STEM教育的應用范疇（十）

向世清

緊接前一講，在記憶和理解的思維層次之上，我們繼續沿著布魯姆認知思維六層次論（圖1），也就是前述所給出的“深度學習”的縱向坐標軸，闡述STEM教育與深度學習的內在一致關系。

當思維層次進入應用階段時，學生的學習才開始真正進入該所學知識點的內涵理解的檢驗階段。如果真的有所理解，則所學的知識點就開始進入“知道用在哪里”和“可能怎么用”的范疇，然后才開始超越“只知道其什么含義”的層次。不過，大家注意看圖1，在思維六層次論中，“Applying”（應用）的本義是“將所學的知識（甚至只能稱之為信息）點復現用于一個相似的場景中”，所以應用也就可以分為不同的能級和深度。最簡單的應用通常只是該知識點的應用場景和應用方式的最簡單重復性“復驗”使用，而且只是虛擬概念式的復現檢驗，沒有結合實際真實問題的解決;而高能級的應用則一定包含有關這一點知識與其他知識的結合，然后更為綜合復雜地解決有關高難度問題的要求，且通常是實際中遇到的問題。所以，如果只停留在最簡單的能級附近，則應用所達成的層次自然就很初級（很遺憾的是，我們的應試教育中的絕大多數習題，姑且稱之為應用題，都是停留在這樣的層次上，簡單而直接，并沒有脫離幫助簡單理解含義和重復性記憶概念的這樣一個層次。這樣的應用題即便很復雜，通常也只是在應試技巧方面讓題目增多了“陷阱性的故意障礙設置”，我們稱之為“題目中的坑”。這樣的習題做得再多，思維層次也不會有很大的提升。況且，會對付“坑”，只代表“會考試”，而不是“會學習”，時間長了，還帶來應試性的習慣僵化和固化，對今后應用知識解決問題的基本習慣有很不好的負面影響）。這樣的應用過程最終帶來的結果仍然很可能停留于“知其然，而不知其所以然”。大量地只做這樣的應用，會進一步養成“不求甚解”的習慣，以后掌握知識的整個“套路”就被培養偏了。所以，簡單的應用最多只能算作知識學習的中級層次，是不太夠得著高階思維層次的（說到這里，您還以為應試教育中的“刷題”很有意義么？笑）。

真正的高階思維是從“Analysing”（分析）這一思維層次開始的。分析的本義在六思維層次論中的準確描述是“將知識或信息分解，進一步探求理解和追尋其與其他知識的關系，然后將其與其他知識比較、組織化、達成解構、內涵詮釋并有可能發現新的理解”。按照這樣的要求，學生的學習從分析開始才能朝著理解和應用這一知識點的有難度和挑戰性的程度演化和進化，最終知識的內涵被更深入地理解和懂得，而且該知識點在知識系統中的位置和關系得以初步認識和明了。事實上，這一階段是學習知識的進階所必需，學習后的表現完全取決于有沒有真正開始實施這一層次的學習行為，它的核心是將此知識點與其他相關知識體系相連接。此過程中，學生的腦袋瓜兒經由相關的學習動作或者活動所驅動，會發動更多的過程形成更多的作用性動作和行為，然后，就使得學生的思維層次向著“我知道了這一點知識究竟是怎么回事兒”的層次邁進，更多地完成了“我其實知道了嗎”和“我還知道什么”等思考。久而久之，如果每個知識點都能這樣學習，那么最終整個知識體現就能完整地形成一個理解了的整體，而不是一個一個的知識點的分割并存、分開成一大堆（對比這一點，我們的應試教育中真正幫助學生將知識組織化和體系關聯化的過程通常很欠缺和薄弱，使得學生的知識孤點化、孤立化、學科分割化，那么理解和懂得就難以真正達成，最后也就不能做到實際應用解決真正相關但卻有所變化或者與其他知識交織的復雜問題的解決，特別是無法變通性地應用此知識解決有所不同的問題，更無法解決創新性的問題）。

