知识逻辑结构与思维形式注记教学法研究与探索

摘要：本文针对理工科教学特点，提出一种基于知识逻辑结构核心论教学观的知识逻辑结构与思雏形式注记教学法。指经深层逻辑思维加工，通过“抽点一连线一成网一扩展一概型一嵌入”等步骤，分别在宏观架构与微观演绎层面上，形成知识逻辑结构与思维形式注记相融合的结构化教学方法论，以达到创新教学模式、优化内容结构、教学相长的目的。

关键词：宏观架构；微观演绎；知识逻辑结构核心论教学观；知识逻辑结构与思维形式注记教学法

现代科学技术在最近几十年中突飞猛进的发展，取得了比以往几个世纪更加光辉的业绩，出现了“知识爆炸”、“信息爆炸”的新格局。在这种情况下，随着时间的推移，人类学习时间的有限性与知识积累的极大丰富性之间的矛盾日益尖锐。解决这个矛盾的有效途径是在教学中不能机械地重复前人的认识，不能从最原始的观念出发，组合全部知识细节去构成特定学科的教学内容；而要用较短的时间和恰当的方法去获得认识上的“飞跃”，即要求用较高的观点，系统而有重点地去组织教学内容。知识的内在逻辑结构成为组织教学语言与教学内容的重要依据，即基于知识本体之上的知识逻辑结构居于教学的核心地位，而以知识逻辑结构为核心的思想又可以通过剖析理论结构(内在层次)的方法来实现。

一、知识逻辑结构核心论教学观和知识逻辑结构与思维形式注记教学法

作者在1989年发表的第一篇关于知识逻辑结构核心论教学观论文及其后继研究的基础上，2006年首次提出了知识逻辑结构(Knowledge Logic Structure)与思维形式注记(Learning in Mind Form)教学法。为了交流的方便，简称为KM教学法。进而于2010年底提出了知识逻辑结构与思维形式注记教学论，简称为KM教学论。

1.知识逻辑结构核心论教学观。知识逻辑结构核心论教学观是一种教学思想和教学理念，是指在教学中按理论知识的内在逻辑性确立逻辑结构、理论框架、内在联系的思想，坚持“先搭架、后填充、再诱导”和“少而精”的原则，按照认知心理学的规律和信息加工理论来构造教学内容的多层次逻辑结构。

2.知识逻辑结构与思维形式注记教学法。知识逻辑结构与思维形式注记教学法是将知识逻辑结构与思维形式注记相融合、将知识逻辑结构核心论的宏观思想落到实处的教学方法。其宗旨是以学生学习为主体，是使学生掌握如何快速并牢固获取知识从而提高教学质量的教学方法。

教学法中的知识逻辑结构对应的图称为知识逻辑结构图，思维形式注记对应的图称为思维形式注记图。这里强调指出：思维形式注记图与思维导图概念完全不同。思维导图是由英国人托尼·巴赞(Tony Buzan)创造的一种笔记方法，呈现的是一个发散性思维的自然表达过程，学习者能够借助思维导图提高思维能力。本文提出的思维形式注记图是在教学领域的微观演绎层面上，具有特定结构、形式与功能的图。例如，在理工科教学中思维形式注记图为概念型、符号型、类化型、证明型、辐射型、森林型、赋权树型7类具体表现形式，并且随着教学内容的不断丰富，会有更多的表现形式。

3.关联性。知识逻辑结构核心论教学观和知识逻辑结构与思维形式注记教学法是宏观指导与具体实施的相辅相成的关系。即知识逻辑结构核心论教学观是指导思想，知识逻辑结构与思维形式注记教学法是在知识逻辑结构核心论教学观指导下的具体教学方法。亦即以知识逻辑结构核心论为基础与宏观思想，再糅合进思维形式注记图的微观演绎。知识逻辑结构与思维形式注记教学法的实施步骤充分展示了具体的认知过程，这样的实施过程以知识逻辑结构核心论教学观为指导，是上升到了理论层次的教学方法，有着深刻的底蕴与内涵，有着科学的立论依据。

二、基于知识逻辑结构核心论教学观的知识逻辑结构与思维形式注记教学法运行模式

1.知识逻辑结构与思维形式注记教学法的核心是由宏观层面与微观层面所构成的相辅相成的教学内容的演绎系统。从宏观层面而论：知识逻辑结构的主要表达形式是知识逻辑结构图，它给出了所论知识系统的总体架构，其中表征了各知识子系统间(章与章间)的内在联系，表征了各子系统(以章为单元)内部的概念、命题(定理)、推演、证明、问题求解等内在联系。从微观层面而论：思维形式注记图要融入每一节中的概念、推演、证明、问题求解等环节，表征其具体、细致、动态、发展的逻辑构成与逻辑推演特征，揭示其形成概念证明与问题求解的思路，揭示其逐步精化的过程。以知识逻辑结构图为主线、融入思维形式注记图的这种综合集成、多层递阶知识系统的构造，正是知识逻辑结构与思维形式注记教学法的精髓与内核。综上所述，基于知识逻辑结构核心论教学观的知识逻辑结构与思维形式注记教学法形成了宏观上构建知识逻辑结构、微观上用思维形式注记演绎铺展的相互融合的运行模式。

2.从认知科学出发，以知识逻辑结构为核心，辅以思维形式注记，经宏观知识架构与微观演绎铺展，形成相互融合的教学机制。讲授者在教学大纲的规范下，按照理论发展l的内在逻辑性，确立以讲授知识的逻辑结构、理论框架和内在联系为主和对思维活动加以诱导的指导思想，坚持“先搭架，后填充，再诱导”和“少而精”的原则。

