指向?qū)W生高層次思維能力培養(yǎng)的行動研究*

◎ 陳 贛 黃自敏 丁 玉

高層次思維能力，是上海市綠色指標中的一個維度，主要測量學生在學科上的高級認知水平。高層次思維能力是學生適應未來社會所必備的能力，然而目前的教學中，重復機械的低層次思維學習活動占據(jù)了學生的大量時間。改變這樣的現(xiàn)狀需要從課堂教學入手，在學科的課堂教學中培養(yǎng)學生的高層次思維能力。為此，松江區(qū)課題組在厘清高層次思維內(nèi)涵，形成高層次思維操作框架的基礎上，設計課堂中培養(yǎng)學生高層次思維能力的干預路徑，通過各學科教師的課堂教學實踐，形成課堂中培養(yǎng)學生高層次思維能力的初步策略。

一、高層次思維的內(nèi)涵及其操作框架

閱讀已有文獻，可將研究者對高層次思維的闡述分為以下幾個方面：一是闡述高層次思維的特征；二是闡述高層次思維的類別，即哪些思維屬于高層次思維（如批判性思維、創(chuàng)造性思維等）；三是闡述高層次思維的思維過程，即其思維過程應該是怎樣的，具備怎樣的特點；四是認為思維是具有一定層次的，并闡述高層次思維的層次和特點；五是認為思維是具有一定品質(zhì)的，并闡述高層次思維的品質(zhì)特點。

在歸納文獻、各方訪談，以及學科專家和教育專家的研討結(jié)論基礎上，課題組提出了高層次思維的初步操作框架（見表1），該操作框架包括一級指標、二級指標，以及對二級指標的描述。各學科再在該通用框架的基礎上，形成各學科的指標描述。

表1 高層次思維操作框架

（續(xù)表）

二、課堂中培養(yǎng)學生高層次思維能力的干預路徑

形成高層次思維總體操作框架后，松江區(qū)各學科教研員根據(jù)學科特點形成各自學科高層次思維的框架，并根據(jù)操作框架進行課堂觀察。在此基礎上，課題組教師嘗試在課堂教學中開展干預式的教學研究。干預研究的總體原則是在不影響教師正常教學安排的前提下，對某些內(nèi)容的教學進行干預。根據(jù)高層次思維的框架，批判性思維的培養(yǎng)從分析綜合、關系推理、質(zhì)疑評價三個維度展開，創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)從聯(lián)想和類比兩個維度展開，問題解決能力的培養(yǎng)從提出問題、將問題結(jié)構(gòu)化、尋找策略三個維度展開，元認知能力的培養(yǎng)從糾錯、優(yōu)化兩個維度展開。這些維度都是層層遞進、彼此相連的。

以數(shù)學學科為例，開展教學實踐研究的教師提前兩周確定課堂教學干預點，并積累課堂中培養(yǎng)學生高層次思維能力的案例。干預點的設置示意圖如圖1所示。

案例的分析示意圖見圖2。

圖1 課堂教學環(huán)節(jié)干預點示意圖

三、課堂中培養(yǎng)學生高層次思維能力的策略

（一）通過質(zhì)疑、比較和評價等，培養(yǎng)學生的批判性思維

思維批判性的高層次表現(xiàn)為思維的論證性。教師可以從以下幾個方面著手促進學生批判性思維的發(fā)展：一是在教學目標的設定上體現(xiàn)批判性的要求。在設計教學目標時，使用涉及和體現(xiàn)“批判性思維”的目標動詞，發(fā)揮教學目標的導向性，借助學科知識的載體，使批判性思維技能訓練得到落實。另外，教師也可教授給學生一些運用批判性思維的具體方法，例如根據(jù)學科特點，通過思維導圖、表格等方式提高學生的信息組織概括能力和問題解決能力。三是在作業(yè)中設計開放性問題，調(diào)動學生進行多角度思考。

圖2 案例分析示意圖

以七年級的一節(jié)數(shù)學課為例，教師在要求學生給出盡可能多的解法后，要求學生對方法的優(yōu)缺點進行質(zhì)疑、比較和分析，在質(zhì)疑、比較分析中培養(yǎng)學生的批判性思維。

