利用“项目式学习”培养大学生高阶思维能力研究

摘要：培养大学生高阶思维能力，是现代高等教育的必然要求，高阶能力以高阶思维为基础，强化培养学生高阶思维，不仅是现代教育的要求，也是保证学生全面发展，全面提高素质的必由之路。高层次的思考能力的训练，可以确保从基本的技能到独立的创新技能的提升，同时也是大学生提升创新能力、逻辑思维的有效方法。项目式学习可以让学生在进行批判的对话与反思时，创造性地解决问题和在自律的过程中获得更高层次的经验。本文通过实验方式分析项目式学习对大学生高阶思维能力的培养效果，结果显示，在专业教学中，项目式学习有助于提高大学生的问题解决能力与元认知水平，但对于提高大学生的批判性能力影响并不明显。

关键词：大学生；项目式学习；高阶思维能力；培养

提高学生的高层次思考能力，是国家“双高”学科建设的需要，也是国家对“高层次”人才的一种培养。因此，高校要实现创造性人才的培养，必须要通过优化教育方式，提高学生的高阶思维能力。课题研究法（ProjectiveLearning，英文缩写为PBL），具有开放性、情境性、参与性和主动性，是一种适合于高校学生进行高阶思考的良好方式。这种教学方式可以让学员在进行批判对话与反思、创新解决与自律的过程中获得更多的高层次的学习经验。本课题拟从“工程”角度出发，构建基于“工程”的高阶学习经验模型，研究其对高阶思维能力发展的作用机理与效应。

一、培养大学生高阶思维的重要性和必要性

高阶思维主要包含批判性思维、创造性思维、决策思维和问题求解思维，该高层次思维模式主要分为六大层次，即：环境层、能力层、愿景层、行为层、身份层以及价值观层。学科教学以培养学生的高阶思维能力为重点，实际教学多在分析、评价、综合及创造层面集中。

（一）重要性

从实际出发，对高校学生进行高层次的思考，既是教育改革的需要，又是他们不断提高学习能力的一项重大措施。对大学生进行高阶思维能力培养，有助于提高他们的认识水平，在思想上对他们进行指导，用思想上的变化来影响他们的思想。对大学生进行高层次的思考能力的训练，可以为加强他们的问题解决能力、系统构建能力和决策创新能力等方面打下很好的基础。此外，对大学生的高阶思维能力的培养，可以满足他们的独立探索和不断学习需要，对于提高师生互动的时效性和提高教学的灵活性具有非常重要的作用［2］。

（二）必要性

在当代高校中，对高校学生进行高层次思考的培养是必不可少的。高阶能力以高阶思维为基础，强化培养学生高阶思维，不仅是现代教育的要求，而且是确保学生实现全面发展、提升综合素质的必然选择。高阶思维能力的培养，能够保证大学生从基础能力升华为自主创造的条件，同时也是大学生提升创新能力、逻辑思维的有效方法。

二、利用“项目式学习”培养大学生高阶思维能力的内在机制

近年来，利用“项目式学习”培养学生高阶思维能力的案例持续增多，尤其是工科专业的学生，运用范围更广。项目式学习可以有效地激发学生的学习热情，让他们在关注结果的同时，也可以让他们体验到自己的学习结果，还可以在探索的过程中得到发展和独立的思维，进而促进学生核心能力的提高。一般来说，以专案学习为基础的大学生高阶思维能力培养的内部机理包括以下方面。

（一）培养学生批判性思维能力

教育实践中，应根据提出问题、分析和解决问题顺序思考，在明确选题、制订问题解决方案以及信息的全面收集后，分析和论证判断实践问题。这样在问题解决中，学生批判性思维能力就可以得到提高，继而实现其高阶思维能力的培养［3］。

（二）培养学生问题解决能力

利用项目式学习方法，对真实问题情境进行创设，逐步开始理解问题与表征分析，再根据所掌握的新知识和迁移应用已有知识，为实际问题的解决提供辅助，同时结合所选解决策略与新旧知识，解决实践问题，最终提升学生的高阶思维能力。

（三）培养学生元认知能力

教育实践中，应充分展现项目驱动功能，帮助学生认清自身能力与知识水平、学习现状和学习目标的差距，再以该认知差距为基础，制订个性化学习计划，改进学习方法，修正学习方案，便于项目式学习开展期间，根据自我认知完成知识的二次加工。该过程中，还要通过多元化评价，为达到理想学习效果提供保障，实现学生元认知能力的提升，继而培养大学生的高阶思维能力。

