1、基于腦的活動規律的學習行為北京房山科技教師培訓八十四歲八十四歲示子通示子通 我初學詩日，但欲工藻繪；中年始少悟，漸若窺宏大。 詩為六藝一，豈用資狡獪。汝果欲學詩，功夫在詩外。汝果欲學詩，功夫在詩外。 陸游第1頁/共94頁基于腦的活動規律的科學學習方法第2頁/共94頁腦第3頁/共94頁一、左右腦合作才能學好物理第4頁/共94頁6/10一張圖分出你是用左腦還是右腦!如果你看見這個舞女是順時針轉，說明你用的是右腦；如果是逆時針轉，說明你用的左腦。 第5頁/共94頁7/10順時針的情況，女性比男性多。逆時針轉動的，突然變成順時針的話，IQ是160以上!耶魯5年神奇研究成果第6頁/共94頁8/10大腦頂

2、葉負責掌管腦中的數學和邏輯，這也是愛因斯坦成為天才的秘密。但不可否認的，第7頁/共94頁愛因斯坦豐富的想像力與創造力，來自于他的右腦不斷激發出潛在能力。第8頁/共94頁愛因斯坦小時候最喜愛的玩具 第9頁/共94頁11/10左腦因為是以語言處理信息，控制知識、判斷力、思考力因此被稱為“知性腦”右腦則控制著自律神經與宇宙波動共振，由于是圖像腦，因此造型能力優越，被稱為“藝術腦” 第10頁/共94頁愛因斯坦的大腦愛因斯坦的腦子重1230克，低于男人的平均值，并不出眾(數學王子高斯的腦子就比較符合我們對天才的期望，重1492克，比平均值稍高) 第11頁/共94頁最新的研究發現， 愛因斯坦大腦的頂葉部位

3、有許多山脊狀和凹槽狀結構，這些極其罕見的結構很可能是愛因斯坦與眾不同的奧秘所在。 第12頁/共94頁 科學家對愛因斯坦大腦的照片，尤其是大腦頂葉進行了深入研究。 在一些較為寬大的頂葉上發現了許多突起的山脊狀和凹槽圖案。 這種極為罕見的圖案可能就是愛因斯坦在研究物理學過程中能夠進行形象化思維的主要因素。 第13頁/共94頁第14頁/共94頁廣義相對論 在不考慮引力時，時空可以看成一張彈性相當好的平坦的橡皮膜，我們的太陽作為有分量的重物放在上面。重物越重，橡皮膜的形變越是厲害，曲率越大，說明引力就越強。地球在這張已經因為太陽的引力場強烈形變的橡皮膜上運動，不考慮其他外界的因素，它就會沿著一條彎曲的

4、軌跡繞太陽運動。第15頁/共94頁形象思維第16頁/共94頁第17頁/共94頁研究人員發現人類大腦在思考抽象概念和思考與該概念相關的具體事物時所產生的活動圖相似。第18頁/共94頁20該研究成果有助于了解人類在閱讀或者思考時大腦處理復雜概念的方式，也可以通過大腦活動圖像推測出一個人當時正在思考的內容。第19頁/共94頁水空氣第20頁/共94頁22/10人類世界是以教導、開啟左腦為主，讓小孩子努力學習語言以及往后生存所必需的知識，久而久之，左腦越來越發達，右腦卻因為少用而日漸退化。第21頁/共94頁模型的本質模型的本質實際問題理想化。實際問題理想化。 模型模型就就是是通過對問題現象的分解，通過對

5、問題現象的分解，利用我們考慮得來的原理吸收一切主利用我們考慮得來的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，要的因素，略去一切不主要的因素，所創造出來的一副所創造出來的一副圖畫圖畫 。科學家的手稿中的圖第22頁/共94頁二、不同的能力對應著不同的神經結構第23頁/共94頁 丹尼爾卡尼曼是位格外令人興致盎然的思想家。作為一名心理學家，他因其與阿莫斯特沃斯基在決策制定上的研究而榮獲了2002年度的諾貝爾經濟學獎。 第24頁/共94頁兩種不同但互相關聯的思維方式：系統1：依靠省事的“快捷方式”和粗略的經驗法則。系統2：依靠分析性思考，通常比較慢，需要花更多的功夫。 思考，快與慢第25頁/共94頁

6、27解決邏輯型和分析型問題可能需要我們暫時禁用“系統1”型思考過程。第26頁/共94頁生活中就有這樣的實例第27頁/共94頁發熱 正常體溫為37,是一個籠統的數值.一般成人清晨安靜狀態下的口腔(舌下)溫度波動于一個狹小的范圍(36.337.2), 發熱可區分為下列幾種臨床分度： 低 熱 37.438 中等度熱 38.139 高 熱 39.141 超 高 熱 41以上第28頁/共94頁發病原因 (1)感染性發熱 ：如流感、肺炎、埃博拉(2)非感染性發熱 1)無菌性壞死物質吸收：如大面積燒傷、癌癥2)抗原抗體反應：如風濕熱3)內分泌與代謝障礙 ：如甲亢4)皮膚散熱減少 5)體溫調節中樞功能失常：如

