神经科学基础知识
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神经科学基础知识范文第1篇
关键词：医科研究生;神经生物学;神经生物学课程;必要性
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）44-0191-02
神经生物学是研究神经系统结构、特点及功能的一门学科，是生物学中研究神经系统组织解剖、生理病理等内容的一个分支，被公认为21世纪的明星学科。自上世纪90年代以来，世界科研强国加快了对神经生物学研究的投入。美国于1990年推出“脑的十年计划”，欧洲于1991年开始实施“EC脑十年计划”，随后日本于1996年也正式推出了名为“脑科学时代计划”的跨世纪大型研究计划，计划在未来20年内投入大量的研究经费[1]，旨在揭示大脑的工作机制、绘制脑功能图谱，并最终开发出针对神经系统疾病的临床疗法。在我国，脑科学研究已被列为“事关我国未来发展的重大科技项目”之一，将从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向全面启动。由复旦大学牵头，并联合浙江大学、华中科技大学、同济大学、上海交通大学等十几所高校及中科院研究所，成立了“脑科学协同创新中心”，积极推进脑科学研究和转化应用，极力促进“上海脑计划”的实施。因此，作为医科专业的研究生，有必要学习神经生物学这门课程，了解“脑科学”这一当前热点研究项目。
一、神经生物学是一门重要而又特殊的学科
脑的结构异常复杂，因而脑科学是自然科学研究中最具挑战性的课题。21世纪自然科学发展的重点为生命科学，而生命科学研究中最重要的领域之一又是神经生物学，所以神经生物学的发展前景非常可观。在医学界，神经生物学是一门从多层次、多水平研究人体神经系统的结构、功能、分化、发育、衰老等规律及神经系统疾病的发生和机制的科学。它是一门交叉学科，涉及神经解剖学、发育神经生物学、神经生理学、分子细胞神经生物学、神经药理学、精神病学、神经系统疾病等。神经生物学涉及内容相当丰富，同时科学研究成果又是日益更新，这就要求作为医科的研究生，不仅要全面系统地掌握并巩固所学基础知识，更要与时俱进，及时了解相关最新研究成果，更新自己的观念。
神经生物学是一支普通又特殊的生命科学学科。其普通性主要体现在，它和其他学科的基本研究材料一样都是动物，从低等的果蝇、斑马鱼，到高等的小鼠、大鼠、猴子、人。而其特殊性体现在，神经生物学的研究器官――脑，是高等生物最复杂的，而且神经元几乎是最难培养的细胞，所以神经生物学研究需要一些特殊而复杂的研究方法，如神经电生理方法、光遗传学方法、转基因方法、系统生物学方法等。神经生物学的最终目的是认识脑、保护脑、开发脑，即认识人类大脑的结构与功能，阐明产生感觉、认知、意识和情感的脑区结构和功能，阐明神经元之间的网络连接和通讯功能;调控脑的发育和衰老过程，促进大脑健康发育，控制衰老及神经疾病的预防和康复，提高神经系统疾病的预防与诊疗水平;还要开发脑，即揭示学习和记忆的机制，进一步开发智力。尽管人类关注脑、试图了解脑的结构与功能已经有了相当长的历史，并在脑的结构和认知功能方面取得了显著进展，但人类对脑的认知及脑的高级功能的认识仍然处于初级阶段，尚有一些重大科学命题亟待进行研究，比如意识的物质定义、智能的产生等，因此培养一批优秀的神经科学工作者，成为高校的一项重要而艰巨的任务。
二、宁夏医科大学开设研究生神经生物学课程的必要性
（一）本校开设神经生物学课程的必要性
国际上神经科学作为一门新的专业和课程正式走进高等院校，是在1966年美国哈佛大学成立神经科学系之后。而后欧美很多高等医学院校在上世纪70年代也相继成立神经生物学专业或开设神经生物学课程。而在我国，一些大学陆续开设神经生物学课程则是在20世纪80年代。1983年首都医科大学吕国蔚教授率先面向研究生开设了《医学神经生物学》课程，之后上海医科大学为五年制本科生开设了神经生物学的必修课。广州医学院也从1996年始开设此门课程，新乡医学院于1996年开始为精神卫生专业方向本科生开设神经生物学必修课，同时为临床医学专业开设神经生物学选修课，1998年以后又为硕士研究生开设神经生物学课程[2]。这几年众多高等院校陆续开始给医科研究生开设神经生物学课程，于此同时给本科生开设神经生物学必修课的学校也日渐增多。
神经生物系是宁夏医科大学2010年刚刚成立的一个新系，神经生物学课程也刚开始在生物技术和临床心理学本科专业试行，目前尚未在研究生中开设。鉴于神经生物学学科以上所述的特点及医科研究生培养的需要，强烈建议立即为本校基础医学和临床医学研究生开设此门课程。
（二）神经生物学的授课内容及方式
神经科学基础知识范文第2篇
关键词：神经病学；病例教学法；医学史神经病学属于与内科学和外科学并驾齐驱的二级学科，与内科学中各类三级学科比较，有其相似之处，也有其独特性，如定位诊断与解剖学密切相关，学生普遍反映该学科抽象、复杂，实习效率低下。此外全日制医学教育对该学科重视度不够，安排课时较少。故神经病学实习带教与一般内科有些不同之处。先将本人实际临床实习带教经验总结如下：
1重视神经解剖和神经病学的学习，打好基础
前述课程在本科大课时均已学习过，但时间较长，忘得较多。带教时应在短时间内复习以加深印象。带教老师在简述该方面内容时，应起到穿针引线的作用，从神经病学诊断中的定位入手，由粗到细，由少到多。如从神经系统开始，到中枢神经系统、周围神经系统，再到脑、脊髓和脑神经、脊神经，以此类推。可试结合神经病学相关医学史及人文，以提高兴趣，加深印象[1]。
2帮助学生培养正确的临床思维
平时上大课时大多时间接触的是某种疾病对应多种症状和体征。临床面对的是患者的一种或多种症状、体征，故实习时要转变思维。树立合理的神经科诊断和治疗思路要把握[2]：定位、定性的诊断思路；一元论；先考虑常见病、多发病、可治愈疾病，但同时不可忽略罕见病；把握全局的观念，熟读目录及归纳总结目录中缺乏的本科室疾病，只有熟知按照自己规律整理的目录，才能胸有陈竹，遇到患者才能想到相关疾病；个体差异性，书本上的症状和体征都是典型的，而实际临床当中临床表现不典型者大有人在；详细的病史询问和系统全面的体格检查，当今影像学技术的飞速发展，学科间的密切合作和医师的专业化培养，使得许多医师在诊断中过分依赖辅助检查和其它科室的会诊意见，却忽略了最基本的问病史和查体的重要性，以至于在诊断时屡屡受挫，走了不少弯路。如一既往有吸毒史的年轻男性患者，出现了脑干长T1长T2的对称性病变，核磁增强无强化，腰穿未见异常。进而我们想到海洛因脑病的可能，但详细追问病史该患者的哥哥有痴呆的表现，接下来详细查体患者眼部虹膜有明显的环形色素沉着改变，进一步查血清铜和铜蓝蛋白均异常，故由此做出肝豆状核变性的诊断；全局整体的观念，神经系统是全身的一部分，神经系统疾患可导致内科表现，同样，内科疾患也可导致神经系统的表现。例如：一老年男性患者，搏动性、阵发性头痛20年，近期头痛加重。头颅影像学未见异常。按照神经科惯性思维，考虑的疾病有偏头痛、颞动脉炎等。但经查肺部CT有肺部感染表现，血气分析示低氧血症。经查睡眠呼吸监测提示重度夜间睡眠呼吸暂停，给予呼吸机改善通气后头痛明显减轻。故病例即为内科系统疾患导致神经系统症状的典型病例，值得深思和学习。
