——南京市教育局系统思考课题组研究成果汇报

探索创新应用实践
——南京市教育局系统思考课题组研究成果汇报
南京市电化教育馆陈义柏
尊敬的各位领导、专家，各位老师、同学们：
大家上午好！
今天在这里举行《系统思考——普通高中校本选修教材》的首发仪式，是对我们课题组全体成员极大的鼓舞和激励。

在8年来的探索实践过程中，我们始终得到领导和专家的有力支持和悉心指导，得到试点学校和兄弟单位领导、老师和同学们的多方配合和积极参与。

借此机会请允许我代表课题组全体成员向领导和同志们、同学们表示衷心的感谢！
当今世界的复杂程度是空前的，21世纪是充满变革与面对高度动态性复杂问题的时期。

要使我们的年轻人成为有责任心而且有效力的高素质公民，那么从学生时代起就要努力提升他们思考、理解和洞察这种动态性复杂的能力。

我们必须改变传统的教育模式，要培养学生从生活和学习中提出问题，通过讨论并做实验，想出解决的办法，判断其结果的正确性，参与到发现知识的过程中去。

对知识不是简单地吸收、记忆，而是要具备发现、记忆、分析、综合、演绎和升华，并清晰地表达、让别人理解的能力。

必须要给学生以更有效地了解周围世界的方法，建立起更大的勇气和牢固的自信，不但培养出良好的学习方式和态度，也培养出他们对待生活的方式和态度。

中学时代是青年思维模式形成的重要阶段，而在人的潜意识中一般只有认识所谓细节性复杂的能力，而认识现时无所不在的动态性复杂问题的能力是需要有意识地加以训练的。

但是这种思维模式一旦启动，并经过反复的演练之后，便会形成毕生运用这种科学思维方法的自觉。

因此，在中学时代思维模式育成的过程中，给学生以这种学习能力的教育是具有战略意义的举措。

帮助学生理解动态性复杂问题的各种因素之间的相互关系及其表现出来的系统行为，将为他们进一步学习和步入社会后对各种问题的科学决策作好准备。

2001年，教育部颁布了《基础教育课程改革纲要》。

当时，对系统思考和系统动力学有过长期研究实践的老省长吴锡军教授，敏锐地意识到在基础教育领域引进此项研究，将为基础教育课程改革的推进创设一条全新的途径。

在她的大力倡导下，在中国科技开发院江苏分院科技成果的基础上，南京市教育局建立了全国基础教育界第一个系统思考研究团队。

我们在逐步理解和掌握系统思考和系统动力学的基本理论和方法的基础上，选择化学、物理、生物、地理四门学科组成课题研究小组，依照《基础教育课程改革纲要》确立的方向，尝试运用先进的手段和方法对传统教学模式进行改革。

几年来，参与课题研究的师生运用系统思考和系统动力学的理论与方法探讨的问题涉猎广泛，有与某个学科教学有关的问题，也有跨学科的综合性问题；有旅游资源开发利用问题，有身边的环境问题，比如治理沙漠化、二氧化碳的排放和对水质净化系统的研究等；有关注农民收入和国民经济发展的关系、研究城市化过程这样的社会问题；有研究唐家山堰塞湖泄洪工程方案这样的防灾减灾问题，也有探
索宇宙的航空航天问题等。

学生们运用系统动力学先进的理论和方法，对实际问题的验证、分析和思辩的能力得到很大的提高，同时也培养了他们合作互补、善于沟通的团队精神。

他们在老师的指导下逐步熟悉计算机模拟软件，自行设计、动手操作、反复试验，越来越清晰地洞察和把握了动态性复杂系统的脉络，开始萌发出制定措施、解决问题的浓厚兴趣和强烈愿望。

系统思考把我们的教学工作与应用计算机信息技术有机地结合在一起，使那种学生不得不面对大量的课本和习题的传统教学模式，变成了一种借助于计算机动态模拟手段的、积极、互动的课内外自主学习活动。

在中学阶段，不少课程中含有动态的相互关联的内容，但由于教学手段、实验条件与时空的限制，无法生动地教授给学生，使他们真正理解，往往只能讲解一些定义或原理来加以阐明。