如果達成了分析的層次，接下來學生的學習就可以進入更為準確的高階思維層次，也就是圖1中的“Evaluating”（評估）和“Creating”（創新）兩個層次。我們仍然按照本義看評估和創新的層次要求。評估的本義是“對應用該知識點時所產生的解決方案所關聯到的決定和判斷進行反復的斟酌和評定”，這就使得應用該知識點的層次進一步上升到“怎樣應用才會更好”的優化階段，甚至會反過來評價該知識點的前人建立和獲取結果是否需要更正和修錯，反過來會達成該知識點的更深內涵的理解，而其對應的一些學習活動行為主要是檢審、假說、批判、證實和研判等，這些關鍵詞所對應的都是一些高級思維行為，類似于可以做裁判或者評審專家的層次了（事實上，到了這樣的層次，即便是不記憶也都已經記憶好了，而且不僅僅是記住一個名詞或者概念或者定義了）。創新的本義是“從所學的知識點出發，連同與其他知識的結合，創生建立一個新穎的解決方案、產品或者新的思維方式”，這就使得有關該知識點的學習進入最后的知識完善、創新修正甚至是推翻重建階段，不僅極大地拓展了該知識點，而且使得該知識點在已有知識體系中的結果得以更新和升級，這樣的知識認識層次就幾乎已經是學習知識最終的自由應用知識的高度了。最關鍵的是，我們的知識由此可以進一步實現對世界的準確描述，反映更為準確的客觀現象和事實，描述世界的真正內涵。它所對應的學習活動行為主要是設計、建構、計劃、生產和發明，這些關鍵詞所反映的都是人類知識應用的最高層次，尤其是設計和發明，連同其對應的實踐學習，即通過創新實現人類對自身的發展和對社會的發展，以及對自然世界的更準確認知和與其交互的更相適應（很遺憾的是，我們的應試教育從小就只是讓學生復述、記憶、重現、知曉已有的知識點，卻很少讓學生形成對已有知識更深層次的理解、研判、應用乃至更新性的修正、完善，最終形成創新的整體缺失性。最可怕的是，哪怕把所學的知識點全記得滾瓜爛熟，應試教育卻只是教會了一種模式和習慣，那就是“你把所告訴你的、所看到的知識記下就算可以了”，連創新的意念、意識都不會出現或者再有！這才是真正失去了教育的本質要求。可以說，應試教育對創新發展而言，缺失了創新有關的實現，所以在本質上對個人、國家和民族的創新發展是一種極大傷害，甚至是阻礙！大家應該真的要警醒啦）。

那么，STEM教育是怎樣可以讓這些高階思維層次的學習活動行為發生的呢？實際上，STEM教育在“拉長”教學過程、樹立追求不同層次的思維教學目標后，其核心就是在于利用發現和解決問題的邏輯牽引，以一系列遞進的問題導向法實施過程展開，而實施過程中在九步法的不同階段分別或者融合性地采取了多種學習方式和行為方法，包括探究、實踐、動手、設計、實驗、分析、研判、假說、創新等（也就對應著教學過程的不同類型的教學法單獨采用或者復合型融合采用）（圖2寓意），實實在在地讓學生經歷了一個圍繞問題解決的相關知識點包集的、從低階思維層次到高階思維層次的全體驗過程、全學習過程，而且在其中引導了方法論、解決問題套路、規范乃至優化方法的建構和習得，并全程逐漸提升思維性感受，所以在“深度學習”的縱向軸方面完成了要求。加上其在過程中實現實際的、面向真實場景的、實踐動手的、解決真實問題要求，所以是一個完整的體驗情感、精神和價值觀的過程，而且不是被動和分割性的體驗，最終也就同時在“深度學習”的橫坐標軸方向可能實現了全七維的建構。因此，我們說，STEM教育的每一個完整單元過程，只要能夠設計合理、開展有序、實施有效、總結到位，那就是真正滿足2個坐標方向的7橫向維度和縱6個層次的深度學習（這樣也就進一步明確了STEM教育的真正全面要求，大家應該經常面對這樣的要求，反思自身的STEM教學、STEM單元課設計、STEM課程設計是不是達標了，是不是做好了，是不是到位了！強調，這里的說法特別重要！希望大家反復思考和反思！您覺得是不是？）而且，我們還必須凸顯地說，迄今為止，所有教學法幾乎都不如STEM教學法來得完整、完備、先進和有效。