3重视医学模式中的心理因素
许多神经科患者合并抑郁焦虑，因种种原因患者不能接受心理科，如不进行干预，神经科症状很难改善，故应告知学生心理关注和治疗的重要性。
4与临床病例教学法相结合
实际病例分析,在教学过程中应注意确定以学生为中心的新型教育理念，强调自主学习,切忌随意选择病例或组织无目的的讨论,具体实施过程如下[3-6]：
4.1选择病例选择合适的病例，多为常见病，如脑梗塞，通过实际病例将以前学过的理论知识回忆和利用起来。讲解过程力求通读易懂。
4.2组织讨论课前分发病例讨论摘要和提纲，带教时学生发言和提出问题，教师随时解答学生提出的问题。
4.3重点讲授在课程的后半段，由教师进行重点讲授，着重点讲授所讨论疾病的鉴别诊断，强调诊断过程即为鉴别诊断过程。分析注意与临床紧密结合。
4.4进行评价最后由带教老师对前面的讨论进行评价，指出优点和不足之处，并提出改进措施，使学生逐渐掌握病例讨论的方法、步骤和技巧。同时也鼓励学生勇于发表自己的见解，不过分依赖权威，对疾病有个体化认识。
5微信平台的利用
随着微信的普及，各种知识的传递和分享多了一种更加便捷和有效的方式。在神经科实习带教中，教师可事先通过神经病学实习群分发病例讨论摘要及提纲、可配以生动的图片以提高学习兴趣。这种方式不仅仅局限于课内。此外可用于好知识分享、视频分享等，相关订阅号有丁香园神经时间、神经医学论坛、卒中ASA管理、医脉通神经科等等。
6在临床实践中逐渐树立科研观念，培养对科研敏锐的嗅觉
尤其适用于研究生实习带教。如在实习带教中遇到偏头痛的患者血清同型半胱氨酸或C反应蛋白升高，可启发学生思考二者是否有相关性及提出问题和解决问题。
以上实习带教经验在实施过程中并非能够立竿见影，但可能对实习学生产生潜移默化的影响，尤其是临床思维的培养和病例教学法，也为学生的其他科室实习提供帮助。经验总结于前人和实践，更多的实习带教方式有待于进一步探索和总结。
参考文献:
[1]刘建辉，黎思思.神经病学临床实习带教体会[J].中国中医药现代远程教育,2013,11(13):76-77.
[2]吴江.神经病学[M].北京：人民卫生出版社，2005.
[3]罗丽娜．内科教学中多种教学方法的运用和研究[J]．卫生职业教育，2005，23(10)：70-72．
[4]Stern BJ, Lowenstein DH, Schuh LA. Invited article: Neurology education research [J].Neurology, 2008, 70(11): 876-883.
神经科学基础知识范文第3篇
【关键词】 脑卒中；卒中单元；医疗模式；VCD
随着社会的发展，人们生活工作方式的变化等多种因素，脑卒中的发病率越来越高，严重威胁人们的健康，但是至今尚未有一种特效的药物或手段来治疗。目前国内外开展对卒中采取综合性干预措施“卒中单元”是治疗卒中较为有效的手段[1，2]。然而，目前我国的“卒中单元”仅在部分大医院进行，没有向基层社区医院延伸，更没有被患者及家属认识和掌握，在卒中的防治中是一个严重缺陷。
为了克服这个缺陷，提高卒中的防治效果。我们把我院五年前建立的“基层医院卒中单元医疗模式”（已取得本市科技进步二等奖）制成VCD教学和康复训练示教片，旨在向人们宣传卒中防治知识和介绍卒中单元的内容，更主要的是给患者在康复功能训练中根据自身残障模仿此片相关动作进行康复训练，实施后取得良好效果，现报告如下。
1 资料与方法
11 VCD片的主要内容 ①介绍卒中单元的内涵，包括卒中单元产生的背景、内容及运作模式、卒中的防治基础知识等。②运动疗法包括运动疗法的机理、意义和运动模式，③作业疗法④失语矫治等。
12 一般资料 2010年1月至2011年1月神经内科住院患者100例，均符合诊断标准[3]。同时以头颅CT或MRI扫描图片作为诊断依据。其中脑出血10例，脑梗死90例，男56例，女44例，年龄33～88岁，平均59岁，病程05～3 d，平均15 d，为了不违反医学伦理道德，用本人在“基层医院卒中单元医疗模式的临床研究”论文中对照组80例作为本文的对照组，其中脑出血12例，脑梗死68例，男48例，女32例，年龄42～80岁，平均60岁，病程05～6 d，平均18 d，两组患者的性别、年龄、病程、神经功能缺损评分及伴发疾病积分均无统计学意义（P>005）具有可比性。
13 疗效评定标准 ①根据卒中患者临床神经功能缺损评分标准治疗前后的变化及总的生活能力状态（病残程度）评定疗效，基本痊愈，神经功能缺损评分减少90～100%，病残程度0级，显著进步：神经功能缺损评分减少46～89%，病残程度，1～3级，进步：神经功能缺损评分减少18～45%，无变化：神经功能缺损评分减少或增加18%以内，恶化：神经功能缺损评分增加18%以上，死亡：包括卒中本身或/及其他因素而致的死亡，②卒中四种常见并发症发生率的比较，③一个月后对观察组进行VCD片掌握程度的评定。
14 实施模式 ①患者入住卒中单元病房后12 h内完成必要的检查确立诊断，由治疗小组制定个体化治疗方案，②急性脑损伤注意脑保护，避免或减少缺血性或/及灌注性脑损伤，③向患者或及家属介绍并观看VCD片的内容，学习康复训练的方法并实施，④全程心理医师介入以消除或缓解患者及家属的心理障碍，提高患者对康复训练的依从性，重建自信心，⑤健康教育贯穿全过程纠正不良生活方式，⑥加强支持疗法，包括由营养师及主诊医生共同制定患者的饮食计划。
15 统计学处理 率的比较采用χ2检验。
2 结果
21 两组经治疗一个月后临床疗效比较（见表1）
22 两组常见四种并发症发生率 卒中常见的压疮、泌尿系感染、呼吸系统感染和关节僵硬四种并发症，观察组共有7例（7%），对照组19例（238%），两组比较有统计学意义（χ2=1060 P
23 一个月后测评患者对VCD内涵的认识及掌握程度 ①观察组健在患者对卒中的防治知识有所认识，消除了焦虑抑郁等心理障碍，提高了自信心。②入院前有嗜烟酒的8例和抽烟的12例均已戒烟酒建立起良好的生活方式。③进步以上的患者均已掌握康复训练的动作并能在医务人员或/及家人的指导、陪同下或独立进行康复功能训练。
3 讨论
卒中单元是一种新的医疗模式，它采用了药物治疗、物理治疗、康复功能训练、心理治疗、健康教育以及营养支持等方法对患者进行全方面干预，体现了对患者的人文关怀，这是它具有良好效果的原因[4]，由于基层医院受到设备技术条件的限制而无法开展正规的卒中单元，我们根据卒中单元的内涵而自行设计一套适用于适合于基层医院的卒中单元医疗模式应用临床也取得良好效果，从本研究的结果来看，观察组的显效率和总有效率均优于对照组，常见的压疮、泌尿系感染、呼吸系统感染、关节僵硬等并发症均少于对照组，把基层医院卒中单元制成VCD光碟，不仅有利于把卒中单元的内涵向基层医院、社区及家庭延伸，不仅为患者的康复功能训练提供模式，而且对于宣传卒中的防治知识，提高患者的自信心，纠正不良生活方式，预防卒中的复发有极大的意义，本文对卒中患者的测试结果已证实了这一点，此外，用VCD光碟作为卒中防治宣传教育等方面费用较少，简单可行，实用性较好。
参 考 文 献
[1] 杨新荣脑血管病管理治疗新模式卒中单元中国医院管理，2002，22（12）：22.