7、中暑、顱骨骨折6)植物神經功能紊亂 第29頁/共94頁你發燒了媽媽很著急 打開藥箱子，拿出上次你吃剩下的藥說：“上次你發燒感冒，就是吃這個藥好的。趕快吃了，多喝水，睡一覺就好了。”第30頁/共94頁醫生看病的流程（示意圖）望病人聞問觸診聽診號脈化驗診儀器各種參數與印象斷病的模型指標治病的方案是醫囑否打針吃藥手術理療心理干預治第31頁/共94頁趙凱華如是說 物理學是所有自然科學和工程技物理學是所有自然科學和工程技術的術的理論理論基礎，物理學代表著一基礎，物理學代表著一套獲得知識、組織知識和運用知套獲得知識、組織知識和運用知識的有效識的有效步驟和方法步驟和方法. .把這套方把這套方法運用到什么問題

8、上這問題就變法運用到什么問題上這問題就變成了物理學成了物理學. .”第32頁/共94頁中科院心理所研究員吳瑞華：知識到能力的起始點就在程序性知識的自動化。第33頁/共94頁模型 + 條件 + 算法形象思維第34頁/共94頁文 字情 境模 型規 律示意圖分析判據再 現條 件 運算 操作 關聯 決策 討論 結果知識結構圖第35頁/共94頁物理學習的過程繁簡繁簡世界上永遠只有兩種人科學研究學習過程編題應用第36頁/共94頁以下的觀點來自情緒教育法將情商應用于學習 作者加 丹尼爾沙博 米歇爾沙博 教育科學出版社 2009年 8月 第一版 我們站在物理學習角度，從功能角度理解腦的運行機制，而不是從精細結

9、構上去研究。第37頁/共94頁心理學層面 心理學認為學習過程的分為 ： 1、認知層面：信息加工活動 2、與情緒相關的層面，“情緒對于兒童和成人的總體認知能力是有作用的對于成功的認知功能起著重要的作用” 第38頁/共94頁能力的物質基礎能力是有物質基礎的每一種能力都有其特殊的學習方法、特別的記憶結構和其特有的神經結構。第39頁/共94頁認知能力認知能力的學習過程主要依賴于陳述性記憶（包括語義記憶，即關于詞語意義和如何應用的知識；情景記憶，即對過去個人所經歷過事件的記憶），陳述性記憶的神經基礎正是在海馬與前額葉第40頁/共94頁前額葉海 馬第41頁/共94頁技術能力“知道怎么做” 技術能力的學習過

10、程主要涉及程序性記憶，即某種動作或程序規則相關的記憶，以及與某種操作知識相關的記憶。在程序性學習中，頂葉皮層（訓練前）和梭狀回（訓練后）都參與了這一活動。第42頁/共94頁海馬梭狀回第43頁/共94頁第44頁/共94頁第45頁/共94頁從一道例題說起 例1、身高1.8m的跳高運動員，想要越過1.8m的橫桿。他起跳的豎直分速度至少應該是多少？第46頁/共94頁頭腦中出現實際情境第47頁/共94頁h=1.8m運動員的軌跡h=1.8mh/2=0.9m運動員中心點的軌跡h=1.8mh/2=0.9mh運動員中心點實際的軌跡中心點豎直的軌跡簡化模型的過程v0vt=0第48頁/共94頁50形象思維第49頁/

11、共94頁再現規律關聯決策豎直上拋所對應的規律有：（定豎直向上為正） 1動力學公式：a=-mg/m=-g . 運動學公式：vt=v0 gt h=v0 t -gt2/2 2ah= vt2 -v02 .動能定理： -mgh=0-m v02/2 .動量定理： -mgt=0-m v0 .機械能守恒定律: 0+m v02/2=mgh+0 關聯決策過程關聯決策過程:已知h,和vt=0求v0, 可 聯立，或單獨用式或式.第50頁/共94頁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、v

12、t=v0 gt -mgt=0-m v0 解法4、 -mgh=0-m v02/2 第51頁/共94頁學會用模型的學會用模型的全部規律全部規律“圍剿圍剿”一一道題道題第52頁/共94頁操作運算、討論結果 解得： 設：h=0.3m 特定的空間關系特定的空間關系 可得：v0=4.9m/s 只要運動員的豎直分速度v04.9m/s,就有可能跳過橫桿.h/2+hv0=?vt=0)h/ h( gv220第53頁/共94頁操作運算、討論結果 解得： 設：h=0.3m 特定的空間關系特定的空間關系 可得：v0=4.9m/s 只要運動員的豎直分速度v04.9m/s,就有可能跳過橫桿.h/2+hv0=?vt=0)h/

