“知识图谱”的动态生成 -系统思维培养的抓手 论文

22年教育论文PAGEPAGE1“知识图谱”的动态生成——系统思维培养的抓手马艳摘要：针对现阶段高中生不重视系统思维的培养，缺乏整体驾驭知识的能力，知识的学习呈现碎片化的现状，本文先从3个角度阐述了系统思维的重要意义，旨在引导学生重视系统思维的自我培养；接着致力于寻找一种强有力的工具或者方法来有效的培养学生系统思维的意识和能力，从而让学生学会整体把握知识体系，高维视域下分析解决问题。I关键词：知识图谱动态生成 系统思维 整合引言：随着网络的发展，现在的阅读和学习流于浅表化、碎片化，而碎片化的学习方式严重阻碍了学生对知识的深度理解和整体驾驭能力，学生的学习是只见树木不见森林，遇到多种知识集结在同一个问题中就乱了方寸，缺乏系统思维看事物的意识和能力；而且学生在未来专业领域的横向开拓和纵向深耕也是需要系统思维的。作者从小就偏好梳理知识体系，喜欢从高维度下看全貌，因此作者通过本文希望与大家交流探索出一套行之有效的培养系统思维的策略。系统思维学习最好的诠释。正文：一．为什么要重视学生系统思维的培养？原因一：掌握一门学科的基本要求；如果一门知识能成为一个学科、一个专业领域，那么它的知识点容量一定是海量的，并且该领域内所有知识点一定是定位明确、层次分明、条理清晰，任何一门学科或技能的精通掌握都需要对其整个专业领域有个整体全局的认知，有系统性的建构，这才是真正的掌握一门学科。梁思成之前，中国没有建筑学；梁思成所做的工作就是研究并梳理中国各个时期的建筑；在他之后，中国大学有了建筑学专业方向，开始培养建筑学领域的专业人才。至目前，中国依然还有许多科学领域是空白，没能形成一套完整的学科体系，开设课程培养人才，例如：“法医考古学”领域等等。未来可期，我们需要从小培养孩子们的系统思维能力。原因二：有利于发现新事物，促进科研前进；在科研中，这样的例子比比皆是。在此仅举两个案例。案例一:海王星的发现8个行星运行的轨道半径规律进行系统分析，发现在天王星和冥王星之间出现一海王星被探测到，正好是处于这个位置。案例二：化学元素周期表门捷列夫将63种化学元素按照元素的原子序排列——原子半径由左到右依次减小，上到下依次增大，横向为一周期，纵向为一族，制成了元素周期表的雏形。这种操作梳理不但把各种看似互不相关的元素统一起来，分门别类的整理成一个完整的自然体系，还揭示了化学元素之间的内在联系，更重要的是年12月30113,11,5,117,118号元素将成为首个由亚洲人发现并命名的元素，于2016年6月正式命名为Nihonium,符号Nh。原因三：有利于挖掘知识间的隐秘联系，促进深度学习和深度科研；案例一：化学元素周期表变规律，以及元素间的内在联系，即使尚未发现的元素，亦可以预测其特性。例如：镓、钪、锗的特性就是门捷列夫提前科研预测的。案例二：数学解析几何中的“圆锥曲线”孤立的看问题，永远流于表面现象；高维视角下，用联系的眼光分析，才能获得深度的认知。圆锥曲线产生方式的统一性导致一些相似的结构特征，而结构上的统一性必然又导致性质上的统一性，性质是我们研究的重中之重。如果我们具备系统思维的意识和能力，那么我们就会有意识的关注圆锥曲线在各个方面的统一性质，学习中只需熟练掌握其中一种曲线，其他曲线只需进行合理的类比推广即可。这种举一反三的学习方式降低了学习难度，提高了研究效率，促进了知识间的横向关联和纵向深度研究。例子太多，这里不做过多例举。二．如何培养学生的系统性思维？（一）工具的选择：知识图谱层级还有子系统，每个子系统下是各个知识点，我们站在系统高度下看全貌，对所有内容进行全局分析和把握，深挖每个点间的关联性。那么如何描述这个系统？仔细分析，我们需要刻画知识点与知识点间的关联性与层级性以及内容全貌，倘若用单文字语言、符号语言会缺乏直观性，也难以描述清楚，不易理解和掌握；倘若是用图形语言，则会容易描述，且直观形象。逐一分析：鱼骨图适合展示一类以时间线为脉络的知识体系，例如：数学史，有层级，但微观层面的点与点的关联性没有展示；思维导图体现思维的发展脉系统思维的培养要渗透在日常的教学和学习中，大多数情况下，是通过对某一主题，某一单元，某一课时内知识内容的整合与知识体系的构建过程中慢期8月份有幸听了山东省昌乐一中副校长兼职山东省教科院教研员——张福涛专家做的一场关于《高中新课程新教材研究与实施策略》的讲座，在谈到课程标准中的主线——主题——单元——课时教学，谈到改变学习过程中的知识碎片化问题，培养学生整体把握教材内容的策略时，也提出“知识图谱”一词，并且以“学案”形式让学生绘制知识图谱，梳理知识体系。（二）工具的使用方式：日常示范渗透，学生动态生成；方式一：融入日常课堂教学设计的头、尾环节；从课程方案——课程标准——课程内容体系——教材编写是一脉相承的，2017版2020年修订的新课标规定：课程结构与主题单元内容设计要分主线——分主题——分单元——分课时，因此教师在备课时需要从上位到下位，从宏观到微观把握整个课程体系，设计每一层级的知识图谱：主线图谱——主题知识图谱——单元知识图谱——课时知识图谱；日常教学时则是从微观到宏观的构建过程，可以是以课时知识图谱为最小单位，也可以以单元课时图谱为最小远远达不到培养学生系统思维的要求，因此不论哪个版本，老师需要细化充实教材中的知识图谱，内容不局限于教材，可以增补，是教师自己对教材的解读和把握，每个人可以是不同的。案例一：以“集合”单元为例；7个版本教材仅选取人教A对比发现北师大版略比人教A版体系图多一层级，都是标题式；我们需要填充内容，细化详实，绘制知识图谱的过程就是对所学内容复盘整理的过程，越详实越好；图3,4,5分别是“集合”单元下分3图1.人教A版2019年新教材图2.北师大版2019年新教材概念元素与集合的关系：属于和不属于；定义：指定某些对象的全体称作集合集合元素性质：确定性，无序性，互异性1大写字母法：最简记法，看不出元素及其特征；2列举法：适用元素个数有限且少的情况；3描述法：适用于元素无限个或突显元素共性的情况；表示4Ven图法：适用于（后续）刻画集合间的关系和集合运算法则；5数轴法：适用于孤立或连续数集关系的刻画，运算展示；区间法：适用于连续数集的表示；6空集：比较特殊，也属于有限集；按个数分有限集：元素有限个；（补充单元素集）无限集：元素无限个；分类数集；点集；按元素属性分图形集合；方程组的解集；物品集合；图3.集合第一课时图谱1包含关系（子集）：A，Ven图，元素特点；2真包含关系（真子集）：A，Ven图，元素特点；3相等关系：AB,Ven图，元素特点；集合的基本关）空集与任何集合的关系；相关结论）任何集合与自身的关系；），，Q,的关系；）集合元素个数和子集个数的关系（公式）图4.集合第二课时图谱交运算与交集：元素特征，符号表示，Ven图；基本运算规则:并运算与并集：元素特征，符号表示，Ven图；补运算与补集：元素特征，符号表示，Ven图；差运算与差集：元素特征，符号表示，Ven图；其他运算规则：AB,AB,AB,AB,AB,（新定义题型）集合运算三个集合交、并运算：ABC,ABC;三个集合的交并混合运算ABCACBC,两个集合的交并补混合运算：UABUAUB,两个集合的交并差混合运算ABAB,集合运算结果和集合包含关系之间的联系，图5.集合第三课时图谱并且在“课堂小结”环节完整呈现出来，以期让学生有个整体架构知识体系的意识和习惯养成；2.在下一课时开始时则要展示“单元知识图谱”——展示知识系统的全貌并且定位当前学习的进度，还要快速展示上一节课的课时知识图谱——复习总览过渡到今天的学习；3.在各个课时的知识图谱构建完成基础上，还需思考“课时”与“课时”内容间的关联性，例如：集合的第二节与第三节之间就具有很重要的关联性，即集合的包含关系和集合的基本运算之间有如下ABA

