高阶思维培养取向的信息技术有效应用评价指标体系研究

魏俊杰 魏国宁 解月光

[摘要]文章在认识到高阶思维能力培养和高阶学习的关系前提下，通过对信息技术有效支持高阶学习的应用特点和数学学习活动中高阶思维能力的外显特征的研究，尝试以数学学科为例，建立了高阶思维能力培养取向的信息技术有效应用的评价指标体系。

[关键词]高阶思维能力；高阶学习；信息技术有效应用；评价

[中图分类号]G40-057[文献标识码]A[论文编号]1009-8097(2012)01-0029-05

新课程改革鲜明地提出了以学生发展为本的教育新理念，不仅关注学生知识的习得与积累，更关注人的创新精神和实践能力的培养，关注人的可持续发展能力及学习方式的完善。高阶思维能力正是在审度当今知识时代特点和综合把握人才素质结构变化研究的基础上被提了出来。与此同时，新课程强调信息技术在教学过程中的应用，要求信息技术与学科教学整合，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有效的学习工具。信息技术如何应用才能更好地促进学生的学习和发展，尤其是符合当今知识时代对人才素质结构要求的高阶思维能力的发展，值得进行深入探讨。

一、高阶思维能力培养与高阶学习

对于高阶思维能力的理解，影响较大的是本杰明·布鲁姆(Bloom，1956)及罗伯特·加涅(Gagne，1985)等人的学习理论。其中，Bloom等人(2001)对认知教学目标进行了分类，他们把认知发展水平按层级秩序分为六个层级：知道、领会、应用、分析、评价和创新。每个层级都有特定的意义和行为特征(具体可见表1)，在这些水平层级中，分析、评价和创新类教育目标指向高阶思维，即如果在教学中注重发展这些层级目标，往往有利于学生高阶思维能力的发展。国内学者钟志贤在此认识的基础上将高阶思维能力定义为“发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力”，并结合知识时代对人才素质结构要求的分析将其分为创新、问题求解、决策、批判性思维、信息素养、团队协作、兼容、获取隐形知识、自我管理和可持续发展十种能力。与此同时，他指出高阶思维能力的培养需要高阶学习支持，而高阶学习是高阶思维能力发展的平台或途径。

所谓“高阶学习”是一种需要学习者运用高阶思维的学习活动，这种学习是有意义的学习，属于建构主义学习模式，主要包含主动的、意图的、建构的、真实的和合作的五个特性。这五个特性不是孤立的，而是协同的、共生的，是相互作用和相互依存的。那些能融合各种基本特性的学习活动，要比那些孤立运用某个特性的学习活动，更能产生较好的高阶学习效果。此外，在这五个特性中，除了“真实的”这一特性是针对教师创设信息化学习情境来说之外，其他四个特性主要针对学生在学习过程中的表现。

总之，促进学习者的高阶思维能力发展，根本的途径就是支持学习者进行高阶学习，为此，师生双方都要努力使得教与学过程中体现出高阶学习的五个特性，信息技术应用也应促进教与学在最大程度上符合这五个特性。对于高阶思维能力培养取向下的信息技术有效应用评价来说，高阶学习五大特性在教与学过程中的体现程度可以作为一条主线。

二、信息技术有效支持初中数学高阶学习的应用特点

在信息化教学过程中，教师是教学方案设计、信息技术平台及支撑资源的选择、教学实施及评价的主体，起着支配性的作用，其中教学设计是否科学、可操作，教学资源是否充分、适切、教学情境是否真实往往决定了最后的教学效果，进而影响到学生的学习和发展：而学生作为学习的主体，其综合能力得到发展是一切教育教学工作的终极价值追求，其学习效果是检验教师教学有效程度的最好标准，也是保障学生综合能力(尤其是高阶思维能力)得到发展的重要前提。

因此，本文将结合高阶学习五个特性和数学学习活动中高阶思维能力的外显特征，从教和学两条线对信息技术有效支持初中数学高阶学习的应用特点进行分析，具体如下：

1.信息技术在有效支持教师教学方面的应用特点

为了有效支持学生的高阶学习，教师不仅需要在课前精心进行教学设计，还需要在教学实施时贯彻好教学设计预案，并具备较好的课堂驾驭能力(在信息化教学中对信息技术的驾驭能力是其重要组成部分)。

在教学设计过程中，一方面，应该了解Bloom的认知目标分类与高阶思维的关系(见表1)，并有意识地设置分析、评价、创新类教学目标；另一方面，应注重围绕高阶学习的五个特性，准确定位和发挥诸要素的角色和效力，尤其是信息技术在资源配置、学习情境创设、评价反思、互动交流等方面的优势，为其后的课堂教学实施做好准备。

其中，在学习情境创设方面应体现高阶学习的“真实的”这一特性。这主要是由于高阶学习的任务是复杂的和劣构的，只有给学习者提供真实的学习情境，才能使学习者更容易理解所学，并将其所学有效地迁移到新情境之中解决新问题，培养学生对解决复杂、劣构问题的兴趣。具体来说，一个真实的学习情境应满足以下特点：

