思维建模

　　思维建模（Modeling）是借助于一些特定的工具（比如：思维导图）和方法将自己的内在的思维过程建立模型，进行可视化表征的认知方法。思维建模的方法适用于自我建构知识，是教师创设建构主义课堂的一把钥匙。
　　美国密苏里大学的教育专家：乔纳森（David Jonassen）教授在他的著作《用于概念转变的思维工具：技术支持的思维建模》（《Modeing with technology : mindtools for conceptual change》）中认为：“思维建模通过思维建模工具帮助学习者具化内部的认知概念模型，促使学习者在建模的过程中积极地调整与修改自我的概念模型结构，并通过多种形式的认知呈现，帮助学习者丰富和拓展内部的认知概念模型的意义。”

　　我（张剑平，edupioneer）已经就思维建模的教学运用申报了江苏省教育科学“十一五”规划课题，获省重点自筹课题。课题名称为：“思维建模在中学地理教与学中的应用研究”。
　　课题申报书：
　　思维建模在中学地理教与学中的应用研究
　　江苏省通州高级中学 张剑平
　　（一） 课题的核心概念及其界定
　　思维建模：
　　思维建模是将学习的思维过程通过建模工具做可视化表征。思维建模是一种建构性学习方式，学习者根据自己先前的知识经验，使用所给与的工具（软工具和硬工具），建构对当前学习的理解，并将这种理解通过模型表达出来，从而促进学生对知识的深层理解。思维建模不是知识建模，思维建模是建立个人的知识内化过程的模型，知识建模通常是知识的逻辑体系化过程。思维能力和思维建模能力不是一个概念。思维能力不能等同于思维建模能力，思维建模能力是将思维过程可视模型化的能力。     
　　思维建模在中学地理教与学中的应用：
　　即以思维建模理论为指导，根据思维建模的一般原理和方法，结合中学地理学学科教学思维的共性及特质，探讨思维建模在中学地理教与学中的具体具体实践与建构，其主要包括教师教的思维建模、学生学的思维建模以及教师和学生在教与学中的思维互动建模，以求得中学地理教与学的形的改观和质的提升。
　　（二） 国内外同一研究领域现状与研究的价值
　　1、国内外同一研究领域的现状
　　关于思维建模的概念最早是由美国学者D?H?乔纳森系统提出来的。乔纳森在《技术支持的思维建模：用于概念转变的思维工具》一书中，集思维建模之大成，全面阐述了思维建模的有关概念和理论。他认为：有意义的学习需要概念参与，学习的目标就是概念的转变与发展；对学习者来说，支持有意义学习最有力的策略之一是对他们所学的知识进行模型的建构，思维工具的使用可以看作是能引发和支持概念转变的建模工具。乔纳森的这些思想在整个世界产生了很大的影响。
　　国内目前也已有部分学者专家对思维建模的理论进行了关注及研究。北京师范大学刘儒德在《建模：一种有效的建构性学习方式》的文章中提出，建模作为一种建构性学习方式，可促使学习者根据先前的知识经验，使用所给与的物件和工具，来探究当前情境，建构起对当前情境的理解，并将自己的这种理解表达出来，从而可促进学生对知识的深层理解和灵活应用。刘教授还具体将建模分为探究性建模和表达性建模两种形式，并提出了关于有关建模的三种抽象水平，即定量、半定量和定性；他同时强调在教学中，教学者可根据学生的发展水平，提供适当的支持，帮助学生展开不同形式、水平的建模活动。《中小学信息技术教育》杂志还曾专门发表国郭秀霞研究思维建模的文章《浅析思维工具对学习者思维品质的培养》，该文着重对思维建模（思维建模也是一种思维工具）和思维品质做出理论性的研讨；另外还有部分学者及少量的一线教师就思维建模在有关理科教学中的运用进行过一些零散的的探讨和研究；但就目前的资料检索，地理学科教学中思维建模方面的研究几乎是空白。
　　2、本课题研究的价值
　　（1）有助于了解不同学习能力的学生在地理学习中思维建模的差异，构建通过提高思维建模能力增强学生学习能力的学习模式；     
　　（2）有助于建立教师和学生在教与学中思维模型互动修正的教学机制，促进课堂教学效益的提升，构建基于思维建模方法的教学模式；
