系统思考与研究性学习

研究性学习与系统思考系统思考项目组王峰讲座主要内容【核心】：如何运用系统思考更好地进行研究性学习【内容】：一、什么是系统思考二、为什么需要系统思考三、如何运用系统思考进行研究性学习四、附中“系统思考”平台的研究成果五、如何走近“系统思考”系统子系统超系统(一)什么是系统一、什么是系统思考abcdn系统是由若干相互联系、相互作用的要素按一定方式组成的统一整体夸克１０－１７ｃｍ

基本粒子１０－１3ｃｍ

原子１０－8ｃｍ

分子１０－７ｃｍ

聚集态１－1００ｃｍ

地幔大气层水层地壳核内核地球１０７ｃｍ

无机系统的发展家庭社会组织国家国际组织社会系统的发展生态系统：森林、草原、海洋、高山、农业、城市……大型肉食动物微生物和贝类小型肉食动物尸体小型肉食动物大型昆虫爬虫类小型昆虫大型鱼类小型鱼类微生物和贝类粪便和尿肉食昆虫水生植物与微生物个体生理系统器官组织细胞细胞器核酸DNA分子生物大分子蛋白质有机系统的发展系统思考系统思考就是用系统的观点，在长时间和大空间范围内动态地看问题、关注系统的结构，找到解决复杂动态问题的方法。系统思考是分析研究和解决动态复杂系统问题的一种系统方法架构，其核心是唯物系统辩证观。从本质上看，它实际上是一种分析、综合系统内外反馈信息、非线性特点和时间延迟影响的整体动态思考方法。综合分析是系统思考很关键的要求，系统思考强调以长远的目光，审视事物的全景，而不是将注意集中于局部或眼前。也就是说，既要见树，也要见林。系统思考无处不在，人人都有系统化思考,高素质人才需要系统思考!二、为什么需要系统思考1485年英国国王理查三世在波斯沃斯战役中被里奇蒙德伯爵亨利击败钉子缺，蹄铁卸；蹄铁卸，战马蹶；战马蹶，骑士绝；骑士绝，战事折，战事折，国家灭。事例1：维纳民谣（蝴蝶效应）取一张普通的纸（其厚度约0.1mm），将其对折后，再次对折，此纸厚度仍然不到0.5mm。若你将纸对折40次以上，根据直觉，请估算纸会有多厚？240=1099511627776每楼层4米层高：27487790层高楼！！若你将纸对折100次以上，纸会有多厚？你的计算和你的直觉估计有多少差距？事例2：叠纸厚度猜想这是啥

？事例3：局部思维的限制猜到了吗

？没想到是两个小朋友在看嗯！他们还不够高喔

！在一座农庄里一座很大的农庄模型

！只是模型在玩还是在工作

？怎

么

有

手

指

头

？只是本杂志案例背后的道理2、许多变化是非线性的，有些开始是微小的，难以察觉的，但等到察觉已经为时过晚。1、我们面临的世界是个不断变化、紧密相连的世界。3、人们经常会关注事物的局部情况，而经常忽视事物的全局关系。事例4：参加补习一段时间后，为何英语没进步?设立基本逻辑关系图“”表示因果逻辑关系“+”表示正相关（增函数）“-”表示负相关（减函数）要填什么?设立基本逻辑关系图要填什么?直觉上补习和读书时间增加会使英语成绩进步，并往目标不断接近——

从补习到进步总是需要一些时间——延伸思考发散时间延迟目标趋近B：Balance平衡逻辑时间延迟这是什么?这是什么?完善思维体系“补习行为”到“成绩进步”会有时间延迟,若不了解则会因短时间无法大幅缩短差距而产生挫折感，以至调降原有的目标。时间延迟要填什么?要填什么?进一步完善思维体系时间延迟R：Rise增强逻辑要填什么?由于补习时间过量，产生后遗症(上课不专心)，使听课效率降低,反而使成绩退步了！目标被逐步侵蚀！引鸩止渇的行为！思考：通过“系统思考”的分析，如何才能更好地发挥英语补习的正向作用？（1）制定合理的学习目标，符合最近发展区原理；（2）明确成功不是一蹴而就的，有时需要一个比较漫长的过程；（3）行动要适度，过度容易产生后遗症，甚至会降低原本目标的达成度。……三、如何运用系统思考进行研究性学习回顾上次研究性学习动员内容：一、研究性学习简介二、研究性学习总体要求三、课程实施计划与内容四、研究性学习评价方式五、取得成果后可以参加的评比六、高一上学期计划与安排七、报名注意事项明确了研究的流程高品质的研究性学习？时间方法平台……系统思考在研究性学习过程中可以发挥的许多积极作用，比如分析环节更加完善、研究环节更加科学以及研究报告品质更高等等。系统思考的主要研究模式为：选择课题→分析系统→建立模型→模拟实验→预测趋势→采集数据→修正模型→形成决策。三、如何运用系统思考进行研究性学习三、如何运用系统思考进行研究性学习学生运用系统思考理论，进行研究性学习研究案例：水质净化系统模拟分析一、问题背景课余时间同学们都爱漫步于校园内的未名湖畔，然而每到夏天，池塘的水总是散发出阵阵难闻的气味。是什么使我们池塘的水质变坏？同学们在检查水质Eco-machine水质净化系统赴美交流学习水族箱中DO变化模拟图系统动力学建模栈流图通过网络与美国学生交流与美国学生讨论水华的控制与美国学生讨论水华的控制研究结论：

