Абстрактных понятий: Список абстрактных понятий (или слов, не имеющих конкретных образов)

Содержание

Расчеты математиков впервые показали, что за абстрактные понятия в мозге отвечают отдельные клетки

25 мая, 2020 18:06

Источник: Мультимедийный портал «Поиск»

Ученые впервые теоретически обосновали существование концептуальных клеток. Это отдельные нейроны, каждый из которых отвечает за свое абстрактное понятие, например музыкальную ноту «ля». Ученые показали их работу на примере девятой симфонии Бетховена. Доказательство существования таких клеток опровергает распространенную теорию, утверждающую, что возникновение абстрактных понятий в мозге происходит исключительно благодаря активации больших комплексов нейронов. Это также может сыграть очень важную роль в развитии искусственных нейронных сетей. Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Исследование поддержано Российским научным фондом (РНФ).

Источник: pixabay.com

Один из авторов статьи Карлос Калво Тапия. Источник: Валерий Макаров

Один из авторов статьи Валерий Макаров. Источник: Валерий Макаров

Один из авторов статьи Иван Тюкин. Источник: Валерий Макаров

Схема работы нейронной сети. Источник: Валерий Макаров

Мозг любого живого существа очень сложен. Ключевую роль в его работе играют нейроны — клетки нервной системы, которые отвечают за прием, обработку, хранение и передачу сигналов.

Сейчас в науке распространено мнение, что появление абстрактных понятий в человеческом мозге требует сложного и идеально организованного взаимодействия многих нейронов. Однако существует гипотеза, что за подобные задачи могут отвечать так называемые концептуальные клетки. Это отдельные нейроны, в одиночку формирующие абстрактные понятия, на которых они специализируются, например, имя человека. Наряду с ними есть клетки, которые отвечают за образы. Так, ранее был установлен «нейрон Дженнифер Энистон», который активировался всякий раз, когда на экране возникал портрет актрисы. Такие нейроны, которые реагируют на предъявление какого-либо образа, называют «бабушкины клетки».

Ученые предполагают, что концептуальные клетки могут играть важную роль и в эпизодической памяти. Их существование ставит под сомнение распространенную гипотезу, что сложные когнитивные процессы требуют идеально организованного взаимодействия множества нейронов.

Российские ученые из Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского совместно с зарубежными коллегами впервые теоретически обосновали существование концептуальных клеток. Они составили модель, имитирующую работу нейронов в гиппокампе. Это часть мозга, которая отвечает, в частности, за память и ориентацию в пространстве. С помощью математических расчетов авторы исследования определили три фундаментальных принципа, которые обеспечивают высокие когнитивные способности отдельных клеток. Во-первых, это строгая иерархия нейронных слоев. Ученые исследовали связи между селективным и концептуальным слоями нейронов. Первый выделял сигналы, а второй их обрабатывал и связывал с абстрактными понятиями. Во-вторых, исследователи обратили внимание на связи одного нейрона концептуального уровня с множеством принимающих нейронов. В-третьих, важную роль играет синаптическая пластичность, то есть изменение силы передачи информации между нейронами. Эти теоретические принципы позволяют клеткам концептуального слоя обучаться и значительно увеличивать свои когнитивные способности, в результате чего они становятся концептуальными клетками.

Авторы исследования использовали музыкальные ноты, чтобы проиллюстрировать возможность такого развития. Они составили нейронную сеть из 3200 клеток на селективном уровне и 1600 на концептуальном. Клетки фиксировали восемь разных звуковых волн, в каждой из которых было по восемь фазовых сдвигов, то есть колебаний. Нейроны воспринимали эти колебания как отдельные сигналы, поэтому на один сигнал приходилось около 50 нейронов принимающего уровня. Изначально они могли воспринимать широкий круг случайных сигналов, но после обучения их область действия сужалась и специализировалась. Как показал эксперимент с девятой симфонией Бетховена, принимающие нейроны улавливали отдельные звуковые волны, а на концептуальном уровне клетки обрабатывали полученную информацию и определяли, какая именно нота прозвучала, действуя как концептуальные клетки.

Современные нейронные сети копируют структуру биологических систем. В результате этого они уже превосходят людей в распознавании образов, но пока отстают в когнитивных способностях. Поэтому для дальнейшего развития этой области необходимо лучше понимать, как мозг осознает информацию. Обнаружение концептуальных клеток, существование которых мы смогли теоретически обосновать с помощью трех фундаментальных принципов, может иметь огромное значение для нейробиологии и теории нейронных сетей, — прокомментировал
Валерий Макаров, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела фундаментальных и прикладных исследований Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского.

