全國(guó)教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃（2011）重點(diǎn)課題

   《思維可視化技術(shù)與學(xué)科整合的理論和實(shí)踐研究》

   課 題 界 定 與 課 題 研 究 

課題界定

1.關(guān)于思維 

1.1什么是“思維”？

   思維是人腦對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)概括的和間接的反映，反映的是事物的本質(zhì)和事物間規(guī)律性的聯(lián)系，這是人與動(dòng)物的本質(zhì)區(qū)別，傳統(tǒng)的教學(xué)模式把時(shí)間主要用在“感知記憶”層面，這是一種訓(xùn)練動(dòng)物的方式，本課題將教學(xué)重新聚焦在思維層，讓教學(xué)回歸對(duì)人的教育。

1.2為什么要強(qiáng)調(diào)“思維”？

 “思維比知識(shí)更重要！” 這是不爭(zhēng)的事實(shí)，離開(kāi)“思維”的“知識(shí)”就變成“死知識(shí)”，而學(xué)“死知識(shí)”的過(guò)程當(dāng)然就變成“死學(xué)習(xí)” ，“死學(xué)習(xí)”靠的是“機(jī)械重復(fù)” ，所以必然是枯燥的、低效的、令人厭倦的，更重要的是“死學(xué)習(xí)”會(huì)使學(xué)生長(zhǎng)期處于“淺思考”甚至“不思考”狀態(tài)，從而導(dǎo)致思維能力發(fā)展受阻。而思維能力又是學(xué)習(xí)能力的核心，思維能力發(fā)展不起來(lái)，學(xué)習(xí)必然會(huì)越來(lái)越吃力，這樣便進(jìn)入一種不斷加深的惡性循環(huán)。因此，提高教學(xué)效能的關(guān)鍵并不于在“知識(shí)重復(fù)的次數(shù)”，而在“挖掘與呈現(xiàn)知識(shí)背后的思維規(guī)律并訓(xùn)練學(xué)生掌握它”。只有這樣，學(xué)生的思維能力才會(huì)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中得到有效發(fā)展，同時(shí)會(huì)使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更深入、更透徹、更系統(tǒng)，從而進(jìn)入會(huì)學(xué)、樂(lè)學(xué)的良性循環(huán)。

2.關(guān)于“思維可視化”

2.1什么是“思維可視化”？

“思維可視化”就是把學(xué)習(xí)過(guò)程中的思考方法和思考路徑通過(guò)圖示技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，思考方法在課題研究中主要包括在學(xué)習(xí)過(guò)程中常用的抽象、概括、區(qū)分、推理（演繹、歸納、類(lèi)比）、分析、綜合等邏輯思考的方法，還包括發(fā)散、聚合、遞進(jìn)、抽具象轉(zhuǎn)化等思考方式，思維路徑主要指思考過(guò)程中的思維發(fā)展線索（包括橫向展開(kāi)、縱向推進(jìn)、側(cè)向切入等）。

2.2實(shí)現(xiàn)“思維可視化”的技術(shù)有哪些？

1）圖示技術(shù)（思維導(dǎo)圖、模型圖、流程圖、概念圖、圖像、圖示等）；

2）生成圖示的軟件技術(shù)（Mindmanager、mindmapper、FreeMind、Sharemind、XMIND、Linux、Mindv、imindmap等）；

3）交互式軟件（實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與可視化學(xué)習(xí)資源的雙向互動(dòng)）；

4）網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)可視化教學(xué)資源的共享，突破時(shí)間、空間和學(xué)習(xí)人數(shù)的限制；

5）利用PPT、投影儀、交互式電子白板、電子書(shū)包、一體機(jī)等將思維可視化教學(xué)資源呈現(xiàn)出來(lái)。

3.思維可視化技術(shù)如何與學(xué)科教學(xué)整合？

3.1與哪些學(xué)科整合？

小學(xué)（四年級(jí)以上）各學(xué)科、初高中各學(xué)科。

注：從小學(xué)四年級(jí)開(kāi)始應(yīng)把思維能力訓(xùn)練作為教學(xué)主要目標(biāo)，思維能力的培養(yǎng)是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程，但是思維可視化的原理是一樣的，適用于各階段的學(xué)生。

