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“脑与认知科学基础”教学研究 　　摘要：“脑与认知科学基础”是“智能科学与技术”本科专业的3门核心课程之一，3门核心课程包括“智能科学技术导论”，“脑与认知”和“机器智能”。本文在国内外的教学形式与方法基础上，探讨了“脑与认知科学基础”的教学模式、教学内容的设计和授课方式的多样化。 　　关键词：脑科学；认知科学；教学模式；教学设计；教学方法 　　中图分类号：G642　文献标识码：A 　　 　　1　引言 　　 　　“脑与认知科学基础”是“智能科学与技术”专业的一门重要的专业基础课程，是现代脑科学、认知科学、心理学、神经科学、数学、语言学、人类学乃至自然哲学等学科交叉发展的结果。通过对这门课程的学习，要求学生掌握脑与认知科学的基本概念、原理、方法、知识结构、应用等，了解脑与认知科学的研究现状和发展趋势，对已有成果展开分析与讨论，为今后进一步的学科探索打好基础。 　　由于该课程具有一定的抽象性和难度，学生在学习中容易出现学习目的不明确、学习方法不清楚，以至于只知道表面不知道其本质，从而变为变动学习。如何使学生从抽象中理解具体，从困难中学会知识，更好地、自主地、创新地学习，就要求老师在知识的传授过程中，要注重学习方法的传授。故教学模式、教学设计和教学方法的探讨，成为“脑与认知科学基础”课程中重要研讨内容之一。 　　随着社会的发展、国际交流的日渐频繁及网络技术的日臻完善，如何借鉴先进的国外教学理念，更好地培养具有创新能力的学生，也成为教学研究的一个主要问题。 　　 　　2　国内外教学比较 　　 　　下面从教材内容、课堂形式和学生培养三个方面来阐明国内外教学的差异。 　　 　　(1)教材内容 　　目前MIT的有关于“脑与认知科学”的开放课程(MITUndergraduate Course：Brain and Cognitive Sciencel，其信息量大、知识面广，并且注重系统性和实践性的分析和研究。 　　北京师范大学罗跃嘉教授的《认知神经科学教程》讲授了认知神经科学基础、认知神经科学的研究技术与方法、认知过程的神经基础和认知神经的发展与障碍。该教材系统介绍了认知神经科学的兴起与发展、大脑的解剖与生理、脑和认知功能的进化；主要的神经数据收集方法(fMPd、MEG、ERP、TMS、光学成像)和数据处理方法(数学模型、计算神经科学、图像处理技术)；力图反映感知觉、注意、记忆、语言、意识、情绪等领域的最新研究进展以及认知发展、老年化、语言加工障碍、认知与遗传等内容；此外，还专门介绍了认知神经科学的研究仪器及其在中国的使用。 　　武秀波教授的《认知科学概论》讲授了作为认知科学核心组成部分的认知神经科学、认知心理学、认知语言学、认知的计算机模拟等主要内容、基本概念、基本原理及实际应用情况，阐述了各种认知过程的多方面的研究规律和研究成果，并将丰富的试验资料与理论分析相结合，促进了理论之间的比较和相关学科的交叉。 　　北京邮电大学钟义信教授的《人工智能统一理论》，讲授了知识表示，信息获取，信息处理，信息利用，专家系统，人工神经网络，人工智能研究的最新进展和机制主义方法等。 　　 　　(2)课堂形式 　　国外的授课往往注重内容的学习、知识的掌握，课堂教学方法也是各有迥异。我国的课堂教学主要以教师讲授为主，学生被动接受，留给学生的自主空间相对狭窄；而国外课堂相对活跃，讲授和讨论相辅相成，学生能积极地加入到课堂教学中。 　　 　　(3)学生的培养 　　由于国内教学中以教师为主，所以往往只注意知识的传授，忽略了学生能力和全面素质的培养。我国学生知识掌握牢固，但知识运用能力差，主动和创新能力欠缺。 　　 　　3　教学模式、设计和方法的探索 　　 　　3.1 实现目标 　　“脑与认知科学基础”是“智能科学与技术”专业的一门重要的专业基础课，对该专业的学生在将来的学习工作中都起着举足轻重的作用。该课程的教学目标不仅仅是知识的掌握，更重要的是学生能力的培养。 　　通过对本课程的学习，将使学生掌握人脑结构、脑功能以及人类基本认知能力的基本概念和系统知识，对脑与认知研究中所使用的技术有初步的了解，通过学习和教学，着重激发学生对人脑结构与人类基本认知能力的思索，激发学生对进一步研究智能形成机理和工作方式的强烈兴趣，为今后深入研究自然智能、并将人类智能产生机制的相关假说和研究成果用于机器智能奠定基础。 　　在掌握知识的基础上，增强学生批判性思维和解决问题的能力。学会解决问题、分析问题的方法和手段，掌握信息的收集、检索、分析、评价利用的机能，提高合作技能，促进班级内学生的合作交流，开阔学生的综合素质，最终提高学生的创新能力。 　　 　　3.2　教学模式 　　主要涉及教学模式转变、教学课堂和激发学生学习兴趣三