[2] 杨锐，王拥军.卒中单元的研究进展.中华内科杂志，2002，41（11）：779781.
神经科学基础知识范文第4篇
人的神经系统可以分成中枢神经系统和外周神经系统。中枢神经系统中包括大脑、间脑、中脑、小脑和脑干，大脑是中枢神经系统中的主要组件。大脑包括左脑、右脑和胼胝体。胼胝体是一束粗大密集的神经纤维，负责左右脑之间的双向通讯。中枢神经系统通过神经纤维与身体的各个部分相连，并不断交换信息。此外，中枢神经系统与身体之间还通过释放到血液中的化学物质相互产生影响。这些化学物质是激素和不同的肽分子。所以，脑与身体是密不可分的。
进化过程中形成了发达的大脑皮层，它的面积大约有2 400 cm2。如此大的面积已经很难挤进对它来说太狭小的脑颅骨里了，因此被挤成花椰菜的形状，皮层出现了突出的部分和凹陷的部分。突出的部分我们称其为脑回，而压成凹隙的部分就称其为脑沟。大脑皮层按他们的位置大体上可以分成：前部的额叶、上部的顶叶、下部的颞叶和后部的枕叶（图1）。
大脑并不是一个分布均匀的生物器官，而是具有非常复杂生物组织的结构。脑的组织结构可以分成皮层和神经核两类。皮层是层状结构的，而神经核则像大小不等的坚果，散布在被大脑皮层包裹着的大脑内部。
德国的神经科学家布罗德曼（Brodmann）用显微镜观察了人、猴子和其他一些生物脑组织的细胞结构，于1909年公布了根据细胞形态不同，将脑划分为52个分区的分区图。所给出的脑的分区并不代表功能的分区，而是像门牌号码一样，作为脑解剖结构分区的定位标志。布罗德曼分区在脑的研究中应用广泛，一直至今。图2中给出的是布罗德曼的脑的结构分区图。
在脑中除了皮层以外，还有一些由脑的神经细胞积聚在一起组成的神经核团。它们像一粒粒大小不等的坚果，分布在大脑皮层包裹着的深部。这些神经核团在神经递质释放，以及记忆、情绪等行为中起到重要的作用。其中有大一些的神经核团，如杏仁核、尾状核、壳核和苍白核等；也有小一点如位于脑干中的黑质；以及由较小的核团组成的核聚体，如形成丘脑的神经核团集合体。有的神经核团和脑的几个分区经常在一起参与某些功能回路，常常会用一些名称来代表它们，如在脑研究中经常会提到的边缘系统和基底节等。
边缘系统（limbic system）是很复杂的一组结构，包括前部大脑皮层内侧的部分皮层，以及直接位于大脑皮层内侧之下、丘脑两边的一组复杂的结构。它不是一个结构上清晰的独立区域，而是包括来自大脑、小脑、间脑、中脑的一些结构，其中重要的有海马、杏仁体、边缘皮层、前丘脑核群、隔膜、穹隆等。它是和情绪、嗅觉、学习和记忆等行为相关的关键部位（图3[1]）。又如和运动与非明晰性记忆有关的基底节（basal ganglia），是一系列神经核群的集合体，它深埋于大脑深部的白质之中，包括尾核、壳核、伏隔核、苍白球、黑质、丘脑下部室旁核等。
脑的组织结构和功能结构并不等同，这些脑皮层的小分区和不同大小的神经核团，就像一些英文字母，它们可以组成不同的词，进而再组成不同的句子，对应着我们不同的行为。这些“词”我们称之为神经回路，或是神经通路；而进一步形成的“句子”称为神经系统。这些“字母”可以参与构成不同的回路；也可以参与构成不同的系统。
为了给一些不是直接从事神经科学研究的人群普及有关脑的基础知识，文献中常常会对一些区域或结构给出它们主要涉及的功能回路。我们在下面的讲述中也会这样做。例如我们可以给出大脑皮层4个大区相关的主要功能：
（1）枕叶主要是实现视觉功能的部位。
（2）颞叶部位参与了许多复杂的功能，它参与视觉信息的高层处理，它参与长期记忆的形成，这部分也是我们与语言有关的部位，包括声音信息的处理、语言的理解和语句的形成。
（3）顶叶是空间定向的中心部位，在顶叶综合来自不同感觉系统的信息，包括视觉、听觉、触觉等，在顶叶形成动作的命令，并把这些命令送至四肢和肌肉，使我们的身体在环境之中正确地取向和动作。当你在一定的环境之中需要决定注意什么和如何动作时，大部分工作是在顶叶完成的。
（4）前额叶可能是我们人类和其他动物区别最大的部分，负责许多我们的高阶认知和控制的功能，通常我们称其为执行控制功能。例如我们做什么、不做什么，去哪里和不去哪里，说什么和不说什么等主要是激活了前额叶的部位。
在我们生活和生存行为中，感知系统和运动系统是最基本的。但是，因为与教育直接有关的是学习、认知和社会情绪能力培养，所以我们将首先选择介绍一些与学习关系密切的系统。与感知和运动相关的神经系统无疑也是重要的，有兴趣的读者如果想了解它们，可以参考文献[2]中的有关章节。
在下面我们介绍一些功能回路和系统时，也将采取简约的方式，但是希望大家要记住，在我们的许多行为发生时，都有发生在脑中的生物过程相伴，但是这些生物过程是很复杂的，绝不是由脑的单一脑区完成的，而是需要对应于复杂的系统的运行。而这些复杂的系统又不是孤立的，它与其他神经系统有密切的关联和交互作用。脑中不存在孤立的功能分区，认为脑中存在“情绪中心”、“语言中心”等都是错误的认识。
主要参考资料
神经科学基础知识范文第5篇
小学科学课程是义务教育中儿童接触自然科学的开端，对儿童科学素养的形成尤为关键。任何一门课程都至少有两个核心问题，一是“学什么”，二是“怎么学”，对“小学科学课程到底应围绕什么”的讨论即帮助读者理解科学课程应“学什么”的问题。
无论是我国的小学科学课程标准，还是各国现行的科学教育标准，都在科学课程的目标上保持着一致，在国际科学院联盟(IAP)2010年出版的《科学教育的原则和大概念》一书中，更是把科学教育的目标作为十项基本原则之一，明确提出：
科学教育具有多方面的目标，应该致力于
・理解一些科学上有关的大概念，包括科学概念以及关于科学本身和科学在社会中所起作用的概念
・收集和运用实证的科学能力
・科学态度
该书的编者强调这些多方面的目标并不是相互孤立的。在学习过程中它们之间的相互促进很重要，真正的理解需要依靠能力。
