思維建模（Modeling）是藉助於一些特定的工具（比如：思維導圖）和方法將自己的內在的思維過程建立模型，進行可視化表征的認知方法。
基本介紹
- 中文名：思維建模
- 外文名：Modeling
- 人物：喬納森
- 類型：一些特定的工具
名詞定義,建模工具,教學實踐,
名詞定義
思維建模的方法適用於自我建構知識，是教師創設建構主義課堂的一把鑰匙。
美國密蘇里大學的教育專家：喬納森（David Jonassen）教授在他的著作《用於概念轉變的思維工具：技術支持的思維建模》（《Modeing with technology : mindtools for conceptual change》）中認為：“思維建模通過思維建模工具幫助學習者具化內部的認知概念模型，促使學習者在建模的過程中積極地調整與修改自我的概念模型結構，並通過多種形式的認知呈現，幫助學習者豐富和拓展內部的認知概念模型的意義。”
美國密蘇里大學的教育專家：喬納森（David Jonassen）教授在他的著作《用於概念轉變的思維工具：技術支持的思維建模》（《Modeing with technology : mindtools for conceptual change》）中認為：“思維建模通過思維建模工具幫助學習者具化內部的認知概念模型，促使學習者在建模的過程中積極地調整與修改自我的概念模型結構，並通過多種形式的認知呈現，幫助學習者豐富和拓展內部的認知概念模型的意義。”
建模工具
思維導圖
思維導圖是思維建模最主流的工具之一。
教學實踐
思維建模在中學地理教與學中的套用研究
我（張劍平，edupioneer）已經就思維建模的教學運用申報了江蘇省教育科學“十一五”規劃課題，獲省重點自籌課題。課題名稱為：“思維建模在中學地理教與學中的套用研究”。
課題申報書：
思維建模在中學地理教與學中的套用研究
江蘇省通州高級中學張劍平
（一） 課題的核心概念及其界定
思維建模：
思維建模是將學習的思維過程通過建模工具做可視化表征。思維建模是一種建構性學習方式，學習者根據自己先前的知識經驗，使用所給與的工具（軟工具和硬工具），建構對當前學習的理解，並將這種理解通過模型表達出來，從而促進學生對知識的深層理解。思維建模不是知識建模，思維建模是建立個人的知識內化過程的模型，知識建模通常是知識的邏輯體系化過程。思維能力和思維建模能力不是一個概念。思維能力不能等同於思維建模能力，思維建模能力是將思維過程可視模型化的能力。
思維建模在中學地理教與學中的套用：
即以思維建模理論為指導，根據思維建模的一般原理和方法，結合中學地理學學科教學思維的共性及特質，探討思維建模在中學地理教與學中的具體具體實踐與建構，其主要包括教師教的思維建模、學生學的思維建模以及教師和學生在教與學中的思維互動建模，以求得中學地理教與學的形的改觀和質的提升。
（二） 國內外同一研究領域現狀與研究的價值
1、國內外同一研究領域的現狀
關於思維建模的概念最早是由美國學者D·H·喬納森系統提出來的。喬納森在《技術支持的思維建模：用於概念轉變的思維工具》一書中，集思維建模之大成，全面闡述了思維建模的有關概念和理論。他認為：有意義的學習需要概念參與，學習的目標就是概念的轉變與發展；對學習者來說，支持有意義學習最有力的策略之一是對他們所學的知識進行模型的建構，思維工具的使用可以看作是能引發和支持概念轉變的建模工具。喬納森的這些思想在整個世界產生了很大的影響。
