神经动力学突触教学课件

神经动力学突触.神经动力学突触.神经动力学突触.小世界神经元网络的完全同步和相位同步报告人:韩芳2009.10.26研究背景●相关知识●小世界神经元网络的完全同步●小世界神经元网络的相位同步●总结一、军队院校实施大学物理双语教学的意义1998年10月在法国巴黎召开的“面向二十一世纪的教育国际研讨会”上就提出，学生要具有与他人合作进行研究的团队精神，要具备一定的外语水平，才有可能进行国际交流。2001年，国家教育部下发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，其中明确指出，“按照‘教育要面向现代化、面向世界、面向未来’的要求，为适应全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课的教学”。军事实力是一个国家强大、名族强盛的真正体现，军校教育则是军事实力增强的基本保障。毛主席曾说过：“没有文化的军队是愚蠢的军队”。随着国际化的加剧，各国在军事各方面的合作也日益增强。中国海军赴亚丁湾护航，中国维和部队赴利比亚、刚果、黎巴嫩等国维和，中国军队多次参加中外联合军事演习等，这些事件都对军校高等教育提出了国际化的新要求。因此，作为我国高等教育的一个重要分支，在军队院校高等教育某些学科的教学中适当开展双语教学很有必要。物理学是一门自然科学，研究自然界物质的运动形式和运动规律。作为公共基础课程，大学物理是理工科学生的必修课，也是其他理工科课程的基础。对大学物理的理解和掌握将直接影响其他课程的学习和对高新技术的理解。物理学本身有一套完整的研究认知规律，和使用的语言无关，语言只是研究物理和描述自然的工具，不能代替科学的思维。但由于社会历史原因，近几百年来大多数科学技术的成果使用英语发表的，不论是科学技术专业杂志，还是各种国际学术会议，大都将英语作为交流语言。可以说，现代科学技术的研究主要是用英语思考。因此，大学物理双语教学是提高学生素质的一个重要手段，有利于学生加强对物理理论知识的理解以及后续各自然科学学科的学习，更有利于学生获得第一手的研究背景资料，为科研创新能力的培养打下坚实的基础。二、大学物理双语教学的目的Bilingual，双语的意思是在一个国家或地区同时使用两种语言，两种语言同时并存。“双语教学”是指在教育的过程中以一种语言为主，另一种语言为辅，或者不存在哪一种语言为母语而是同时使用两种语言进行教育教学。在我国，双语教学是指除汉语外，用一门外语作为课题用语进行的教学活动，目前绝大部分都选用英语。大学物理双语教学的目的主要有以下几个方面。1、大学物理双语教学的最终目的是加强学生对物理理论及背景知识的理解，使其更好的掌握物理规律，提高科学的认知水平。虽然双语教学在很多地方高校的本科和研究生教育中已纳入教育计划并试行多年，但还是有很多教师对双语教学的实质认识不足，存在一些错误的理解和做法。例如，有的老师将双语教学理解为用外语上课，甚至将双语课上成了外语课，显然，这样做对学生学习本学科的知识并无太多益处。正如前所述，物理学是自然学科，本身有一套完整的研究认知规律，和使用的语言无关。因此，大学物理教学和纯粹的英语教学所追求的目标和内容都不尽相同，在教学过程中要明确教学目标，把物理教学放在首位，语言教学是一种辅助手段，用以帮助学生更好的理解物理知识和规律，同时培养学生用外语思考和解决问题的能力。2、结合物理课程的学习提高英语学习水平。物理学被认为是自然科学的哲学，其中包含着极其丰富的思想内容，它与人们的思维方法和日常生活密切相关。物理学中的很多英语词汇与公共英语词汇的重合度很高，很多物理英语词汇稍作词义转换，就变成了生活词汇。