“知識圖譜”的動態(tài)生成 -系統(tǒng)思維培養(yǎng)的抓手 論文

22年教育論文PAGEPAGE1“知識圖譜”的動態(tài)生成——系統(tǒng)思維培養(yǎng)的抓手馬艷摘要：針對現(xiàn)階段高中生不重視系統(tǒng)思維的培養(yǎng)，缺乏整體駕馭知識的能力，知識的學(xué)習(xí)呈現(xiàn)碎片化的現(xiàn)狀，本文先從3個角度闡述了系統(tǒng)思維的重要意義，旨在引導(dǎo)學(xué)生重視系統(tǒng)思維的自我培養(yǎng)；接著致力于尋找一種強(qiáng)有力的工具或者方法來有效的培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維的意識和能力，從而讓學(xué)生學(xué)會整體把握知識體系，高維視域下分析解決問題。I關(guān)鍵詞：知識圖譜動態(tài)生成 系統(tǒng)思維 整合引言：隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的閱讀和學(xué)習(xí)流于淺表化、碎片化，而碎片化的學(xué)習(xí)方式嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對知識的深度理解和整體駕馭能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)是只見樹木不見森林，遇到多種知識集結(jié)在同一個問題中就亂了方寸，缺乏系統(tǒng)思維看事物的意識和能力；而且學(xué)生在未來專業(yè)領(lǐng)域的橫向開拓和縱向深耕也是需要系統(tǒng)思維的。作者從小就偏好梳理知識體系，喜歡從高維度下看全貌，因此作者通過本文希望與大家交流探索出一套行之有效的培養(yǎng)系統(tǒng)思維的策略。系統(tǒng)思維學(xué)習(xí)最好的詮釋。正文：一．為什么要重視學(xué)生系統(tǒng)思維的培養(yǎng)？原因一：掌握一門學(xué)科的基本要求；如果一門知識能成為一個學(xué)科、一個專業(yè)領(lǐng)域，那么它的知識點(diǎn)容量一定是海量的，并且該領(lǐng)域內(nèi)所有知識點(diǎn)一定是定位明確、層次分明、條理清晰，任何一門學(xué)科或技能的精通掌握都需要對其整個專業(yè)領(lǐng)域有個整體全局的認(rèn)知，有系統(tǒng)性的建構(gòu)，這才是真正的掌握一門學(xué)科。梁思成之前，中國沒有建筑學(xué)；梁思成所做的工作就是研究并梳理中國各個時期的建筑；在他之后，中國大學(xué)有了建筑學(xué)專業(yè)方向，開始培養(yǎng)建筑學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人才。至目前，中國依然還有許多科學(xué)領(lǐng)域是空白，沒能形成一套完整的學(xué)科體系，開設(shè)課程培養(yǎng)人才，例如：“法醫(yī)考古學(xué)”領(lǐng)域等等。未來可期，我們需要從小培養(yǎng)孩子們的系統(tǒng)思維能力。原因二：有利于發(fā)現(xiàn)新事物，促進(jìn)科研前進(jìn)；在科研中，這樣的例子比比皆是。在此僅舉兩個案例。案例一:海王星的發(fā)現(xiàn)8個行星運(yùn)行的軌道半徑規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)在天王星和冥王星之間出現(xiàn)一海王星被探測到，正好是處于這個位置。案例二：化學(xué)元素周期表門捷列夫?qū)?3種化學(xué)元素按照元素的原子序排列——原子半徑由左到右依次減小，上到下依次增大，橫向?yàn)橐恢芷冢v向?yàn)橐蛔?，制成了元素周期表的雛形。這種操作梳理不但把各種看似互不相關(guān)的元素統(tǒng)一起來，分門別類的整理成一個完整的自然體系，還揭示了化學(xué)元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，更重要的是年12月30113,11,5,117,118號元素將成為首個由亞洲人發(fā)現(xiàn)并命名的元素，于2016年6月正式命名為Nihonium,符號Nh。原因三：有利于挖掘知識間的隱秘聯(lián)系，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和深度科研；案例一：化學(xué)元素周期表變規(guī)律，以及元素間的內(nèi)在聯(lián)系，即使尚未發(fā)現(xiàn)的元素，亦可以預(yù)測其特性。例如：鎵、鈧、鍺的特性就是門捷列夫提前科研預(yù)測的。案例二：數(shù)學(xué)解析幾何中的“圓錐曲線”孤立的看問題，永遠(yuǎn)流于表面現(xiàn)象；高維視角下，用聯(lián)系的眼光分析，才能獲得深度的認(rèn)知。