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知识图谱:提雅学园TheiaAcademy 如何在领域学习的道路上为小伙伴们导航

来源:提雅学园TheiaAcademy 时间:2020-01-06 15:21

  “知识就是力量”,这句话对我们这代人来说一点都不陌生。从小到大,学校的走廊里,教室的墙面上大概率会出现培根的肖像以及他的这句“至理名言”。知识的重要性仿佛不言而喻,孩子们也力图把自己变成行走的百科全书。但知识到底如何转化为力量却鲜有人提,提雅学园TheiaAcademy我们到底还是成为了那个“读了很多书,却依然过不好这一生”的人。

  早两年读过一本书叫《跃迁——成为高手的技术》,作者古典,书中提到的“知识晶体”这个概念让我受益匪浅。我们都知道石墨和钻石都是由碳原子构成的,但钻石的碳原子之间形成了非常稳定的六面体结构,而石墨的碳原子之间是六边形层状结构。由此可见,结构决定性质和功能。知识也一样,如果知识点之间能够形成稳定的架构,知识就形成了“知识晶体”,强度大,不易磨损,方便整体提取。星座就是个特别典型的知识晶体。满天星星谁都记不住,古人用自己的想象力把这些相距数千光年的星星连接在一起,形成“晶体”(整合知识),然后再给晶体赋予美好的故事(形象化呈现)。

  你看,知识量不是重点,让脑子里的知识点形成稳定的结构才是关键。

  知识的结构化呈现方式有很多种,包括体现事务层级、包含关系的树状结构;体现事务相互关系的关联结构;体现先后、因果的序列关系;体现数量、时间、空间差异的数据结构。当然,还有人将知识结构从流动、作用、比较、关系四个层面分为16个类别,感兴趣的伙伴可以再做延伸阅读。

  但不论哪种知识结构都有一个共同性,就是知识域可视化,即知识图谱化(Mapping Knowledge Domains)。知识图谱最早源于图书情报领域,通过节点代表作者、学术机构、科学文献或关键词,使用连线代表作者、机构间的合作关系,文献间的引用关系,以及关键词间的共现关系。从广义的角度来讲,知识图谱就是要素及其关系的可视化呈现。

  在提雅学园,我们基于对学习本质的理解和对知识图谱这一可视化工具的应用,结构性、系统性地呈现各领域、学科的关键要素(即核心概念)及其之间的关系,为小伙伴们构建了认知的“全景导航图”。

  首先,知识图谱提供了领域内(高中及大学先修阶段)的所有核心知识点。对照知识图谱,小伙伴们会对领域内的知识体系形成完整概念,进一步明确自己需要掌握哪些知识,未来可能掌握哪些知识以及想要掌握哪些知识。当回顾与复习时,小伙伴们也很容易清楚自己掌握了什么,还有哪些盲点和薄弱点。下图为精简版的化学知识图谱,它提供了化学学科知识的概览,同时体现了学科知识体系的基本结构和逻辑。

  其次,知识图谱是对不同的知识点的层次化地展现,对各知识点的所属上级概念和可能包含的下级概念均作了可视化地表述。伴随着图谱层层地展开,小伙伴们可以沿着一条条路径找寻到最基础的知识点。同时,图谱中的必修与选修知识点被分类标记,非必修的部分可以以被折叠的方式存在于图谱之中,等待着有兴趣的小伙伴们去探索。下图为数学知识图谱的一角,它层次化地展现了“数理逻辑与数学基础”模块中的大小知识点,并以联想的方式提示概念背后的数学故事,用以激发小伙伴们的兴趣。也许回顾完数学之父毕达哥拉斯的八卦、我国数学家陈景润的奋斗故事和网红数学家陶哲轩的趣闻,小伙伴们会燃起对数学的好奇和热情。

  最后,知识图谱突出了知识的内部结构及知识节点的联系,是一张显示了各层次知识点之间交叉、对立、演化、衍生等诸多复杂的关系的知识谱系。它在帮助小伙伴建立和完善领域的整体知识体系的同时,更加系统全面、融会贯通的理解领域和学科。以下图呈现的社会&文明领域图谱为例,它带领我们首先从脚踏实“地”开始,探索地球和宇宙的奥秘,考察人类及其社会活动在空间系统里的分布、扩散和变化;接着回望过去,在时间维度上认识人类生活的共同经验;再次,我们将个人经历融入社会,从国家与社会的关系的视角研究人如何参与公共生活,并在进程中不断回溯“社会是什么,我们从哪儿来,到哪儿去”的核心议题,涉及史学、地理、政治学、社会学、人类学的核心内容与方法。

  如果把知识比作这个地球的话,我们希望在各领域的知识图谱指引下,小伙伴们既可以概览全球、环游世界,又可以精准找到自己感兴趣的细分领域深度游览,明确未来学习乃至人生的方向。我们更希望在这些知识图谱的基础上,小伙伴们都能搭建属于自己的图谱,不断的在宽度上进行拓展,在深度上进行延伸,在细节上进行修正,并将这些图谱交织成一张更大更全的跨领域综合图谱,形成对整个世界和社会的认知。

  当然,学科和领域的知识图谱不是凭空而来的,一方面我们参考了国内高中课程标准、美国下一代科学教育标准(NGSS)、IBDP课程标准、AP考试大纲等素材,更重要的是图谱融合了我们对各领域的概念、原理、范畴、方法的综合认知,是“旧成分新组合”式的创新。

  如果你对系统科学略有了解,就会知道“所有的系统都是由元素、关系和功能三部分组成,而元素之间的关系比元素本身更重要。”尤其是当我们面对错综复杂的问题和环境时,更需要戴上“系统”的透镜,厘清要素的关联,获得全局的视角。愿知识图谱成为小伙伴们提升系统思考能力的一个入门阶梯。

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