Исследование проводилось совместно с учеными из университета Лестера (Англия) и Мадридского университета Комплутенсе (Испания).

Теги

Физика и космос, Спецпроект

Абстрактное понятие — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Абстрактное понятие процесс удобно использовать для анализа поведения программ при возникновении прерываний. [1]

Абстрактное понятие надежности, имевшее до недавнего времени различное содержание для разных людей, в настоящее время тестировано. Надежность может быть точно определена, рассчитана и объективно оценена. [2]

Любое абстрактное понятие возникает в конечном счете при наблюдении за материальным объектом. Ощущения более изначальны, чем мысли, поэтому и любой предмет материального мира более изначален, чем проявившаяся на его основе абстракция. Нет сомнений, что в лексиконе первобытного человека первоначально фигурировало понятие пища, имеющее материальное воплощение, а затем уже на основе положительного или отрицательного опыта выработались производные от него понятия сытость и голод. То есть человек первоначально именовал предметы окружающего мира, а затем уже определял их абстрактными понятиями. [3]

Абстрактное понятие последовательности символов, завершаемых символом конца строки, может быть реализовано множеством способов. [4]

Создание абстрактных понятий

— также многоступенчатый процесс: каждое новое понятие для своего определения требует обращения к ранее введенным. Возникает язык понятий, встроенный в литературный язык. [5]

Использование абстрактных понятий при структурной организации данных позволяет отложить решение некоторых вопросов представления до тех пор, пока не появится больше информации о поведении программы и характеристиках данных. [6]

Представление абстрактных понятий и объектов в виде визуальных образов, осуществляемое когнитивной графикой, открывает новые возможности перед пользователем интеллектуальной системы. Следует заметить, что в системах с когнитивной графикой человек, т.е. пользователь, работающий преимущественно с образами исследуемых объектов, является основной подсистемой этих человеко-машинных систем. Описанные выше особенности левополушарного и правополушарного мышления позволяют оценивать с позиций интеллектуализации человеко-машинные системы с когнитивной графикой, в которых именно визуализация объектов предметной области стимулирует образное, интуитивное, правополушарное мышление человека и качественно повышает его интеллектуальный творческий потенциал, и дают достаточное основание рассматривать такие системы как интеллектуальные системы.

[7]

Отсутствует и абстрактное понятие обязательства. [8]

Следовательно, абстрактное понятие разрешимости годится для использования в контексте алгебраических групп. [9]

Ассоциативная сеть структуры знаний эксперта-программиста. [10]

Сетевое представление абстрактных понятий программирования на основе оценок связности концептов у программистов показано на рис. 5.2. Эксперимент показал, что всех программистов на основе анализа структуры семантического пространства можно разбить на три группы: новички, неопытные специалисты среднего уровня, опытные специалисты. [11]

Ассоциативная сеть структуры знаний эксперта-программиста. [12]

Сетевое представление абстрактных понятий программирования на основе оценок связности концептов у программистов показано на рис. 5.8. Эксперимент показал, что всех программистов на основе анализа структуры семантического пространства можно разбить на три группы: новички, неопытные специалисты среднего уровня, опытные специалисты. [13]

Источник является чисто абстрактным понятием; таких источников в действительности не существует. Тем не менее это понятие оказывается полезным, так как многие движения жидкости можно описать, считая их обусловленными источниками, расположенными вне области, занятой жидкостью. Источник, таким образом, является точкой, в которой жидкость непрерывно образуется и вытекает. Так как скорость вблизи источника очень велика, то по теореме Бернулли давление должно быть большой отрицательной величиной. [14]

В этих предельно абстрактных понятиях вся совокупность разнородных требований, предъявляемых к человеку и обществу, получает выражение в виде общего критерия оценки, единой моры, к к-рой сводится все многообразие человеч. [15]

Страницы: 1 2 3 4

Конкретизация абстрактных понятий в IGCSE® Science

Автор: Yao-Jin Choong

Yao-Jin Choong более 13 лет работает учителем в школах Великобритании и Малайзии, в настоящее время преподает естественные науки в Малазийской международной школе после Учебный план IGCSE® и руководитель отдела технологического обучения.

Как преподаватели естественных наук, у всех нас есть одна печально известная тема, которую труднее всего преподавать, которую ученики с трудом понимают или полностью неверно истолковывают. Такие темы часто связаны со сложными процессами, которые трудно визуализировать или, на первый взгляд, имеют мало отношения к жизни студентов.