　　（3）有助于借助地理教学中的思维建模，为地理学习状况和效果的反馈和检测提供新的手段。
　　（三）研究的目标、内容（或子课题设计）与重点
　　1、研究目标
　　（1）建立学生运用思维建模有效学习地理的模式；
　　（2）建立教师运用思维建模方式进行地理课堂教学的模式；
　　（3）形成运用思维建模方式进行地理学习状况和效果进行反馈和检测的方案。   
　　2、研究内容
　　（1）思维建模的内涵及其在中学地理教学中应用的价值研究。
　　 A、思维建模的教学理念；
　　B、思维建模在中学地理教学中应用的价值
　　（2）思维建模在中学地理学习中的应用研究。
　　A、中学地理学习思维建模的模型；
　　B、中学地理学习思维建模的方法；
　　C、中学地理学习思维建模的过程；
　　D、中学地理运用思维建模学习的范式。
　　（3）思维建模在中学地理课堂教学中的应用研究。
　　A、中学地理运用思维建模教学的一般流程；
　　B、中学地理运用思维建模教学的原则与方法；
　　C、中学地理运用思维建模教学的教学评价。
　　（4）思维建模在中学地理学习反馈和检测中的应用研究。
　　A、运用思维建模检测中学地理学习的模式；
　　B、运用思维建模检测中学地理学习的方法；
　　C、运用思维建模检测学生地理学习的效度。
　　（5）思维建模在中学地理教与学中应用的个案研究。
　　A、中学地理学习思维建模的典型案例；
　　B、运用思维建模进行教学的典型案例。
　　3、研究重点
　　（1）思维建模在中学地理学习中的应用研究；
　　（2）思维建模在中学地理课堂教学中的应用研究。
　　（四）研究的思路、过程与方法
　　1、研究思路
　　（1）在学习思维建模理论和认知理论基础上，收集、创建以及完善地理学习思维建模的基本模式，形成地理学习思维建模模式库。
　　（2）教学过程中运用思维建模方式进行教学设计和课件创作，对学生进行相关的思维建模应用培训。
　　（3）制作基于思维建模的检测试卷，对学生思维建模能力和学习能力、学习效果进行对比分析，并不断调整和完善研究思路，提高研究的实效。
　　2、研究过程
　　（1）课题准备阶段（2009年1月—2009年8月）
　　A、（2009年1月）课题的设计、申报，相关资料的收集整理。
　　B、（2009年1月—2009年5月）理论学习和文献研究。通过查阅报纸、期刊以及学术著作，通过利用互联网搜索等方法，收集和学习和课题相关的理论文献，包括：思维、认知、建构主义、学习方法、地理学科特点、地理教学法等。
　　C、（2009年6月—2009年8月）创建地理思维建模模式库；预设思维建模教学模式；建立“地理思维建模教与学”研究网站。
　　（2）课题研究阶段（2009年9月—2011年7月）
　　A、（2009年9月—2010年1月）第一阶段行动研究。运用思维建模模式进行课堂教与学尝试，开始着手编写思维建模教学案例与制作课件；指导学生运用思维建模方法进行学习，选取学生个案进行个案记录，开展对不同学习能力学生的比较调查；
　　B、（2010年2月—2010年7月）第二阶段行动研究。继续进行思维建模模式课堂教与学尝试；开始编写和应用学生地理思维建模训练方案，继续跟踪样本学生进行个案记录；建立学生运用思维建模学习的基本模式。
　　C、（2010年9月—2011年1月）第三阶段行动研究。继续进行思维建模课堂教与学尝试；继续跟踪样本学生进行个案记录；建立运用思维建模进行课堂教学的基本模式和师生思维建模互动方案；开发思维建模测试反馈试卷并使用试卷进行检测评估与反馈。
　　D、（2011年2月—2011年7月）第四阶段行动研究。对学生运用思维建模进行学习的模式、教师运用思维建模进行课堂教学的模式进行验证性研究；对运用思维建模模式测试卷的反馈和评估效果进行对比研究。
　　（3）课题总结阶段（2011年8月—2011年12月）
　　课题研究成果汇总。撰写研究报告；汇总系列论文和个案，并对个案进行分析和归纳；编辑出版“运用思维建模学地理训练教程”和“运用思维建模学地理系列检测试卷”。
　　3、研究方法
　　1、文献研究法。查阅思维建模、建构主义理论以及认知心理等资料，参考或直接应用相关成果，着眼于地理思维建模在地理教与学过程中的运用，进行综合分析，为本课题研究提供充实可靠的理论依据，寻求理论和实践创新。
