STEM教育的应用范畴（十）

向世清

紧接前一讲，在记忆和理解的思维层次之上，我们继续沿着布鲁姆认知思维六层次论（图1），也就是前述所给出的“深度学习”的纵向坐标轴，阐述STEM教育与深度学习的内在一致关系。

当思维层次进入应用阶段时，学生的学习才开始真正进入该所学知识点的内涵理解的检验阶段。如果真的有所理解，则所学的知识点就开始进入“知道用在哪里”和“可能怎么用”的范畴，然后才开始超越“只知道其什么含义”的层次。不过，大家注意看图1，在思维六层次论中，“Applying”（应用）的本义是“将所学的知识（甚至只能称之为信息）点复现用于一个相似的场景中”，所以应用也就可以分为不同的能级和深度。最简单的应用通常只是该知识点的应用场景和应用方式的最简单重复性“复验”使用，而且只是虚拟概念式的复现检验，没有结合实际真实问题的解决;而高能级的应用则一定包含有关这一点知识与其他知识的结合，然后更为综合复杂地解决有关高难度问题的要求，且通常是实际中遇到的问题。所以，如果只停留在最简单的能级附近，则应用所达成的层次自然就很初级（很遗憾的是，我们的应试教育中的绝大多数习题，姑且称之为应用题，都是停留在这样的层次上，简单而直接，并没有脱离帮助简单理解含义和重复性记忆概念的这样一个层次。这样的应用题即便很复杂，通常也只是在应试技巧方面让题目增多了“陷阱性的故意障碍设置”，我们称之为“题目中的坑”。这样的习题做得再多，思维层次也不会有很大的提升。况且，会对付“坑”，只代表“会考试”，而不是“会学习”，时间长了，还带来应试性的习惯僵化和固化，对今后应用知识解决问题的基本习惯有很不好的负面影响）。这样的应用过程最终带来的结果仍然很可能停留于“知其然，而不知其所以然”。大量地只做这样的应用，会进一步养成“不求甚解”的习惯，以后掌握知识的整个“套路”就被培养偏了。所以，简单的应用最多只能算作知识学习的中级层次，是不太够得着高阶思维层次的（说到这里，您还以为应试教育中的“刷题”很有意义么？笑）。

真正的高阶思维是从“Analysing”（分析）这一思维层次开始的。分析的本义在六思维层次论中的准确描述是“将知识或信息分解，进一步探求理解和追寻其与其他知识的关系，然后将其与其他知识比较、组织化、达成解构、内涵诠释并有可能发现新的理解”。按照这样的要求，学生的学习从分析开始才能朝着理解和应用这一知识点的有难度和挑战性的程度演化和进化，最终知识的内涵被更深入地理解和懂得，而且该知识点在知识系统中的位置和关系得以初步认识和明了。事实上，这一阶段是学习知识的进阶所必需，学习后的表现完全取决于有没有真正开始实施这一层次的学习行为，它的核心是将此知识点与其他相关知识体系相连接。此过程中，学生的脑袋瓜儿经由相关的学习动作或者活动所驱动，会发动更多的过程形成更多的作用性动作和行为，然后，就使得学生的思维层次向着“我知道了这一点知识究竟是怎么回事儿”的层次迈进，更多地完成了“我其实知道了吗”和“我还知道什么”等思考。久而久之，如果每个知识点都能这样学习，那么最终整个知识体现就能完整地形成一个理解了的整体，而不是一个一个的知识点的分割并存、分开成一大堆（对比这一点，我们的应试教育中真正帮助学生将知识组织化和体系关联化的过程通常很欠缺和薄弱，使得学生的知识孤点化、孤立化、学科分割化，那么理解和懂得就难以真正达成，最后也就不能做到实际应用解决真正相关但却有所變化或者与其他知识交织的复杂问题的解决，特别是无法变通性地应用此知识解决有所不同的问题，更无法解决创新性的问题）。

