更新时间：作者：小小条
心系统科学学*模型(构建科学认知体系的重要思维模型)
一、用系统论(控制论、信息论)的观点来认识事物及其变化过程
1.系统论：系统与环境 作用与平衡
( what & where)
a.首先要确定研究对象（系统:组成结构和相互关系）及其环境（时空范围和生存条件）。
b.然后要观察分析并总结归纳，系统与环境之间的物质、能量、信息的交换状况，是否能够达到平衡稳定的状态（生存状态）。
c.找出系统与环境之间所发生的各种相互作用，对双方产生怎样的变化和影响？其中的规律是怎样的？
例：植物的光合作用，呼吸作用，蒸腾作用。人的体温调节。
2.控制论：结构与功能 内因与外因
( HOW & WHY)
控制系统变化的方法和目的，就是“向内”通过改变自身内部结构来调整功能（内部因素）以适应环境；或者“向外”通过改变环境条件（外部因素）来选择系统变化的范围和方向。
内因是根本（结构决定性质）;
外因是条件（选择决定变化）;
外因只有通过内因，才能对系统发生作用。
例： 阿尔法α粒子散射实验。人体神经系统的调节功能。溶液酸碱性的控制。地球环境中的水循环、碳循环、氮循环。
3.信息论：数据与算法 模拟与创造 ( DO & TRY)
“人法地，地法天，天法道，道法自然。”
系统本质上就是一个包含各种物质与能量的运动和变化的复杂结构。
人～地球～宇宙这一系统运动变化的轨迹（过程）就是“道”。（数据图像）
而“道”遵循着“自然”存在的规律和法则。（算法程序）。
人类的思维（智慧），首先是探究“道”（从系统中提取信息，发现系统运行的规律～模拟）;更重要的是掌控“自然”以利自身的生存和发展（掌握和利用自然规律来影响和改变系统～创造)。
“自然于心，人即由自我入自在，可改头换面，亦可改天换地”
【自然由我而自在，我命由我不由天】
二、心系统科学思维模型，在高中理科学*中的具体应用：
1.【问题场景】理化生考试不等于做数学应用题。理化生的难，与数学大为不同。
学生考数学的时候，就像是两军对阵，有多大力使多大力，只要把自己复*的东西发挥出来即可，如果说有什么硬限制，那也是天分。
但是学生考理化生的时候，就像是在捉迷藏，不少学生复*得滚瓜烂熟，却连题干都看不懂，有劲使不上，憋得难受。
一个简单的电路问题，便能把不少善于算术的学生困住。
2. 【解决方法】：但凡能在物理、化学、生物的考试中，把题干分析对了，后面的过程基本是套公式，计算部分通常不会太难。
本质上物化生的题干分析过程就是一个【心系统模型的构建过程】。
（1）物理、化学、生物不是工具学科，必须结合生活实际及工程应用。语数外本质上都是一种信息工具(法)，而理化生是客观存在的自然规律(道)，二者是主客观之间的差异，是信息与系统的关系。
文字与数字，都是人类主观设定的、表达现实的符号，语言与运算，都是人类理解世界时所使用的逻辑方法。
如果说得更深一点，因为人类大脑的构造，所以只能通过这两种方法认识世界，假设有外星人，可能又是另外种类的、我们想象不到的新方法。
人类可以通过文学作品和数学模型构建无数个世界，但并非每一个都符合现实。将想象无限放大的是语数外，而将想象应用于现实的是理化生。
以物理学为例，无论一个人数学有多么高明，如果力的分析不正确、电磁学规律不掌握，也不可能把物理题做对。
所以，学好理化生的第一步，就是结合实际，复现自然于心系统模型。
心系统模型中存在的不应是空中楼阁般的符号与公式，而是一个个真实、具体的【物理、化学、生物系统的运行变化的过程】。
然而如果没有构建整体的系统的理化生知识，不能分析现实中的理化生问题，只是背过了一大堆公式，恐怕每一道题都会举步维艰。
（2）心系统模型中，科学知识体系的结构层次和相互关系：
物理是化学的基础，化学是生物的基础。这三门学科是有明显递进关系的，尤其是在中学阶段，学好一门往往是学好另一门的前提。
打个简单的比方，如果一个学生学不好化学，如何去理解生物学中的光合作用、呼吸作用？如何去理解细胞膜和DNA的结构？
如果一个学生学不好物理，不了解原子结构和电子的运动规律，如何去理解元素周期表和化学反应原理？全靠死记硬背吗？
物理、化学、生物，本质上一脉相通，孤立学*生物而不懂化学、孤立学*化学而不懂物理，都有可能事倍功半。