例如，field一词在物理学中会让人联想到电场、磁场等一些关于“场”的概念，而在生活当中它一般指田地、领域、运动场；wave一词在物理学中会让人联想到机械波、电磁波等一些关于“波”的概念，而在生活中它一般指水波和海浪。此外，一些在英语学习中难以区分的词汇在物理学中都可以轻松的分辨开来，例如velocity和speed，生活中都指的是速度，但在物理学中，velocity指速度矢量，而speed指的是速率。因此，在物理课程中实施双语教学可以在一定程度上激发学生学习英语的兴趣，提高英语水平。3、大学物理双语教学也有利于教师综合素质的提高。对物理学而言，教师只有提高自身的英语水平，才能更深刻地理解物理规律的实质，也能更及时地了解物理学前沿动态，同时也提高了相关学科知识的融会贯通能力，从而保证教学质量。三、大学物理双语教学的实践军队院校的高等教育有其特殊性，虽然英语教学在军校教育中越来越受重视，但学生的总体水平与地方院校相比仍有所欠缺，在大学物理双语教学过程中如果实施以英语为主的教学方式学生必然难以接受。因此，军校的大学物理双语教学切忌求快，要把握好物理教学的原则，循序渐进的进行。1、对于本科班学员，其英语基础较好，在大学物理双语教学的实施过程中，主要以英语的听说运用为突破口。开始时适当多用中文讲解，中间适当穿插一些名词的英文解释，然后逐渐过渡到对个别概念和定律的英文句子讲解，最后再过渡到尽量用英文讲解某一小节的内容。适当组织课堂讨论，积极鼓励学生用英语表达自己的思想，既活跃了课堂气氛，又给学生提供了锻炼英语口语的机会。让物理和英语都学得较好的学生对某一物理问题进行课堂英语报告，更激发了学生的学习兴趣，增强了学习效果。2、对于专科班学员，在教学实施中还是以中文讲解为主，多引入专业英语名词，对一些概念容易混淆的名词再加以英文解释，尽可能帮助学生更好地理解物理知识。在物理历史、物理学家生平方面则多用简单英语加以介绍，以提高学生的英语认知水平。从教学效果来看，学生普遍反映双语教学形式新颖，内容易于接受，在学好物理的基础上也提高了自身学习英语的积极性。四、结语中国在国际历史舞台中正扮演着越来越重要的角色，军事实力则起着重要的支撑作用。军校教育工作者应转变思路，融入国际化观念，积极开展双语教学实践，不断总结提高，为培养军队现代化建设人才共同奋斗。“学困生”这个概念，笔者认为其包含两个方面：一是学习障碍的学生，二是学业不良的学生。学习障碍生是由于先天原因造成，在学习方面有显著的困难。学业不良的学生指智力正常而学习成绩低下的学生，是后天原因造成的。今天这里要谈的是第二种，侧重于非智力因素，是指个体的智力正常，在学习中较多表现为经常不能按时完成作业（尤其是家庭作业）；缺乏学习主动性，成绩起伏不定且具有下降趋势；失去学习的自信心和积极性形成恶性循环,对学习感到厌恶,产生对抗心理；行为习惯不好，自我控制能力严重不足，贪玩等。一、农村小学“学困生”产生的原因形成“学困生”的原因有很多方面，总结出来主要有：家庭因素、社会因素、学校因素和自身因素等几个方面。本文研究的是“家庭因素”。造成孩子成为“学困生”的家庭原因主要有成下几个方面：（1）家长文化水平的局限。①无法辅导孩子。在经济浪潮的冲击下，大部分家长忙于挣钱奔小康，将孩子托付给爷爷、奶奶或外公、外婆，因而也就将孩子家庭教育的重任压在了爷爷、奶奶或外公、外婆的肩上，而爷爷、奶奶或外公、外婆这代人普遍文化水平不高，根本无法辅导教育孩子。隔代教育常常导致孩子怕吃苦，学习不勤奋。②教育观念不正确。一是“读书无用论”。