3.2如何與學(xué)科的教學(xué)整合？

經(jīng)實(shí)踐研究，思維可視化技術(shù)可運(yùn)用到“教”與“學(xué)”的全過(guò)程。“教”的應(yīng)用包括：在課前，教師可以運(yùn)用這套技術(shù)提高資料處理、教學(xué)設(shè)計(jì)、課件制作、作業(yè)設(shè)計(jì)的效率和品質(zhì)；在課中，教師可運(yùn)用“思維可視化”課件來(lái)提高教學(xué)效率與品質(zhì)?！皩W(xué)”的應(yīng)用包括：在課前，學(xué)生可運(yùn)用其中一些方法（如繪制思維導(dǎo)圖）進(jìn)行課前預(yù)習(xí)；在課中，學(xué)生可以運(yùn)用思維可視化技術(shù)記課堂筆記；在課后，學(xué)生則可用這些方法進(jìn)行高效能的復(fù)習(xí)或能力訓(xùn)練（如用思維導(dǎo)圖進(jìn)行知識(shí)梳理、解題、構(gòu)思作文等）。

由此可見(jiàn)，通過(guò)思維可視化技術(shù)經(jīng)過(guò)與學(xué)科教學(xué)的整合計(jì)設(shè)，可運(yùn)用于整個(gè)教學(xué)過(guò)程（課前、課中、課后）中，以“多環(huán)節(jié)助力，全程化貫通”的方式提高教與學(xué)的效能。

3.3如何運(yùn)用思維可視化技術(shù)進(jìn)行學(xué)科內(nèi)容（思維可視化教學(xué)資源）開(kāi)發(fā)？

    將四層規(guī)律（考試規(guī)律→學(xué)科規(guī)律→思維規(guī)律→心理規(guī)律）與思維可視化技術(shù)整合起來(lái)，進(jìn)行可視化教學(xué)資源開(kāi)發(fā)，詳見(jiàn)本報(bào)告 “研究思路和研究方法”部分。

課 題 研 究

  1．研究目標(biāo)

本課題研究的目標(biāo)包括：（1）構(gòu)建基于思維可視化技術(shù)的學(xué)科教學(xué)模式——通過(guò)讓教師掌握各項(xiàng)思維可視化技術(shù)并將其運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐中，提高課堂教學(xué)效能，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展。（2）為交互式電子白板、電子書(shū)包、云教育資源平臺(tái)等提供具有“思維可視化”特性的教學(xué)資源。（3）形成運(yùn)用思維可視化技術(shù)進(jìn)行學(xué)科教學(xué)的理論體系，包括理念、技術(shù)、操作、管控、評(píng)價(jià)五個(gè)模塊。

2.研究?jī)?nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，本課題研究包括如下基本內(nèi)容：

1）為各子課題學(xué)校參與課題研究的教師提供“思維可視化技術(shù)學(xué)科教學(xué)應(yīng)用”的培訓(xùn)及指導(dǎo)，并配套相關(guān)學(xué)習(xí)資料，使教師掌握各項(xiàng)思維可視化技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用方法。具體包括：各種思維可視化圖示（包括思維導(dǎo)圖、模型圖、流程圖等）的原理及繪制方法、圖示技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的初步整合（包括課件制作、教學(xué)設(shè)計(jì)、作業(yè)設(shè)計(jì)等）、圖示技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的深度整合，主要是將考試規(guī)律→學(xué)科規(guī)律→思維規(guī)律→心理規(guī)律用圖示技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)。

2）引導(dǎo)教師開(kāi)展基于思維可視化技術(shù)的教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，形成一套高效的課堂教學(xué)模式。主要包括：教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)流程設(shè)計(jì)、作業(yè)設(shè)計(jì)、思維能力強(qiáng)化練習(xí)、教學(xué)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等。

3）引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維可視化技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，如運(yùn)用圖示技術(shù)進(jìn)行課程預(yù)習(xí)、記課堂筆記、復(fù)習(xí)、解題等，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。主要訓(xùn)練內(nèi)容包括：邏輯思考能力（概括、推理、歸納、分析等）訓(xùn)練、理性解題能力訓(xùn)練、發(fā)散思考能力及創(chuàng)造能力訓(xùn)練、對(duì)思維可視化教學(xué)資源（課件、圖示化學(xué)習(xí)模板、解體模型等）的有效運(yùn)用。

4）運(yùn)用思維可視化手段及原理開(kāi)發(fā)出針對(duì)不同學(xué)生群體、不同科目的、不同訓(xùn)練目標(biāo)的思維可視化教學(xué)資源。主要形式包括：導(dǎo)學(xué)案、教學(xué)課件（講義、PPT）、課例（樣板課）視頻等）、輔助教學(xué)資料、思維能力專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練方案及圖示模板等。

