叶兆宁东南大学学习科学研究中心“做中学”科学教育改革实验项目教学中心江苏汉博教育培训中心2011.9云南1什么是基于概念的科学教育？回顾小学科学课程的目标科学探究情感、态度和价值观科学知识科学概念2在小学科学教育中过程和结果孰轻孰重？认知神经科学和学习科学对学习的研究3神经元Neuron细胞体CellBody轴突Axon树突Dendrite突触Synapse人脑中含有数千亿（1011）的神经元,比它多10倍以上的胶质细胞。每个神经元又可以有数百、数千个,甚至更多的突触（1015）4人脑中含有数千亿（1011)的神经元，大约和银河系的星星一样多。每个神经元又可以有数百、数千个,甚至更多的突触(1015)50102030405060708090第一季度第二季度第三季度第四季度东部西部北部在发育不同阶段突触连接和密度的变化出生时6岁时14岁时6额叶顶叶颞叶枕叶7陈述性记忆（情景和语义、有意识的回忆、灵活的表达）非陈述性记忆海马和副海马区动作记忆（习惯、技能、感知和动作适应）情绪记忆（习惯性的偏好和厌恶，情绪记忆调节）新纹状体小脑脑干和脊髓的动作输出杏仁体下丘脑、自动和激素输出皮层联合区颞叶顶叶扣带回嗅觉区前额叶工作记忆感觉记忆8在视觉皮层，听觉皮层和前额皮层中突触的生长摘自NeuralPlasticity2002前额皮层听觉皮层视觉皮层初生儿4000天成人9人脑的发育—突触的形成和早期的经验有关年龄感知回路(视觉、听觉等)语言高级认知功能受孕出生(月)(年)10左半脑语言数学逻辑右半脑空间能力面部识别美术音乐大脑优势大脑优势脑的可塑性？脑的可塑性？11睡眠有两种基本的形式：慢波睡眠和快速眼动睡眠。出生时16小时7岁10.5小时14岁8.5小时21岁7.75小时1213树突突触2为了持续地增强突触，需要激活CREB蛋白1较强的或是重复的刺激瞬时强化了某个突触并以某种方式通知细胞核生成长期记忆假定突触-核信号分子3细胞核内CREB选择性地激活基因，使它转录成信使RNA，并逸出细胞核轴突4按mRNA指令产生突触加强蛋白并在神经元内扩散5当时已经被强化或敏感化的突触会接受这种加强蛋白加强突触蛋白CREB核编译自ScientificAmericanFeb.200514参考文献：Laura-AnnPetitto&KevinDunbar，NewfindingsfromEducationalNeuroscienceonBilingualBrains,ScientificBrains,andtheEducatedMind，Inpress:K.Fischer&T.Katzir(Eds.),BuildingUsableKnowledgeinMind,Brain,&Education.CambridgeUniversityPress.ConferenceonBuildingUsableKnowledgeinMind,Brain,&EducationHarvardGraduateSchoolofEducationOctober6-8,2004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认知和想法，只不过新的知识抑制了他们原来的认知。Dunber博士提出了一种新的和不同的观点：15学习的生物基础是神经系统的可塑性学习是我们所有察觉到的和处理过的信息的整合，这种发生在体内的整合过程中引起了脑结构(突触连接、神经元数目、功能区、神经递质等）的变化。从根本上说，学习就是连接状态的变化，或是增加了突触连接处的电位，或是强化或剪除突触之间的连接。因而，一个成功的教学通过改变连接状况，影响着脑的结构。16环境基因身体行为脑家庭、学校、同伴、社区、文化17认知神经科学告诉我们：在学习过程中，对问题的理解是构筑在学习者原有的理解和经验之上的。教育学家、认知科学家、心理学家、认知神经科学家一直致力于探索人是如何学习的需要从小学习正确的科学概念18皮亚杰（JeanPiaget）认为儿童生而具有某种认知结构，他们在儿童发展的过程中依次出现，这些认知能力的出现和环境刺激的关系不大，在预订的时间以前不会出现相反地，我主张正规教育如果系统地运用儿童自发的思维发展过程会比现在的方法取得多得多的成绩．－－－皮亚杰CommentsonVygotsky’scriticalremarks,byJeanPiaget191.课程设计：儿童有效地学习要通过一定社会环境下的互动来实现,在课程设计中要强调学习者和学习任务之间的互动.2.学习指导：在成人适当地帮助下,儿童常常可以完成他独自无法完成的任务,所以要经常根据儿童的水平提供灵活的“脚手架”来帮助儿童,“脚手架”并不仅仅是为了产生直接的效果，更是为了慢慢地...
