浅谈利用脑神经兴奋规律提高物理课堂教学效果

　　【关键词】人脑　兴奋　教学

    【论文摘要】大学物理对提高大学生的科学素质及后续课程的学习起着至关重要的作用。现在很多学生觉得大学物理很难学懂，如何提高物理课的教学效果是人们急需解决的问题。本文从学习和与脑科学的密切联系出发，利用人脑活动规律实验的若干研究成果，提出了通过丰富教学形式，保持学生的兴奋度，调动学生情绪，进行探究式和参与式学习的方法，以达到良好的物理课堂教学效果。

　　0引言

    二十一世纪是知识的时代，创新能力是一个的核心竞争力。在中，创新人才的培养是我国教育改革和发展的目标，这也是我们从资源大国变为人力资源强国所要求的。当今世界上的许多先进科学技术都是物理原理的应用，物理本身又是一门实验科学，有利于培养学生的动手能力和创新能力。所以大学物理被列为高等学校的一门必修课，它对提高学生的科学素质及后续课程的学习起着至关重要的作用。然而很多学生觉得大学物理很难学，听不懂，考不好，不会做实验。这其中的原因当然是多方面的，一个原因与我们的教学方式有关。我们的学生在中学阶段为应对高考而进行大量的重复训练。这样的训练，强化了学生的思维定式而失去了思维的灵活性和开放性，从而使学生能力强，而解决实际问题的能力不强。进入大学后，大学物理因课时少，内容多，学生就很难适应。

    如何提高物理教学效果是人们急需解决的问题。在一些客观条件暂时无法改变的情况下，作为物理老师，应采取积极的态度，以不断提高课堂教学效果来帮助学生。要实现理想的教学效果，不仅要求老师有丰富的专业知识，还要深人研究学生的认知规律，毕竟教和学是互动的两个方面。近年来人们对人脑智力活动的研究成果对了解学生的认知特点提供了有力的帮助。随着科学技术的进步，人们已经可以观察到与精神活动相关的脑的高级机能活动。对神经认知科学与教学的联系的研究，使我们可以利用人脑活动规律，提高物理教学效果，培养创新人才。

　　1脑科学与教育的关系

    人脑是最复杂的神经系统，人的智力活动与人脑的兴奋状态有密切的联系，揭示和利用人脑的活动规律一直是人们研究的热点。随着技术的发展，人们现在已经可以用核磁共振和脑电图来揭示人脑的活动规律冈。以前学习与教育一直被认为是人文科学的范畴，现在从生物学的观点来看，人的思考能力、判断能力、创造能力等是脑的高级机能，任何思维习惯和行为习惯都与脑神经网络有关。学习过程是一个形成脑神经网络的过程，教育是调控构筑神经网络的外部刺激的过程阴。不同的学习过程会形成不同的脑神经网络。被动式的、重复式的训练所形成的脑神经网络结构强化了固定的思考范式，而主动式的、探究式的学习活动所形成的脑神经网络结构使人善于灵活开放式的思考问题。所以学习和教育与脑科学有着密切的联系，开展全脑教育，开发脑的思考能力和创造能力，合理地利用人脑的认知规律将有助于提高课堂教学效果。近年来，将脑科学与教育紧密结合开展应用性研究已成为热点，许多国家都在积极研究。

　　2人脑活动规律的实验研究方法及若干研究成果

　　2.1人脑活动规律的实验研究方法

    人脑是一个非常复杂的非线性动力学系统，脑电是大量脑神经元电活动的总体表现。人们现在已可以用实验仪器来探测脑电信号，得到脑电图。当人们进行思维作业时，脑电图也会发生相应改变，因此脑电信号分析成为人们研究思维活动的重要工具。

    不仅生理状态影响脑电的特性，人的智力活动也会影响脑电变化，并且和大脑区域有着密切的联系。对被测试者进行不同的思维作业时做脑电信号测试，测试结果表明，对脑电信号进行数据处理后，可以比较有效地识别思维作业的类别。

    由于脑电形态的复杂性和多样性.人们用大量的分析方法来揭示人脑的活动规律。以往的脑电图分析方法有以分析脑电图波形幅度、均值等为主的时域分析方法和以分析脑电图功率谱、相干函数等为主的频域方法。近年来随着脑电的非线性特征发现，应用非线性动力学的理论，用近似嫡和复杂度处理脑电信号能够较好地反映人脑的活动。

    通过对人脑的高级机能的测定和信息处理，从生物学的角度来研究人的学习与教育过程，将脑神经科学的知识具体应用到学习和教育的研究中，从而形成科学化、人性化的新的学习和教育体系。这不仅可以改善学生的学习和记忆能力，而且还可提高创新能力。

　　2.2现有的一些实验及结论

　　2.2.1物理因素对脑电的影响

    人们对不同的物理因素对脑电的影响进行了实验研究阁。被测试者分为三个实验组，在实验过程中分别不断接受、磁场和局部高压氧干预措施。利用近似嫡和复杂度将脑电信号进行数据处理和分析。结果显示在局部高氧下的组，人脑相对清醒，脑电活动增强，复杂度增高;听音乐的组的复杂度和近似嫡也较高，说明音乐诱导在一定程度上能促进疲劳恢复。实验结果说明，不同的物理因素可以影响受试者的状态，从而影响受试者的脑电波，脑电近似嫡的平均值随着脑疲劳程度的增加而降低。另外有人做了弱激光对神经兴奋性影响的实验阴，结果表明在弱激光刺激下会诱导神经兴奋。

　　2.2.2情绪等因素对认知的影响

    关于情绪对认知活动的影响，一些研究指出，快乐、兴趣、喜悦之类的中等强度的正情绪有助于促进思维，提高创造力和解决问题的灵活性，而悲哀、恐惧、愤怒之类的负性情绪会抑制或干扰认知活动。