國內目前也已有部分學者專家對思維建模的理論進行了關注及研究。北京師範大學劉儒德在《建模：一種有效的建構性學習方式》的文章中提出，建模作為一種建構性學習方式，可促使學習者根據先前的知識經驗，使用所給與的物件和工具，來探究當前情境，建構起對當前情境的理解，並將自己的這種理解表達出來，從而可促進學生對知識的深層理解和靈活套用。劉教授還具體將建模分為探究性建模和表達性建模兩種形式，並提出了關於有關建模的三種抽象水平，即定量、半定量和定性；他同時強調在教學中，教學者可根據學生的發展水平，提供適當的支持，幫助學生展開不同形式、水平的建模活動。《中國小信息技術教育》雜誌還曾專門發表國郭秀霞研究思維建模的文章《淺析思維工具對學習者思維品質的培養》，該文著重對思維建模（思維建模也是一種思維工具）和思維品質做出理論性的研討；另外還有部分學者及少量的一線教師就思維建模在有關理科教學中的運用進行過一些零散的的探討和研究；但就目前的資料檢索，地理學科教學中思維建模方面的研究幾乎是空白。
2、本課題研究的價值
（1）有助於了解不同學習能力的學生在地理學習中思維建模的差異，構建通過提高思維建模能力增強學生學習能力的學習模式；
（2）有助於建立教師和學生在教與學中思維模型互動修正的教學機制，促進課堂教學效益的提升，構建基於思維建模方法的教學模式；
（3）有助於藉助地理教學中的思維建模，為地理學習狀況和效果的反饋和檢測提供新的手段。
（三）研究的目標、內容（或子課題設計）與重點
1、研究目標
（1）建立學生運用思維建模有效學習地理的模式；
（2）建立教師運用思維建模方式進行地理課堂教學的模式；
（3）形成運用思維建模方式進行地理學習狀況和效果進行反饋和檢測的方案。
2、研究內容
（1）思維建模的內涵及其在中學地理教學中套用的價值研究。
A、思維建模的教學理念；
B、思維建模在中學地理教學中套用的價值
（2）思維建模在中學地理學習中的套用研究。
A、中學地理學習思維建模的模型；
B、中學地理學習思維建模的方法；
C、中學地理學習思維建模的過程；
D、中學地理運用思維建模學習的範式。
（3）思維建模在中學地理課堂教學中的套用研究。
A、中學地理運用思維建模教學的一般流程；
B、中學地理運用思維建模教學的原則與方法；
C、中學地理運用思維建模教學的教學評價。
（4）思維建模在中學地理學習反饋和檢測中的套用研究。
A、運用思維建模檢測中學地理學習的模式；
B、運用思維建模檢測中學地理學習的方法；
C、運用思維建模檢測學生地理學習的效度。
（5）思維建模在中學地理教與學中套用的個案研究。
A、中學地理學習思維建模的典型案例；
B、運用思維建模進行教學的典型案例。
3、研究重點
（1）思維建模在中學地理學習中的套用研究；
（2）思維建模在中學地理課堂教學中的套用研究。
（四）研究的思路、過程與方法
1、研究思路
（1）在學習思維建模理論和認知理論基礎上，收集、創建以及完善地理學習思維建模的基本模式，形成地理學習思維建模模式庫。
（2）教學過程中運用思維建模方式進行教學設計和課件創作，對學生進行相關的思維建模套用培訓。
（3）製作基於思維建模的檢測試卷，對學生思維建模能力和學習能力、學習效果進行對比分析，並不斷調整和完善研究思路，提高研究的實效。
2、研究過程
（1）課題準備階段（2009年1月—2009年8月）
A、（2009年1月）課題的設計、申報，相關資料的收集整理。
B、（2009年1月—2009年5月）理論學習和文獻研究。通過查閱報紙、期刊以及學術著作，通過利用網際網路搜尋等方法，收集和學習和課題相關的理論文獻，包括：思維、認知、建構主義、學習方法、地理學科特點、地理教學法等。
C、（2009年6月—2009年8月）創建地理思維建模模式庫；預設思維建模教學模式；建立“地理思維建模教與學”研究網站。
（2）課題研究階段（2009年9月—2011年7月）
A、（2009年9月—2010年1月）第一階段行動研究。運用思維建模模式進行課堂教與學嘗試，開始著手編寫思維建模教學案例與製作課件；指導學生運用思維建模方法進行學習，選取學生個案進行個案記錄，開展對不同學習能力學生的比較調查；
B、（2010年2月—2010年7月）第二階段行動研究。繼續進行思維建模模式課堂教與學嘗試；開始編寫和套用學生地理思維建模訓練方案，繼續跟蹤樣本學生進行個案記錄；建立學生運用思維建模學習的基本模式。