如果达成了分析的层次，接下来学生的学习就可以进入更为准确的高阶思维层次，也就是图1中的“Evaluating”（评估）和“Creating”（创新）两个层次。我们仍然按照本义看评估和创新的层次要求。评估的本义是“对应用该知识点时所产生的解决方案所关联到的决定和判断进行反复的斟酌和评定”，这就使得应用该知识点的层次进一步上升到“怎样应用才会更好”的优化阶段，甚至会反过来评价该知识点的前人建立和获取结果是否需要更正和修错，反过来会达成该知识点的更深内涵的理解，而其对应的一些学习活动行为主要是检审、假说、批判、证实和研判等，这些关键词所对应的都是一些高级思维行为，类似于可以做裁判或者评审专家的层次了（事实上，到了这样的层次，即便是不记忆也都已经记忆好了，而且不仅仅是记住一个名词或者概念或者定义了）。创新的本义是“从所学的知识点出发，连同与其他知识的结合，创生建立一个新颖的解决方案、产品或者新的思维方式”，这就使得有关该知识点的学习进入最后的知识完善、创新修正甚至是推翻重建阶段，不仅极大地拓展了该知识点，而且使得该知识点在已有知识体系中的结果得以更新和升级，这样的知识认识层次就几乎已经是学习知识最终的自由应用知识的高度了。最关键的是，我们的知识由此可以进一步实现对世界的准确描述，反映更为准确的客观现象和事实，描述世界的真正内涵。它所对应的学习活动行为主要是设计、建构、计划、生产和发明，这些关键词所反映的都是人类知识应用的最高层次，尤其是设计和发明，连同其对应的实践学习，即通过创新实现人类对自身的发展和对社会的发展，以及对自然世界的更准确认知和与其交互的更相适应（很遗憾的是，我们的应试教育从小就只是让学生复述、记忆、重现、知晓已有的知识点，却很少让学生形成对已有知识更深层次的理解、研判、应用乃至更新性的修正、完善，最终形成创新的整体缺失性。最可怕的是，哪怕把所学的知识点全记得滚瓜烂熟，应试教育却只是教会了一种模式和习惯，那就是“你把所告诉你的、所看到的知识记下就算可以了”，连创新的意念、意识都不会出现或者再有！这才是真正失去了教育的本质要求。可以说，应试教育对创新发展而言，缺失了创新有关的实现，所以在本质上对个人、国家和民族的创新发展是一种极大伤害，甚至是阻碍！大家应该真的要警醒啦）。

那么，STEM教育是怎样可以让这些高阶思维层次的学习活动行为发生的呢？实际上，STEM教育在“拉长”教学过程、树立追求不同层次的思维教学目标后，其核心就是在于利用发现和解决问题的逻辑牵引，以一系列递进的问题导向法实施过程展开，而实施过程中在九步法的不同阶段分别或者融合性地采取了多种学习方式和行为方法，包括探究、实践、动手、设计、实验、分析、研判、假说、创新等（也就对应着教学过程的不同类型的教学法单独采用或者复合型融合采用）（图2寓意），实实在在地让学生经历了一个围绕问题解决的相关知识点包集的、从低阶思维层次到高阶思维层次的全体验过程、全学习过程，而且在其中引导了方法论、解决问题套路、规范乃至优化方法的建构和习得，并全程逐渐提升思维性感受，所以在“深度学习”的纵向轴方面完成了要求。加上其在过程中实现实际的、面向真实场景的、实践动手的、解决真实问题要求，所以是一个完整的体验情感、精神和价值观的过程，而且不是被动和分割性的体验，最终也就同时在“深度学习”的横坐标轴方向可能实现了全七维的建构。因此，我们说，STEM教育的每一个完整单元过程，只要能够设计合理、开展有序、实施有效、总结到位，那就是真正满足2个坐标方向的7横向维度和纵6个层次的深度学习（这样也就进一步明确了STEM教育的真正全面要求，大家应该经常面对这样的要求，反思自身的STEM教学、STEM单元课设计、STEM课程设计是不是达标了，是不是做好了，是不是到位了！强调，这里的说法特别重要！希望大家反复思考和反思！您觉得是不是？）而且，我们还必须凸显地说，迄今为止，所有教学法几乎都不如STEM教学法来得完整、完备、先进和有效。