微学习策略:基于脑科学的大数据课程教学改革

目的:包装工程专业大数据课程传统课堂教学方法单一,学生参与度不高,针对这一问题,基于脑科学理论,提出一种微学习策略教学改革。方法:将课堂教学分成相对独立的多个微学习任务,并在每个微学习任务中开展形成性评估。每一个微学习任务的教学目标达成后,再进入下一个教学目标的微学习,进而提高课堂教学质量。针对包装工程专业两个班级学生,分别使用传统课堂教学方式与微学习策略教学方式进行教学试验。结果:两个班级学生成绩差异显著,使用微学习策略教学的班级成绩优于传统课堂教学方式的班级。结论:实践证明,基于脑科学理论提出的微学习策略具有可操作性和可行性。

以问题为基础的学习联合以案例为基础的教学模式在《中医外科学》教学中的应用价值研究

目的探讨以问题为基础的学习(PBL)联合以案例为基础的教学模式(CBL)在《中医外科学》教学中的应用价值。方法回顾性分析2022年2月至2023年9月首都医科大学88例中医学专业学生的资料,根据不同的教学模式分为对照组(2018级中医专业)和观察组(2019级中医专业),各44例。对照组学生采取传统教学模式,观察组学生采取PBL联合CBL。比较两组学生考核成绩及优良率,比较两组学生简易临床评估演练(Mini-CEX)量表评分,比较两组学生对教学效果赞同度评分。结果观察组学生考核成绩优于对照组,优良率高于对照组(均P<0.05)。两组学生病史采集、中西医诊治和组织效能评分比较,差异均无统计学意义(均P>0.05),观察组学生体格检查、人文关怀、医患沟通和临床胜任力评分均高于对照组(均P<0.05)。观察组学生各方面的教学效果赞同度评分均高于对照组(均P<0.05)。结论PBL联合CBL用于《中医外科学》教学不仅能有效提高学生学习能力、临床实践能力,还能提高其学习积极性、自学能力及临床思维能力,值得应用。

超星学习通平台结合BOPPPS教学模式在中职教学中的应用——以教学内科学基础为例

以广西中医药大学附设中医学校2020级中职中医专业2个班级210名学生作为研究对象,随机分为试验组和对照组,每组各105名学生,试验组以超星学习通平台结合BOPPPS教学模式进行授课,对照组以传统教学模式授课,发现:试验组的理论考试成绩、实训考试成绩及期末总成绩均优于对照组,试验组教学满意度高于对照组,且试验组学习兴趣与自主学习能力,分析、收集、整理病例资料能力,以及沟通合作能力等指标均高于对照组。超星学习通平台结合BOPPPS教学模式有着传统教学方法无法比拟的优势,是一种值得推广应用的教学方式,教师在教学内科学基础时,在超星学习通平台的辅助下,通过导入、明确学习目标、前测、参与式学习、后测、总结等环节,搭建内科理论和实践之间的桥梁,优化教学效果。

脑认知科学和人工智能驱动的未来教育变革

脑认知科学与人工智能快速发展,推动人类社会加速向智能时代演进,对人类生存发展能力提出了全新要求,也推动教育目标和方式发生根本性变革。未来教育体系的设计需要突破知识传递的限制,以推动人类持续繁衍与进化为目标、以学习力培养为核心、以个性化按需学习为导向、以人脑学习规律为指导、以技术创新为依托,帮助个体培养有机的知识体系、强大的认知能力和持久的学习动力。实现未来教育目标,需要社会各界从教育政策、科学研究、教师教育、考试评价、课程设置和技术创新等方面协同行动,推动未来教育变革从理论走向实践。

脑科学视角下在线学习改进的审思

从脑科学视角看,在线学习存在认知负荷大以致大脑易疲劳、互动机会少以致知识理解难、视屏时间长以致学生睡眠差、缺乏户外运动以致不利于大脑发育等关键问题。因此,有必要强化云端互动以激活大脑主动“思考”,以音乐辅助来舒缓大脑认知疲劳,以翻转课堂来增加离屏时间,以检测在线学习状态来升级注意力提醒功能,推进线上线下学习融合发展。

管中窥豹—从科学仪器自主研制角度浅谈中国基础研究发展

2023年2月21日习近平总书记主持了二十届中共中央政治局第三次集体学习;并就加强基础研究发表重要讲话,不仅对中国未来科技发展之路具有重要的指导意义,也为普通基础科研工作者指明了前进的方向。在国家大力支持、持续投入和广大科技工作者的长期努力下,我国的科研水平已显著提高,并在某些基础研究领域跻身世界前列。然而,在高精尖科研仪器装备方面,我们仍然很大程度上依赖进口仪器,这成为制约我国科技水平进一步提升的瓶颈。