三、研究设计

（一）研究对象与环境

此次研究对象为××大学2021级地理信息科学专业的大学生。目前这些学生已掌握一定的专业知识，且明确该专业性质、专业理论基础和发展历史。从思维和能力层面来说，新时代的大学生具有较快的新鲜事物接受速度，思维比较敏捷，而且具有较强的学习能力。然而，以往教学活动造成这部分大学生并不善于主动思考与自我计划。因此，作为一名普通高校的本科生，其元认知能力、批判性思维能力以及问题求解能力还需要进一步提高。此次研究选择线上和线下项目式教学+混合式学习的教学模式。其中线上主要为QQ群、学习通平台学习，在软件平台的帮助下，可以查看文本材料、作业和教学录像等，并通过这个平台来记录学生的成绩，如同学互动次数、讨论次数以及测验成绩等。

（二）研究过程

（1）准备工作。在教学之前，首先对被试人员进行认知能力的测验与DISC人格测验，按照“组内异构，组内同质”的原理，把学生分成5～6人一组，每个组按个体状况进行分工。在此基础上，教师将三种不同的课题，即1节课、1个课程和1个微课，每一组从中选出一种不同的教学设计，并以此为最终课题。通过对学生的分析，通过对学生的学习需要进行研究，明确其教学目的，制定出相应的教育对策和教学评估，每个模块都有对应的工程作业，最后以六个模块的学习内容为基础进行设计。

（2）研究实施。在每一章的学习初期，教师首先要按照团体选定的教育体系的种类来设定适当的现实情境，把学生带到真实情境中去，用他们所学到的东西来解决现实问题。在上课之前，同学们可以通过教师给他们的课前自主学习内容和课前任务来完成他们的知识学习，自学任务完成之后，教师会在教室里对他们进行教学，教学重点是讲解学生学习中遇到的问题。然后，教师会检测和反馈学生的课前预习状况，通过提问来指导他们把所学东西转移到问题环境中，同时组织学生们开展头脑风暴，从而推动其知识构建。

在每个章节都做完以后，教师会把专题任务发给学生们，让他们在课堂上进行讨论和交流，最后通过小组合作把课题成果上传到云计算平台。当每个团队都递交了自己的工作以后，教师就会打开组间互评和组内互评，并且给出一个评估准则，让学生们对本组成员和其他组的工作进行评估。下一次课堂中，教师会向学生们介绍和评论他们的成绩，给其他组做示范。每一章结束后，教师要让学生们写出自己的学习心得，然后开始新的章节和布设新情景作业。每一章都要经过一次考试，以检查学生们这一学期的学习情况，并收集学生得分。在此基础上，根据实验的具体操作步骤及相应的理论依据，提出一种面向大学生的“项目式”教学流程。具体流程见下图：

项目式教学流程图

（三）研究工具

研究开始与结束时，均为被试者发放高阶思维能力量表，通过统计学软件SPSS26.0分析患者高阶思维能力培养前后的测试数据，所用研究工具为：

（1）批判性思维能力量表。该量表由两大方面组成：一是对大学生的一般状况进行了调查。第二章对当前大学生的批判思考能力进行研究，主要从探究真理、培养系统能力和开放思路三个方面进行论述。本研究拟从自信心、分析、认知成熟、探究等7个方面入手，通过李克特六量表记分，结合偏导问题等方法，进一步提升量表的信效度。

（2）元认知能力量表。该量表由三大方面组成：一是对大学生一般状况进行调查。二是对大学生知识学习状况进行研究，主要分为程序性知识、陈述性知识和预设知识，共计18道题。三是调查学生的认知管理维度现状，从规划、信息管理和监督等方面对学生认知进行分析，共35道题。本研究以李克特五段式量表记分为主，并以元认知知觉量表作为测量工具，以保证其信度。

（3）问题解决能力量表。该量表由两大方面组成：一是对大学生进行一般调查，二是考察了学生的问题解决能力，从问题的态度、采用的方式和策略、问题的品质三个维度进行了研究，使用李克特五量表记分的30个问题，采用反向提问的方法，以此提升问卷的信效度。

（四）信效度分析

在研究开始时，首先要对3份调查问卷进行初步的新调度检验。经过统计与验证，三个分量表的Cronbach巴赫alpha值为0.853，0.947，0.773，都超过0.7，表明三个分量表的信效度都很好。3个分量表的KMO都超过0.6，0751，0.704，0.610，巴特利球的统计结果都是0.000，低于0.05，这表明3个分量表都很适用于进行因素分析，具有较高的显著性，并且经过旋转后分量矩阵的有效性很好。因此，本研究之三项调查问卷皆具有较好的信效度，且能产生出有效之数据。

