设计面向高阶思维能力发展的教学

江西广播电视大学学报２０1３年第1期设计面向高阶思维能力发展的教学刘仪辉,刘晓艳（江西师范大学传播学院江西南昌330022）摘要：高阶思维能力是当今时代对人才培养的新要求，而在当前的课堂教学中，面向低阶思维能力培养的传统“授受式教学”（instructionism）仍普遍存在。教师需要创新课堂教学方式，设计面向高阶思维能力发展的教学。其设计方法包括创造真实的学习情境、变换教学形式促进知识的深度理解、精心设计问题和任务、创设技术丰富的学习环境等。关键词：高阶思维能力；教学设计；教学方法中图分类号：G40-057文献标识码：A文章编号：1008-3537（201３）0１-00６３-04眼收稿日期演201３-0２-10眼作者简介演刘仪辉，男，江西师范大学传播学院在读研究生，江西广播电视大学教务处实习教师，研究方向：教学设计；刘晓艳，女，江西师范大学传播学院教育技术学系讲师，研究方向：教学设计。对小学课堂一线教学的观察发现，教师在备课、上课的过程中，教学方法选择很大程度上还停留在培养学生低阶思维能力的层次上，在运用教学方法的过程中也存在一定程度的机械化、形式化。如，教师经常使用讲解、提问、指导学生自学、课堂讨论及小组合作学习等方法，也会让学习者做一些小游戏、角色扮演等活动，但是这些方法的选择在整个课堂教学过程中设计目标不明确，不仅没有取得良好的教学效果，也没有关注学生高阶思维能力的发展。一、何谓高阶思维能力高阶思维能力（higher-orderthinkingskill，简称HOTs）是教育改革中基于学习目标分类的一个概念，意思是有些类型的学习需要更高层次的认知水平。例如，在布鲁姆的“教学目标”分类中把认知领域的学习目标分成六类：知识、理解、应用、分析、综合、评价，其中分析、综合、评价（新的教学目标分类是分析、评价和创造）被认为是高阶思维能力，知识、理解、应用被认为是低阶思维能力（lower-orderthinkingskill）。[1]国内外专家学者对高阶思维能力给出了不同的定义。L.Baker(1990)认为，高阶思维是指比信息检索更为复杂、综合的智慧任务。[2]Resnick(2008)认为，高阶思维是不规则的、复杂的，它能够产生多种解决方法和应用标准，并能自动调节且包含不确定性。[3]我国学者钟志贤（2004）认为，高阶思维能力是一种以高层次认知水平为主的综合性能力。它是超越既定信息的能力、问题求解能力、元认知能力和评价能力，是批判的态度，是作为自主学习者的能力，它具有任务真实的/复杂的、需要付出心智努力的、自我反思和调控的、多元标准和需要判断等特点。[4]高阶思维能力包括概念的形成与关联、类比、推理、分析、问题求解、产生创意、发散思维、批判性思维、元认知等能力。高阶思维能力的特征如表1所示。[5]表1高阶思维的特征特征描述非线性的/开放的创造性的解决问题复杂的解决劣构问题，寻求多种途径努力的/专注的面对问题需要投入大量的精力和努力细致入微的根据策略做出微妙的、不易察觉的决定多标准应用在解决问题过程中对标准的转换应用对已知的不确定性对要解决的问题没有明确的着手点自我调节采用策略时能自我调节，有自我意识建构的在不同的情境/问题中，能发展和应用新理论－63－DOI:10.13844/j.cnki.jxddxb.2013.01.017二、为何要发展高阶思维能力1、人才培养的要求当今时代对人才培养的素质结构提出了新要求，Harris(1996)认为，信息时代的人们不仅必须掌握信息获取能力，更重要的是掌握如何管理、分析、评判和将信息转换为可用知识的能力。[6]培养具有问题求解、批判性思维、创新思维等高阶思维能力的人才是未来人才培养的主要目标，这意味着对教育教学中的目标定位、教学方法、学习环境创建等都应面向学习者高阶思维的发展。2、促进知识的理解与运用研究表明，面向高阶思维能力发展的教学比面向低阶思维能力发展的教学在促进知识的理解与运用方面更为有效。