 向，不断提高信息加工和问题解决的能力和水平。
点。有了记忆，人类才能够积累和习得各种丰富多彩的知识和经验 ，正如著名心理学家谢切诺夫所说；“如果人类没有记忆，那么感 知就不能留下痕迹，人将永远处于新生儿状态。” 信息时代，知识创新成指数增长，新技术转向应用的周期越来越短 ，面对浩如烟海的信息资源，我们不可能接受所有的信息，
而必须有选择地加工处理那些最需要的信息。那么，我们对信
棋手多，而A级棋手比新手多，三者分别是16、
手的复位能力几乎相同。
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一、专家学习智慧及对高效学习的启示
2、专家与新手在认知与学习上的差别
专家与新手为什么会存在如此之大的差异？其原因显然不在 记忆力的强弱。研究结果表明，专家运用的是与新手完全不 同的识别—记忆模式。
专家对棋局的记忆
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
4、熟悉加涅（
M. Gagne）
：信息加工理论
期望
学习与记忆的信息加工模型
执行的控制
环
反应器
反应发生器 长 期 记 忆
境
受纳器
感觉登记处
短期记忆
人的学习与记忆是由加工系统、执行控制系统和预期系统三 者相互影响、相互作用、协同活动的过程
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二、学习入口处--感觉与记忆的规律
4、熟悉加涅（
M. Gagne）
：信息加工理论
※加工系统又叫操作系统，由感受器、感觉登记器、工作
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一、专家学习智慧及对高效学习的启示
专家是如何学习的？
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一、专家学习智慧及对高效学习的启示
1、专家的信息加工能力与学习能力
行行出状元。在任何一个行业和领域，都存在着一批精 通专业的人士，他们被称为“专家”。人们赞赏专家渊博的
知识、精湛的技能、超常的智慧，但却很少深究这些究竟是