序列向度:创设教学范式寻深化
人类面对的是一个无限广阔和无限丰富的客观世界,其中能够直接观察实验研究的客体只占少数,大多数对象都需要采用间接的研究方法来获取,而建模就从属于后者。建模的历程有三种方式:第一,将建模视为“序列式学习步骤”,根据明显的规则选择或使用模型;第二,将建模视为“学习一种新的语言”,对现象的描述提供另一种想法;第三,将建模视为“整合性的推理过程”,配合类比、视觉化、思考实验等方法,将日常问题的表征做进一步创造与转换。因此,建模历程具有序列性,属于一种平台,赋予整合性的推理过程,将学习者生活体悟的心智模式转换成科学模型,进而完成高阶思维的深度推进。以高阶思维的培育为目的,开展建模式教学,其核心思维方式有量化与分析、解释与评估、归纳与推理。
量化与分析:从初始模型构建的角度来看,量化与分析常利用数学的关系模式(如直方图、图表、单双曲线等),来量化初始模型的精准度。精准的量化方式能决定教学者用何种分析手段,围绕发生的现象进行科学判断、学术探讨,继而得出合理的初步形态,获取研究对象应有的独特属性和性质,为下一步更好地建模奠定基石。
解释与评估:从建模式教学向纵深发展的角度来看,当实施者提出的假说与推测在模型构建中发生交互作用时,则需要借助归纳与推理,梳理模型结构与现象之间的关系,如考量模型的发生、探讨模型的表征、探讨新旧模型间的知识更替等。
归纳与推理:从知识重融、重构的角度来看,解释能帮助区分模型元素的演进过程,即证明为什么一个因素会影响另一个因素。评估能帮助施教者和学习者联结他们的模型与实验所获得的结果。在评估中,施教者通过模型检测验证模型是否需要继续修正。
本研究创设的建模式教学范式,如图2-3-1,以Sinss建模学说为理论支撑,其涵盖了五重序列向度:
模型选择→模型建立→模型效化→模型应用→模型调度。
详细说明如下。
第一步,模型选择:从熟悉的模型中,选择一个合适的模型,配合个人经验来解决问题。第二步,模型建立:基于第一步选择的模型,分析其相关成分元素和结构,产生科学的假设,同时建立个人解题的初步模型。第三步,模型效化:在建立初步模型后,开始进行实验或测试,同时考量初步模型中各“量化元素”的适用性,将个人的模型做部分修正。第四步,模型应用:对心智模型做完修正后,利用此模型求得问题的解答,并对相似情境的问题加以诠释。第五步,模型调度:用第四步构建的模型在解决各种新情境时,对产生的新问题情境做推论性测试,同时评估此模型的适用广度,得出完善的模型。

图2-3-1 建模式教学范式