【課堂片段1】

例題 如圖3所示，在△ABC和△A′B′C′中，當∠C=∠C′=90o，AB=A′B′，BC=B′C′時，證明：△ABC≌△A′B′C′。

圖3

生：估計會有4種組合圖形。（動手操作，展示如圖4所示的4種不同拼法。）

師：這4種能拼合嗎？能拼合關鍵是什么？

師（追問）：在能拼合的4種圖形里，你能證明哪幾種？

圖4

證明步驟：

a.讓學生說說圖3的證明。

教師引導學生質(zhì)疑：這位同學的證明過程，大家是否完全同意？ （留一些時間）

“等邊對等角”這個定理前提是什么呢？那△A′BA是三角形嗎？證明A A′是一條邊也就是證明什么呢？那怎樣證明點A、C、A′在一條直線上呢？

b.讓學生說說圖4的證明。

c.圖4（b）（d）這兩種拼法目前我們證不出，主要的困難在哪里呢？

師：由已知條件要想證明全等，只要再證明一個銳角或者一條直角邊相等就可以了，而這兩種拼法沒有創(chuàng)設出邊相等或者角相等的條件，所以目前不能證明，留待以后來解決。

讓學生探究在給定了一條直角邊和斜邊以后，怎樣把一個三角形畫出來，強化了他們的動手能力，同時也增強了他們的團結(jié)合作能力，另外可以讓他們經(jīng)歷知識從感性認識到理性認識這個過程。

本次課是設計了干預點的批判性思維培養(yǎng)的一次數(shù)學課，課堂中教師讓學生經(jīng)歷操作—猜想—驗證—歸納的知識形成過程，體會解決問題的常用方法。讓學生懂得，有些證明方法是可以借鑒的，并滲透化歸、演繹的數(shù)學思想。在對圖4（a）進行證明時，學生很容易默認為三角形時，而忽視三點共線的證明。教師充分利用此處，通過幾何推理的嚴密性，培養(yǎng)學生的批判性思維。

（二）鼓勵學生敢于創(chuàng)新，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維

在課堂教學中，首先，作為教學的組織者，教師要具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性教育的能力，能夠觸類旁通，舉一反三；教學中能夠從不同角度考慮問題，用多種方法和手段組織教學；要善于進行靈活多樣、富有彈性的教學設計。其次，要讓學生最大限度地參與教學活動，努力營造一個全體學生積極思考的氛圍，鼓勵學生積極參與教學活動的全過程，利用課堂討論、小組活動、探究實驗等方式，刺激學生大腦思維，培養(yǎng)學生思維的靈活性和深刻性。第三，利用形式豐富的課外活動培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，讓學生在好奇中探索知識，在活動中鍛煉思維。

有機化學是高中化學學習中難點，課題組教師以有機化學最核心的知識碳碳鍵的連接方式為引，由學生來按照價鍵規(guī)則創(chuàng)造物質(zhì)的方式來消除學生對有機物的陌生感，從而引領學生正式踏入有機化學的學習之門。而創(chuàng)造物質(zhì)的過程，就是一個創(chuàng)造性思維和提升的過程。課堂片段示例如下。

【課堂片段2】

教師首先拋出問題：只有碳、氫兩種元素，你能組合成多少種物質(zhì)？規(guī)則：①碳元素只能形成4條共價鍵；②氫元素只能形成1條共價鍵。接著教師首先呈現(xiàn)出甲烷的結(jié)構(gòu)式，目的在于為學生創(chuàng)造時提供思路。

【活動一】由學生創(chuàng)造碳碳間單鍵連接。教師評價學生創(chuàng)造出的碳碳間單鍵連接，剩余價鍵被氫飽和的乙烷、丙烷等，并鼓勵學生繼續(xù)創(chuàng)造下去。

（說明：教師首先對不符合價鍵規(guī)則的地方進行糾正，強調(diào)創(chuàng)造一定要符合規(guī)則，加深規(guī)則意識的體驗。最主要的是總結(jié)創(chuàng)造點，碳碳間可以連接成鍵?？偨Y(jié)的意義在于，學生可能是頓悟式無意識地創(chuàng)造出新物質(zhì)，通過學生的反思總結(jié)，尋找出內(nèi)在的原因和邏輯，讓創(chuàng)造性更上一個層次，并用于指導接下來的創(chuàng)造過程。）