C、（2010年9月—2011年1月）第三階段行動研究。繼續進行思維建模課堂教與學嘗試；繼續跟蹤樣本學生進行個案記錄；建立運用思維建模進行課堂教學的基本模式和師生思維建模互動方案；開發思維建模測試反饋試卷並使用試卷進行檢測評估與反饋。
D、（2011年2月—2011年7月）第四階段行動研究。對學生運用思維建模進行學習的模式、教師運用思維建模進行課堂教學的模式進行驗證性研究；對運用思維建模模式測試卷的反饋和評估效果進行對比研究。
（3）課題總結階段（2011年8月—2011年12月）
課題研究成果匯總。撰寫研究報告；匯總系列論文和個案，並對個案進行分析和歸納；編輯出版“運用思維建模學地理訓練教程”和“運用思維建模學地理系列檢測試卷”。
3、研究方法
1、文獻研究法。查閱思維建模、建構主義理論以及認知心理等資料，參考或直接套用相關成果，著眼於地理思維建模在地理教與學過程中的運用，進行綜合分析，為本課題研究提供充實可靠的理論依據，尋求理論和實踐創新。
2、行動研究法。這是本課題主要研究方法。通過地理思維建模方法培訓以及在教與學實踐中運用，探討在不同的地理教學內容下最佳的思維建模的模式，探討老師和學生運用思維建模進行教學活動的效率，探討學生在學習中思維建模能力和學習能力的關係，完善思維建模在地理教與學中的套用體系。
3、個案研究法。本課題選取學習能力強和弱的學生各一名和教師一名作為個案研究對象。研究思維建模對他們學習和教學的影響。
4、對比研究法。本課題著重於四個方面的對比研究。一是思維建模教與學與傳統課堂教與學的效能對比研究；二是不同學習能力學生之間思維建模能力差異對比研究；三是同一學生在；四是基於思維建模測試卷和傳統試卷對學生學習狀況反饋效果的對比研究。
（五）主要觀點與創新之處
1、主要觀點
（1）思維建模是建構式學習的有效的可操作性方法之一。學生通過運用思維建模的方法進行學習，有利於學生在學習中內省自己的思維過程，從本質上建構自己的地理能力和地理知識。
（2）基於思維建模模式的課堂教學是通過教師傳授思維建模方法，引導學生在學習過程中藉助思維建模內省自己的思維過程，並和學伴比較、討論、完善自己的思維模型，從而達成學習目標的有效教學。
（3）思維建模在整個教與學的過程中運用，包括教師的教、學生的學以及教師對學生學習的有效反饋，使原本潛在的思維過程和思維互動可視化，從而能夠對教與學過程進行比較準確的控制、調整和把握。
2、創新之處
以思維建模為核心，改革中學地理課堂教學中的“教”與“學”及相關的評價和檢測系統，是建構主義的學習理論在中學地理教學中進行操作化運用的一個新的嘗試，它將可能迎來中學地理學習範式和教學範式新的變化，迎來中學地理教學質量的新的提升。
（六）預期研究成果
成果名稱 成果形式 完成時間
階段成果（限5項） 思維建模的內涵及其在中學地理教學中套用的價值 專題論文 2011年10月
思維建模在中學地理學習中的套用 系列論文、指導教材 2010年07月
思維建模在中學地理課堂中的套用 系列論文、課件教案 2010年07月
思維建模在中學地理學習反饋和檢測中的套用 專題論文、試卷 2010年07月
思維建模在中學地理教與學中套用的個案及分析 系列個案 2011年07月
最終成果（限3項） 思維建模在中學地理教與學中的套用研究報告 研究報告 2011年12月
思維建模在中學地理教與學中套用的實踐探討 論文專輯 2011年12月
思維建模在中學地理教與學中套用的實踐案例 案例專輯 2011年12月
（七）完成研究任務的可行性分析
1、本人有二十年的教齡，長期在教學一線擔任高中地理教學工作，而且從事信息化、現代化媒體教學運用有十二年歷史。本人是南通市地理學科骨幹、南通市第二梯隊名師培養對象、通州市地理學科帶頭人，通州市名師之路成員。