AB,ABA

B这一结论在解题中经常遇到，倘若作为2,3两节的沟通桥梁，实现了运算结果和包含关系的转化，学生接受的顺畅而自然；这个例子反映出在单元知识模块下，努力挖掘节与节之间隐秘关联性是建立知识间的纽带，构建知识体系的重要一环；4.在单元复习课上，则需要将每个课时的知识图谱再整合成一个更高维度的大的知识图谱。案例二：以“函数”单元为例；青州市教育教学研究院高中院长兼数学教研员，山东省兼职教研员杨玉昌老师在专家报告会上展示了《函数》单元——《指数函数》课时的教学案例视频，视频中突出教学设构建知识体系，开始尝试“将知识图谱植入教学环节中”的策略来引导学生用高阶思维看全貌的意识。图6.《指数函数》公开课导入环节图7.“函数”单元知识图谱PAGEPAGE7课时或某单元的知识图谱；杨玉昌老师作为山东省教研员已经在山东省某些地区教学实验，开设了“知识此对旧知进行巩固复盘，强化知识体系的构建。图8.增加大单元教（知识梳理课）图9.“知识梳理课”学案【改革亮点】让知识图谱动态生成，而非静态給之。许久以来数学教学只重视知识点和技能的获得，忽视知识的整体性和关联性，也没有找到很好的工具培养构建知识体系的能力，教材上的知识体系图非常细化详实，也是现成的；教辅资料上的知识图谱也很详实细致，也是现成才能真正的获得系统思维的能力和意识。【实践检验】早在20