教育系统科学在改变教育和回答钱学森之问

吴金闪

系统科学学院

北京师范大学

北京师范大学系统科学学院教育系统科学研究中心

钱学森之问

  • 为什么我们的学校总是培养不出杰出的科技创新人才?

杰出的创造者能做什么

  • 提出和解决问题,尤其顶天立地的问题
  • 在此过程中创造和创造性使用知识

杰出的创造者需要什么

  • 某些学科概念知识,左右贯通
  • 从实践中提炼问题,尤其还没有成为那个学科的问题的问题,从下到上,抽象
  • 运用某些学科的思维方式和分析方法来解决问题,从上到下
  • 从解决问题中提炼出来思维方式和分析方法,从下到上

教育系统科学怎么回答钱学森之问

  • 核心理念和概念
  • 脚手架工具
  • 学习和研究的平台
  • 科学研究方法、系统思维、工程实现

人才和知识的层次

Levels of Expertise and Knowledge

知识的上下左右贯通

  • 概念形成:从低层到高层联系,抽象和具体化
  • 概念同化:同层内或者层次不清的知识之间的联系
  • 概念生成:从高层到低层,通过提出和解决问题
  • 高层知识生成器:$3^{+}$知识

理解型学习的教育观

  • 为什么:社会的发展需要更多的创造者——$3^{+}$人才
  • 教和学什么:创造者需要掌握高层知识
  • 怎么教和学:上下左右贯通

从核心概念到工具到实践

  • 多个学科的概念网络,配案例
  • 多个学科的大图景,配案例
  • 学习顺序算法、检测算法、回溯性诊断、WHWM
  • 教材开发、教学实验
  • 教师培养、公益培训、企业应用
  • “人类知识高速公路上的理解型学习系统”

学科知识网络举例

Math Done Right

学科大图景举例

试论数学学科大图景

理解型学习教师培训

Meaningful Learning for Teachers

汉字理解型学习资源

Meaningful Learning of Chinese Characters

小学数学理解型学习资源

Meaningful Learning of Elementary School Math

教材举例:小学数学这样学

Elementary School Math Done Right

回溯性诊断系统

Tracing Back to Broken Knowledge Point

同时是道和术的WHWM

WHWM, as a method of analysis and also a way of thinking

从核心概念到工具到实践

  • 学科多层知识网络用于科学研究
    • 大图景
    • 体现大图景的核心概念网络
    • 论文、专利、应用案例
  • 心里有全貌的老鼠型研究者
  • 钻得下去的鹰型研究者

人类知识高速公路上的理解型学习系统

  • 知识网络上的视频、教材、案例等学习材料
  • 配合学习顺序和检测算法,学习者记录
  • 学什么:高层知识生成器
  • 怎么学:受网络和算法启发的上下左右贯通
  • 每个人都想成为自己想要成为的四不像

这个报告的概念地图

Meaningful Learning Works

哪里系统科学了?

  • 知识的联系和层次
  • 上下左右贯通,从个体看到整体,从整体来看个体
  • 科学研究方法
  • 从理论到工具到系统性的工程化的实现

让世界因你我而不同

  • 携手同行,改变教育,让世界更美丽
  • 帮助学生们学得更好,帮助老师们教得更好
  • 帮助更多人成为创造者,成为从创造和欣赏创造中体会到快乐的人

欢迎参加后续工作坊

  • 时间:17、18日18:30-20:30
  • 地点:B1楼钟鸣厅
  • 内容:本次报告——理解型学习核心理念和概念
    • 理解型学习用于课程设计的案例
    • 学员练习课程设计、辅导、展示和讨论