2、本人有較強的教育科研能力。曾參與十五教育部重點課題《網路教育資源的整合研究：基礎教育信息化資源開發和套用的有效性研究》（課題編號：DCB030256）的研究，作出突出貢獻；主持江蘇省“十五”現代教育技術研究課題：《如何有效套用信息技術支持課程變革》，終審結題。六年來有多篇文章在國家級雜誌發表：中國小信息技術教育：《把握網路教學的效益與效率》、《教育先鋒實現地理教學的回歸》；信息技術教育：《從“地貌”到“火星”》、《專題報告型活動課設計》；網路科技時代：《地理究竟教會學生什麼》、《自由的考試》
3、本課題前期通過網路收集了一些資料並且藉助網路論壇開展了一些調研工作。經過閱讀相關資料和調研，更加堅信了這個課題的前瞻性和研究價值，對課題的研究更加充滿信心。
4、本校是一所歷史悠久、具有濃郁文化底蘊的國家示範性省重點高中，有一流的硬體設施和一流的教科研氛圍，省教科所、南通市和通州市教科室的專家是本課題研究的實際顧問，能保障本課題朝著科學、前瞻的方向前進，確保課題研究的高質量，他們可以給本課題提供理論上的智慧支撐和操作層面的具體指導。
課題申報書：
思維建模在中學地理教與學中的套用研究
江蘇省通州高級中學張劍平
（一） 課題的核心概念及其界定
思維建模：
思維建模是將學習的思維過程通過建模工具做可視化表征。思維建模是一種建構性學習方式，學習者根據自己先前的知識經驗，使用所給與的工具（軟工具和硬工具），建構對當前學習的理解，並將這種理解通過模型表達出來，從而促進學生對知識的深層理解。思維建模不是知識建模，思維建模是建立個人的知識內化過程的模型，知識建模通常是知識的邏輯體系化過程。思維能力和思維建模能力不是一個概念。思維能力不能等同於思維建模能力，思維建模能力是將思維過程可視模型化的能力。
思維建模在中學地理教與學中的套用：
即以思維建模理論為指導，根據思維建模的一般原理和方法，結合中學地理學學科教學思維的共性及特質，探討思維建模在中學地理教與學中的具體具體實踐與建構，其主要包括教師教的思維建模、學生學的思維建模以及教師和學生在教與學中的思維互動建模，以求得中學地理教與學的形的改觀和質的提升。
（二） 國內外同一研究領域現狀與研究的價值
1、國內外同一研究領域的現狀
關於思維建模的概念最早是由美國學者D·H·喬納森系統提出來的。喬納森在《技術支持的思維建模：用於概念轉變的思維工具》一書中，集思維建模之大成，全面闡述了思維建模的有關概念和理論。他認為：有意義的學習需要概念參與，學習的目標就是概念的轉變與發展；對學習者來說，支持有意義學習最有力的策略之一是對他們所學的知識進行模型的建構，思維工具的使用可以看作是能引發和支持概念轉變的建模工具。喬納森的這些思想在整個世界產生了很大的影響。
國內目前也已有部分學者專家對思維建模的理論進行了關注及研究。北京師範大學劉儒德在《建模：一種有效的建構性學習方式》的文章中提出，建模作為一種建構性學習方式，可促使學習者根據先前的知識經驗，使用所給與的物件和工具，來探究當前情境，建構起對當前情境的理解，並將自己的這種理解表達出來，從而可促進學生對知識的深層理解和靈活套用。劉教授還具體將建模分為探究性建模和表達性建模兩種形式，並提出了關於有關建模的三種抽象水平，即定量、半定量和定性；他同時強調在教學中，教學者可根據學生的發展水平，提供適當的支持，幫助學生展開不同形式、水平的建模活動。《中國小信息技術教育》雜誌還曾專門發表國郭秀霞研究思維建模的文章《淺析思維工具對學習者思維品質的培養》，該文著重對思維建模（思維建模也是一種思維工具）和思維品質做出理論性的研討；另外還有部分學者及少量的一線教師就思維建模在有關理科教學中的運用進行過一些零散的的探討和研究；但就目前的資料檢索，地理學科教學中思維建模方面的研究幾乎是空白。
2、本課題研究的價值
（1）有助於了解不同學習能力的學生在地理學習中思維建模的差異，構建通過提高思維建模能力增強學生學習能力的學習模式；
（2）有助於建立教師和學生在教與學中思維模型互動修正的教學機制，促進課堂教學效益的提升，構建基於思維建模方法的教學模式；
（3）有助於藉助地理教學中的思維建模，為地理學習狀況和效果的反饋和檢測提供新的手段。