圓錐曲線產(chǎn)生方式的統(tǒng)一性導(dǎo)致一些相似的結(jié)構(gòu)特征，而結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性必然又導(dǎo)致性質(zhì)上的統(tǒng)一性，性質(zhì)是我們研究的重中之重。如果我們具備系統(tǒng)思維的意識和能力，那么我們就會有意識的關(guān)注圓錐曲線在各個方面的統(tǒng)一性質(zhì)，學(xué)習(xí)中只需熟練掌握其中一種曲線，其他曲線只需進(jìn)行合理的類比推廣即可。這種舉一反三的學(xué)習(xí)方式降低了學(xué)習(xí)難度，提高了研究效率，促進(jìn)了知識間的橫向關(guān)聯(lián)和縱向深度研究。例子太多，這里不做過多例舉。二．如何培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)性思維？（一）工具的選擇：知識圖譜層級還有子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)下是各個知識點(diǎn)，我們站在系統(tǒng)高度下看全貌，對所有內(nèi)容進(jìn)行全局分析和把握，深挖每個點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性。那么如何描述這個系統(tǒng)？仔細(xì)分析，我們需要刻畫知識點(diǎn)與知識點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性與層級性以及內(nèi)容全貌，倘若用單文字語言、符號語言會缺乏直觀性，也難以描述清楚，不易理解和掌握；倘若是用圖形語言，則會容易描述，且直觀形象。逐一分析：魚骨圖適合展示一類以時間線為脈絡(luò)的知識體系，例如：數(shù)學(xué)史，有層級，但微觀層面的點(diǎn)與點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性沒有展示；思維導(dǎo)圖體現(xiàn)思維的發(fā)展脈系統(tǒng)思維的培養(yǎng)要滲透在日常的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，大多數(shù)情況下，是通過對某一主題，某一單元，某一課時內(nèi)知識內(nèi)容的整合與知識體系的構(gòu)建過程中慢期8月份有幸聽了山東省昌樂一中副校長兼職山東省教科院教研員——張福濤專家做的一場關(guān)于《高中新課程新教材研究與實(shí)施策略》的講座，在談到課程標(biāo)準(zhǔn)中的主線——主題——單元——課時教學(xué)，談到改變學(xué)習(xí)過程中的知識碎片化問題，培養(yǎng)學(xué)生整體把握教材內(nèi)容的策略時，也提出“知識圖譜”一詞，并且以“學(xué)案”形式讓學(xué)生繪制知識圖譜，梳理知識體系。（二）工具的使用方式：日常示范滲透，學(xué)生動態(tài)生成；方式一：融入日常課堂教學(xué)設(shè)計的頭、尾環(huán)節(jié)；從課程方案——課程標(biāo)準(zhǔn)——課程內(nèi)容體系——教材編寫是一脈相承的，2017版2020年修訂的新課標(biāo)規(guī)定：課程結(jié)構(gòu)與主題單元內(nèi)容設(shè)計要分主線——分主題——分單元——分課時，因此教師在備課時需要從上位到下位，從宏觀到微觀把握整個課程體系，設(shè)計每一層級的知識圖譜：主線圖譜——主題知識圖譜——單元知識圖譜——課時知識圖譜；日常教學(xué)時則是從微觀到宏觀的構(gòu)建過程，可以是以課時知識圖譜為最小單位，也可以以單元課時圖譜為最小遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維的要求，因此不論哪個版本，老師需要細(xì)化充實(shí)教材中的知識圖譜，內(nèi)容不局限于教材，可以增補(bǔ)，是教師自己對教材的解讀和把握，每個人可以是不同的。案例一：以“集合”單元為例；7個版本教材僅選取人教A對比發(fā)現(xiàn)北師大版略比人教A版體系圖多一層級，都是標(biāo)題式；我們需要填充內(nèi)容，細(xì)化詳實(shí)，繪制知識圖譜的過程就是對所學(xué)內(nèi)容復(fù)盤整理的過程，越詳實(shí)越好；圖3,4,5分別是“集合”單元下分3圖1.人教A版2019年新教材圖2.