(1)自然生动、贴近学生生活实际。只有当所创设的情境与学生的生活经验相符合时，才能激起学生的生活体验，使他们从各自的生活背景出发，迅速投入到情境中，准确地体验和理解所学知识。因此，可以将知识点包含在日常的生活事例中，让学生从中发现数学现象和规律，从而既学到了知识，也学到了应用知识去解决生活问题的方法。例如，在设计“轴对称”一节时，可以事先收集一些诸如蝴蝶、京剧脸谱、建筑等方面的图片、动画或视频，在课堂实施时投影出来，使学生对现实生活中的轴对称产生直观的认识。

(2)新颖有趣、顺应学生心理需求。创设情境的目的之一在于激发学生的兴趣，促使学生全身心地投入到学习活动中。故所创设的情境就应该符合学习者的心理特征，突出趣味性，使学习者在轻松愉快的氛围中习得知识，形成能力，完善人格。为此，用探究式等新的教学模式替代传统灌输模式是必要的，例如在统计与概率部分，可以让学生进行城市交通的调查探究，在采集了大量相关数据之后，学生可以充分利用计算机平台所提供的统计分析软件，如Excel，来帮助自己得出探究结论并提出合理化的建议，使学生从“听数学”转变为“做数学”。但有一点需要特别注意：任何情境在初始出现时都是新鲜的、有趣的，如果重复次数太多，同样会使学生生厌。

(3)信息丰富、给予学生思考空间。创设情境应能促进学生思考，为此教师需要提供蕴涵丰富信息量的支架，以便于学生从不同角度进行学习；同时应能给予不同程度的学生适合自己的学习内容及相关资源。例如，在学习《勾股定理》时，可以给学生提供一个“几何画板”软件，并告知该软件的使用方法，让其在该学习平台上制作一个动态变化的直角三角形，通过主动探究逐步加深对直角三角形三边关系的认识、理解和应用。对于学有余力的学生可以鼓励他们探究锐角三角形、钝角三角形两短边平方和与最长边平方的关系。

在教学实施阶段，可以观察学习情境的创设是否真正符合了以上特点，以及教学设计中拟定的技术利用点是否都有

信息化资源支持，并较好达成预设目标。当然，如果教师还能熟练驾驭信息技术并有效地指导、启发、调控学生的学习进度，将使信息化资源等因素更好地发挥其应有的效用。

2.信息技术在有效支持学生学习方面的应用特点

高阶学习除了要求学习情境是真实的之外，还要求学生在学习过程中体现出主动的、意图的、合作的和建构的特点。信息技术在有效支持学生学习方面的应用特点如下。

(1)主动参与方面

所谓“主动”有两层含义：①不靠外力促进而自动，发自内心的；②能够由自己把握，有目标有想法，掌握主动权。高阶学习应是学生自身有进行某方面学习的需要，从而在学习过程中表现积极，并对自身的学习过程和学习结果负责。信息技术有效支持学生主动参与学习的前提应是学生喜欢老师利用信息技术手段授课，从而一旦开始学习，就会集中精力，认真听老师讲解，在学习活动中积极操作学习对象(如在“空间与图形”部分可能用到的几何画板、三维图形软件等)，与老师创设的学习情境和提供的学习资源产生互动；学习遇到困难或者老师提问时，可以分别通过相关平台的提问功能和发帖、留言等各种交流工具，或者主动举手示意的方式，积极主动发表与所讲知识点相关的见解。

(2)目标导向方面

高阶学习的意图特性要求学习者在计算机支持的学习环境中带着问题来开展学习，即一切努力都是围绕某一目标而进行的，而不是漫无目的的，它具有以下特征：

1)有明确的学习目标。为了取得最佳的学习效果，而对学习活动进行计划、对学习过程进行监察、对学习结果进行评价、对学习活动进行调节。进一步来说，就是它会不时地检查实现目标的情况，一旦发现表现与目标不一致，就会对学习策略等进行检讨、反省和调整，如此循环往复直至达到学习目标。

2)在学习过程中，尤其是面对复杂的学习任务时，善于运用各种已经存在或者潜在的学习资源，并能够评估信息资源的可靠性，不会不经思考地附和他人的意见，并能综合运用这些信息及时有效地完成学习任务。

(3)互动合作方面

在学习过程中，围绕一个共同的问题或任务建立一个学习共同体开展合作学习，往往能产生1+1>2的效果，是学生习得知识、形成能力和完善人格的一条有效途径，在更好、更快解决复杂和劣构问题的同时，也能收获人际交流等各种能力。笔者认为，无论是学生开展基于网络的协作学习，还是在普通多媒体教室环境下的小组讨论，学生在信息技术环境下都应有如下表现：①有兴趣与他人合作；②合作过程中能及时、积极地表达观点，并有独到见解；③能对他人的观点进行积极反思，愿意提供反馈信息；④最后能在有多种合情思路的情况下，对小组内产生的各种思路、方法、策略进行比较。选择出最佳的方法或结论。当然，对于基于网络的协作学习，信息技术的作用会显得更为突出，例如小组成员可以利用聊天室、QQ、MSN、BBS、Blog等交流观点；可以访问校园网及Internet，从中搜寻各方面的资料；将小组研究的成果发布在班级的网络平台上，开展深层的自评和互评等。