（三）研究的目標、內容（或子課題設計）與重點
1、研究目標
（1）建立學生運用思維建模有效學習地理的模式；
（2）建立教師運用思維建模方式進行地理課堂教學的模式；
（3）形成運用思維建模方式進行地理學習狀況和效果進行反饋和檢測的方案。
2、研究內容
（1）思維建模的內涵及其在中學地理教學中套用的價值研究。
A、思維建模的教學理念；
B、思維建模在中學地理教學中套用的價值
（2）思維建模在中學地理學習中的套用研究。
A、中學地理學習思維建模的模型；
B、中學地理學習思維建模的方法；
C、中學地理學習思維建模的過程；
D、中學地理運用思維建模學習的範式。
（3）思維建模在中學地理課堂教學中的套用研究。
A、中學地理運用思維建模教學的一般流程；
B、中學地理運用思維建模教學的原則與方法；
C、中學地理運用思維建模教學的教學評價。
（4）思維建模在中學地理學習反饋和檢測中的套用研究。
A、運用思維建模檢測中學地理學習的模式；
B、運用思維建模檢測中學地理學習的方法；
C、運用思維建模檢測學生地理學習的效度。
（5）思維建模在中學地理教與學中套用的個案研究。
A、中學地理學習思維建模的典型案例；
B、運用思維建模進行教學的典型案例。
3、研究重點
（1）思維建模在中學地理學習中的套用研究；
（2）思維建模在中學地理課堂教學中的套用研究。
（四）研究的思路、過程與方法
1、研究思路
（1）在學習思維建模理論和認知理論基礎上，收集、創建以及完善地理學習思維建模的基本模式，形成地理學習思維建模模式庫。
（2）教學過程中運用思維建模方式進行教學設計和課件創作，對學生進行相關的思維建模套用培訓。
（3）製作基於思維建模的檢測試卷，對學生思維建模能力和學習能力、學習效果進行對比分析，並不斷調整和完善研究思路，提高研究的實效。
2、研究過程
（1）課題準備階段（2009年1月—2009年8月）
A、（2009年1月）課題的設計、申報，相關資料的收集整理。
B、（2009年1月—2009年5月）理論學習和文獻研究。通過查閱報紙、期刊以及學術著作，通過利用網際網路搜尋等方法，收集和學習和課題相關的理論文獻，包括：思維、認知、建構主義、學習方法、地理學科特點、地理教學法等。
C、（2009年6月—2009年8月）創建地理思維建模模式庫；預設思維建模教學模式；建立“地理思維建模教與學”研究網站。
（2）課題研究階段（2009年9月—2011年7月）
A、（2009年9月—2010年1月）第一階段行動研究。運用思維建模模式進行課堂教與學嘗試，開始著手編寫思維建模教學案例與製作課件；指導學生運用思維建模方法進行學習，選取學生個案進行個案記錄，開展對不同學習能力學生的比較調查；
B、（2010年2月—2010年7月）第二階段行動研究。繼續進行思維建模模式課堂教與學嘗試；開始編寫和套用學生地理思維建模訓練方案，繼續跟蹤樣本學生進行個案記錄；建立學生運用思維建模學習的基本模式。
C、（2010年9月—2011年1月）第三階段行動研究。繼續進行思維建模課堂教與學嘗試；繼續跟蹤樣本學生進行個案記錄；建立運用思維建模進行課堂教學的基本模式和師生思維建模互動方案；開發思維建模測試反饋試卷並使用試卷進行檢測評估與反饋。
D、（2011年2月—2011年7月）第四階段行動研究。對學生運用思維建模進行學習的模式、教師運用思維建模進行課堂教學的模式進行驗證性研究；對運用思維建模模式測試卷的反饋和評估效果進行對比研究。
（3）課題總結階段（2011年8月—2011年12月）
課題研究成果匯總。撰寫研究報告；匯總系列論文和個案，並對個案進行分析和歸納；編輯出版“運用思維建模學地理訓練教程”和“運用思維建模學地理系列檢測試卷”。
3、研究方法
1、文獻研究法。查閱思維建模、建構主義理論以及認知心理等資料，參考或直接套用相關成果，著眼於地理思維建模在地理教與學過程中的運用，進行綜合分析，為本課題研究提供充實可靠的理論依據，尋求理論和實踐創新。