语文观课评教的学习科学理论基础与运用

将学习科学理论引入语文观课评教,以之作为评议的理论基础与依据,是遵循教育教学活动要求的体现,可以深化语文观课评教活动。学科化是运用学习科学理论指导语文观课评教的总原则,现代化是运用我国古代学习思想的原则,本土化是运用西方学习科学的原则。有效的学习科学理论运用,须以观课评教者对语文教育教学本质、规律的准确把握与对学习科学理论的正确理解为基础,在实际的评议活动中,将二者有机融合。

“双减”背景下学生劳逸结合的脑基础及其应用

“双减”政策为避免学生学习过劳护航,倡导学生劳逸结合,助力青少年快乐健康成长,而大脑默认模式网络(DMN)的发现为劳逸结合的学习提供了脑基础。DMN让大脑在集中注意力和发散思维之间自由切换,让大脑得到“经济”而“科学”的“休息”,高效学习离不开DMN参与。对DMN进行介绍,规避学习中不当的休息方式,避免无法正常进入DMN。并提出DMN在学生学习中运用的方式方法:科学安排课程、课间活动与合理设计教学内容;指导学生做“白日梦”与合理“发呆”;运用冥想和发散思维练习;使用小盹、小睡或锻炼等活动激活、切换、训练和引导大脑进入默认模式网络,促进学习。

深度学习的脑科学基础与课堂教学策略

人脑是人类学习的基础,而人的思维又通过学习被塑造,学习与思维是双向建构的关系。脑科学的发展与深度学习的兴起,促使传统意义上的学习目标、内容、方式以及评价发生巨大的变革。脑科学的研究不断揭示着深度学习发生的机制,为研究深度学习提供了科学基础。促使深度学习发生的教学策略为:抓住脑发展的"经验期待",确立高阶思维发展的教学目标;创设促进深度学习的真实情境,引导学习者与环境的互动;激活大脑的"边缘系统",唤醒情感的认知功能,激发学生学习的内部动机;遵循大脑运行机制,使教学循序渐进、张弛有度。

Geochemistry π:无需编程基础即可开展机器学习研究的智能工具

尽管机器学习可以为矿物岩石地球化学研究带来新认知,但编写机器学习程序对于多数学者来说仍然费时费力。浙江大学地球科学学院的研究者与开源项目的成员合作,构建了一款无需编程基础即可开展机器学习研究的智能工具,并将该工具命名为Geochemistryπ。

中国科学院深圳先进技术研究院副研究员李永程 优化脑机接口系统 提高运动康复控脑性能

《柳叶刀》杂志2018年调查显示,相比于其他疾病治疗技术,全球范围内的神经康复技术发展缓慢。神经系统疾病(包括脑卒中、脑损伤等)是世界范围内导致人类死亡和身体功能障碍的主要原因之一,且我国患者数量在近20年呈现上升趋势。大部分神经系统损伤严重的患者需要接受康复治疗,很多患者为了改善日常活动能力,甚至需要重新学习行走和说话等基础技能。对神经系统疾病的研究和治疗到近20年才有所突破,越来越多的神经修复策略得以应用。中国科学院深圳先进技术研究院集成所副研究员李永程努力通过研究运动康复神经机制、脑机接口及其临床应用,以提高神经系统疾病受损患者的康复效果。

教师脑科学素养提升之“基于脑的学习观”

有关学习、记忆与发展的主题,一直以来都是教育领域的核心议题之一。随着脑科学与教育科学的进一步发展融合,基于脑的正确学习和发展观,是教师脑科学素养提升的关键一环。本文主要梳理并批判了与学习、记忆和发展关联的神经神话,并提出基于脑的学习观应该尊重个体脑差异和脑可塑性的观点。教师理解脑并基于脑的教育教学,才是新时期科学的教育发展观。

从STEM到STEAM:脑科学基础及教育启示

在早期的STEM教育中融进艺术类学科就是在全球课程变革中被寄予厚望的STEAM教育。早期的STEM教育虽然符合巴甫洛夫高级神经类型学说,但是基于现代脑科学的分析发现,STEAM比STEM更有利于培养学生创新思维并促进学生全面和谐发展。“左右脑分工理论”认为,左脑是抽象脑和学术脑,右脑是艺术脑和创造脑,两半球在分工的基础上相互协作。增加艺术人文等学科可以有效开发学生右脑潜能并提升学生创造力。从重视左脑的STEM进化为注重全脑学习的STEAM是全球教育界的进步,这一转向提醒我们在教学中必须注重左右脑的共同开发,其教育启示体现在教育目标、教育结构、课程结构、教育方式以及教育评价观等环节。