【活動二】評價學生創(chuàng)造出的環(huán)狀物質(zhì)和有支鏈的鏈狀物質(zhì)。鼓勵學生繼續(xù)創(chuàng)造過程。（說明：體驗原創(chuàng)性思維和模仿性創(chuàng)造的差異。強調(diào)原創(chuàng)性創(chuàng)造固然可喜，模仿性創(chuàng)造也是一種重要的創(chuàng)造方式。從分層教學的角度來說，一個開放性的問題可能適合更多同學，能力強的可以是原創(chuàng)性思維，能力弱的可以是模擬性創(chuàng)造。）

【活動三】學生呈現(xiàn)出類似立方烷這樣的結(jié)構(gòu)，然后師生共同總結(jié)創(chuàng)作歷程。

（說明：從一個碳原子的甲烷，到鏈狀，到環(huán)狀，到立方烷這樣的結(jié)構(gòu)，內(nèi)在的邏輯是碳原子間連接方式沿著從“點—維—二維—三維”逐漸演變的過程，體現(xiàn)了創(chuàng)造思維的有序性。）

【活動四】跳出定勢，再次創(chuàng)造

（說明：當學生認為創(chuàng)造已經(jīng)走到盡頭的時候，教師再次提出，還有很多種可能。此時，教師適時地點撥：創(chuàng)造最怕的是定勢和僵化，點線面體一路走下來，表明有序性既有利于我們的創(chuàng)造，也可能是阻擋創(chuàng)造的絆腳石。一條路走不通時，一定要回到原點，思考問題的本質(zhì)和核心——碳碳間的連接方式。于是，含雙鍵的乙烯出現(xiàn)了，炔也出現(xiàn)了。至此，學生對于僅有兩種元素可以構(gòu)成多種元素的元素觀，價鍵的規(guī)則意識，碳碳間連接方式的多樣性是構(gòu)成有機物種類繁多的原因有了親身的感受和直接的認識。）

（三）讓學生學會反思和總結(jié)，培養(yǎng)學生的元認知能力

元認知具體包括對自身的反省和對學習策略的思考，如明確自己哪些方面做得好，哪些地方需要改進，能及時自我調(diào)整，總結(jié)錯誤經(jīng)驗，通過反思找到適合自己的學習方法等。教師可通過訓練學生反思自己的學習活動，來提高學生的元認知能力。一方面要將學習反思貫穿于日常的教學活動中，如利用每節(jié)課下課前的幾分鐘，引導學生回憶本課的主要內(nèi)容并對自己的掌握情況進行自我評價，明確哪些內(nèi)容是自己掌握的，哪些內(nèi)容是沒有理解的。另一方面是在作業(yè)和練習中落實學習反思，如要求學生寫好當天所學知識的主要內(nèi)容和重難點，同時寫出學習中遇到的困難。這樣做既便于教師在批改時，有效地了解學生對知識的掌握情況，從而更有針對性地幫助學生克服難題；又督促學生對自己的學習進行反思，并不斷調(diào)整學習行為，以提高學習效果。

【課堂片段3】在英語閱讀課中，教師常常遇到的一個難題就是生詞太多，如何解決這類難題，課題組教師給學生充足的時間，自己先理解，并對自己理解錯誤的地方進行自我修正，培養(yǎng)學生思維的反思性。以初中英語7BU5為例，以下是教授生詞the Luck Fairy的教學片段：

T: There were three people in the story.Who were they?

S1: They were Fred, Dor is and the Lucky F...

T: The“Lucky” or “Luck”？（等待10秒）

S1: ‘Luck’.（學生思考并修正）

T: Good.The Luck Fairy.Eyes on the screen（仙女圖片）.She is the Fairy and ‘Luck’ is her name.What does the Luck Fairy usually do?Do you know? （ 等 待 10秒）She has magic powers.（繼續(xù)等待5秒）

S1: She usually helps poor people.

T: Very good.The Luck Fairy usually brings people what? （繼續(xù)等待10秒）

S2: Good luck.

T: And wishes.What else? She usually helps people realize...? （繼續(xù)等待8秒）

Ss & T: Their dreams and wishes.