2、行動研究法。這是本課題主要研究方法。通過地理思維建模方法培訓以及在教與學實踐中運用，探討在不同的地理教學內容下最佳的思維建模的模式，探討老師和學生運用思維建模進行教學活動的效率，探討學生在學習中思維建模能力和學習能力的關係，完善思維建模在地理教與學中的套用體系。
3、個案研究法。本課題選取學習能力強和弱的學生各一名和教師一名作為個案研究對象。研究思維建模對他們學習和教學的影響。
4、對比研究法。本課題著重於四個方面的對比研究。一是思維建模教與學與傳統課堂教與學的效能對比研究；二是不同學習能力學生之間思維建模能力差異對比研究；三是同一學生在；四是基於思維建模測試卷和傳統試卷對學生學習狀況反饋效果的對比研究。
（五）主要觀點與創新之處
1、主要觀點
（1）思維建模是建構式學習的有效的可操作性方法之一。學生通過運用思維建模的方法進行學習，有利於學生在學習中內省自己的思維過程，從本質上建構自己的地理能力和地理知識。
（2）基於思維建模模式的課堂教學是通過教師傳授思維建模方法，引導學生在學習過程中藉助思維建模內省自己的思維過程，並和學伴比較、討論、完善自己的思維模型，從而達成學習目標的有效教學。
（3）思維建模在整個教與學的過程中運用，包括教師的教、學生的學以及教師對學生學習的有效反饋，使原本潛在的思維過程和思維互動可視化，從而能夠對教與學過程進行比較準確的控制、調整和把握。
2、創新之處
以思維建模為核心，改革中學地理課堂教學中的“教”與“學”及相關的評價和檢測系統，是建構主義的學習理論在中學地理教學中進行操作化運用的一個新的嘗試，它將可能迎來中學地理學習範式和教學範式新的變化，迎來中學地理教學質量的新的提升。
（六）預期研究成果
成果名稱 成果形式 完成時間
階段成果（限5項） 思維建模的內涵及其在中學地理教學中套用的價值 專題論文 2011年10月
思維建模在中學地理學習中的套用 系列論文、指導教材 2010年07月
思維建模在中學地理課堂中的套用 系列論文、課件教案 2010年07月
思維建模在中學地理學習反饋和檢測中的套用 專題論文、試卷 2010年07月
思維建模在中學地理教與學中套用的個案及分析 系列個案 2011年07月
最終成果（限3項） 思維建模在中學地理教與學中的套用研究報告 研究報告 2011年12月
思維建模在中學地理教與學中套用的實踐探討 論文專輯 2011年12月
思維建模在中學地理教與學中套用的實踐案例 案例專輯 2011年12月
（七）完成研究任務的可行性分析
1、本人有二十年的教齡，長期在教學一線擔任高中地理教學工作，而且從事信息化、現代化媒體教學運用有十二年歷史。本人是南通市地理學科骨幹、南通市第二梯隊名師培養對象、通州市地理學科帶頭人，通州市名師之路成員。
2、本人有較強的教育科研能力。曾參與十五教育部重點課題《網路教育資源的整合研究：基礎教育信息化資源開發和套用的有效性研究》（課題編號：DCB030256）的研究，作出突出貢獻；主持江蘇省“十五”現代教育技術研究課題：《如何有效套用信息技術支持課程變革》，終審結題。六年來有多篇文章在國家級雜誌發表：中國小信息技術教育：《把握網路教學的效益與效率》、《教育先鋒實現地理教學的回歸》；信息技術教育：《從“地貌”到“火星”》、《專題報告型活動課設計》；網路科技時代：《地理究竟教會學生什麼》、《自由的考試》
3、本課題前期通過網路收集了一些資料並且藉助網路論壇開展了一些調研工作。經過閱讀相關資料和調研，更加堅信了這個課題的前瞻性和研究價值，對課題的研究更加充滿信心。
4、本校是一所歷史悠久、具有濃郁文化底蘊的國家示範性省重點高中，有一流的硬體設施和一流的教科研氛圍，省教科所、南通市和通州市教科室的專家是本課題研究的實際顧問，能保障本課題朝著科學、前瞻的方向前進，確保課題研究的高質量，他們可以給本課題提供理論上的智慧支撐和操作層面的具體指導。