学习者在分析、评价、创造等较高认知层次上进行理解性学习、协作探究、通过复杂的思维过程解决问题，有利于学习者对知识的深度理解和灵活运用。例如，简单记住一个公式和通过解释、推理记住一个公式；简单的记住一个新词汇的定义和根据该词汇所处的上下文推测出它可能的定义等。在面向高阶思维发展的学习中，学生需要尽可能地多解决来源于真实生活或者模拟真实情境的问题。在真实情境中积极运用所学知识技能，才能获得对知识的深度理解。3、有利于创新能力的培养创新型人才的培养对国家和社会具有十分重要的意义，当今人才的竞争，实质上是人的创新能力竞争。创新能力是学习者在熟练掌握知识技能的基础上突破已有认知和方法，产生新观点、新设计、新办法，解决新问题的能力。在教学过程中，通过关联已知与未知的特点，类比推理、演绎归纳等思维活动，让学习者对概念知识有深入的理解，这将有助于学生将所学知识运用于新问题、新情境中。通过高阶思维学习获得的知识，学生也更容易对知识远迁移和转化用于解决新的问题。而低阶思维的学习由于缺乏对知识的深入理解，学生仅仅是将所学知识运用于简单的情境中，面对真实的、复杂的新情境将无法创造性地运用所学知识技能解决问题。三、如何设计面向高阶思维能力发展的教学发展学习者的高阶思维能力，教师应当设法让学习者投入到分析、比较、对比、概括、解决问题、实验和创造等学习活动中去，而不是要求他们参与仅仅需要回忆事实性知识的活动。教师要为学习者的学习提供充足的支架，以便学习者有效发展高阶思维能力。此外，学习者高阶思维能力的发展应当与学科领域整合起来，而不是开始专门的、单独的课程学习方式。[7]传统的程式化教学注重的是客观知识的有效传递，而对学习者的要求最主要的是识记课程内容。面向高阶思维能力发展的教学要实现的不仅仅是学习者对教学内容的识记、理解和运用，而是将高阶思维能力的培养有效地融入教学内容、教学活动中，让学习者在学习过程中通过解决和完成教师设计好的问题和任务，逐渐自主获得分析、综合、评价、创新等高阶思维能力。综合当前的研究，有如下一些方法来设计面向学习者高阶思维能力发展的教学。（一）创设真实的情境培养高阶思维能力与真实的学习情境密切相关，因为书本上的知识大多是从现实中抽象出来的，若将知识获得与知识应用割裂开来，不仅不利于学习者对知识的深度理解和创造性运用，而且使得这种学习本身也变得枯燥无味。创设真实的情境可以帮助学生表征知识，了解知识技能的应用情境，让学习者在尝试解决真实世界问题、完成真实情境任务的过程中习得知识和技能。面向高阶思维发展的教学对教师提出了新的挑战，教师不仅要改变教的方式，更要改变学习者学的方式，因为让学习者独自做决策远比简单的接受既有的决策难得多。教师要在学习者完成目标任务的过程中给予学习者动力和积极性，创造真实性的场景将有助于达到这一要求。例如要学习算数运算，教师可以建立一个虚拟的商店，模拟购物活动；学习如何写有说服力的文章，教师可以让学生针对自己社区的热点话题写一封信给当地官员；掌握/运用科学的方法，教师可以寻找合适的社会问题，引导学生解决问题；这不仅激发了学生的兴趣，同时也提供了一个真实的情境让学生运用所学的知识和技能。在室内教学的情况下，教师也可以通过采取适当的方法培养学习者的高阶思维。表2课堂教学中高阶思维培养方法举例[8]高阶思维能力举例应用规则（ApplyaRule）学生被要求解释为什么猎枪在射击时会有向后的冲劲。学生的回答将会运用到牛顿运动定律来解释这一现象。构造（Construct）给学生提供适当的材料，要求学生创建一个城市供水系统模型。演示（Demonstrate）提供地球、月球和太阳的模型，让学生通过设计和操作三个模型演示地球和月球的运动轨迹，还可以让学生演示引起不同时间在地球上看到不同月球样子的原因。描述（Describe）让学生描述生活着四条金鱼的水族馆生态平衡的必要条件。图示（Diagram）让学生画出一只蚱蜢的生命周期图。估计（Estimate）给出一年中的某一日期和维度，要求学生估计某一特定地点白昼的时长。