但教学中仍然存在的问题是，这些目标中是否应有一条目标更为核心，而成为课程的主要线索?那么是应以知识为主线，还是以能力为主线呢?注重过程还是注重结果呢?这正是新教改中反复争论的焦点。本文作者试图从各方面的分析中寻求答案。
学习科学的研究揭示了儿童的学习能力
上世纪中后期开始，人们越来越清楚地认识到人类学习以及生存环境的复杂性，从而导致了一个新的领域――学习科学的诞生。学习科学从多学科的视角研究学习，涉及到人类学、社会学、哲学、心理学、计算机科学、神经系统科学等多种学科。
近三十年学习科学的实证研究表明，人生而具有强大的学习能力。婴儿从出生开始就具有十分巨大的能力来学习和系统地接受信息，开始建构他们一生知识的基础。他们开始对颜色产生反应，辨认物体和物理世界的特性。不到一年他们就能理解语言了，一些能力如辨认物体、面部识别，甚至是基本数字的识别可能是生而具有的，是世界上最奇特的事。
研究表明(Pascalis et al，2002)，即使是婴儿也会使用概念。当他们向人的面孔微笑时，指向家里圈养的宠物，并呼喊它的名字时，或是急急地向装有果酱的一满勺果酱招手时，都表现了他对概念的使用。婴儿在6个月到10个月时母语的辨别能力增强，非母语的辨别能力减弱。说明人天生就会形成概念，这些概念不一定都科学，而且绝大部分不是科学的。Patricia Kuhl的研究也表明在正确的时间，以正确的方式，提供正确的信息，婴儿的学习能力是惊人的。
在2007年由国家研究理事会(美国，NRC)出版的《Taking Science to School：Learning and Teaching Science in GradesK－8》中，以实证研究为基础对儿童的学习能力作出详尽分析，得出如下结论：
幼儿的思维令人惊讶地成熟，而并非传统观过时观点所认为的具体和简单。儿童学习科学所需的重要“建筑块”(建筑块指儿童学习科学所需要的基础知识和能力)在进入学校之前就已经具备了。
儿童在进入学校的时候已经对自然世界有了充分的认识，在这基础上可以发展他们对科学概念的理解。某些领域的知识提供的基础更加牢固，因为这些知识出现得很早，并且在世界跨文化范围内具有某些普适的特征。
在学前阶段结束时，儿童的推理能力已经处于科学推理能力发展的起点上。然而，他们的推理能力受到他们概念知识、任务本质以及对自己思维意识等的限制。
这些结论打破了人们对儿童学习能力的固有观点，那些认为儿童只具有具体思维，没有抽象思维；儿童主要根据对事物及其联系进行排序和分类来理解世界，而不是根据解释性理解建构理论；以及儿童不能采用实验来发展他们的想法的观点在目前看来已经过时了。
显然幼儿对自然的好奇心，驱使他们主动地探究周围的世界。儿童缺乏的是知识和经验，但并不缺乏推理能力。儿童在进入学校时已经形成了有关世界的一些概念，有着潜在而强大的学习能力。如果小学的科学教育不能帮助儿童有效认识世界，建构正确的科学概念，则儿童在长达六年的学习中将形成更多的错误理解，这些错误的理解无疑会对其后续的学习造成阻碍和影响。
为什么概念学习对儿童很重要?
来自神经科学的启示
从神经科学的视角来说，教与学是儿童大脑和心理发展的重要部分。大脑和心理发展与儿童和外部环境的不断互动有关。在神经系统中与学习经验相连的活动促使神经细胞创造出新的突触。本质上，一个人接触信息的质量和习得信息的数量反应其大脑的终生结构。在学习过程中，大脑所发生的变化似乎使神经细胞变得更加有效或有力。大脑皮层总体结构因接触学习机会和在社会情境中学习而改变。
那么大脑的变化是由实际学习或各种神经活动的总体变化引起的吗?仅靠激活而没有主体实际学习参与是否能使大脑产生变化等问题成为科学家的研究重点。动物实验表明(Black et al.，1990)，学习能增加突触而练习则不能。神经细胞活动的生物电学记录证实学习赋予大脑新的组织模式(Beaulieu andCynader，1990)。仅靠激活是不够的，还需要学习者的主动参与。
可见，学习改变着大脑的物质结构，而这些结构的变化改变了大脑的功能组织。变化不是一朝一夕的，改变也不是一蹴而就的。所以，人的错误想法一旦建立就很难改变，因而及早帮助儿童建立对自然现象的正确认识，将有助于其一生的发展。
来自认知科学的启示
对专家和新手差异的研究
认知科学家们对专家和新手的差异的研究显示：专家推理和解决问题的能力取决于良好组织起来的知识，这些知识网络影响他们所关注的事物和问题再现的方式。专家比新手更有可能识别有意义的信息模式；专家首先需求提高对问题的理解力，这常常涉及到核心概念或大观点的思维方式同时，专家的知识是“条件化的”，它包括对有用的情景的具体要求，他们知道知识运用的条件和方法。故此，强调知识广度的课程会妨碍知识的有效组织，因为人们没有足够的时间把每样事情都学得很深。那种能使学生了解专家组织和解决问题模式的教学也许会更有用。
专家的知识是围绕重要观点或概念来组织的，这意味着课程亦应按概念理解的方式组织。许多课程设计的方法使得学生难以进行有意义的知识组织，通常在转入下一主题前，只是能触及到一些表面性的事实知识，而没有时间形
成重要的、组织起来的知识。从这点来看，没有概念为载体的学习显然不利于学生了解知识的组织模式。对于小学生而言，没有概念为载体的学习将不利于其对知识的理解和组织，也不利于后续的科学学习。
对学生概念转变的研究
认知科学家们从20世纪70年代开始关注学生教学前概念的研究，包括学生的错误概念(misconception)、朴素概念(naiveconcept)、直觉概念(intuitive concept)、相异性概念(alternative concept)等。
Chi和Roscoe的研究显示学生建构知识有两个典型的特点，一是凭直觉或是凭当时的感觉得出不正确或是不完整的概念；二是已经具有的不正确的概念会妨碍建立新的正确的概念。Chi和Roscoe把学生这种原有的概念分成两类，一类是前概念(Preconception)，这一类概念通过教学是比较容易改变的，而另一类称为错误概念(Misconception，也有译为“迷思概念”)，这类错误概念比较牢固，很难改变，即使是面对观察到的事实，也常常会不易改变。比如落体的概念、四季的概念、月相的概念都不容易建立，如果学习之前就存有错误的理解，这些错误再纠正起来就会较为困难。
