1、教育技术前沿课题 认知科学与教育技术,教育技术学学科定位,序言,教育技术学专业的培养方向,学习活动的动态设计与支持,对教育技术领域的认知框架,教育技术学的未来发展,技术环境下的学习心理研究,学习目标,完成专题学习记录和发表自己观点。,每节课堂学习结束后，回答以下几个问题。,根据专题期间学习记录，完成专题学习报告。,研究计划：目的、方法、途径、参考文献。,该专题内容的重点是什么？,这些内容对你的研究课题有何启示？,又有哪些疑问？,是否达到了自己在专题学习初所设定的目标？,哪些部分你做的不错？,哪些部分有待改进？,有没有遇到哪些学习上的困难？你如何去解决？,关键,重要,主要成果,学习目标,以上学习
2、档案皆以电子文件形式上栽到FTP上。,学校FTP: ftp:/ ）,文件夹：stu-w/“教育技术前沿04教技”（自己名字）的文件夹,什么是认知科学(cognitive science)?,研究人类的认知和智力的本质和规律的科学。研究范围包括知觉、注意、记忆、动作、语言、推理和思考乃至意识在内的各个层次和方面的人类的认知和智力活动。外延：认知科学的分支领域以及它们之间的交叉关系：计算机科学、心理学、哲学、语言学、人类学和神经科学,内涵：发现心智的表征和计算能力以及他们在人脑中的结构和功能表示。试图以心智能力的结构、功能和内容来抽象地描述此种能力，探索由物质系统完成认知功能的各种途径；谋求表征生
3、命系统中出现的心智过程，研究认知所涉及的神经机制。,脑科学：,狭义的定义：就是神经科学，是为了了解神经系统内分子水平、细胞水平、细胞间的变化过程，以及这些过程在中枢功能控制系统内的整合作用而进行的研究。（美国神经科学学会）广义的定义：是研究脑的结构和功能的科学，还包括认知神经科学等。,二十一世纪是脑科学时代,J.D.Watson在The Brian前言： “二十一世纪是脑的世纪”。 五十年代六次诺贝尔医学奖 脑科学研究者以美国为中心每年以20%速度递增。,脑科学在美国,1989年美国脑科学计划： 把本世纪的最后十年命名为“脑的十年”，重点是保护脑，防治脑疾病。 一九九二年，启动人类脑计划： 会
4、员国已有20多个。 新世纪开始：科学基金会、商务部“聚合四大技术，提高人类素质”计划,脑科学在欧洲,英国：“认知与脑科学研究所” 研究方向有：注意、认知和情绪、语言和交流、记忆和知识等。 巴黎： “信息处理”课题（2000年） 人文与社会科学部同工程科学部和符号处理技术与自动化技术部的合作项目； 学习、推理、创造活动和语言表达等的信息软件。,脑科学在日本,一九九六年，制定了为期十年的脑科学时代计划，计划每年投入1千亿日元。其主要研究内容为：了解脑阐明脑功能 保护脑征服脑疾患 创造脑开发脑型计算机,脑科学在韩国,“脑神经信息学研究规划（BNRP规划）： 强调目标明确的多学科梯队研究，发展基于脑信
5、息加工机制的“人类化(Humanlike)”的功能。 先从视听模块着手，在第二阶段中首先实现人工视觉和听觉。而整个规划的整合需到2008年才进行。 与哈佛大学脑影像中心和德国(Siemens)联合进行协作研究。,脑科学在中国,“香山科学会议”（一九九三年）： 将脑科学列为国家研发重点，脑认知科学研究列为十五国家规划重点发展学科。 二一年，中国正式成为加入国际人类脑会议的第二十个国家。,中国科学院生物物理所：“脑与认知科学研究中心”； 北京大学的认知神经科学实验室； 中国科技大学研究生院脑认知开放实验室； 北大与北师大、浙大、东南大学等组建了“脑科学与认知科学网上合作研究中心”； 中山大学设立“