北師大版2019年新教材概念元素與集合的關(guān)系：屬于和不屬于；定義：指定某些對象的全體稱作集合集合元素性質(zhì)：確定性，無序性，互異性1大寫字母法：最簡記法，看不出元素及其特征；2列舉法：適用元素個數(shù)有限且少的情況；3描述法：適用于元素?zé)o限個或突顯元素共性的情況；表示4Ven圖法：適用于（后續(xù)）刻畫集合間的關(guān)系和集合運(yùn)算法則；5數(shù)軸法：適用于孤立或連續(xù)數(shù)集關(guān)系的刻畫，運(yùn)算展示；區(qū)間法：適用于連續(xù)數(shù)集的表示；6空集：比較特殊，也屬于有限集；按個數(shù)分有限集：元素有限個；（補(bǔ)充單元素集）無限集：元素?zé)o限個；分類數(shù)集；點(diǎn)集；按元素屬性分圖形集合；方程組的解集；物品集合；圖3.集合第一課時圖譜1包含關(guān)系（子集）：A，Ven圖，元素特點(diǎn)；2真包含關(guān)系（真子集）：A，Ven圖，元素特點(diǎn)；3相等關(guān)系：AB,Ven圖，元素特點(diǎn)；集合的基本關(guān)）空集與任何集合的關(guān)系；相關(guān)結(jié)論）任何集合與自身的關(guān)系；），，Q,的關(guān)系；）集合元素個數(shù)和子集個數(shù)的關(guān)系（公式）圖4.集合第二課時圖譜交運(yùn)算與交集：元素特征，符號表示，Ven圖；基本運(yùn)算規(guī)則:并運(yùn)算與并集：元素特征，符號表示，Ven圖；補(bǔ)運(yùn)算與補(bǔ)集：元素特征，符號表示，Ven圖；差運(yùn)算與差集：元素特征，符號表示，Ven圖；其他運(yùn)算規(guī)則：AB,AB,AB,AB,AB,（新定義題型）集合運(yùn)算三個集合交、并運(yùn)算：ABC,ABC;三個集合的交并混合運(yùn)算ABCACBC,兩個集合的交并補(bǔ)混合運(yùn)算：UABUAUB,兩個集合的交并差混合運(yùn)算ABAB,集合運(yùn)算結(jié)果和集合包含關(guān)系之間的聯(lián)系，圖5.集合第三課時圖譜并且在“課堂小結(jié)”環(huán)節(jié)完整呈現(xiàn)出來，以期讓學(xué)生有個整體架構(gòu)知識體系的意識和習(xí)慣養(yǎng)成；2.在下一課時開始時則要展示“單元知識圖譜”——展示知識系統(tǒng)的全貌并且定位當(dāng)前學(xué)習(xí)的進(jìn)度，還要快速展示上一節(jié)課的課時知識圖譜——復(fù)習(xí)總覽過渡到今天的學(xué)習(xí)；3.在各個課時的知識圖譜構(gòu)建完成基礎(chǔ)上，還需思考“課時”與“課時”內(nèi)容間的關(guān)聯(lián)性，例如：集合的第二節(jié)與第三節(jié)之間就具有很重要的關(guān)聯(lián)性，即集合的包含關(guān)系和集合的基本運(yùn)算之間有如下ABA

AB,ABA

B這一結(jié)論在解題中經(jīng)常遇到，倘若作為2,3兩節(jié)的溝通橋梁，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算結(jié)果和包含關(guān)系的轉(zhuǎn)化，學(xué)生接受的順暢而自然；這個例子反映出在單元知識模塊下，努力挖掘節(jié)與節(jié)之間隱秘關(guān)聯(lián)性是建立知識間的紐帶，構(gòu)建知識體系的重要一環(huán)；4.在單元復(fù)習(xí)課上，則需要將每個課時的知識圖譜再整合成一個更高維度的大的知識圖譜。案例二：以“函數(shù)”單元為例；青州市教育教學(xué)研究院高中院長兼數(shù)學(xué)教研員，山東省兼職教研員楊玉昌老師在專家報告會上展示了《函數(shù)》單元——《指數(shù)函數(shù)》課時的教學(xué)案例視頻，視頻中突出教學(xué)設(shè)構(gòu)建知識體系，開始嘗試“將知識圖譜植入教學(xué)環(huán)節(jié)中”的策略來引導(dǎo)學(xué)生用高階思維看全貌的意識。圖6.《指數(shù)函數(shù)》公開課導(dǎo)入環(huán)節(jié)圖7.“函數(shù)”單元知識圖譜PAGEPAGE7課時或某單元的知識圖譜；楊玉昌老師作為山東省教研員已經(jīng)在山東省某些地區(qū)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，開設(shè)了“知識此對舊知進(jìn)行鞏固復(fù)盤，強(qiáng)化知識體系的構(gòu)建。圖8.增加大單元教（知識梳理課）圖9.“知識梳理課”學(xué)案【改革亮點(diǎn)】讓知識圖譜動態(tài)生成，而非靜態(tài)給之。許久以來數(shù)學(xué)教學(xué)只重視知識點(diǎn)和技能的獲得，忽視知識的整體性和關(guān)聯(lián)性，也沒有找到很好的工具培養(yǎng)構(gòu)建知識體系的能力，教材上的知識體系圖非常細(xì)化詳實(shí)，也是現(xiàn)成的；教輔資料上的知識圖譜也很詳實(shí)細(xì)致，也是現(xiàn)成才能真正的獲得系統(tǒng)思維的能力和意識?！緦?shí)踐檢驗(yàn)】早在20