最初研究者以皮亚杰的认知建构主义和库恩的“理论转换”观点为基础，探讨科学概念的转变问题，提出了各种概念转变的模型和方法，如著名的Posner的概念转变模式等。进入上世纪80年代和90年代早期后，研究者开始关注影响概念转变的因素，尤其是学习者在概念转变中的重要性。
虽然到目前为止，在对科学概念转变的界定、过程、作用机制等仍在争论中。但儿童在学习过程中存在一定的前概念，学习需要基于学生原有基础的教育理论已得到公认。对学生科学概念的关注实际反映了对学生科学学习的重新认识以及对学生主体的重视，促进以学生为中心开展科学教育，支持学生通过主动学习实现科学概念的转变。
美国国家研究理事会(NRC)早在1997年的文献中就指出错误概念是学生科学学习的障碍，并对教学给出明确的指导，包括了解学生错误概念的方法。有研究者(古丁、梅兹，2008)给出了帮助学生认识到自身错误概念的策略，包括要求学生给出说明，要求学生给出证据，要求学生给出评价等等。这些策略本身就指向学生探究能力的培养，可见当教学围绕学生的错误概念展开时，教师不得不采用观察、实验、讨论、甚至辩论等教学策略，而学生的探究能力也将在这些策略中得到发展。
对学生科学学习进展的研究
对学生科学学习进展(Learningprogression)的研究是本世纪初以来科学教育研究的热点问题。
学习进展是基于教学经验和研究而形成的对学生学习进步方向的预设，是可测试的，内容包括学生对主要的科学概念的理解和解释，以及科学实践能力的发展程度。这些预设说明学生在掌握主要科学概念的进程中的普遍规律和路径，是建立在对学生真实学习过程进行的实证研究基础上的。
学生对科学概念的理解，从其朴素理论开始，最终发展为科学理论，是学生在该领域学习中的相关体验、科学知识和技能逐渐增多并结构化的结果，学习进展的研究揭示出学生获得学业成就的一般过程，在一定程度上说明了学生科学学习的认知发展。
美国(NAEP)的评测框架和2010年公布的科学课程框架草案中都将学习进展作为新一轮科学课程改革的有效依据。提出学习进展的研究对课程、标准、评价和教学都有着重要的意义。
国内学者在分析NAEP的科学评价框架时提出：构建评价内容最为关键的是要与学生认知发展相匹配。要构建清晰有效的评价内容，就要摸清学生科学概念的认知发展，明确某一核心概念在某年仅可以评价什么。唯有遵循学生认知发展的评价内容体系，评价反馈的结果才能有效促进科学课程与教学的概念，达成科学素养培养目标的落实。
此外，在学习科学的第二本专著《剑桥学习科学手册》中明确提出了目前学习科学家们对学习的基本事实已达成共识，包括更深刻的理解概念的重要性；注重教，也注重学；创设学习环境；建立在学习者已有知识上的重要性；反思的重要性。
围绕概念教学与能力培养矛盾吗?
围绕概念教学是单纯地从概念到概念，一味地讲授而忽略探究吗?围绕概念的教学和学生探究能力、实验技能和学习能力的培养矛盾吗?回答显示都是否定的。
国际科学院联盟(IAP)的科学教育小组2006年在《探究式科学教育的评估报告》中给出了探究式科学教育的区别性特点，如下表：
探究式科学教育的区别性特点
学生通过对已收集到的证据进行思考和逻辑推理来生成概念，使自己能够理解周围世界的科学方面，他们将：
亲自处理物体与材料及观察事件；
运用从包括专家在内的一系列信息源中收集到的第二手证据；
提出调查问题，进行预测，计划和进行调查研究，解决问题，验证观点，对新证据进行反思并形成新的假设；
与他人合作，分享观点，计划和结论；通过对话提出自己的见解。
教师引导学生通过自身的活动和推理培养探究技能和发展对科学概念的理解。这需要教师推行分组作业、讨论、对话和辩论，以及为直接调查和实验提供材料和信息来源。
从中不难看出通过探究的方法教科学时学生需要通过亲自实验或收集证据，经过思考和逻辑推理来建构对科学概念的理解。这个过程中学生的问题意识、动手能力、科学思维都能够得到发展。而教师则要更多地实施实验、观察、讨论、对话和辩论。可见，围绕概念进行的探究式教学与学生的能力培养不但不矛盾，反而是一个相互促进的过程。
Harlen(2010)指出，在小学里，科学活动一般是从周围的物体和事件开始的，教师力图使内容引起儿童的兴趣。小学阶段的问题不在于缺乏能使学生感知的内容，而在于难以选择适当的学习内容，使这些内容不仅对学生在中学的学习有用，而且对他们一生都有用。因此，在构思科学教育的目标时，在知识方面不是用一堆事实和理论，而是用趋向于核心概念的一个进展过程。这些核心概念及进展过程可以帮助学生理解与他们在校以及离开学校以后的生活有关的一些事件和现象。
结语
儿童的科学学习是一个连贯的过程，在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以系统地发展和保持学习者对周围世界和好奇心，对科学活动的热爱，以及对如何阐明自然现象的理解。
神经科学基础知识范文第6篇
【关键词】少数民族医学生；神经病学教学
【文献标识码】B 【文章编号】1004-7484（2014）02-0778-02
神经病学是一门既复杂又抽象的学科，在学习过程中有许多枯燥、难以理解及记忆的概念，需要有很强的归纳、分析和逻辑推理能力，学生们普遍反映很难。少数民族医学生由于地域差异等影响存在理论基础相对簿弱、学习能力、汉语理解能力等参差不齐的特点，在临床教学中存在一定难度。针对该实际情况，在五年制母语非汉语少数民族医学生神经病学教学过程中，根据他们的特点，我们对母语非汉语少数民族医学生的教学方法进行了实践与探索，可以达到事半功倍的效果。
1 掌握少数民族医学生的特点
