腦科學與學習科學的研究制作：丁鏐方成員：張凱郭甲第三組134731腦科學與學習科學什么是腦科學腦科學與學習科學的關系大腦機制與學習規律如何學習2I.什么是腦科學？腦科學，又稱神經科學，是20世紀60年代末形成的一門邊緣科學。它融合了神經生理學，生物化學，神經解剖學，神經病學，信息科學，計算機科學等學科來研究人和動物腦神經系統的結構和功能。腦科學簡單定義：腦科學從分子水平、細胞水平、行為水平研究自然智能機理，建立腦模型，揭示人腦的本質。

3II.腦科學與學習科學的關系人類的任何學習活動都離不開大腦和神經系統。腦科學是當代學習科學不可缺少的根底學科。它的研究成果不僅可以為學習理論提供證據與科學支持，而且能指導我們科學用腦，合理開發人腦的巨大潛能，設計健康、高效的學習生活。關系：4II.腦科學與學習科學的關系關系：通過對大腦的研究來理解學習能夠為教育專家、政策制定者和那些需要更多教學經驗的實踐者帶來啟示，也能為人們的學習提供更好的指導。美國于1989年率先推出了全國性的腦科學方案，并把20世紀最后10年命名為“腦的十年〞。美國對腦科學的研究5II.腦科學與學習科學的關系1999年，經濟合作與開展組織教育研究和革新中心〔OECD-CERI〕組織世界上一批優秀的精神科學家、教育家和政策決定著參與啟動了“大腦機制與學習科學〞〔BrainMechanismandLearningScience〕工程，目的是在腦科學與學習科學之間架起一座橋梁。6III.大腦機制與學習規律

導言：德國著名學者埃利亞斯說過:“如果你在開展關于知識的理論,卻又對大腦的結構一無所知,肯定得搞錯什么東西。〞——?中華讀書報?1998-05-277III.大腦機制與學習規律神經細胞與學習規律腦電波的變化與學習大腦分工與學習8III-1.神經細胞與學習規律

大腦結構和功能的根本單位是腦神經細胞,神經細胞又稱神經元，能夠感受刺激和傳導興奮，具有接受、傳遞、加工、存儲或發放信息的功能。神經細胞之間通過突觸建立聯系。發育成熟的大腦神經元總數約有1000億個，相互聯系構成“神經通信網絡〞。神經細胞9III-1.神經細胞與學習規律

神經細胞10III-1.神經細胞與學習規律

神經細胞與學習記憶神經細胞之間的聯系并不是生來就自然暢通的，而是通過學習、工作、思維、記憶等智力活動“接通〞的。科學家艾克爾斯進行大量實驗研究以后認為，記憶就是神經元之間形成了新的突觸聯系。例：我們記憶一個英文單詞時，每重讀一次，與之相對應得神經元系統就興奮一次，如果這種刺激反復進行，那么沿通路傳遞的刺激就會使突觸生長，聯系變得更加緊密和穩固，傳輸效率大大提高，這就形成了記憶。〔S-R理論〕11III-1.神經細胞與學習規律大腦和人的高級神經系統的主要活動規律是興奮過程和抑制過程。興奮過程：人的神經系統活動的開始和加強，表現為人有充分的精力進行學習和工作。抑制過程：人的神經系統活動的減弱和停止，表現為人需要休息。學習規律：興奮與抑制的過程是有節奏、有規那么地交替進行的，學習一定時間后必須有適當的休息，才能使大腦得到放松，有利于保持興奮水平，提高學習效率。神經細胞與學習記憶12III-2.腦電波的變化與學習