5）后續(xù)的軟件（具有思維可視化特性的交互式教學(xué)軟件）開(kāi)發(fā)及教學(xué)資源平臺(tái)搭建由華東師范大學(xué)教育技術(shù)研究所會(huì)同相關(guān)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)合作完成。

3. 研究思路和研究方法

3.1研究思路

1）挖掘教學(xué)內(nèi)核、尋找教學(xué)規(guī)律

研究路徑：

①對(duì)考試規(guī)律（考什么、怎么考、為什么要考）的挖掘，并以可視化的方式呈現(xiàn)出來(lái)；

②對(duì)學(xué)科規(guī)律（學(xué)科發(fā)展階梯、知識(shí)模塊構(gòu)成、學(xué)科能力發(fā)展要求）的挖掘，并以可視化的方式呈現(xiàn)出來(lái)；

③對(duì)思維規(guī)律（知識(shí)背后的思維是什么、如何提升思維能力、這些思維還能用在哪些方面）的挖掘，并以可視化的方式呈現(xiàn)出來(lái)；

④對(duì)心理規(guī)律（學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、自信心、情感體驗(yàn)）的挖掘，并以可視化方式呈現(xiàn)出來(lái)。

2）運(yùn)用思維可視化技術(shù)呈現(xiàn)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容

研究路徑：

①    進(jìn)行學(xué)科系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括：開(kāi)發(fā)目標(biāo)、設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容結(jié)構(gòu)、呈現(xiàn)形式、技術(shù)匹配及開(kāi)發(fā)流程；

②    進(jìn)行思維可視化教學(xué)資源的設(shè)計(jì)，包括：學(xué)科模型（學(xué)科發(fā)展梯形圖及每個(gè)模塊結(jié)構(gòu)圖）、關(guān)鍵詞條圖解、知識(shí)點(diǎn)歸納思維導(dǎo)圖、題型解析思維導(dǎo)圖、圖像鏈接助記模板等。

   備注：在此基礎(chǔ)上教師也可參與思維可視化教學(xué)軟件及云教育平臺(tái)共享資源的開(kāi)發(fā)。

3）評(píng)價(jià)和改進(jìn)

①評(píng)價(jià)指標(biāo)：學(xué)科成績(jī)、教師的教學(xué)體驗(yàn)、學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)、思維能力、心理能力。

②評(píng)價(jià)方法：課程觀摩點(diǎn)評(píng)、課件及課例的評(píng)價(jià)及指導(dǎo)、論文的評(píng)價(jià)與指導(dǎo)。

3.2 研究方法

1）文獻(xiàn)研究

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外已有紙張和電子形式的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，分析、整合現(xiàn)有研究成果，為其他形式的研究提供理論指導(dǎo)和行動(dòng)基礎(chǔ)。

2）行動(dòng)研究

本課題以解決“教”與“學(xué)”的效能這個(gè)實(shí)際問(wèn)題為重點(diǎn)，以教師教學(xué)過(guò)程、學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程及教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用為研究對(duì)象和背景，在進(jìn)行觀察、分析、比較和積累資料的基礎(chǔ)上，研究解決問(wèn)題的方法，并在實(shí)施過(guò)程中取得效果，逐步形成研究成果。

3）實(shí)驗(yàn)研究

本課題的研究將根據(jù)各子課題學(xué)校的實(shí)際情況，在全國(guó)甄選200-300所實(shí)驗(yàn)學(xué)校進(jìn)行課堂教學(xué)實(shí)踐；對(duì)不同地區(qū)、不同學(xué)校、不同班級(jí)、不同學(xué)生進(jìn)行差異性研究，并通過(guò)“計(jì)劃——行動(dòng)——反思——修改”的循環(huán)模式進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)出符合國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)、考試標(biāo)準(zhǔn)及區(qū)域性教學(xué)特色的原則、方式和方法。

  4、實(shí)施方案

4.1.研究準(zhǔn)備階段

2011年10月至2012年3月

1)總課題組組建

2)制定課題管理辦法；

3)召開(kāi)課題開(kāi)題籌備會(huì)；

4)進(jìn)行課題宣傳；

5)完成開(kāi)題前的準(zhǔn)備工作

6)總課題開(kāi)題

4.2培訓(xùn)指導(dǎo)階段

2012年3月至2012年7月

1)建立課題信息交流指導(dǎo)平臺(tái)