由于历史和自然的原因，少数民族地区政治、经济、文化和教育的落后状态是众所周知的，这种特定的自然环境，独特的历史原因，独特的民族文化传统，铸造了少数民族地区与国内发达地区大学生差异较大的特质[1]。经多年带教后感触较深的就是：①少数民族学生文化基础较差，知识面狭窄，思维方式和学习方法单一固化，缺乏创新精神，尤其在思维能力上表现得尤为突出。如在神经系统疾病的学习中，基础知识与临床专业知识的联系、临床知识与实践能力的应用、临床思维和鉴别诊断、发现问题及解决问题的能力、动手操作能力都相对表现出在观察力、思维力和创造力方面的欠缺。②母语与汉语在学习及人际交往中的思维、语言表达有一定的障碍。少数民族医学生反应虽然大多数时候都能比较顺利地表达自己的思维，但有时对一些较复杂的思维要用语言或文字表达时往往感觉难以驾驭。③学习自主性不够、自信心不足、明显的自卑感、封闭等心理特质。表现为学习的主动性不够、胆怯、自卑、自信心不足，尤其是在讨论课、实验课、临床见习和实习的发言、动手实践操作，以及平时的校园人文活动中表现尤为明显。这也将影响其创造性及适应性等综合素质的发展。
2 培养少数民族学生临床思维能力
帮助少数民族医学生养成科学的临床思维模式，是我们教学工作的核心。形成正确的临床思维模式对他们来说至关重要，因为每个病人的情况不尽相同，应该教育学生将一般的理论与具体的实际结合起来，按照辩证法的逻辑思维进行正确的推理和分析，以得出合理的结论。以脑血管病为例，应结合患者的具体情况，启发学生思考：脑梗塞和脑出血的区别？什么样的人是脑血管病的高危人群？如何进行脑血管病的预防等问题，让学生先发言，展开讨论，最后教师针对学生讨论中存在的问题进行补充和总结，引导他们形成正确的思维模式，这样就会使学生对知识的掌握更为坚实和全面。在讨论疾病的治疗时，教师应鼓励他们提出自己的想法和治疗意见，然后结合患者的具体病情，分析为什么该患者适合这种治疗方法，不适合其它治疗方法，充分训练学生的临床思维能力。
3 与神经解剖教学相结合
在进行神经病学教学前，必须用最短的时间复习神经解剖，从而为我们学好神经病学打下坚实的基础。学习神经解剖的方法有传统的（如口授、板书、挂图等）和现代的（如投影、幻灯、录像等），两种教学方法有机结合可以使我们在短时间内抓住神经解剖的精髓。
针对少数民族医学生的特点，采用传统教学法有利于引导学生的思路，也有利于课后整理笔记，还可根据需要将解剖实物标本、教学模型等加入到教学过程中，有助于学生对知识的理解与掌握，如背诵歌诀、实物、模型等。但缺点是短时间内传达的信息量有限，跟不上时代。多媒体教学法具有综合处理文字、图像、声音、动画的能力，是传统教学手段和现代电教媒体结合的产物，如果在多媒体教学过程中穿插板书、挂图等手段，则可以使少数民族医学生更便于理解和掌握。
4 《Flas制作》
兴趣是成才的老师。神经病学是一门枯燥、难以理解及记忆的学科，对于大多数少数民族医学生来说都知难而退，有一定的抵触情绪。故采用Flas制作，精彩的MTV，让学生欣赏Flash作品，于是学生对这门课就会产生好奇心和兴趣。这就为以后的教学奠定了很好的基础。
神经系统疾病教学中，如脑血管病的发病原因，采用Flas后可以更生动、更形象，使同学们想象着画面就可以牢记发病原因。如各种异常的姿势步态，采用Flas后可明显提高同学们的记忆，而且不易混淆。这样既可以进一步深化学生对理论知识的理解和掌握，又可以提高学生的学习兴趣，增强学生的创新意识。
5 PBL教学法
PBL，（problem-based learning）是由美国神经病学教授Barrows在加拿大McMaster大学医学院首先试行的一种新的教学模式[2]。PBL代表高等教育领域。特别是专业教育领域一种重大的、综合的和广泛流行的改革，全世界许多医学院校已经开始实施PBL[3-4]。
临床医学是实践性很强的学科，临床神经科学对学生的动手和分析问题能力要求很高。为了充分发挥少数民族医学生的主观能动性和积极参与性，体现以学生为中心的教学原则，结合神经病学临床教学特点，采用以临床问题为基础的教学法（PBL），辅以多媒体展示、MR、CT片等辅助教学，激发了学生思维，使学生通过解答问题、主动看书学习、查阅文献，获得综合分析及解决问题的能力。
6 充分利用影像学等教学手段
做为一名临床医生要看好影像片，除了有扎实的解剖学及影像学基础，还要大量的阅片，才能对疾病得出基本正确的影像诊断。教学中重要的是要让学生们辨别正常的与异常的影像学资料的表现，并分别分析它们在诊断中的意义。神经病学中最主要的影响资料是头颅CT和MRI，要提前搜集大量典型病例的资料，某些疾病的资料可以达到看一次记一生的效果，同学们在接触到许多CT、MRI资料后，对疾病的诊断认识可以达到新的高度。
7 正确的病史询问和系统的体格检查教学相结合
神经系统疾病的诊断不能只依靠影像学的检查，基于疾病的复杂性，疾病的定位、定性诊断，故而培养良好的问病史及查体习惯是我们在教学不可缺少的一项工作。询问病史可采用实践演练，学生间建立互动关系，一方扮演医生，一方扮演患者，事先要有设计好的病案，要使询问病史变成真正受学生自己操控的过程。体格检查要做到针对性的查体教学，以往的经验表明，少数民族医学生对于神经系统查体，通常是知其然不知其所以然，教师在幻灯、录像等的配合下，应以学生扮演患者，老师详细讲述每一个步骤及每个体征所代表的意义极为重要。
总之，神经内科教学历来是教学工作中的难点，针对少数民族医学生教学十分不易，通过以上几种教学方法结合以后，可以提高少数民族医学生学习的积极性和有效性，达到化繁为简、化难为易、化抽象为具体的要求，使神经病学的教学变得容易起来。
参考文献：
[1] 蒋升、夏宇等.少数民族医学生内科见习教学实践[J].医学教育探索，2009，1（1）：50-52.
[2] 吴石佳，陈长庚.PBI.教学法在病理学教学中的应用[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2008，10（2）：142―143.