正確讀出仙女的名字看似簡單卻實屬不易，學生一開始回答便把Luck讀成Lucky，說明他不清楚這兩個詞的詞性，形容詞lucky修飾Fairy表示仙女是幸運的，而the Luck Fairy中名詞Luck是幸運仙女的名字。課題組教師對于學生的錯誤沒有忽視或跳過，先停頓并發(fā)問（The “Lucky” or “Luck”?），等 待 10秒旨在留有時間給學生思考自己的答案并修正；再用英文解釋幫助學生理解仙女的名字，并引導他們進一步回答問題“What does the Luck Fairy usually do?”旨在為下文要求學生回答仙女想要幫助Fred和Doris，要給他們帶來好運等問題作鋪墊。

課題組教師在這個問題上等待10秒換來的是學生自己思考后的優(yōu)質(zhì)答案，這樣的課堂問答模式應該得到更多的嘗試，這是訓練學生在回憶和理解的基礎上進行再度思考，培養(yǎng)學生思維的反思性，它也證明了等待時間的運用對學生和教師都是受益無窮的。

（四）培養(yǎng)學生的高層次思維能力需要給學生充分討論和思考的時間

由于教學時間緊、教學任務重，許多教師養(yǎng)成了迅速前進的習慣，沒有認識到讓節(jié)奏慢下來鼓勵學生思考的潛在價值，尤其是當學生回答不出或犯錯時，教師一定要留足夠的時間供學生思考作答，并根據(jù)教師的反應和反饋對自己的答案進行再思考和修正。

當學生想出一種方法后，教師可以再提出進一步的要求“還有其他方法嗎？”若看學生一下子想不出來，可以說：“相信同學們經(jīng)過仔細思考肯定還會有新的解題方法，課后你們可以把想出來的方法告訴我?！闭n后，總是有幾個同學又想出了幾種方法?？捎醚訒r評價的方法，對學生提出的或回答的問題不予即時評價，創(chuàng)設積極和諧的教學氛圍，留給學生充裕的時間和廣闊的思維空間。

【課堂片段4】關于八年級數(shù)學“二元一次方程練習”研究課

問 題1： 已 知 關 于x的 方 程（k-3）x+kx+1=0，求證：不論k取何值，方程總有實數(shù)根。生A回答：“要使方程有實數(shù)根，需要證明△=k-4（k-3）≥0。”大部分學生都同意生A的這種解法。針對他們由于思維定勢而產(chǎn)生的錯誤解答，教師沒有做出即時評價，只是微微一笑，然后快速地掃視全班，注意到平時沉穩(wěn)細心的生B一臉疑惑，于是問：“你是否有不同的見解？”生B怯怯地而又肯定地質(zhì)疑道：“老師，該不會是您出錯題了吧？這道題是要在k≠3的條件下方程才有實數(shù)根?！鄙鶥話音剛落，生A也立刻反應過來：“是啊，我剛才的解法忽略了二次項系數(shù)不為零這個條件了。老師，難道您出錯題了？”看著學生沉浸在“成功”的喜悅中，教師沒有急于做出即時評價，而是想讓他們自己找出“錯誤”，體驗別樣“成功”?！袄蠋煹降子袥]有出錯題呢？先看看下面這道題?！?/p>

問 題 2： 已 知 關 于 x的 方 程（k–3）x+kx+1=0，當x取何值時，該方程分別為一元一次方程和一元二次方程，并判斷此時該方程是否存在實數(shù)根。學生很快完成解答。因為上一題還“駐守”在黑板上，這時有的學生已經(jīng)明白了老師的暗示，思維又轉(zhuǎn)回上一題中，開始了熱烈的討論?！袄蠋煕]有出錯題，是我們錯了！”教師微笑點頭，請生A分析錯誤：“此題沒有說給出的是一元二次方程，如果k=3時，方程為一元一次方程，同樣有實數(shù)解x= –1/3 ,而且我們在證明△≥0時已經(jīng)要求k≠3，不符合題目的求證?！苯處熥穯枺骸巴瑢W們能細心觀察，發(fā)現(xiàn)問題，勇于質(zhì)疑，通過類比聯(lián)想，得出解決問題的正確方法。那么，請同學們反思剛才的錯誤，對于日后的解題有何啟示？”學生從思維定勢及知識點的掌握等方面追根溯源，各抒已見，暢所欲言。

因此，我們在課題實踐研究中，一方面要求教師精設提問，不追求問題的數(shù)量，提高問題的質(zhì)量，提一些能引發(fā)學生深入思考，能培養(yǎng)學生高層次思維能力的、開放性的問題。另一方面，教師在提出需要學生思考的問題后，應該留給學生充足的時間進行思考、討論。各學科由于教學內(nèi)容多，不是所有的內(nèi)容都允許學生有充足的時間進行思考和討論，但至少要選擇一部分的內(nèi)容，教師引導學生思考、爭辯、得出和驗證結(jié)論等，讓學生學會思考的方法。