指向高阶思维培养的跨学科学习研究

【摘 要】当今社会，我们面临着全球化、多样化的挑战，跨学科学习已经成为培养创新人才和推动社会进步的重要手段。建设具有丰富育人价值的跨学科课程已成为教师的重要任务。笔者以跨学科学习课程为例，从感知力、逻辑思维、系统思维、创造性思维和延展性思维等方面，阐述了指向高阶思维培养的跨学科学习实践研究。

【关键词】跨学科；高阶思维；高中学段

【中图分类号】G434 【文献标志码】A

【论文编号】1671-7384（2024）010-058-03

现代教育强调要注重对学生创新思维和实践能力的培养，跨学科学习符合时代发展要求，是推动基础教育改革和提升学生核心素养的重要途径。“探究生活中的木质结构”跨学科学习案例融合了高中通用技术、信息技术、物理、语文及其他学科课程，基于大概念引导学生开展有深度的实践、探究、设计活动。

跨学科学习的理论依据

夏雪梅老师在《跨学科学习》一书中对跨学科学习进行了论述，并界定了跨学科学习的五大特征：真实目的、跨的载体、多学科基础、创造性和研究性的过程、跨学科理解[1]。跨学科学习要结合真实生活，为了解决一个真实复杂的问题，激发学生的实践探究欲望，在教师的引领下，团队合作综合运用多个学科的知识提出方案、形成成果、解决问题，促进对知识的深度理解，达到新思维和综合能力提升的目的[2]。美国教育家布鲁姆提出，思维分为低阶思维和高阶思维，高阶思维是发生在较高认知水平层次上的活动和能力，即通过深度学习培养学生的分析、评价、创造、批判性思维、创新思维、元认知、问题解决、决策等能力，是核心素养中的重要组成部分[3]。

跨学科学习是培养高阶思维的重要途径，在问题解决中达到思维的训练，形成学科的跨界和知识的重构。教育要从知识本位走向素养本位，从灌输式走向实践探究式，从学科之间的联合走向真实情境下的综合运用。指向高阶思维培养的跨学科学习是培育学生核心素养，提升适应社会发展和终身发展关键能力的有效载体。

指向高阶思维培养的跨学科学习策略

1.基于实践挖掘真问题，用感知力触发高阶思维

跨学科学习的关键是提出跨学科的真实问题，而真实问题大多源自学生的生产生活实践或科学研究活动。因此，只有学生用心地观察、切身地感受、潜心地感知实践过程，才能智慧地发现问题的存在，才能意识到解决问题的意义和价值。

“探究生活中的木质结构”实践课程的选题源自一次劳动实践活动，学生在劳动的过程中发现办公室一些木质办公用品出现了问题。如抽屉的底板掉落、办公桌椅松动、办公柜的柜门合页螺丝卡不住、复合木质板材出现断裂等现象。面对这些问题学生会有不同的表现，有的学生无动于衷，有的学生感慨教师办公条件的艰苦，而有的学生想要帮助教师和学校解决这些问题。为什么学生会有不同的想法，主要原因就是学生的感知力不同。感知力是深度思考的第一步，接下来才会有好奇心去提出问题，形成探究愿望。实践过程中学生在复杂的、碎片化的情境中感知问题的存在，进行深入的思考，从同理心的浅层感受到愿意付出精力、投入情感和意志，并持续努力去帮助教师解决问题。这不仅是动手实践能力和技术素养的体现，还是一种敢于探究的优秀品质。当然这个过程还需要教师引导学生去关注细节和变化，帮助学生甄别有研究价值、有现实意义的问题。本次劳动实践活动后，学生向教师反馈了劳动中遇到的问题，经过师生的研讨，最后把帮助教师解决办公室家具松动损坏问题确定为此次实践活动的目标。

2.梳理解决问题流程，用问题支架撬动逻辑思维

感知力是发现问题的起点，而逻辑思维则是分析问题、解决问题的关键。学生把帮助教师解决办公室家具松动损坏问题确定为目标后，应该如何做还处于模糊的状态，学生会直奔主题进行设计改造，思考用什么材料和工具加固损坏松动的家具，并没有意识去整体地、全面地思考此问题。这就说明学生在面对现实问题时缺少系统思考的能力。为了让学生在实践研究中不混乱、有条理，教师就要进行方向性的引导，帮助学生建立逻辑思维，梳理出解决问题的流程，让学生在头脑里建构出解决问题的思路。即先分析原因再解决问题，以收集信息、整理分类、分析各类问题原因、针对问题设计方案、绘制图样、物化制作为学习主线。如何让学生在后期开展自主的持续性探究，这就需要教师帮着学生搭建问题支架（图1）。

问题驱动的持续性探究是思维进阶的动力。问题支架的建构要以学生实践探究为中心，其中问题的设计并非知识型的，而应该具备启发性、探究性、引导性和连贯性的特点。学生不断地深入探究，改变思维模式，建立新旧知识的联系，实现跨学科学习，最终达到知识体系重构的目的。基于主线的问题串，由浅入深，层层递进，不仅激发了学生兴趣，推动了学生思维的展开，也为学生自主探究提供了保证。但教师在抛出问题前，一定要让学生先思考再提问，给学生一个思维自我形成的过程，让学生养成独立思考的习惯，也有助于学生形成自己的判断力和决策力。

3.建构跨学科知识体系，用大概念统领系统思维

跨学科学习是各学科的深度融合，这种融合并不仅仅是情境的共用、问题的综合、知识的叠加，而是在认知、思想或方法上共生出的一个汇聚点，这个汇聚点就是大概念。大概念是在多学科事件和现象之上抽象出来的跨学科概念，也可以是哲学概念。但这个大概念不能直接灌输给学生，需要教师建构思维型课堂，循序渐进地对学生进行知识、能力和素养的培养。