腦神經細胞內部的電能量活動以及突觸間的脈沖活動產生腦電波。腦電波有四種類型,隨著波長的不同，對學習有著不同影響。β波α波θ波δ波頻率14~30次/s，完全清醒時的大腦在這個波段上工作，思考時或受到外界較強刺激時最為明顯。頻率7~13次/s，大腦皮層處于微弱的興奮狀態，“放松性警覺〞，松弛而清醒，理想的學習狀態。頻率4~7次/s,在睡眠的初期階段出現，在成人困倦時常出現。頻率0.5~3次/s，深度睡眠狀態時出現，缺氧時也容易出現。13III-2.腦電波的變化與學習在頻率7~13次/s的β波時，大腦皮層處于微弱的興奮狀態，大腦在這樣的波段上工作是處于放松性警覺狀態

,它以放松和沉思為特征,能加快對資料的收集,增強想象力和記憶力,促進靈感的產生。從腦電波的活動規律可以看出,放松性警覺是最正確的學習狀態,要到達這種狀態,首先要消除學生在課堂的緊張感和壓力感。14III-3.大腦分工與學習15III-3.大腦分工與學習

大腦奧秘兩個半球，各賦所長人腦邊緣系統全腦模型：四大象限16III-3-1.兩個半球，各賦所長17III-3-1.兩個半球，各賦所長

左右腦分工說的提出美國生物學家、心理學家R.斯佩里和M.S.加查尼加等在1961年提出了“大腦功能一側化〞的理論，即“左右腦分工〞說，認為大腦左右半球的功能是高度專門化的，左腦被稱為理性的、知識的腦，右腦被稱為感性的、創造的腦。18III-3-1.兩個半球，各賦所長19III-3-1.兩個半球，各賦所長

走出左右腦分工的誤區20III-3-1.兩個半球，各賦所長

走出左右腦分工的誤區隨著腦科學的研究不斷深入和開展，很多理論并未形成定論，尤其是大腦功能定位的理論，在這種情況下提“左腦說〞“右腦說〞是比較輕率的，從人腦的復雜結構可以推測，人的某一方面的能力絕不僅僅是某一技能區的特殊功能。而應該是各局部分工協同作用的，整個大腦應該作為一個整體，全腦開發。21III-3-2.人腦邊緣系統

繼斯佩里人腦左右二分模型之后不久，美國神經系統科學家麥克萊昂根據人類進化歷程，提出了三分模型學說，認為，人腦依次由爬蟲類腦、哺乳類腦和新皮層而構成。更重要的是，他注意到了人腦的“邊緣系統〞，研究證明，邊緣系統是一個獨立的腦部結構，位居兩個般腦的下端，有神經，有突觸，可以和半腦新皮層具有同樣的思維功能。邊緣系統的提出22III-3-2.人腦邊緣系統23III-3-2.人腦邊緣系統

邊緣系統〔limbicsystem〕一般認為包括視丘、下視丘以及中腦等在內的局部。邊緣系統的主要功能為嗅覺、內臟、自主神經、內分泌、性、攝食、學習、記憶等。邊緣系統有兩個神經組織，即杏仁核與海馬，前者關系情緒的表現，后者與記憶有關。

邊緣系統的概述24III-3-2.人腦邊緣系統25III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型的提出26III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型27III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型28III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型解釋赫曼用以下一段比喻對四大象限全腦模型作了解釋：“想像一下腦部的這些思維部位，它們可以分別用一個小棋盤來代表。第一個棋盤上是主教，第二個棋盤上是武士，第三個是車，第四個是國王和王后。小兵那么在四個盤子上平均分配。左右兩半腦的皮質各由一副棋盤代表，邊緣系統的兩個半邊，那么由剩下的兩副棋盤代表。由于四個局部的大腦皮質分工各有不同，所以對棋子也進行分工，劃成四類，分配到四副棋盤上去，從而合成全腦模型。29III-3-3.全腦模型：四大象限全腦模型解釋赫曼指出，通過這個類比可以感覺到，腦部的各個思維部位是如何組成思維網絡，又是如何交互作用的。假設要下活這盤期，你就得動用四副棋盤上的所有棋子。雖然人腦四大思維局部共同發揮作用的情形，比起下棋更要復雜到無以復加的地步，但是，人們如果能夠注意到大腦的這兩組思維構造，便能按照四大象限模型去量化