Ключ к тому, чтобы сделать такие концепции доступными, — сделать их осязаемыми: то, что они могут увидеть, потрогать, почувствовать или к чему можно прикоснуться.

Вот шесть стратегий, которые вы можете использовать при обучении абстрактным понятиям, чтобы сделать их более конкретными:

1.

Экспериментируйте!

Прелесть науки заключается в том, что предмет поддается практическому изучению. Практические исследования, от вскрытия в биологии до титрования в химии и экспериментов в физике, не только демонстрируют научные принципы наглядно и наглядно, но и развивают ряд навыков исследовательского и критического мышления.

Хотя недавнее закрытие школ по всему миру, возможно, помешало лабораторным работам, во время онлайн-уроков я по-прежнему стараюсь, когда это возможно, заставить учащихся экспериментировать с обычными предметами, которые они могут найти дома: они могут получить естественные индикаторы pH из таких растений, как красная капуста или цветки синего горошка, или даже извлечь ДНК! Ведь наука вокруг нас!

2. Максимально используйте технологии

Если ресурсы ограничены, а практическая работа невозможна, следующим лучшим вариантом является цифровое моделирование, демонстрирующее концепцию, за вычетом беспорядка и опасностей реального лабораторного исследования. Есть несколько отличных сайтов для онлайн-экспериментального моделирования, многие из которых можно использовать бесплатно: PhET | ОЛабс | Кабинет физики | Эксперименты с Google.

3. Используйте манипуляции

Манипуляции нужны не только для математики! От вырезанных фигур, чтобы понять кинетику ферментов, до семян в контейнерах, чтобы продемонстрировать биоаккумуляцию и биомагнификацию, физический акт перемещения частей создает прочные связи, которые укрепляют ранее неосязаемые идеи.

4. Модели и аналогии

Аналогии помогают связать новые концепции со знакомым сценарием или предыдущими знаниями, облегчая запоминание и понимание новой идеи.

Например, электрические цепи можно представить как маршрут, где магазин пиццы — это ячейка, водители доставки пиццы — ток, клиенты — компоненты, а пицца — энергия. Эта аналогия может быть дополнительно расширена для изучения эффектов более тонких проводов или резисторов (более узких дорог), последовательных и параллельных цепей и многого другого.

5. Ролевая игра

Когда я преподаю диффузию, ученикам часто трудно представить, как предполагаемое случайное движение частиц может привести к чистому движению. Мне нравится демонстрировать это, помещая класс в один угол пустой комнаты, заставляя их закрыть глаза, а затем они медленно (и осторожно!) начинают двигаться. Среди веселья они вскоре понимают, что постоянные удары и толчки, естественно, приведут к тому, что они рассредоточятся по комнате. Затем я могу расширить эту идею, исследуя влияние температуры (более быстрое движение), концентрации (больше учеников) и т. д.

Аналогичное задание можно выполнить для моделирования системы кровообращения, когда учащиеся изображают эритроциты, движущиеся по пути (кровеносные сосуды), собирая кислород (в виде фишки для покера или игральной карты) из легких и депонируя когда они достигают тканей организма.

6. Тематические исследования

Тематические исследования, будь то реальное текущее событие или вымышленный сценарий, не только показывают абстрактную концепцию в действии, но и побуждают учащихся применять свое понимание и развивать свои навыки рассуждения для решения задачи. проблема. Кроме того, он показывает, как изучаемая концепция может повлиять на их жизнь.

Например, когда я преподаю диетологию, мне нравится предлагать студентам поработать на день диетологом. Они получают файлы с информацией о разных людях и должны определить дефицитное заболевание каждого пациента на основе его симптомов и диеты, а затем предоставить диетические рекомендации, соответствующие их образу жизни.

Конкретное представление абстрактных понятий делает неосязаемое осязаемым, родственным и запоминающимся. Конкретное обучение помогает учащимся развить глубокое и устойчивое понимание сложных идей и процессов.

Изучите ряд ресурсов IGCSE® Science, посетив веб-страницу Cambridge IGCSE® & O Level Complete Science, где вы можете узнать больше о доступных ресурсах, изучить примеры страниц и запросить цифровые контрольные копии.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Преподавание абстрактных понятий с доктором Масудом Ардакани

Применяя индуктивное преподавание понятий и опираясь на предварительные знания студентов, доктор Ардакани обучает абстрактным понятиям, сначала представляя конкретные примеры нового понятие, а затем введение понятия и связанных с ним уравнений.

