跨学科视阈下的积木式认知思维模型开发

跨学科视阈下的积木式认知思维模型开发

朱展望

达师（上海）教育科技有限公司

摘要：基于辨证的跨学科视野，积木式认知思维模型，整合社会科学的“建构主义”“阶梯理论”、思维科学的“整体论与还原论”、自然科学的“熵增原理”。提供有层序结构的认知模式，实现新知识的吸收、内化和应用。积木式认知思维模型以各学科知识为素材进行积木式创新，方便学习者不断丰富、优化已有的思维方法，整合思维方式，并通过系统性的思维科学来指导学科的高效认知。是以，积木式认知思维模型致力于为学习者提供一种对过程评价的“教”与“学”工具，以刻意练习、加深记忆的方式促进新知识的学习与信息的熵减。结合实践经验来看，积木式认知具有化繁为易、灵活运用、参与度高、注重拓展、适应性强等特点，能帮助提升学习者的综合能力。

关键词：跨学科；积木式认知；阶梯理论；三大科学

一、三重支架：积木式认知思维模型的理论奠基

1.1社会科学：建构主义、阶梯理论

作为教育学理论，建构主义（Constructivism theory）与阶梯理论（Ladder of Inference）都强调个体通过经验和社会互动构建知识，而非被动吸收。两者都关注个体的认知过程、强调学习者的主动参与。建构主义理论强调学习者通过主动思考和参与来建构自己的知识和理解，而阶梯理论描述了个体如何从观察到的信息中选择、加工和形成信念。

建构主义理论的重要概念包括：图式、同化和顺应。图式，即个体对世界的感知、理解和思考方式，可视为心理活动的框架或组织结构，是认知发展的起点和核心，也是人类认知的基础。同化，即学习个体对刺激输入进行过滤或改变的过程，将其纳入已有的图式中并使其成为一部分。顺应，引起了认知结构的性质变化。积木式认知结构通过同化和顺应的循环逐步建构起来，并在“平衡-不平衡-新平衡”的过程中不断丰富、提高和发展。

阶梯理论用于解释人们是如何从观察到的信息中形成信念和行动的。最初由美国心理学家克里斯·阿尔根（Chris Argyris）、唐纳德·谢恩（Donald Schön）在1974年提出，并在教育领域和组织学习领域得到广泛应用。阶梯理论认为，学习者在处理信息时会经历一系列的认知步骤，这些步骤构成了逐渐升高的阶梯。该理论的阶梯模型包括以下几个层次：观察→选择性注意→加工→形成信念→推理→行动。在于强调认知处理是有选择性的，受到主观因素的影响。通过理解和应用阶梯理论，可以更好地理解学习者在知识获取和意义建构过程中的认知偏差。

1.2 思维科学：“整体论与还原论”

思维科学研究人类意识、大脑、精神、物质、主观和客观之间的关系，是一门综合性科学。思维方式是解决问题的基本方法，可分为线性思维方式和非线性思维方式。线性思维方式采用形式逻辑，而非线性思维方式包括对称逻辑。零维思维方式仅考虑单个信息点，适用于简单的二元决策。一维思维方式考虑单一维度的信息，通常用于处理线性和有序的信息；二维思维方式考虑平面上的信息，能够同时处理多个维度的信息；多维思维方式考虑高于三维的信息，能处理更复杂和抽象的信息。不同维度的思维方式可以相互补充和交叉使用，了解和掌握不同维度思维方式的特点和优势，有助于更好地应对各种问题和挑战。

还原论认为高级现象可以还原为低级基本现象，用简单事物和运动来解释复杂事物。还原论承认现实领域存在一定的等级结构，其方法论手段是对研究对象进行不断的分析，恢复其最原始的状态，从而将复杂性化简为简单性。整体论则认为自然界的事物是由各部分或各种要素组成的，而这些部分并不是孤立的，它们构成有机的整体。整体的性质超越了其组成部分性质的总和，并且整体的规律无法简单地归结为其组成部分的规律。总之，从原子构成论到生成整体论是一种科学范式的格式塔转换。系统科学正在以生命隐喻取代机器隐喻去重新理解世界。