在研究成果中我们获得了如下认识，这将用于进一步研究改善未名湖的水质的措施。１．溶解氧的值在一个范围内变化，周期是一天。２．增氧泵能增加水中的溶解氧，但增氧泵的数量与水中的溶解氧并不成正比。3．凌晨至中午使用增氧泵增加溶解氧的效果最好，这是因为增氧泵增氧有延迟。……学习心得我们在实验室建立了Eco-machine水质净化系统，这使我们可以非常方便地监测增氧泵、挺水植物、沉水植物等对水质的影响。然而生态系统的运作是非常复杂的，有时因我们的心智模型的左右，往往会形成错误的判断。通过系统动力学建模来分析复杂因素之间关系，增强了我们的洞察力，这使我们在研究中获得了一个又一个惊喜。学生论文：

系统思考社团同学谈谈研究心得1、王誉晓—《南京公交线路合理化建议》2、夏悦然—《水火箭》四、附中“系统思考”平台的研究成果运用系统思考指导学生研究性学习成果2005年7月波士顿会议2007年7月DYNAMI-QUEST赛场2007年10月上海会议/南京交流2009年10月全国课改经验交流会研究行学习成果展2010年3月教材首发仪式2010年7月首尔会议2012年6月威尔斯利会议2014年7月20日，第32届国际系统动力学年会在荷兰戴尔福特理工大学隆重召开。

我校原高二（5）班秦榛同学的论文《长颌鲚：危机与应对》被收录为会议论文，应邀参加会议，并作为唯一的中学生在会上作关于这篇论文的海报展示国际系统动力学年会学生入选交流论文“环境对于城市化的影响”“以系统动力学方法研究房价的调控”“系统思考在感冒药销售中的应用”“对既定区域内人们的生活质量的研究”“系统思考对于李约瑟难题的试解”

“唐家山堰塞湖泄洪过程风险评估与预测”“以系统动力学方法研讨水华的形成与防治”“系统思考在旅游业中的应用”“试以系统动力学的观点论中国古建筑屋顶曲面的形成”“探究失业率的影响因素及解决方法”“系统思考”课程成果南京市精品校本选修课程一等奖江苏省第四届“优秀校本课程”评选一等奖南京市授予“系统思考”星光基地首届南京市基础教育教学成果特等奖“系统思考在创新性教学中应用”的主要成果首届江苏省基础教育教学成果一等奖“系统思考在创新性教学中应用”的主要成果江苏省首批普通高中课程基地2016我们将继续。。。南师大附中“系统思考”课程组织架构五、如何走近“系统思考”系统思考课程基地课程通识教育课程专业学习课程拓展应用课程通识讲座案例展示选修课程专业教材社团活动研究性学习南师附中附中课程大体系系统思考课程1、高一系统思考通识教育；2、系统思考选修课程（高一下和高二上两学期都可以报名）3、系统思考学生社团；4、运用系统思考进行研究性学习5、南师附中系统思考论坛5339449336、图书馆借书自学《系统思考——驾驭复杂世界的技能》7、附中网页,在主页左下方有一个“系统思考”的链接五、如何走近“系统思考”8、附中系统思考指导教师团队校级领导：徐险峰（外语）教务处：杨军（生物）彭鹏（信息）学工处：夏群（政治）数学：周杰芮强 物理：陈锋王峰化学：俞大蓉韦英俊地理：丁志军余珍

政治：刘成厚 历史：徐聪颖 生物：姚玉琴沈静丹李幽兰邢辉

五、如何走近“系统思考”

“系统思考”课程基地建设一门选修课程创建综合实验室、数字模拟试验室选修课：学生练习绘制因果环图学生讨论:影响食品价格的因素“学生公司”如何盈利？学生辩论:城西干道是否应当拆除讨论：体育课迟到现象讨论课时长短问题讨论班集体建设建设“系统思考”网页建设“系统思考”网页建立系统思考的案例库物理学科：学生制作的阻尼振动模型运行结果+可逆反应中反应物、生成物浓度与正、逆反应速率之间的因果环图反应物浓度正反应速率+-B逆反应速率生成物浓度-+B+化学学科案例：生物学科案例：六、系统思考的发展前景系统思考改善了学生的心智模型凡是值得思考的事情，没有不是被人思考过的，我们必须做的只是试图重新加以思考而已。