论学习科学的本质及其学科基础

随着新科学、新技术的不断发展,学习科学也在认知科学的孕育中不断发展成熟而分化成一个独立学科,进而又与教学系统设计发生了密切的联系。本文从这几个学科概念、关系的维度,探讨了学习科学的内涵、外延和本质特点,以及所涉及到的重要学科基础及发展趋势,从而为学习科学的发展理清脉络。

提升中小学生学习力:基于脑科学的实践探索

通过对学习力概念的理论研究和实证调研,明确中小学生学习力的内涵。认为中小学生学习力包括学习动力、学习毅力、学习能力、学习转化力、学习创造力五个要素,具有年龄、年级、性别特点。以科学阅读、科学记忆、手指运动、花样跳绳、思维导图几个代表性活动为例,说明各校进行中小学生学习力培养的基本情况。

从连接到贯通：基于脑科学的数学深度学习与教学

传统数学学习的理论思辨往往停留在知识、认知及文化等"意识"层次,呈现一定的"不确定性"和"混沌"状态,而脑科学从"物质"角度揭示了数学学习的本质是神经元的联结和神经网络的连接。文章从认知、情绪和行为三个维度对数学深度学习进行了诠释,剖析了数学深度学习的脑机制。在此基础上,文章设计了基于脑科学的数学深度学习框架,阐述了基于脑科学的深度教学观点。

以问题为基础的学习与模拟标准化患者相结合在眼科学基础教学中的探究

目的:探讨以问题为基础的学习(problem-based learning,PBL)结合标准化患者(standardized patient,SP)在眼科学基础教学中的应用效果。方法:选取2012级眼视光专业学生64人为研究对象,随机抽取32人为试验组,采用PBL结合标准化患者进行眼科学基础教学,其余32人为对照组,采用传统教学方法。授课结束后应用自制调查问卷调查学生对教学效果的评价。统计两组学生的考试成绩及问卷调查结果。计数资料采取χ2检验,计量资料采用均数±标准差(x珋±s)表示,行独立样本t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果:试验组理论考试成绩(83.22±3.75)和试验考试成绩(94.28±2.20)均明显高于对照组理论考试成绩(70.72±3.95)和试验考试成绩(85.44±3.52),差异有统计学意义(P均<0.01)。试验组在实习考核中问诊及病史采集、眼科检查、临床诊断和病历书写的成绩均值均高于对照组,差异均有统计学意义(P均<0.01)。试验组学生对SP与PBL结合教学在调动学习积极性、加强团队协作意识、提高语言表达能力、综合分析能力、自学能力、创新能力、总结归纳能力、实践操作能力,以及加强知识结构系统化方面的效果评价明显高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论:眼科学基础教学中将SP与PBL相结合,有助于学生更好地掌握专业知识,能调动学习积极性,提高自学能力、实践操作能力和临床思维能力。

AIGC的科学基础

深度学习问世以来,人工智能的发展突飞猛进,逐步从纯粹的学术研究向大规模应用迈进。特别是2022年之后,文本生成、图像生成、三维模型生成等一系列应用级人工智能内容生成(AIGC)算法问世,标志着人工智能具备了数字化内容生产的能力,并正在突破逻辑推理、常识认知等诸多门槛,逐步迈向通用人工智能。本文详细阐述了生物学、认知科学、数理计算科学、决策科学、复杂性科学等多个学科在AIGC发展中的作用和相互关系,强调这些学科的交织共同构成了AIGC的科学基础。最后,对AIGC的未来发展进行了深入的分析与展望,提出了AIGC的未来研究方向和需要面对的安全风险问题,以期推动AIGC的创新发展。

当代脑科学视野中的儿童学习关键期研究及其启示

本文旨在简述脑科学新近有关关键期的研究状况,主要论述脑科学关于人脑成熟的关键期、关键期内功能的补偿性以及关键期与突触发生、突触修剪的关联性。在此基础上,阐述了关键期研究对开展儿童早期教育的价值。

费曼学习技巧在自然科学基础物理部分中的教学实践

自然科学基础课程学科、专业跨度大,知识点多,尤其是物理学部分,这给教师教学和学生学习增加了难度。翻转课堂、对分课堂等教学模式能在一定程度上提高学生的学习积极性和学习效果,但在知识运用方面还有待进一步提高。费曼学习技巧不仅具备发挥学生主观能动性的特性,更能够通过其反馈环节,提高新知识的学习效率,而通过通俗语言的讲授和类比拓展,能进一步提高学生的知识运用水平。自然科学基础物理学部分的教学实践表明,费曼学习技巧显著提高了学生的学习积极性和学习效率。该方法的运用为自然科学基础及相关课程教学的深入开展和学生综合素质的提高提供了有意义的参考。