神经科学基础知识范文第7篇
本辅修专业培养生物技术及其相关领域的应用型人才。
二、专业培养要求
本辅修专业的学生通过学习可获得以下几方面知识、能力和素质：
1、掌握生命科学和生物技术等方面的基本理论和基本知识，具有一定的生物工程原理的基础知识；
2、掌握生物技术方面的基本实验技能；
3、具有综合运用所掌握的理论知识和技能，从事生物技术及其相关领域产品研发、生产、管理的能力；
4、了解与生物产业有关的方针、政策和法规。
5、通过严格的科学思维训练，具备良好的生物技术专业素质。
三、课程设置
本辅修专业设置课程包括：生命科学导论、基础生物化学、微生物学、发酵工程、生物技术检测（含仪器分析）、污水处理工程、植物组织及细胞培养、食用菌栽培学。
四、课程简介
1、生命科学概论：
主要介绍生命科学的基础知识、基本理论、研究方法及成果应用，从不同侧面反映生命科学与其他学科间的交融。主要内容包括：生物学基础知识、生命科学对人类的影响、生命的物质基础、生物大分子的结构和功能、细胞与克隆技术、遗传与人类基因组计划、微生物与人类的健康、神经科学、生物钟与生物信息传递、生态环境与人口资源等。通过本门课程的学习，能够使学生了解和掌握有关生命科学的基础理论知识，拓展视野，丰富生命科学知识。
2、生物化学
使用教材：《生物化学简明教程》（第三版），罗纪盛等修订，高等教育出版社，1999年。
参考书目：
《普通生物化学》（第四版），郑集，陈均辉编，高等教育出版社，2007年；
《生物化学》（第三版），王镜岩，朱圣庚，徐长法主编，高等教育出版社，2002年；
Biochemistry:AnIntroduction(SecondEdition),T.McKee;J.R.McKee,（英文教材影印版），科学出版社，2000年；
InstantNotesinBiochemistry,B.D.Hames,N.M.Hooper&J.D.Houghton,（英文教材影印版），科学出版社，1999年。
3、微生物学及实验：
微生物学(Microbiology)为生物学各专业本科生的必修基础课。通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
微生物学实验是生物学重要的基础课之一，特别是随着分子生物学的发展与拓宽，微生物学方法与技术显得尤为重要。此外，医学、农学、林学等学科，甚至地质学、太空学等也需微生物的方法与技术。因此，熟悉掌握微生物学方法与技术，对其它很多学科的发展有直接的影响。无菌操作技能和无菌概念的建立是微生物学实验中最重要的内容。微生物学实验主要任务是使学生掌握研究与应用微生物的主要方法与技术，包括经典的、常规的、以及现代的方法与技术，使学生具有适应于从事相关学科的基础理论研究与实际生产应用的微生物学实验技能。
使用教材：《微生物学教程》，周德庆，高等教育出版社，2000
4、生物技术检测
使用教材：《仪器分析》（第三版），朱明华编，高等教育出版社，2000年
参考书目：
《生物物理学》，赵南明，周海梦主编，高等教育出版社，2000年；
《生化实验方法和技术》（第二版），张龙翔，张庭芳，李令媛主编，高等教育出版社，1997年。
5、植物组织及细胞培养
植物组织培养是一项以细胞全能性为理论基础的无性繁殖技术，以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性学科，是举世瞩目的现代生物技术之一。它应用无菌操作方法培养植物的一个离体器官、组织或细胞，加速繁殖植物个体，或获得有用物质等。本课程主要介绍植物组织培养技术的基本原理、设备、方法和应用，以实用为目的，使学生在了解基本原理的基础上，重点掌握实际操作技术。通过学习，学生将掌握植物组织培养的基本理论，掌握开展离体培养克隆植物的基本技能。
理论学习的主要内容包括：植物组织培养的基本技术、植物组织器官培养、茎尖分生组织培养、细胞培养、种质离体保存、植物组织培养苗的工厂化生产、药用植物的组织培养与工厂化生产、果树与蔬菜的组织培养技术、园林及观赏植物的组织培养等。
实验操作的主要内容包括：培养基的配制与灭菌；愈伤组织的诱导与分化；茎段的组织培养；植物细胞悬浮培养；叶的组织培养等。
6、发酵工程
本课程主要讲授微生物工程原理、微生物工程下游加工工程、微生物工程生产工艺及产品举例等部分。内容包括菌种的特征和选育，培养基的特性和选择，发酵工艺的控制，杂菌的防治和产品分离提纯工艺的控制等内容，为生物技术的应用奠定基础。微生物发酵工程课是一门综合性很强的课程，涉及到数学、化学、生物学、生物化学、微生物学、物理化学、有机化学、化工原理等多个学科，基础理论性和实践性均很强，同时要求基础理论和生产时间密切结合。在课程讲授过程中，将要按照微生物发酵生产的全过程阐明各个阶段、各种产品生产的原理和技术，讲解理论知识的同时，又重点突出生产的工艺操作和控制技术等实际问题。因此，该课程需要在理论教学的同时，配合实验的实践环节，也要求学生建立实际生产的概念，在实践中巩固本课程的教学效果，学生利用实验、参观、实习、社会实践等机会，培养分析问题和解决问题的能力。学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离，建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力，动手能力也将有所提高。
推荐教材：贺小贤编著，《生物工艺原理》.北京：化学工业出版社.2003
曹军卫，马辉文，张甲耀编著.《微生物工程》(第二版).北京：科学出版社，2007
俞俊棠主编.《生物工艺学》.上海：华东理工大学出版社，1991
7、水污染控制工程
《水污染控制工程》是生物技术辅修专业的一门重要的必修课程。本课程的主要内容包括：水的资源特性，水体污染的特性，污染指标和污染控制的基本途径及方法，各种废水处理工艺的基本原理，主要设备的选型和构筑物设计计算等。通过本课程的学习，使学生掌握污水处理的基本概念、基本理论、基本工艺和及有关设备的技术性能，熟悉有关设计计算、安装调试、运行维护方面的知识，了解有关处理系统的管网设计、施工、维护运行方面的知识。由于本课程的实践性和应用性很强，因此必须强调理论教学与实践训练并重，使学生较好地掌握应用技能并具有较强的动手操作能力，能迅速适应实际工作的要求，同时具有水污染控制工程的设计、运行、管理及科研的初步能力。
使用教材：《水污染控制工程》第二版高廷耀、顾国维主编高等教育出版社
参考书目：《水污染控制工程》修订版张希衡编冶金工业出版社
《水处理工程》顾夏声编清华人学出版社
《水污染治理工程》黄铭荣编武汉理工大学出版社
《水污染控制工程》胡亨魁编武汉理工大学出版社
8、食用菌栽培学
本课程是在微生物学、生物化学、遗传学等相关学科基础上形成的综合性应用学科。食用菌栽培技术是现代生物技术的重要组成部分，是一门实践性较强的新兴实用技术课程。
食用菌是可食用的大型真菌，有利于改善人类的膳食结构、增强免疫功能、提高健康水平，是人类餐桌上的健康食品。联合国粮农组织提出每餐合理饮食结构应是“一荤一素一菌”，其中的“菌”指的就是食用菌。因此，近十年来,国内外食用菌产业的发展相当迅速,食用菌生产、加工在我国已然形成独立的新兴产业并开始步入工业化生产阶段。了解和掌握食用菌学基础理论和基本技能，对于将来从事相关技术工作和服务社会生产具有实践意义。
本课程重视学生的实际应用和操作能力培养。课程内容包括理论知识和实验操作部分，比例大体为：1：1。理论教学包括：食用菌基础知识、商业化栽培技术工艺和食用菌病虫害防治和加工保鲜技术三部分内容。实验教学重点加强操作能力和基本技能培养，使学生掌握食用菌制种技术、菌种分离与保藏技术，能够进行常规的食用菌栽培工艺操作。
本课程的目的：使学生理解有关食用菌的基础理论知识，掌握常见食用菌生长发育所需的营养、理化环境条件及栽培管理方法，掌握食用菌栽培过程及加工的多种基本操作技术，并且培养学生独立操作、实事求是的科学态度。使学生具备在实践应用中控制生产、服务科研和改造创新的专业基本能力和素质。
神经科学基础知识范文第8篇
关键词：RIP；4-H；科学探究；模型