13、 h( gv220第54頁/共94頁56三、重復什么能提高成績第55頁/共94頁學習的根本規律在腦的發展規律第56頁/共94頁出生之后，由神經細胞連接的“突觸”開始形成，突觸在三個月的時候數量達到高峰，到三個月時灰質脂肪沉積完成，6個月DNA含量停止增加，到12個月，少突神經膠質細胞達到成人的70%，3歲的時候小腦發育基本成熟，34歲神經髓鞘化基本完成。第57頁/共94頁第58頁/共94頁腦神經髓鞘化的順序 最早發揮功能的神經最早髓鞘化，如前所述，平衡感覺、聽覺系統的功能在胎兒期就有了，因此，平衡與聽覺神經在胎兒期就有一部分完成髓鞘化了，而與意識等高級功能相關的神經網狀體的髓鞘化進程就要晚一些

14、。研究還證明，大腦聯合中樞形成得更晚，髓鞘化進程要到40歲。這類研究很有意義，今后還要再精確化一些。第59頁/共94頁此外，大腦左右半球的神經功能要很好地協同工作需要腦梁纖維完成髓鞘化，但這部分神經的髓鞘化時間也很晚，差不多要到10歲左右。我們常常聽說，孩子到了中學階段就會有完全不同的思想和思維方式，其實思考是需要右大腦的模擬功能與左大腦的數字功能很好配合才行的。青少年發生思維方式轉變的現象也許與到10歲左右大腦的聯結神經才能完成髓鞘化有關。有關髓鞘化的理論現在還有很多尚未研究清楚的地方，我認為“腦科學與教育”領域的研究今后會有很大進展。第60頁/共94頁第61頁/共94頁第62頁/共94頁0

15、歲 6歲 13歲出生時 6歲時 14歲時腦細胞的連接腦細胞的連接第63頁/共94頁1、學習的本質是主客體相互作用學習是通過外部環境的的刺激，建構中樞神經網絡上網過程，教育是控制完善外部刺激的過程第64頁/共94頁1、學習的本質是主客體相互作用神經科學家將學習定義為兩個神經元彼此產生聯系的過程。當一個神經元向另一個神經元傳遞信息，神經元就發生了“學習”第65頁/共94頁2、學習對人腦的結構塑造效應課程教學是有計劃有目的地加速信息傳遞、促使軸突髓鞘化、構筑神經網絡通道的過程。最終達到建構生物計算機網絡的目的。第66頁/共94頁髓磷脂髓磷脂是是技能訓練的關鍵關鍵20 0 0年科學家發現第67頁/共9

16、4頁第68頁/共94頁學習改變腦的結構，結構決定腦的功能。第69頁/共94頁人腦和電腦不同的是：計算機是按照人編制的程序操作。人腦則是根據感知、記憶、反饋等過程不斷地編排、修正和終止程序。這恰恰是教育難、學習難的地方。如果教師輸入的程序，能不能被學生接受，要靠學生重組，如果不重組，教育就沒有用。第70頁/共94頁髓磷脂髓磷脂是是技能訓練的關鍵關鍵20 0 0年科學家發現第71頁/共94頁第72頁/共94頁 物理學習的知識體系相對完整，運用知識的方法步驟要求也要求學生守規矩。這對于每個人的訓練都是極有好處的。 想要聰明起來嗎？認真學物理吧！有了一個功能發達的大腦，什么事做不成？第73頁/共94頁

17、3、學習對大腦的根本影響，在于形成泛腦性和密集的神經網絡。大腦左半球的神經纖維組成的網格結構第74頁/共94頁 這是一幅獼猴大腦的擴散光譜核磁共振詳細圖片，展示出神經纖維直角交叉的三維結構“在哲學上和心理學上不再有基本問題，人類大腦在已知的世界中是最復雜的結構，而且它通過神經細胞相互傳遞信息工作。如果我們不能判定它們如何確定給誰傳遞信息以及它們互相傳遞什么信息，我們就不會理解大腦功能。”第75頁/共94頁 4）知識轉化為素質能力的大腦心理機制是大腦與心理的每一層結構及功能，都成為更高一層結構及功能的發展基礎和操作平臺。第76頁/共94頁人腦和電腦都是按照一定程序運轉的第77頁/共94頁愛因斯坦

18、腦細胞數量多于常人，愛因斯坦大腦星形膠質細胞突起比較大，這些膠質細胞末端的神經組織數量也較多。 第78頁/共94頁聽會忘記、看能記住、做才學會聽會忘記、看能記住、做才學會 學習必須是主動的。 韋鈺第79頁/共94頁具體作用機制它的作用像是膠皮把電線包起來一樣，把這些神經纖維給包起來，通過防止電脈沖外泄而使得信號更強、更快、更準確。第80頁/共94頁重復規范操作行為構建功能強大的生物計算機第81頁/共94頁第82頁/共94頁 髓磷脂就是腦神經的高速公路，可以把延遲時間減少30倍，總共提速3000倍。大腦中分布著大量自由的髓磷脂，它們會去主動包裹使用得較多的神經纖維第83頁/共94頁 . 髓磷質無法逆轉，一旦技能回路包裹上了絕緣體，你就無法去除這層絕緣體，這就是為什么習慣很難打破。改變舊習慣的唯一辦法改變舊習慣的唯一辦法就是重復