基于问题的高阶思维教学研究

冯幼绒 孙天山

摘要：作为思维的高级形式——高阶思维，正逐渐被人们所认识。培养学生的高阶思维能力已成为当下教育教学活动的主要目标。设置“阶梯性问题、开放性问题、批判性问题、真实性问题、探究性问题”是培养学习者高阶思维的有效策略。

关键词：问题；高阶思维；课堂教学；开放性问题

文章编号：1008-0546（2016）05-0002-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.001

一、问题的提出

新课程实施以来，广大一线教师的精神面貌发生了可喜的变化，教学观念得以更新，教学策略、教学手段得以改善。同时更应看到课堂教学改革的实效远没有达到预期的效果，传统的“教师为中心，课本为中心，知识为中心”课堂教学的格局没有发生实质性的变化。课堂教学形态“涛声依旧”，教师灌输、学生被动接受的局面没有被真正打破。课堂教学依然是采用单向的信息传递方式，学生没有真正成为学习的主体。课堂教学仍然是以完成教材知识传授为目的，并通过大量练习进行反复操练达到熟练掌握知识。这种学习靠的是死记硬背，学生习得的是事实性知识，完成的是简单任务，解决的是一些良构问题。所有这些，只要运用低阶思维（Low Order Thinking）就可完成。低阶思维缺乏对所学知识的深度理解，无法实现对知识的解构与重组。

学习追求的不只是在知识数量上的简单增加，而是能够建立起相互关联的基本知识结构框架，形成对世界的基本认识和理解，应在有思维的学习历程中建立起学科观念和思维方法[1]。“教育不是注满一桶水，而是要点燃一把火”。教学的根本目的是要让学生学会思考，学会质疑，学会创新，学会解决真实的问题，而不是灌输已有的结论或现成的答案。《国家十二五教育规划发展纲要》明确提出：“提高课堂教学质量要突出学生的主体地位，探索适应学生身心特征和课程要求的有效教学模式，改进教法、学法，引导学生主动思考、乐于探索、勤于动手，培养学生的学习兴趣、创新思维和实践能力。”培养学生的创新精神和实践能力，就必须培养学生的高阶思维（High Order Thinking），培养学生的高阶思维能力（High Order Thinking Skills）已成为当下教育教学活动的主要目标。[2]

二、高阶思维的基本内涵

思维是大脑对客观事物的本质和事物之间内在联系的规律性做出概括与间接的能动的反映。是通过空间结构思维和时间逻辑思维这样两种基本形式实现的。[3]按照心智活动或认知能力，思维分为高阶思维和低阶思维。

在思维的众多论述中，杜威（Dewey）对思维过程的解释最为经典。杜威认为，思维的过程是一种事件的序列链。思维是不能自然发生的，而是由“难题或疑问”“一些困惑、混淆或怀疑”引发的，正是这些问题与疑惑维持和引导着反思性思维过程。“问题的本质决定了思考的结果，思考的结果控制着思维的过程”。杜威虽没有明确提出高阶思维的相关论述，但从布鲁姆（Bloom）的思维目标分类看，杜威所指的思维过程实质就是一种高阶思维，杜威对思维的认识是从人的思维发生的原动力——问题入手，揭示了问题的思维之源。美国学者瑞斯尼克（Resnick）认为，高阶思维是不规则的、复杂的，能够产生多种解决方法，需要多种应用标准，自动调节，且包含不确定性。[4]恩尼斯（Ennis）则对高阶思维的特征作了说明，并从思维结构、信息整合、逻辑推理和判断等方面进一步细化了相关的标准。布鲁姆对学习者的思维发展从认知角度细化为具体可操作的六个层级（见表1）。其中，分析、综合和评价（修订后的分析、评价和创造）称之为高阶思维。布鲁姆对高阶思维的界定使一线教师在教学实践中将高阶思维能力发展和具体的课程教学有机地整合起来，也为教师评价自己的教学能否促进学习者的高阶思维能力提供了界定标准。

在国内也有很多教育思想注重对思维能力的培养，这其中包含了高阶思维的思想。但我国对高阶思维、高阶思维能力研究起步较晚。本世纪初国内学者开始涉猎这一课题，最先是钟志贤教授对高阶思维能力的研究。他针对学习者高阶思维能力发展的教学设计宗旨，提出了促进学习者高阶思维能力发展的教学设计假设。对“高阶思维”进行了定义，认为高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力，从其行为表现上看主要表现为分析、综合、评价和创造。从思维能力来看，主要表现为创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力。钟教授给出的定义，在国内得到了普遍的认可，他的研究也吸引了更多一线教育工作者对于高阶思维研究的关注。

三、基于问题的高阶思维教学策略

通过解决问题来学习的思想由来已久，从苏格拉底的谈话法到杜威的问题教学法、布鲁姆的发现学习法，都是以问题为中心的学习方法。将学科的核心知识进行合理的重组，巧妙地设计成各种问题，激发学生探究的热情，实现对所学知识的自主建构和深度理解，促进学生高阶思维能力的发展是当务之急。

1. 设置阶梯性问题，在低阶思维的基础上提升学生的高阶思维

学习的过程是一个由浅入深循序渐进的过程，问题设计要符合学生的思维方式，符合学生的认识规律。阶梯性问题引导学生由简单到复杂，应由已知到未知，由感性到理性，由浅入深，层层推进，实现由“低阶思维”向“高阶思维”的转换。