6、逻辑与认知研究所”。,脑科学在中国,认知理论在教育应用,巴甫洛夫：狗分泌唾液的食物条件反射研究35年，形成了高级神经活动学说。 50年代初，苏联采取政府行为推行其 理论，改造教育学。 斯金纳：1938年，大白鼠按杠杆学习行为，提出操作性条件反射学说。到50年代末在美国用于教育，形成了程序教学的应用研究。,解剖学方法： 采用通常的组织染色方法可以在光学显微镜下观察神经系统各种组织的细胞结构，即神经元的不同形态，以及它们间连接的一般情况。运用电子显微镜可以进一步了解神经元和突触的精细结构。 运用微电极细胞外记录、细胞内记录技术对单个神经元活动分析。近年来，片膜钳技术对离子通道进行深入的研究。 细胞
7、外记录：30年代后期发展起来的。用金属丝电极1-5微米记录幅度较大的瞬间性动作电位，对神经元的功能起了重要作用。 细胞内记录：0.10.5微米的玻璃电极，内充高浓度氯化钾或醋酸钾以导电。能记录动作电位，小的分级电位，同时能监视膜电位的变化。此外，能注入物质，进行形态学分析。缺点是造成细胞损伤，记录时间、小细胞受限。 片膜钳技术：70年代后期，Neher 和Sakmann 发展了一种新的纪录方法，可以用来记录单个离子通道的活动。 分子生物学方法： 重组DNA技术：分析离子通道蛋白的结构和功能、生理特性。 应用单克隆抗体和遗传突变体。,脑科学的主要研究方法,R斯佩里 （1961）：两半球功能一侧化
8、现象和脑发育关键期以及可塑性现象，至今对教育仍发生一定影响。 脑认知功能模块论：MS加查尼加（Gazzaniga，1976）脑是由在神经系统的各个水平进行活动的子系统以模块的形式组织在一起的，脑功能模块是一种动态变化的组装。正逐渐替代了“定位说”，被现代技术所证实。主张左右两半球整体功能的协调开发。,脑科学在教育中的应用,神经生物学界认为： 人类大脑的感应是分析外来信号的处理过程； 除了分析外来信号外，大脑在某一特定时刻的内在状态也很重要。 大脑是通过某个神经“密码”来处理外来信息的。 这一“密码”不是固定不变的，而是随着大脑内部状态和外界环境的改变而不断改变。 利用新技术，可以观察大脑在处于
9、高度集中和高度期待等状态下，怎样处理外部信息的过程。,脑科学在教育中的应用,脑科学的研究意义,不仅具有重要的科学意义，还具有巨大的潜在应用价值。 不仅能够揭示生命的本质和意义，促进人工智能的发展，提高人类的认识能力和生活质量。 在促进现代科学特别是心理学、生理学、语言学、逻辑学、脑科学、数学、计算机科学甚至哲学等众多学科的发展上，都有非同寻常的重要意义。,概念：脑科学相关学科研究课题,认知心理学：研究知觉、注意、学习、记忆、语言、概念思考、解决问题思考、推理、判断与决策、创造性与智能、运动行为等各种行为与技术的心理过程。功能分析来解释有关认知处理理论与处理各要素成分。,语言学：语法结构、语言与
10、认知关系、语用论、自然语言等认知过程的核心工具之一的语言信息处理问题，为认知心理学和人工智能及哲学提供依据。 计算机科学：研究机器的视听知觉、人工智能、机器语言处理、专家知识表象、神经网系统等信息处理模型。,神经科学（脑科学）：大脑对空间、非空间信息处理以及虚拟环境中的认知；学习记忆的规律及其脑机制；语言认知和自动语言识别；意识、自我意识及其脑机制；情绪与心境障碍、精神疾病与老年性认知衰退的神经生物学机制；脑认知功能可塑性的机制及其应用；脑功能成像方法与技术等。 结构分析来解释有关认知处理解剖学结构原理。（Marr, 1982),参考文献：,心理学思想的流变心理学名人传，张春兴 著，上海教育出版社，2002 认知神经科学 Gazzarniga M. 主编沈政等译，MIT出版社1995年，上海教育出 版社1998年 杨雄里：脑科学的现代进展，上海科技教育出版社1998年版 沈政：脑科学与素质教育，教育研究1999年第8期,可利用的资源：,孔令军等，中国教育技术学科: 进展、问题和前景J ，陕西广播电视大学学报，2007， (1)认知神经科学与学习研究所：http:/ 认知神经科学研究实验室,作业：,教育技术学的学科定位问题？新技术环境下认知、学习与教学的研究趋势？,