二、积木式认知的结构与搭建

3.1 积木式认知的结构类型分布

低级积木到高级积木搭建的过程中，会形成4种经典的结构类型：单一结构、平行结构、藤式结构、嵌套结构（包括平行中的平行、平行中的藤式）。单一结构即单一问题中只包含一种核心积木，使用一次；平行结构，即单一问题中只包含一种核心积木，使用两次或多次；藤式结构，即单一问题中包含两种或多种积木，不同积木按照特定联接点结合；嵌套结构包括平行中的平行、平行中的藤式两种结构。

随着积木种类和数量的增加，最终搭建的积木结构就越复杂，这种复杂性在前期感观上是一种无序性，而且这种无序性的增加如同熵增原理一样自发的发挥作用。通过理性的分析会逐步的把这种无序性变的原来越有规律性，即越来越有序。因此，人类认知的过程就是：前期感性上的无序性→理性分析（寻找规律）→后期感性上的有序性。

在循环过程中，人类认知的过程被表达为一个循环，由三个阶段组成：前期感性上的无序性、理性分析（寻找规律）、后期感性上的有序性。在前期感性上的无序性阶段，通过感知和经验来获得信息，但信息并没有被组织起来形成有序的结构。在理性分析阶段，通过分析和推理来寻找信息之间的规律和联系，从而将信息整合成有序的结构。在后期感性上的有序性阶段，可以更好地理解和应用这些有序的信息结构。随着循环完成，又回到前期感性上的无序性阶段，开启下一轮认知过程。需要注意的是，下述循环过程图只是较为简化的表达方式，实际的认知过程可能更加复杂化、多样化。

3.2 积木式认知体系的迁移与变式

一级积木到四级积木过程是认知者从无“图式”到有“图式”，再到改变和重构“新图式”的过程，如此循环每次建立的“新图式”包含的信息量（推理的步骤）都比之前的“旧图式”更多。“图式”经过抽象化，变成了认知者心中的“概念”结晶沉淀下来，认知能力也得到提升，从概念认知开始上升到新概念的建构是积木式认知产品的旨意。

积木式认知体系着眼于构建触类旁通的能力目标与使用方法，利用初阶积木（一级、二木）积累知识，利用中高阶积木（三级、四级）训练思维。首先，编码式认知从低级开始学习编码需要的核心要素，体会编码过程中采用的思维方式和思维方法，掌握高级积木的结构类型。适合短时记忆能力弱于长期记忆、意志力不够强、外驱力起主导作用的人群。其次，直接从编码好的高级结构进行拆解，逐步找到高级结构所用的低级积木以及编码的规律。适合短时记忆能力强、逆商高、内驱力起主导作用，且对高级积木的结构类型及其核心要素比较熟悉的学习者。

表1 积木式认知掌握层级的判断标准

三、结语

积木式认知模型着眼于跨学科视野，整合社会科学、思维科学、自然科学认知层级，三位一体的关系要求我们在发展科学的过程中，必须注意保持科学系统的整体优化和综合平衡，即必须坚持和贯彻促使三大科学协调发展的基本原则。积木式认知模型以各学科知识为素材进行积木式组合创新，方便学习不断丰富、优化已有的思维方法，整合思维方式，并通过系统性的思维科学来指导学科的高效认知。通过积木式认知的概念界定与案例分析，阐述了积木式认知思维模型作为一种“教”与“学”工具，贯穿辅助认知、反馈、评估、发展的学习过程，以刻意练习、加深记忆的方式促进新知识的阶梯式学习与信息的熵减。结合案例分析与实践经验来看，积木式认知具有化繁为易、灵活运用、参与度高、注重拓展、适应性强等特点，有助于提升学习者的认知体验与综合能力。

参考文献：

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