阐释(Interpret)提供美国近五十年钢铁产量的条形图，要求学生根据条形图做阐释。他们的回答将会涉及到当时产量增加或减少的原因，总产量的变化，不同年份总产量的对比等。测量(Measure)提供一根绳子和地球仪，让学生测量出地球仪上任意两地点之间的比例距离，通过比例估算实际距离。预测(Predict)学生从一片区域的气候和土壤描述中，预测该区域的植物生态情况。解决(Solve)提供产品价格与成本表，要求学生根据收益递减的规律解决相关问题。刘仪辉,刘晓艳设计面向高阶思维能力发展的教学教育技术学研究－64－江西广播电视大学学报２０1３年第1期（二）变换形式促进深度理解培养学生灵活地解决问题的能力，还需要教师变化情境，促进学生创造性地运用所学知识和技能。在真实情境中学习的另一要点是教师要创造多样化的情境，教师在情境中所做的设计越多，学生越有可能运用一些新的知识元素；学生对知识的内化越强，对概念的意义和知识的运用也越灵活。例如，学习带小数点的加法，可以让学生使用温度计并计算温度计上的温度、用皮尺测量教室的周长或者计算花样滑冰比赛的分数等。从不同的角度学习同一知识，也能培养学生不同的心智技能。例如，研究者用两种方法分别教两组学生用“下拉垂直”法计算平行四边形的面积。[9]在A组的学生中，教师只是教会他们如何测量平行四边形高h，和一条底边l的长度，让学生记住平行四边形的面积公式S=hxl即可计算出平行四边形的面积。学生们很快记住，并学会用高h乘以底边长l计算出正确的面积。在B组的学生中，教师向学生演示了从平行四边形一端切下一个三角形部分，再填补到四边形另一端，这样正好构成一个完整的矩形，同学们在老师的引导和启发下，理解了平行四边形面积计算公式其实只是矩形面积计算公式的简单变形，在真正理解了公式S=lxh的原理后同样计算出了正确的面积。接着研究人员向A、B两组的学生展示一个不同寻常角度的平行四边形，要求学生计算它的面积。A组的同学错误地运用了公式，得出错的结果；而B组的同学由于理解了公式的原理，对这个方向不同的形状运用之前的方法计算出了正确的结果。这一研究表明仅仅记住了知识，会套用公式解决简单的问题，这对学习者的思维能力培养是不够的。只有当学习者深度理解了所学知识，才能灵活地运用于不同的情境中，熟练、灵活地解决问题是创造性解决问题的前提。（三）精心设计问题和任务培养高阶思维设计的问题应是围绕学科知识为学习者设计开放的、复杂的、引起多种解决途径的劣构问题，而不是有正确、有限答案的良构问题。教师在设计问题和任务之前首先要有清晰的目标，例如：“设计此问题或分配任务要达到的目标是什么？”其次设计的问题和任务要服务于学习目标和学习过程。如果问题中已经暗示或包含了答案，或者仅仅是寻找答案的线索，这样的问题就不能培养学习者的高阶思维。当学生在解决问题的过程中表现出以下行为时，说明他们正在获得高阶思维。（1）用图表把要解决的问题可视化；（2）从大量信息中提取出有价值的信息，舍弃无关信息；（3）寻找理由和原因；（4）辨析/讨论解决方案；（5）看到了问题的不同方面；（6）根据信息的来源，权衡信息的可信度；（7）在推理的过程中提出假设；（8）辨别有偏见或不合逻辑的想法。[10]学生在解决问题、完成任务的过程中，教师可以给学生以下提示：不要只关注细节，看到树木的同时也要看到森林；不要草率地急于寻找解决办法；以退为进或许是个好办法；用图、符号或公式建立模型；运用类比：“这让我想起了什么？”；试着用非传统或新的方法使用已有的工具；大胆地讨论问题，直到找到办法；随时记录已产生的部分方案，方便回到断开的地方继续；将问题分解成小部分；尽量简化所有工作。这些提示和帮助是学生在问题求解过程中的学习支架，将有助于学习者有效地分析、解决问题。在高阶思维的学习过程中，学生应对自己的学习策略和问题求解策略有较好的认识，教师应鼓励学生思考问题的意义/定义，清楚必须完成什么？允许做什么？针对此问题能运用什么技能？与此问题相关的信息是什