«Давайте начнем с нескольких простых примеров, вещей, которые ученики могут делать на основе имеющихся знаний. А потом, после этих примеров, мы просто скажем: «О, кстати, у этого есть имя.»
-Масуд Ардакани

Что вдохновляет вас в обучении?
Моя философия преподавания основана на четырех основных предположениях о том, как люди учатся:

P1. Люди лучше всего учатся, выстраивая отношения между новой информацией и имеющимися у них знаниями. Хорошо спланированная лекция должна строить эти отношения.

Р2. Интерес необходим для обучения, и его можно вызвать, пробуждая любопытство учащихся и предоставляя ссылки на современные отрасли и технологии, а также на историю.

стр.3. Люди учатся лучше всего, когда они являются активными участниками процесса обучения (обучение на практике, а не на слушании).

С4. Процесс обучения требует безопасных условий. Студентам следует бросать вызов, но не угрожать.

Чтобы помочь моим ученикам сформировать прочную связь между новыми и существующими знаниями (P1), в течение последних 10 лет я работал над техникой, которую я называю «Пример перед концепцией». Основная идея состоит в том, что примеры должны предшествовать формальным определениям и математическим выводам. Примеры до концепции служат цели создания основы для новой теории на основе существующих знаний и/или интуиции учащихся. Строгие определения теперь могут эффективно усваиваться учащимися. На самом деле, во многих случаях учащиеся участвуют в формулировании этих новых определений (P3) и в некотором роде овладевают новой концепцией. Учащиеся, владеющие идеей, более заинтересованы в ее полном потенциале и больше заинтересованы в ее развитии (P2). Дальнейшие примеры, которые расширяют и завершают новые концепции, теперь могут быть довольно сложными (P4).

Еще один способ, которым я следую, чтобы повысить вовлеченность учащихся в учебный процесс, — это еженедельные викторины. С помощью еженедельных викторин я гарантирую, что студенты учатся на практике (P3) и что они хорошо владеют материалом для эффективного участия в моей практике «Пример перед концепцией» (P1). Чтобы обогатить их обучение на практике, я разработал значительное количество дополнительных задач, которыми делюсь со студентами. Некоторые из этих задач предназначены для того, чтобы учащиеся шаг за шагом проходили материал, а некоторые выводят их знания на новый уровень.

Учитывая большую нагрузку наших студентов, добавление еженедельных тестов может вызвать стресс у студентов. Чтобы избежать этого, я делюсь со своим учеником основными моментами своей философии преподавания и объясняю, почему присутствует каждый компонент курса и как он помогает нам достичь наших целей преподавания/обучения (P4). Я также стараюсь поддерживать дружеские отношения со своим учеником, чтобы косвенно помочь ему чувствовать себя в большей безопасности. На всех своих занятиях я провожу промежуточную оценку преподавания, чтобы собрать отзывы студентов о моем преподавании. Хотя основная цель этой практики — улучшить мое преподавание, она также помогает учащимся чувствовать себя в безопасности. Я обсуждаю с ними результаты промежуточных оценок и, при необходимости, соответствующим образом корректирую свое преподавание. Если я не согласен с некоторыми предложениями, я объясняю свои причины. За последние 10 лет я многому научился благодаря отзывам студентов и уверен, что продолжу учиться у них в будущем.

«Теперь студенты очень хорошо связаны с этой идеей, потому что они являются частью формирования этой идеи. […] Они действительно видят следующий шаг, иногда даже до того, как я говорю им, что это за следующий шаг. »
-Масуд Ардакани

О докторе Масуде Ардакани
Масуд Ардакани получил степень бакалавра наук. степень Исфаханского технологического университета в 1994 году, степень магистра наук. степень Тегеранского университета в 1997 г. и докторскую степень. степень Университета Торонто в 2004 году, все в области электротехники. Он был постдокторантом в Университете Торонто с 2004 по 2005 год. В 2005 году он поступил на работу в Университет Альберты, где в настоящее время является профессором электротехники и вычислительной техники. Его научные интересы лежат в общей области теории информации. Доктор Ардакани является помощником редактора IEEE Transactions on Communications, а также помощником редактора IEEE Transactions on Wireless Communications и старшим редактором IEEE Communication Letters.

Награды
Д-р Ардакани является лауреатом нескольких престижных наград за исследования и преподавание, в том числе премии Альберты за изобретательность нового факультета и премии Резерфорда за выдающиеся достижения в обучении студентов.

Хотите узнать больше о принципах обучения?
Амин, Т. Г., и Леврини, О. (ред.). (2018). Сходящиеся взгляды на концептуальные изменения: отображение новой парадигмы в науках об обучении. Нью-Йорк: Рутледж.

Восниаду, С.