(4)经验建构方面

所谓“建构”即在已有知识基础上，学生通过分析、评价、反思和创新而不是简单的记忆、粘贴、复制，在脑海中生成意义，并内化为属于自己的知识。在具体学习时可围绕一个数学问题通过网络收集的方式提取有关素材，通过实验、观察、类比、联想、交流和讨论等方式对相关素材进行分析、研究和对比，最后归纳、综合甚至创新，实现意义建构。

相对于其他学科，数学学科有着数形结合、数学建模等独特思想以及对抽象思维、逻辑推理等能力的特殊要求，使得高阶思维能力在经验建构时有着独特的外显特征：

①思维的起点灵活，能从与问题相关的各种角度和方向去考虑，达到能运用多种方法来解决问题，而且这些方法在质上是各不相同的；

②心理转向比较容易，从正向思维转为反向思维时表现自如，特别是对概念的正反关系的认识，公式的正反运用，定理与逆定理的使用上；

③不受常规思路的限制与束缚，富于联想，在解题时主动联系数学的不同分支、其他学科以及生活实际，从中提炼数学问题。将抽象的问题化为数学模型，进而产生创造性的解题方法。

三、初中数学课堂有效应用信息技术的评价标准设计

基于以上研究，笔者设计了高阶思维能力培养取向的初中数学课堂有效应用信息技术的评价标准(见表2)。

1.维度的划分

基于对本文第二部分的认识，该评价标准将从教师和学生两个角度来考察，并确立了“教”和“学”两个维度。对于“教”，一级指标主要考察教学前的教学设计情况和课堂实施情况，旨在考察教师有没有培养学生高阶思维能力的意识以及为此在课前的准备情况和课中的实施情况；对于“学”，一级指标考查学生学习过程是否体现高阶学习的特点。

2.指标项的确定

教师部分，教学设计考察了“教学目标”和“教学过程”两项。“教学目标”侧重看教学设计中教学目标模块是否包含了分析、评价、创新之类的字眼，考察教师是否有明确的意识或潜意识里有培养学生高阶思维能力的意向；“教学过程”考察是否设置了有助于培养高阶思维能力的环节，例如互动合作、综合练习和反思评价等。教学过程实施部分侧重考察教学设计预设环节是否较好完成，考虑不同模式有着不同的教学流程，而无论什么环节都会不同程度涉及学习情境的创设和信息化资源的应用，因此设置了“学习情境创设水平”和“教学资源支持水平”两项指标。学生部分，依据本文第二部分的研究将“主动参与程度”、“目标导向程度”、“互动合作程度”和“经验建构程度”作为了二级指标，具体评价期望标准从每一方面下的具体分析中获取。

3.权重分配

确定指标权重的方法很多，有层次分析法、回归分析法、专家法等，由于本研究旨在引导广大中小学教师认识到怎样的课堂能较好地促进学生的高阶思维能力发展，权重的作用则在于使教师明晰各指标的重要程度不同，因此，笔者最终确定采用应用最为广泛的专家法。

具体来说，由包含教育技术专业教授及讲师、硕士研究生及中学老师等在内的10人组成的专家组，采用求同存异、少数服从多数、核心领域专家数据为主要参考的原则，最终得出了两个维度及其各级指标的具体权重，详见表2。

求同存异，是指不因个别分歧而影响主要方面达成一致。它的存在原因有：①研究目的旨在能让读者明晰各指标的相对重要程度，而非绝对重要程度；②避免最终各指标权重出现小数。以“学习过程”下属的4个指标为例，由于4个指标有60分的权重可供分配，因此，只要专家数据在某一指标的差别在5分以内，视5的公倍数为代表值(如10、15等)。

对于“少数服从多数”的原则的处理，以一级指标的权重分配为例，专家数据中出现了两种情况：①教学设计15，教学实施25，学习过程60；②教学设计10，教学实施30，学习过程60。10位专家中有8位选择了第一种分配方式，2位选择了后者。最终确定选择第一种分配方式。

对于“核心领域专家数据为主要参考”原则，所谓“核心领域专家”即学术水平最高、实践经验最丰富的专家，该专家的数据对最终权重分配方案的确定影响最大。在本研究中，教育技术专业教授为核心领域专家。

结束语

本文通过对信息技术有效支持高阶学习的应用特点和数学学习活动中高阶思维能力的外显特征的研究，尝试建立了一个高阶思维能力培养取向的初中数学课堂有效应用信息技术的评价标准。高阶学习的五个特性的发生仅是培养高阶思维能力的基础，不能体现这五个特性的信息化课堂教学往往不可能使学生的高阶思维能力得到有效培养。本研究的不足之处在于对学生高阶思维能力发展的观察指标的设计还不够充分，有待于进一步的研究。

作者简介：魏俊杰，东北师范大学理想信息技术研究院，在读硕士，主要从事计算机教育应用研究。

收稿日期：2011年10月26日

编辑：小西