3.在教学内容上，按照认知心理学的规律与信息加工理论来构造知识的多层次结构逻辑系统，打破了传统的平面铺展的格局，构建了立体化的知识结构。在教学方法上，注重结构化，注重融合性，注重层次深化，充分利用思维形式注记图的启发诱导功能，取得认识上的“飞跃”；并充分注意与启发式教学法、探索式教学法的结合。

4.提炼出的知识逻辑结构可以用“图表”的形式给出，具有结构清晰、融会贯通等特点。通过“图表”，可使我们对于知识全貌有一个宏观的认识，并且厘清在知识总体上所归纳出的几条线索，这样只要牵动一点就可带动一串，便于记忆与运用。在教学过程的组织中，首先粗讲“骨架”与“结构”，然后填充重点、难点与关键内容；次要的枝节性知识由学生自学或粗讲，充分调动学生学习的主观能动性；最后再精讲“总体结构”，加以概括总结。

三、构造知识逻辑结构与思维形式注记教学法

构造高等理工科教学过程中实用化的、具有“抽点一连线一成网一扩展一概型一嵌入”流程以及“薄一厚一薄”交互式模式的知识逻辑结构与思维形式注记教学法(即“融合教学法”)，可以按以下几点进行。

1.抽点。对理论体系实施逐节、逐单元、逐章、逐篇的，由个别到一般的剖析。通过剖析，将每一部分的概念、定理、法则、理论的知识要点抽出来，暂时舍弃那些次要的、枝节性的东西。

2.连线。在程序上，先分析局部再分析扩大面，最后分析总体。在内容上，要寻求两种“要素”：一是各概

念、定理、法则、理论间的内在联系(并在其中加以区别，认识其本质)；二是贯穿于各概念、定理、法则、理论间的一根主线，不妨称之为“知识链”。

3.成网。在知识间的内在联系不断丰富和理论逐步发展的基础上，由浅到深、由简单到复杂、由具体到抽象，沿多层次结构不断深化，一环套一环地发展。同时，要注重知识在横纵方向上的联系，以形成“知识网络”。

4.扩展。在先前形成的知识框架的基础上，沿着各个“脉络”去发展延伸，将各相应部分加入全部细节(抓住重点、难点与关键点的讲解，余者可自学)，从而扩充与上升到知识的总体状态中去。这时已不是原来教材中知识内容的简单重复和罗列，而是高视角的、有牢固支撑的知识概型。这样掌握的知识是成串、成套的，是具有“空间”结构的，而不是“平面”结构的简单展现。从认识论的角度讲，这时的认识是螺旋上升后的。

5.概型。可将教学过程分为三级，前三者称为A级，扩展称为B级，概型称为c级。区别于学习过程的“厚一薄一厚”的方法，明确提出教学过程交互式的“薄一厚一薄”的方法。

6.嵌入。在剖析知识结构、分析论证问题、把握知识点间的内在联系、形成广泛联想的若干思维活动中，思维形式注记图起着重要作用。适当发展现有思维形式注记图的类型，泛化现有思维导向与结果剖析，并将其“嵌入”每节相应的适当位置上去，是极具启发诱导作用的核心环节之一。

按上述流程图可以指导教师在课程教学中使用知识逻辑结构与思维形式注记教学法，使其成为教学设计的程式化的依据。教师将授课知识点按上述步骤组织整理为知识逻辑结构与思维形式注记图，可在高视野、立体化、结构化的新视角下“吃透教材”，利于课堂教学的组织，为提高教学质量奠定坚实的基础。此外，还可以初步地教会学生利用知识逻辑结构与思维形式注记教学法的思想方法，总结知识结构，对培养学生自学、理解、-记忆、运用、创新能力大有裨益。

四、教学实践

针对“c语言程序设计”课程，经知识逻辑结构与思维形式注记教学法的“抽点一连线一成网一扩展一概型一嵌入”等环节，形成了知识逻辑结构图。分别对使用知识逻辑结构与思维形式注记教学法和不使用此教学法进行比对，知识逻辑结构与思维形式注记教学法的教学效果显著。对比数据取自往届未采用知识逻辑结构与思维形式注记教学法进行教学的班级和今年采用此教学法的班级。可以看出：采用知识逻辑结构与思维形式注记教学法提高了课堂掌握知识的正确率，尤其在程序设计的学习效率上，提高了编程能力：间隔一段时间后的对比数据表明，知识逻辑结构与思维形式注记教学法可使掌握的知识更持久。

本文针对学习时间的有限性与知识积累的极大丰富性之间的矛盾日趋尖锐等问题，提出一种基于知识逻辑结构核心论教学观的知识逻辑结构与思维形式注记教学法。相对于国内外现有的教学方法，知识逻辑结构与思维形式注记教学法的特征是：知识逻辑结构与思维形式注记相融合——从认知科学出发，以知识逻辑结构(图)为核心，融合思维形式注记(图)；经宏观知识架构与微观演绎铺展，形成相互融合的教学机制；首次提出如本文所述的创新性教学模式与立体化教学内容结构。课程实践表明：知识逻辑结构与思维形式注记教学法有效地提高了学生学习效率和效果。目前已将其运用到c语言程序设计、C++、离散数学等课程的教学中，其基本原理与方法可运用到理工类其他课程的教学过程中。

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[责任编辑：余大品]