但是运用系统思考的方法和相关的计算机软件，教师和学生就可以通过模拟来试验理论、观察结果，因而将大大扭转灌输性、吸收性的学习方式。

学生们可以把更多的时间放在探究和理解上，可以有更大的可能向深度探索并提示出具有创新意义的见解，从而使他们的学习能力得到大幅度的提高。

为了建设和实施一门全新的基础教育通识课程——系统思考和系统动力学，并进行更广泛的推广应用，2005年下半年起，课题组在中国科技开发院江苏分院的指导下，选择南京师大附中作为试点学校，开始了“系统思考”普通高中校本课程的研究。

我们欣喜地看到，
在这门课程的实践中，课堂气氛生动活泼，充满朝气，学生和教师间的互动积极睿智，思维活跃，视野开阔，手段灵活，体现出这种崭新教学模式的独特魅力和可喜的发展趋势。

学生研究性学习的案例，使我们清楚地看到了此项课程研究所带来的具有创新意义的变革。

例如，学生们对水华问题的研究就是一个很好的范例。

虽然中学生物教材中有关水华的内容只有短短几行字，但是近年来对水污染方面大大小小的报道频繁见诸报端，使得同学们对如何解决水质富营养化问题产生了持续的浓厚兴趣。

起初，一些参加《系统思考》选修课的同学希望用系统思考的观点，借助系统动力学建模的方法，研究水华的成因、探究解决水华的方法。

在老师的帮助下，同学们确定了研究的系统边界，用计算机软件建模，尝试着分析水华的成因。

建模需要不少科学数据，同学们利用周末休息时间，和老师一起去中科院地理湖泊研究所寻求专家的支持。

学生对模拟结果的试验表明：水华发生的临界点不是唯一的，它随着磷和悬浮物之间含量关系的改变而改变。

虽然水华的形成需要磷和悬浮物的共同作用，但磷含量的多少对水华的影响还是占主要地位。

学生们把阶段性的研究成果写成了论文，在2005年12月亚太地区系统动力学大会上向与会代表作了介绍。

2006年，这项研究在新一届学生群体中继续进行，“南师附中校园池塘水质的改善”成了同学们研究性学习的新课题。

他们首先确定了影响水质的两个主要因素：水中的氮磷含量和水体的溶解氧，并将水质改善的目标定为：降低水中过量的氮磷含量，同时增加水中的溶
解氧。

他们通过在实验室里建立模拟人工湿地的污水处理过程，结合系统思考的计算机建模方法，寻求最佳解决方案。

在此过程中，他们与面临同样问题的美国中学生组成跨国研究小组，经过几个月的网上互动交流，反复试验，交换数据，修正模型，最终形成了汇聚两国学生心血和智慧的研究成果，在2007年5月联合组队参加比赛。

同年夏季，太湖蓝藻暴发事件引起了全国上下的广泛关注，也激发了同学们继续自己的研究项目，为国家分忧、为社会造福的志向。

一届又一届的学生在陆续毕业离校，但这个项目的研究仍在继续进行。

我们可以看到，通过这样一个案例的研究，学生们的收获已经远远超出了学科教学的范畴，他们的综合学习能力、合作交流能力、解决实际问题的能力和社会责任感得到了全方位的培养和激励。

2008年汶川地震，同学们心系灾区，运用电脑模拟实验室比较正确地模拟再现了唐家山堰塞湖的泄洪过程。

通过实践，同学们坚信系统思考和系统动力学在重大问题的预测和决策中可以发挥重要作用。

这个案例的详情下面将由学生自己来向大家介绍。

伴随着我们课题组8年的实践过程，这些由学生自主确立的研究项目不断产生。

他们的研究论文获得了国内外专家学者的高度评价。

不少学生在走出中学校门之后，仍在有效地运用系统思考的科学方法指导学业的深造，解决面临的动态性复杂问题。

几年来的教学实践证明，在我国基础教育界开展系统思考和系统动力学的学习和研究，有着广阔的发展空间。

学生们在老师的指导下，运用系统动力学的理论方法，去关注、思考身边的事和天下大事。

他们在学科知识、观察思维、情感态度与价值观、动手操作、创新创造
和团队学习等方面都取得了可喜的成果。

《系统思考——普通高中校本选修教材》是我们南京基础教育界奉献给中学课程改革的一份资源。

我们衷心地希望能有更多的中学师生来参与此项研究，并从中获得终身的收益。

谢谢大家！。