说某某某不是大学生，就连高中也没读，在外打工比一般大学生的工资还高；甚至还说某某某就连小学三年级都没读，做起生意来照样赚大钱。二是重男轻女观念。说什么女生外向，反正最终也是嫁给了他人，只要长大了找个好老公就行了。三是只看分数，不管其他。只要是孩子的分数低于了自己心中的标准时就打骂孩子，造成孩子心理上对学习的恐惧与厌恶。四是封建思想的毒害。总觉得自家从先祖起就没有读书的料，说什么能不能读好书是上天早就注定好了的，认为“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子打地洞”。（2）家庭不良环境的影响。①家长行为不良。有些家长自身素质较差，品行恶劣，不务正业，对孩子的成长起了很坏的影响。②家庭气氛不良。有些家庭夫妻之间不和，总是闹矛盾，甚至家庭暴力，有道是“三天一小闹，五天一大闹”，给孩子的身心带来极大的危害。（3）家庭不当教育的遗祸。①过分溺爱孩子。有的家长过分溺爱子女，对子女要求百依百顺，只要孩子不哭不闹就行，引导监督不力。②使用家庭暴力。家长对孩子的暴力大多是在溺爱之后、失望之余的一种恨铁不成钢的过激行为，家长认为“棍棒下出孝子”、“孩子不打不成才”，这种情况在文化层次不高和单亲家庭中比较多见。③家长言行不一。有些家长在教育孩子的时候，是非标准、做事原则讲得头头是道，可遇到实际问题往往另有一套，说归说，做归做，言行不一致。④自私自利教育。有些家长在教育孩子为人处事、待人接物和处理人际关系等方面灌输一些诸如“各人自扫门前雪，莫管他人瓦上霜”、“人不为己，天诛地灭”、“以毒攻毒”、“以恶扬恶”甚至“缺德、损德”的“自我保护”之道。二、农村小学“学困生”转化的对策针对以上原因，经过多年我对“学困生”转化工作的研究实验，总结出以下策略：1.亲情感化，温暖心灵实践证明，转变“学困生”的关键，最困难的不仅是在道理上更要在情感上爱他们，真正的去爱他们同时看到其可爱之处。家长要改变教育方式，爱孩子不仅仅是让孩子吃饱、吃好，穿暖就行了，而是要在学习和生活中真正的关爱孩子，你是真爱他们，还是表面上做文章，他们都可以体验出来，只有真诚爱他们，教育他们才有效果。2.家校联系，及时鼓励老师要经常、及时地与“学困生”在外工作的家长取得联系，及时把孩子们的进步转达给家长。在教学过程中，要努力帮助他们获取成功，哪怕是小小的成功，也要让他们体验成功的愉悦；哪怕是一丁点的进步，都要由衷的把他们和过去对比而进行表扬，使他们经常焕发出成功的喜悦。3.树立榜样，共同进步我们学校推行了在学生中“评十星”的活动，我以学校这个活动为契机，大力宣传本班的“周星”、“月星”及“年星”，同时让这些“星们”向大家讲述他们的学习经历，激励大家。由于这种榜样是从本班同学中产生的，和他们的年龄、生活经历相接近，所表现出来的好品德、好思想、好行为他们也比较熟悉，容易接受和仿效，所以有较高的教育价值。4.活动引导，充实灵魂新课程提倡让学生乐中学、学中乐,重视通过开展各种活动,让学生开阔视野、增长知识,从而提高学生的学习能力和知识水平,促进学生的身心健康发展。因此,教师要积极安排各种活动,特别应该安排一些有针对性的活动（针对“学困生”有特长方面的活动），让“学困生”有体验成功感受的机会，增强他们的自信心和求知欲。5.培养习惯，传授方法如何使他们摘掉“学困生”的帽子，应先从培养他们的学习习惯开始。要求他们做到预习的习惯、笔记的习惯、复习的习惯、认真作业的习惯、课外阅读的习惯，还要教给他们学习的方法，并让成绩优异的同学进行“一帮一”，用优秀学生的学习方法影响着他们。教师应该每天都关注他们，让同学们时刻提醒他们，并及时表扬他们哪怕是一点点的进步。6.营造环境，和谐氛围单调的学习环境和糟糕的家庭环境会阻碍着“学困生”的进步。