如在学习“二氧化硫的性质与酸雨[6]”时，设置如下阶梯性问题：

1. SO2与CO2的组成相似但结构不同，它们的化学性质有许多共同之处，也存在很多差异。请根据所学知识分析它们具有哪些共性？又有哪些不同的性质？写出3-5个你熟悉的SO2发生氧化反应和还原反应的化学方程式。

2.酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出SO2所造成的。

①现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：

分析数据完成下列问题：

雨水样品pH变化的原因 （用化学方程式表示），如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将 （填“变大”或“变小”），原因是（用化学方程式表示）。

②依据硫酸型酸雨的形成原理，你认为采取哪些措施可减少酸雨的形成？并设计实验检测空气中二氧化硫的含量。

问题1是有关SO2的化学性质的问题，学生只要通过与CO2的相似性（组成）与差异性（硫的化合价）的简单比较，就能理解SO2的有关性质。问题2情境新颖、思维容量大，能引发学生全面、深刻的思维活动。问题1是一个基础性问题，学生容易解决，问题2是在问题1的基础上进行拓展延伸，尤其是问题②对思维提出了更高要求，是一种具有开放性和创新性的高阶思维。

2. 设置开放性问题[7]，在思维的碰撞过程中培养学生的高阶思维

化学开放性问题是一类思维要求很高的问题，它有别于传统的封闭性问题。开放性问题的条件是多维的，思维方式及途径是多重的，问题的答案是多元的。开放性问题更具挑战性，学生的思维不易受到限制。因此，开放性问题有利于培养学生的创新意识以及独立思考、解决实际问题的能力，有利于学生在对话和思维的碰撞中活化所学的知识，其思考的过程对于培养学生的高阶思维有着特别重要的作用。

3. 设置批判性问题，在批判与思辨过程中发展学生的高阶思维

批判性问题不仅可以培养人的洞察力、辨别力和判断力，还能激发人的敏锐智慧、反思能力，以及创造能力和独立思考的能力[8]。批判性问题能够促进学生对知识的深层次理解，发展学生的高阶思维。

如：在学习“乙烯”的化学性质时，可设计如下问题：

一些中学教材或教辅用书中，在探究乙烯化学性质时，常设计如下实验：“将乙醇与浓硫酸混合并加热到170℃，生成的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液”。请问这种设计合理吗？如果不合理你将怎样改进？

这是学习乙烯的新授内容，学生对高锰酸钾的氧化性有所了解，但对于乙烯的性质并不熟悉，不敢直接回答。同学们带着问题或查阅文献收集证据，或通过实验探究用事实说话，或进行讨论交流展开激烈争论。经过学生独立的思考、共同的分析、交流发言、相互倾听等活动，在质疑与辩论中形成了共识。即直接将反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液的实验设计不合理。因为该反应过程中可能会产生还原性很强的二氧化硫气体，所以必须除去二氧化硫气体的干扰。上述问题的设计与解决，引导学生敢于对教材、或专家等权威提出挑战，敢于进行评价、质疑，敢于发表自己的想法和见解，在批判和辩论中发展学生的高阶思维。

4. 设置真实性问题，在迁移与拓展过程中深化学生的高阶思维

高阶思维要求学习者处于真实的复杂的情境中。因此，问题的设置应具有情境性和复杂性的特点。培养学习者解决问题的能力是为解决现实生活中各种真实性问题，而真实问题往往又是复杂和变化的，将学习的问题镶嵌于真实、复杂的情境之中，可以使基于问题的学习更加明确也更易于学习者理解，也更利于将所学知识迁移到现实生活中，并在解决真实问题过程中创生新的知识。真实性问题，可以深化对所学知识的理解，进行高阶思维活动，实现新的知识建构。

5. 设置探究性问题，在探索与综合过程中促成学生的高阶思维

“探究性问题一般没有明确的条件或结论，也没有固定的形式和方法，要求学习者认真收集和处理问题的信息，经过观察、分析、综合、归纳、概括、猜想和论证等深层次的探索活动，并认真研究才能获得解决问题的答案。开放性、操作性、探索性和综合性是探究性问题的重要特征。”这类问题涉及的基础知识和基本技能十分广泛，在问题解决过程中需要创造性和探索性，解决问题的方法也必须灵活多变，在探索与综合过程中促成学生高阶思维的形成。

参考文献

[1]江敏.学科思维与社会生活的融合[J].中学化学教学参考，2015，（6）：1-5

[2]Bill Tucker.The Flipped Clasroom[J].Education Next，2012，（1）

[3]辞海[M].上海：上海辞书出版社，1999

[4]Moshe Barak，Larisa Shakhman. Fostering higher order thinking in science class teachers reflections[J].Teachers and Teaching：theory and practice，2008，（3）：191-208

[5]沈之菲.提升学生创新素养的高阶思维教学[J].上海教育科研，2011，（9）：35-38

[6]王祖浩. 普通高中课程标准实验教科书化学1.南京：江苏教育出版社，2009，6

[7]孙天山.基于学生理解的问题设计[J].化学教学，2013，（7）：23-25

[8]石敬珠.教师课堂提问策略建构：问题设计的观察视角研究[J].中学化学教学参考，2012，（5）：3-5