　　2、行动研究法。这是本课题主要研究方法。通过地理思维建模方法培训以及在教与学实践中运用，探讨在不同的地理教学内容下最佳的思维建模的模式，探讨老师和学生运用思维建模进行教学活动的效率，探讨学生在学习中思维建模能力和学习能力的关系，完善思维建模在地理教与学中的应用体系。
　　3、个案研究法。本课题选取学习能力强和弱的学生各一名和教师一名作为个案研究对象。研究思维建模对他们学习和教学的影响。
　　4、对比研究法。本课题着重于四个方面的对比研究。一是思维建模教与学与传统课堂教与学的效能对比研究；二是不同学习能力学生之间思维建模能力差异对比研究；三是同一学生在；四是基于思维建模测试卷和传统试卷对学生学习状况反馈效果的对比研究。
　　（五）主要观点与创新之处
　　1、主要观点
　　（1）思维建模是建构式学习的有效的可操作性方法之一。学生通过运用思维建模的方法进行学习，有利于学生在学习中内省自己的思维过程，从本质上建构自己的地理能力和地理知识。
　　（2）基于思维建模模式的课堂教学是通过教师传授思维建模方法，引导学生在学习过程中借助思维建模内省自己的思维过程，并和学伴比较、讨论、完善自己的思维模型，从而达成学习目标的有效教学。
　　（3）思维建模在整个教与学的过程中运用，包括教师的教、学生的学以及教师对学生学习的有效反馈，使原本潜在的思维过程和思维互动可视化，从而能够对教与学过程进行比较准确的控制、调整和把握。
　　2、创新之处
　　以思维建模为核心，改革中学地理课堂教学中的“教”与“学”及相关的评价和检测系统，是建构主义的学习理论在中学地理教学中进行操作化运用的一个新的尝试，它将可能迎来中学地理学习范式和教学范式新的变化，迎来中学地理教学质量的新的提升。
　　（六）预期研究成果
　　成果名称 成果形式 完成时间
　　阶段成果（限5项） 思维建模的内涵及其在中学地理教学中应用的价值 专题论文 2011年10月
　　思维建模在中学地理学习中的应用 系列论文、指导教材 2010年07月
　　思维建模在中学地理课堂中的应用 系列论文、课件教案 2010年07月
　　思维建模在中学地理学习反馈和检测中的应用 专题论文、试卷 2010年07月
　　思维建模在中学地理教与学中应用的个案及分析 系列个案 2011年07月
　　最终成果（限3项） 思维建模在中学地理教与学中的应用研究报告 研究报告 2011年12月
　　思维建模在中学地理教与学中应用的实践探讨 论文专辑 2011年12月
　　思维建模在中学地理教与学中应用的实践案例 案例专辑 2011年12月

　　（七）完成研究任务的可行性分析
　　1、本人有二十年的教龄，长期在教学一线担任高中地理教学工作，而且从事信息化、现代化媒体教学运用有十二年历史。本人是南通市地理学科骨干、南通市第二梯队名师培养对象、通州市地理学科带头人，通州市名师之路成员。
　　2、本人有较强的教育科研能力。曾参与十五教育部重点课题《网络教育资源的整合研究：基础教育信息化资源开发和应用的有效性研究》（课题编号：DCB030256）的研究，作出突出贡献；主持江苏省“十五”现代教育技术研究课题：《如何有效应用信息技术支持课程变革》，终审结题。六年来有多篇文章在国家级杂志发表：中小学信息技术教育：《把握网络教学的效益与效率》、《教育先锋实现地理教学的回归》；信息技术教育：《从“地貌”到“火星”》、 《专题报告型活动课设计》；网络科技时代：《地理究竟教会学生什么》、《自由的考试》
　　3、本课题前期通过网络收集了一些资料并且借助网络论坛开展了一些调研工作。经过阅读相关资料和调研，更加坚信了这个课题的前瞻性和研究价值，对课题的研究更加充满信心。
　　4、本校是一所历史悠久、具有浓郁文化底蕴的国家示范性省重点高中，有一流的硬件设施和一流的教科研氛围，省教科所、南通市和通州市教科室的专家是本课题研究的实际顾问，能保障本课题朝着科学、前瞻的方向前进，确保课题研究的高质量，他们可以给本课题提供理论上的智慧支撑和操作层面的具体指导。