文章编号：1005－6629(2008)11－0049－03 中图分类号：G633.8文献标识码：B
当前世界各国都纷纷将科学探究作为科学教育的一个重要目标和方法。我国颁布的课程标准也将科学探究列为科学教育的第一目标。但是，由于科学探究在我国实行的相对较晚，对科学探究涉及的理论与实践问题尚缺乏深入地探讨，也没有建立在我国国情基础上的科学探究模型，这就使得有些教师对科学探究存在一些误解，要么认为科学探究存在固定模式，要么认为探究就是放任学生动手动脑。因此，有学者建议，在借鉴国外有关研究的基础上，建立适当的可以用来指导研究过程和教学实践的模型。了解国外发达国家相对成熟的科学探究模型，将有助于教师更深入地理解科学探究，对我国科学探究教与学产生有益的启示。本文将介绍两种美国常用的科学探究模型：RIP和4-H，希望能给我国科学探究教学带来一些启示。
1 RIP和4-H科学探究模型
1.1 RIP科学探究模型
RIP(Research Investigation Process)科学探究模型是由美国神经科学家、科学教育家Robert Landsman提出的，目前已被美国科学教师联合会(NSTA，National Science Teachers Association)推荐为可资选择的科学探究模型。RIP通过提供给学生发现自己不明白问题的答案的技巧来提高学生学习的兴趣。在RIP科学探究过程中，学生们像科学家一样去观察、提出问题并尝试给出他们认为对其提出问题最好的答案，然后学生通过科学探究活动来检验这种尝试性解答的正确性。RIP科学探究模型在小学、初中、高中阶段略有不同，不过差异不大，三个阶段的模型都是有五个主要步骤，即引入、选择研究方法、收集数据分析结果、讨论并总结、报告。其中高中阶段的RIP科学探究模型如图1所示。
Robert Landsman认为该模型的每一步都包含若干步骤：
(1)引入(Introduction)：a.观察；b.阐明研究的问题；c.收集背景信息；d.构建一个可解释的假设。
(2)选择研究方法(Method)：a.生成一个研究方案；b.鉴别研究主题、数量及资源；c.获取设备及其他必需品；d.确定实验步骤。
(3)收集数据分析结果(Result)：a.收集定性及定数据；b.组织并总结数据；c.分析数据。
(4)讨论并总结(Discussion and Conclusion)：a.复述主要发现；b.复述假设；c.讨论结果是否支持假设；d.讨论这些结果与先前研究的发现相比如何；e.给出结论。
(5)报告(Presentation)：a.准备口头陈述；b.准备书面陈述。
1.2 4-H科学探究模型
4-H是美国一项青少年发展项目，4-H是该项目名称四个单词的首字母，即head, heart,hand,health。4-H科学探究模型是美国俄勒冈州立大学(Oregon state university)4-H学校增益计划(4-H Enrichment program)的一个组成部分，目前该计划已经在美国多个州展开实验，并取得了较好的实验效果。4-H科学探究模型可以帮助学生及教师走出书本，走向以学习者为中心的体验程序。
通过对4-H模型进行分析，可知模型的核心包含三个环节：操作(do)、反思(reflect)、应用(apply)，五个阶段：体验(experience)、分享(share)、加工(process)、归纳(generalize)、应用(apply)(见图3)。其中第一阶段“体验”对应的是核心环节模型中的“操作”(do)，探究小组提出一个问题或形成一个可以通过科学探究来解决的假设，并根据该假设设计科学探究的方案并实施，最后小组收集数据并完成数据表。在该阶段，教师应起到辅助引导的作用，引导学生提出有价值的问题或假设、倾听学生的构想与观点、留出足够的时间来引导学生对探究活动进行反思。第二阶段“分享”，教师通过提问小组或者个体的方式，让学生们反思自己所做的科学探究活动，并与他人分享。提问的问题可以包含以下内容：做了什么；看到了或者听到了什么；探究过程中哪些是比较难的，哪些是比较容易的等。第三阶段“加工”，在进行分享的基础上，教师应引导学生将讨论重心转移到对活动的反思上，引导学生思考活动是如何开展的，在进行探究活动的时候有哪些步骤，在探究过程中出现了哪些问题，这些问题是如何处理的，得到了什么结论等。分享和加工两阶段对应的是核心环节模型中的反思(reflect)。第四阶段“归纳”，讨论的个性化更强，引导学生讨论从探究活动中学习到了什么知识和方法。第五阶段“应用”，引导学生讨论如何把在该探究活动中学习到的知识和方法迁移到其他事物的学习中去。用图式可表示为：
2 国外科学探究模型对我国的启示
2.1科学探究没有固定的模式但包含共同要素
长期困扰我国科学教师的一个问题是：科学探究究竟有没有一个固定的模式。通过上文对国外科学探究模型的介绍可以看出，科学探究没有固定的模式，科学探究是一个复杂的过程，涉及到理论和实践领域中多方面的问题，不能将其简单化和程式化。科学教师在指导学生进行科学探究时，可以根据特定的学习者、探究的内容、具体的教学目标和不同的学习环境灵活选择科学探究的方式。在一个具体的科学探究活动中，教师应考虑探究活动的目标，是希望学生掌握某一特定的科学概念，还是发展学生对探究的理解，或者是培养学生某一特定的能力都会影响科学探究所进行的方式。虽然科学探究没有固定的模式，但是从上文的介绍中也可以看出，这些科学探究模型包含了一些共同的构成要素，即：探究活动都围绕科学问题、事件或现象展开，探究要与学生已有的知识相联系，教师要设法造成他们的思维冲突；学生通过动手做实验探究问题，形成假设并验证假设，解决问题，并为观察结果提供解释；学生分析、解释数据，并将其观点进行综合，构建模型，利用教师和其它来源所提供的科学知识阐述概念及解释；学生拓展新的理解、发展新的能力，并运用所学知识于新的情境；学生和教师共同回顾并评价所学内容和学习方法。某个科学探究活动不一定包含探究的所有基本特征，但也应至少体现某些特征。
2.2科学探究不是按照要素进行的线性过程
在进行科学探究教学过程中，教师们可能还存在一个误区，认为科学探究是按照课程标准所提出的七要素进行的线性过程。实际上，科学探究是人类在长期认识自然的过程中逐步形成的通过实验来认识自然的方法，有的可归结为七个要素，有的归结为五个要素，有的可归结为八个要素，通过RIP和4-H模型我们可以看出，在不同的模型中，可能包含不同数量的要素，同时，科学探究不是按照要素进行的线性过程，所以，科学教师在指导学生进行科学探究的时候，应改变科学探究是线性过程的错误认识，避免把科学探究作为一种程序化的进程而将科学探究形式化。
2.3科学探究能力是一种具有复杂结构的高层次能力
通过对国外科学探究模型的分析介绍可以发现，科学探究能力是一种具有复杂结构的高层次能力，它包含了诸如观察、测量、记录、假设、编码、图式化、模型化等具体技能，更包含了控制变量、元认知、问题解决、批判思维、作出决策等方面的综合能力。我国的传统教学重视基础知识和基础技能，这些构成了科学探究能力发展的基础，但是仅仅具备了这些知识和技能并不一定能探索新知识、解决实际问题，要想具备探索新知识、解决实际问题的能力，还必须具备更高层次的复杂的综合能力，而这正是科学探究能力所蕴含的。所以，新课程强调科学探究能力的培养与培养基础知识和基本技能并不冲突，而是要在“双基”的基础上发展学生更高层次的能力。
参考文献：
[1]郭玉英.学生的科学探究能力：国外的研究及启示[J].课程・教材・教法，2005(7):93-96.
[2]蔡彩虹.国外几种科学探究模型评价及启示[J].化学教学，2006(9)：28-31.
[3]Robert E.Landsman. Scientific Inquiry through Critical Thinking Using the Research Investigation Process(RIP): Year 2004-2005 Implementation
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