本质上，细胞是各种化学物质的组成，而化学物质的相互作用符合物理规律。
3.【Do】作为反映和控制系统的(术)，是构建心系统科学学*模型的核心。磨刀不误砍柴工，动手做实验很重要。
一个模型，无论多么完美无瑕，如果实验不通过，就一定是错的。一个理论，无论多么不合情理，如果实验验证了，就是有道理的。
物理、化学、生物说到底，都是以科学实验为核心的。实际上，随便找个研究所看看就知道，绝大部分科学家的绝大部分时间是设计和实施实验。
所以，如果学生仅仅通过啃书本的方法学*理化生，却不接触实际的实验，无异于岸上游泳，根本无法领会科学研究的精髓。
学*理化生而不做实验，无论对于当前的知识理解，还是对于未来的升学深造，都可能造成负面影响。
科学研究很多工作是在实验室中进行，不懂实验，就不懂科学。
三、针对物理学*系统：动力学和电磁学是基础，能量和动能守恒是捷径。
中学物理，无论下多大工夫，也必须把动力学和电磁学的基础夯实，做到清清楚楚、明明白白，否则越往后学，越困难重重。
但是，在具体做物理题的时候，巧用能量守恒和动能守恒，能够减少很多复杂运算，快速得出结果。
当然，前提是正确理解能量守恒和动能守恒，特别是要把内能理解透了。
如果能够正确理解物理过程，应用物理规律，很多题目甚至不需要多少计算。
四、对于化学学*系统：化学方程式的配平必须精通，粒子结构必须清楚。
化学方程式不计其数，如果全靠死记硬背，实在是痛苦且没必要，会极大拖慢学*效率。
在搞明白化学反应原理的基础上，自行配平化学方程式，不仅不需要大量背诵，而且考试的时候更为灵活，也不易犯错。
实话讲，如果没有配平化学方程式的能力，化学考试可能会是一场灾难。
尽管粒子结构未必是占分数很多的主要考点，但是，把分子、原子结构搞清楚，对于理解化学有着重要意义。
说到底，化学反应就是一群粒子的相互作用，中学阶段写出的化学方程式，基本是各种相互作用的统计结果。
知晓了粒子结构和作用机制，就能够更深刻地理解化学反应为什么发生以及如何发生，看似枯燥的化学方程式也就变得鲜活了。
从微观视角搞懂了化学作用的本质，宏观上的各种现象就更容易理解了。抽象的方程式也就有了图像化的系统模型。
五、对于生物学*系统：搞明白有机化学和概率学，核心难题就解决了。
中学生物内容很多，但是主要难点，还是集中在细胞学和遗传学，这两部分如果单靠死记硬背，几乎不怎么好使。
有机化学和概率学，是中学化学和数学中的难点，如果不能攻克这两个难点，不仅会影响本学科，还会影响生物学的学*。
如果不能系统学*有机化学，对于细胞中各种化学作用及化学结构的学*，将变成没有根基的楼阁，只知其表不知其里。
DNA是典型的有机物，遗传过程中单链的重组遵循概率学规律。
如果没有概率运算的能力，生物学的遗传大题，全靠死记硬背去解决，考试的时候很容易陷入困境。
六、心系统学*模型需要构建不同学科知识之间的联系，形成整体的科学认知体系。
很多人可能会发现，成绩优异的学生往往在多门学科中都有优势，而成绩不好的学生在每个学科都难以突破。实际上，这并不完全是能力问题，高中理科各学科之间是有紧密关系的，
物理、化学、生物，是真正的自然科学，而探索世界本就是人们天然的好奇心，希望大家能够激发这份好奇心，抱着探索世界的心态来学*。此外，这三门学科不仅在应试教育中有用，日后很多实际的研究和工作，都离不开对于理化生这种基础学科的整体认知。学好理化生，能够为未来的成长打下坚实的基础。
七、基于上述理念，落实高中理科的心系统整体学*方法，具体步骤如下:
A 以课本为线索探究问题(what，where,how,why)
1.科学史，科学家
2.科学现象，科学原理
3.概念公式，范围条件
B 建立三类心系统模型(Do解决方案)去解决问题：
1.典型实验模型
2.典型应用模型
3.典型考题模型
C 以高考专题测试为反馈检验。
1.专题精练
2.错题总结
3.方法总结(思维模式:类比/对比;转换/转化;逆向/发散;模型/假说;系统/结构)
D 以构建高效稳定的知识体系为目标。
1.定期复现(演示)
2.刻意训练(讨论)
3.目标规划(构建)
【因为相信，所以看见】
—科学三体
版权声明：本文转载于今日头条，版权归作者所有，如果侵权，请联系本站编辑删除