本课程涉及通用技术、信息技术、物理、语文和美术等学科相关知识，如结构及其强度和稳定性的相关知识、木质材料的特点、结构受力分析、技术图样的表达、用信息技术表达创意、3D打印技术、金工加工工艺等。那如何把这些零散的不同学科的知识重构形成一个整体？我们把核心目标指向了“结构”这个大概念上。以发现问题、分析问题、解决问题为主线，我们从分析木质结构的优缺点，到对损坏点连接方式的结构受力分析，再到创意设计、物化作品，把不同学科的知识统一到“结构”这个主题下，让学生对结构的常见问题与成因、设计和优化有了一个系统的认知，让学生能用结构的思想去观察分析生活中的现象。在此过程中教师的角色将起着至关重要的作用，从原来知识的传授者，变成了课程的设计者、问题的提出者、学生学习的引领者、学生学习的指导者及学生成果的评价者，帮助学生建构知识经验、提升思维水平、锤炼品格素养。

4.搭建多元化设计平台，用自主创新提升创造性思维

创造是布鲁姆教育目标分类中最高层级的认知能力，即打破原有认知，将原来的知识应用到新的领域并形成新的想法、新的改变、新的可能。高阶思维具备五大要素，而创造性思维和批判性思维是核心。创造性思维指向的目标更明确，即要有原创的、独特的新产品生成。而批判性思维会让我们的创造更理性、更客观、更可行、更有效。

本课程的创造性思维培养过程是设计制作提升结构强度的连接件。在前期的问题探究过程中，学生已经对结构损坏和松动等现象进行了归类，包括面与面、面与柱、柱与梁以及三个面、三个杆等之间连接的问题。通过结构受力分析，找到了容易变形的点，如何提高强度解决这些问题，就需要针对每一类现象进行创意设计。学生以小组为单位，选择一类问题，进行方案的设计，从功能、结构、科学、经济等方面进行统筹、思考、权衡设计出最佳方案。学生用SketchUp草图大师软件绘制正等轴测图，用3D打印技术呈现产品原型，最后使用铝板并采用金工加工工艺物化产品。在这一系列的活动中，学生用批判思维对方案和作品进行实验、评价和优化，最后完成创意设计，并应用解决实际问题。在这个过程中就需要通用技术和信息技术两个学科的教师合作，帮助学生完成创意的构思、设计表达、产品物化等环节。而这种合作并不是每位教师完成一节技术内容的讲授，更多的是为学生提供多元的创新环境，观察发现并给予学生个性化的指导，让学生主动综合运用各类技术手段进行创意设计。

5.开拓脑外资源，用持续探究培养延展性思维

大脑是我们思考的场所，我们的认知都产生在这个封闭空间，但它并不是思维形成的唯一场所。在《思考如何超越思考》一书中提到：我们的思维更像是在散步时看到的筑巢鸟，在这里拔一根绳子，在那里拔一根树枝，用可利用的部分最后构建出一个整体[4]。所以我们要打开大脑的禁锢，开拓脑外资源，从一个认知空间延伸到生活、社会的其他空间，用已有的经验去开展持续性探究，进行延展性的学习、思考和研究，从深度和广度上丰富自己的认知结构。

本课程的研究以帮助教师解决木质家具的损坏和松动问题为出发点，通过实践探究、系统分析和创意设计实现提升生活中木质家具强度的目的。虽然问题已经解决，学生也对现象后的本质问题有了系统的认知，看似这个课题已经圆满结束，但在“结构”这个大概念下，可探究的内容还非常多，我们又引导学生从身边的木质家具思考大型木质建筑，并设计了两个方向的持续性探究活动。一组学生对延庆区的冬奥场馆进行绿色建设调研，了解木结构在延庆赛区的应用，分析雪车雪橇中心的遮阳棚木结构与V型钢柱组合的结构受力，探究大型木建筑承受的荷载和钢木结构结合的优势，用SketchUp草图大师软件进行钢木连接件的设计。另一组学生结合语文和美术学科内容，在高中语文《中国建筑的特征》一课之前，走进北京世园公园，进行中国传统建筑的探究。

本课程学生的研究从身边的小问题拓展到社会的大问题，从对木制一种材料拓展到钢木结构的研究，从身边的改良设计延伸到建筑的绿色发展，实现了跨学科的学习，使学生的思维得到了拓展和延伸。延展性思维可以帮助学生开拓思维，拥有这种能力的人无论在学习、生活还是工作上都会发挥出无限的潜力。

结 语

综上，通过“探究生活中的木质结构”课程的实践研究，学生经历了一次有收获的跨学科学习。基于真实情境下的探究实践活动，学生不仅获得了科学素养和实践能力，而且对知识的理解、综合和应用的能力也得到了提高，特别是问题意识、系统思维、创造性思维、批判性思维和延展性思维都得到了锻炼。可见，跨学科课程契合我国当下基础教育改革的理念，而指向高阶思维培养的跨学科实践研究更具有现实的意义和价值，有利于推动以核心素养为导向的教学转变。广大教师要深挖生活中的资源，设计科学合理的跨学科学习，让学生的高阶思维得到有效的培养和提升。

参考文献

夏雪梅，跨学科学习[M].北京：教育科学出版社，2021：57-60.

郭华，袁媛. 跨学科主题学习的基本类型及实施要点[J]. 中小学管理，2023（5）：10-13.

汪茂华. 高阶思维能力评价研究[D]. 上海：华东师范大学，2018.

安妮·墨菲·保罗. 思考如何超越思考[M]. 吴艳红，译. 杭州：浙江科学技术出版社，2023.