四、研究结果

（一）大学生高阶思维能力改变情况

1.大学生批判性思维能力

以大学生批判性思维能力培养前后的分值为变量，展开配对样本T检验，结果发现，批判性思维能力培养前后，被试学生的数值分别为284.91分、287.45分。与培养前相比，后测数据有所提升，说明经过项目式学习，改善了大学生的批判性思维。但数值差异不明显，P＞0.05，可见，大学生的批判性思维能力变化不明显。事实上，由于现代高校学生在认知与改变这个社会的过程中形成了一种固定的思维方式，再加上他们的批判思维能力一直处于较弱的地位，因此短期之内很难发生重大改变。

2.大学生元认知能力

以大学生元认知能力培养前后的分值为变量，展开配对样本T检验，结果发现，元认知能力培养前后，被试学生的数值分别为180.24分、186.28分。与培养前相比，后测数据提升明显，说明经过项目式学习，有效改善了大学生的元认知能力。

3.问题解决能力

以大学生元问题解决能力培养前后的分值为变量，展开配对样本T检验，结果发现，问题解决能力培养前后，被试学生的数值分别为105.27分、107.42分。与培养前相比，后测数据提升明显，说明经过项目式学习，有效改善了大学生的问题解决能力。

（二）大学生高阶思维能力和学业成就的关系

通过对被试后期高阶思维能力和学业成就的平均值以及最终测试分数的二元相关性进行统计，得出相关数据，具体如下表所示，从而判定高阶思维能力与学生学业成就之间的关系。从下表可以看出，高阶思考能力与其学业成就的关联系数P为0.336，该指标的显著Sig.值为0049，小于0.05。这表明，高层次思考能力与其学业成绩之间存在着0.05的显著关联，表明高层次思考能力对其学业表现具有重要作用。

五、结论和展望

纵观目前国际上关于“项目式学习”的研究成果，我们不难发现，“项目式学习”已经是21世纪的一种新的教育方式，也是一种促进学习者深入学习的一种主要教学方式［4］。基于探究项目式学习提高高阶思维能力的作用机理，项目式学习由课堂前、课堂中和课外三个环节构成，以提高大学生高阶思维能力为目标，以项目式学习为途径进行了实践探索［5］。本研究结果显示，在专业教学中，项目式学习有助于提高大学生的问题解决能力与元认知水平，但对于提高大学生的批判性能力影响并不明显［6］。此外，本研究还表明，高阶思维能力与学习成绩有明显的正向关系，也就是高阶思维能力的高低会影响到大学生的学习成绩。研究结果表明，高阶思维能力对大学生的学业成绩具有正向的预测作用，可以成为提高大学本科生高阶思维水平的一种教育方式［7］。

综上所述，大学生高阶思维能力的提高是一个长期的综合过程。尽管已有一些研究结果，但受限于研究时间、试验环境等因素，目前仍处于前期研究阶段［8］。本课题拟以“项目式学习”为导向的研究范式，通过对项目式学习进行更长时间反复修改与迭代的实证研究，深入探究“项目式学习”对培养大学生高阶思维能力的作用机制与实际效果，最终建立项目式学习用于“以理论为主”的人文学科实践教育中的教学模式，以推动项目式学习在大学生高阶思维教育领域的推广运用，有效开发高层次的学生思考能力，为大学一流的人才培育工作注入活力。

参考文献：

［1］吴丽晶.基于高阶思维能力下小学数学项目式学习实践探讨——以“一卷卫生纸有多长”为例［J］.读与写，2022（25）：159-161.

［2］吴嘉宝.在小学科学课堂中实施项目式学习，培养学生高阶思维能力［J］.北京教育，2023（25）：58-59.

［3］尹书琴.基于项目式学习培养高中生化学高阶思维能力的实践研究——以遵义航天高阶中学为例［D］.贵州：贵州师范大学，2021.

［4］唐飞.项目式学习助力发展物理高阶思维的探索——利用传统文化项目辅导学生提高思维能力［J］.中华活页文选（传统文化教学与研究），2022（10）：151-153.

［5］卜彩丽，陈文静，李雯娜，等.项目式学习促进大学生高阶思维发展的实证研究［J］.数字教育，2022，8（3）：71-77.

［6］侯小英.基于项目式学习的初中科学课堂建构——以固体压强的综合探究为例［J］.中学物理教学参考，2023，52（4）：10-13.

［7］李怡静，缑娟娟，王婧雯，等.基于编程学习平台培养高阶思维能力的教学设计［J］.电脑知识与技术，2023，19（8）：113-116.

［8］李昭.项目式学习视角下高中信息技术教材对比分析——以“算法与程序实现”内容为例［J］.中小学教材教学，2023（3）：38-42.

项目来源：吉林省教育科学“十四五”规划2023年度一般课题，项目名称：基于地理信息系统的“项目式学习”课堂教学模式研究，项目编号：GH23174

作者简介：朴东范（1987—），男，朝鲜族，吉林人，博士，讲师，研究方向：森林遥感、地理信息系统。