为了提高他们的学习兴趣，教师应该改进作业的布置方式，征求学生喜爱的作业形式，改进课堂教学方式，引入生动活泼的生活课堂，从他们的生活经验出发，使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习，感受知识的趣味性和重要性。7.正确评价，尊重人格很多老师的成功经验表明，正确评价学生、甩掉“学困生”帽子是教育好学生的根本之路。由于这部分学生表现自己的方式方法好像不合常理，但也不应首先给他们扣帽子，这时极需我们去关心他们，了解他们，全力找出问题的原因所在。总之，转变农村小学“学困生”，是每一位农村教师时刻面临的一项艰巨的任务。只有师生互动，家校互动，全社会行动起来，都来关注帮助他们，尊重理解他们，为他们营造一个和谐民主的学习环境，让他们在快乐中学习，在学习中找到快乐。虽然这一过程是艰难的，但一定要做到―­―真爱，不放弃！小世界神经元网络的完全同步和相位同步报告人:韩芳2009.10.26研究背景●相关知识●小世界神经元网络的完全同步●小世界神经元网络的相位同步●总结o姗究聞大脑神经网络是一个能够实时地从外部和内部各种刺激中极其完美地提取和整合各种信息的复杂网络。它是在多重组织层次上运作的:神经元(neuron)、神经元集群,即局部回路(localcircuits)脑的特定区域(specialbrainareas)、皮层的大规模组织((large-scaleorganizationofthecortex)、全脑((theentirebrain)早期的神经科学研究:各脑区功能的定位现代的观点:运用复杂网络的方法分析不同层次神经网络的结构和动力学行为复杂脑网络的研究视角:结构性网络(structuralnetwork)、功能性网络(functionalnetwork)、效率性网络(effectivenetwork)。o姗究聞结构性网络由神经元及它们之间的连接所构成,具有多重空间尺度和时间动态演化性,是研究大脑功能的基础。目前,从哺乳动物诸如鼠、猫、猴等的实验中已经得到证明,其脑皮层区域的结构性网络连接情况显示出了复杂网络的特性。OlafSporns和他的实验组利用图论工具量化了哺乳动物的大规模皮层结构性网终以及人类大脑皮层区域结构性网络的特征,证明了其连接模式均呈现小世界特性,它们平均路径长度很短,接近于随机网络,而群集系数却要高很多[注]EE]SpornsO,ZwiJ.Thesmallworldofthecerebralcortex.Neuroinfo,2004图1.1大脑皮层的结构连接图o姗究聞同步现象是非线性系统的一个基本性质,在神经系统,特别是大脑中同样具有普遍性和重要性。分子神经元群大脑的层次{神经网络广发现同步现象:如脑电图、脑磁图大脑皮层功能分区神经中枢神经系统同步在大脑的信息交流和处理过程中发挥了重要作用,表现:学习、记忆等认知功能、视觉目标合成、神经疾患等o姗究聞神经系统同步的研究上个世纪80年代至今研究对象简单的神经元耦合系统(几个神经元耦合)神经元网络:规则连接网络(链式、环式、星状、方格子等连接方式)、全局连接网络、随机连接网络、小世界网络、无标度网络等研究内容完全同步、相同步、反相同步、簇同步、同步转迁、一致共振有序时空混沌现象研究方法几何奇异摄动、分岔分析、混沌同步o姻识2.1大脑和神经元数千亿个神经元人脑的形态和构成神经元间的连接大脑半球憬桃脑巨由灰质和白质组属图2.1大脑的外形和切片形状o姻识神经元的基本结构轴突dEsolRa评tErm轴突末梢树突图22显徽镜下的神经细胞(神经元)o姻识神经元的数学描述离子通道