2)召開(kāi)課題開(kāi)題研討會(huì)

3)各學(xué)校申報(bào)、立項(xiàng)、確定子課題

4)各子課題學(xué)校成立課題研究小組

5)總課題組組織各子課題學(xué)校優(yōu)秀教師參加教師培訓(xùn)

6)建立全國(guó)名師聯(lián)盟

4.3子課題研究階段

2012年7月至2012年12月

1)各子課題學(xué)校按照規(guī)定的子課題研究計(jì)劃陸續(xù)開(kāi)展文獻(xiàn)研究、行動(dòng)研究、開(kāi)發(fā)研究、實(shí)驗(yàn)研究、案例研究工作

2)各子課題學(xué)校參與課題教師將思維可視化技術(shù)初步運(yùn)用到課堂教學(xué)實(shí)踐中

3)各子課題學(xué)校教師在校內(nèi)進(jìn)行課題研討活動(dòng)

4)各子課題學(xué)校教師在課題信息交流平臺(tái)上進(jìn)行課題研究狀況的總結(jié)和交流

2012年12月至2013年3月

5)各子課題學(xué)校開(kāi)始匯總課題研究的資料、教案、課例等

6)各子課題學(xué)校進(jìn)行子課題研究的年度小結(jié)

7)對(duì)子課題研究中存在的問(wèn)題（如：研究方向、研究方法、研究的深度與品質(zhì)等）進(jìn)行歸類(lèi)，然后分析、糾正、改進(jìn)；

2013年3月至2013年6月

8)各子課題學(xué)校組織優(yōu)秀課例進(jìn)行交流和評(píng)優(yōu)活動(dòng)

9)各子課題學(xué)校選送優(yōu)秀教案進(jìn)行交流

10)各子課題學(xué)校進(jìn)行學(xué)生思維能力、學(xué)科水平測(cè)評(píng)、研究工作

11)形成具有代表性的思維可視化教學(xué)模范實(shí)驗(yàn)區(qū)和樣板學(xué)校

12)總課題組組織課題研究和交流研討會(huì)（地面論壇）

13)形成階段性成果

4.4.子課題研究成果總結(jié)、結(jié)題階段

2013年6月至2013年10月

1)各子課題學(xué)校逐步形成、確定每一年級(jí)、每一學(xué)期、每一時(shí)段應(yīng)用思維可視化教學(xué)技術(shù)形成的規(guī)范的教案、課堂教學(xué)實(shí)錄、課堂教學(xué)評(píng)價(jià)等完整的研究資料

2)各子課題學(xué)校進(jìn)行子課題研究的成果總結(jié)、撰寫(xiě)研究報(bào)告或論著

子課題結(jié)題

4.5總課題研究成果總結(jié)、結(jié)題階段

2013年10月至2013年12月

1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、總結(jié)、提升

2)完成總課題和子課題研究的解題工作。根據(jù)全國(guó)教育信息技術(shù)研究課題領(lǐng)導(dǎo)小組的要求提交有關(guān)的研究報(bào)告，研究成果和相關(guān)資料。

3)總結(jié)形成相關(guān)論文、研究報(bào)告、著作及其它形式的課題成果。

   5、預(yù)期成果

5.1、研究報(bào)告

1）總課題組最終形成課題綜合研究報(bào)告；

2）子課題參研單位形成各子課題專(zhuān)項(xiàng)研究報(bào)告；

5.2、研究論文

1）總課題組發(fā)表相關(guān)論文3~5篇；

2）各子課題參研單位發(fā)表論文1~2篇；

3）總課題及參研單位共同編輯出版課題論文集。

5.3、教學(xué)資源

1）基于思維可視化技術(shù)的教學(xué)課例（樣板課），各階段（小學(xué)、初中、高中）每個(gè)學(xué)科2~3組，不少于10個(gè)課時(shí)；

2）基于思維可視化技術(shù)的教學(xué)課件（PPT格式），各階段（小學(xué)、初中、高中）每個(gè)學(xué)科2~3組，不少于10個(gè)課時(shí)；

3）其他思維可視化教學(xué)資源模塊，包括：學(xué)科模型、解題圖示、知識(shí)歸納思維導(dǎo)圖等。

“思維可視化技術(shù)與學(xué)科整合的理論和實(shí)踐研究”總課題組

2011年12月5日