例談高階思維五步教學(xué)法的建構(gòu)

摘 要：教育教學(xué)改革的主戰(zhàn)場(chǎng)是課堂，課堂教學(xué)的本質(zhì)就是促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展.“高階思維五步教學(xué)法”源自天津市中小學(xué)“未來教育家奠基工程”第四期學(xué)員定位定型，本文從實(shí)施程序出發(fā)，以初中物理“密度”教學(xué)設(shè)計(jì)為案例，分別對(duì)設(shè)問、探究、建構(gòu)、遷移、評(píng)價(jià)五步教學(xué)進(jìn)行具體闡述，有意識(shí)地將教學(xué)目標(biāo)中“低階思維”訓(xùn)練提升到“高階思維”的培養(yǎng)層面，構(gòu)建有效的高階思維課堂.

關(guān)鍵詞：高階思維;五步教學(xué)法;建構(gòu);“密度”教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B???? 文章編號(hào)：1008-4134（2021）24-0009-03

基金項(xiàng)目：天津市教育科學(xué)學(xué)會(huì)“十三五”教科研課題“高階思維五步教學(xué)法的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：JKW4135081）.

作者簡(jiǎn)介：曹煥京（1979-），男，天津?qū)氎嫒?，本科，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：基礎(chǔ)教育與物理教學(xué).

“高階思維”是指在課堂教學(xué)活動(dòng)中基于某種具體情境產(chǎn)生，為完成某項(xiàng)任務(wù)或達(dá)到某種既定目標(biāo)而進(jìn)行的分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等高水平的認(rèn)知能力或心智活動(dòng).在課堂教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的高階思維，是指發(fā)展學(xué)生的分析、解決、評(píng)價(jià)、批判與創(chuàng)造能力.“五步教學(xué)法”是指教師能夠通過立身低階思維平臺(tái)來發(fā)展高階思維的五步教學(xué)，即“設(shè)問—探究—建構(gòu)—遷移—評(píng)價(jià)”.“高階思維五步教學(xué)法”源自第四期天津市中小學(xué)“未來教育家奠基工程”學(xué)員定位定型，后經(jīng)中科院于發(fā)友副院長(zhǎng)和基礎(chǔ)教育研究所張熙所長(zhǎng)的指導(dǎo)進(jìn)行修訂與完善.

1 設(shè)問（主要是教師行為）

學(xué)起于思，思始于疑，疑源于情境變化的刺激.初中學(xué)生雖然是社會(huì)生活中的個(gè)體，但還是缺乏發(fā)現(xiàn)問題的感性經(jīng)驗(yàn)，并且認(rèn)知水平發(fā)展相對(duì)滯后，很難憑空提出有一定研究?jī)r(jià)值的問題.教師在課堂教學(xué)中，有必要將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為真實(shí)問題情境激活學(xué)生已有的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生建立更加豐富、復(fù)雜、高度關(guān)聯(lián)的記憶表征，從而促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出預(yù)設(shè)問題.

根據(jù)實(shí)施策略，我們可以將“設(shè)問”細(xì)化為：

（1）學(xué)習(xí)是由淺入深、循序漸進(jìn)的成長(zhǎng)過程，教師可以設(shè)置階梯性問題，實(shí)現(xiàn)思維由低級(jí)向高階發(fā)展;

（2）“思維固化”具有靜態(tài)、唯一的特征，是影響學(xué)生思維發(fā)展的主要原因，教師可以設(shè)置開放性問題，實(shí)現(xiàn)思維由單一向多維發(fā)展;

（3）加工過的問題環(huán)境較為孤立，不利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)聯(lián)解決真實(shí)存在的問題，教師可以設(shè)置真實(shí)性問題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)技能的關(guān)聯(lián)與遷移;

（4）具有一定探索性、操作性和綜合性的問題，能夠獲得多樣化、綜合性或是創(chuàng)造性的答案，教師可以設(shè)置探究性問題，實(shí)現(xiàn)高階思維與方法的融合;

（5）思考是學(xué)習(xí)的重要方式，反思是對(duì)思考的評(píng)價(jià)，辯論會(huì)使評(píng)價(jià)更科學(xué)有效，教師可以設(shè)置思辨性問題，實(shí)現(xiàn)批判性評(píng)價(jià)思維的發(fā)展.

比如“密度”教學(xué)“設(shè)問”環(huán)節(jié)：

互動(dòng)1.出示顏色、外形相同的真蘋果和塑料蘋果，讓學(xué)生進(jìn)行區(qū)分.

互動(dòng)2.請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)，戴上眼罩，用手托起一個(gè)托盤，先后將不同質(zhì)量的大木塊和小鋁塊放在托盤上，讓該學(xué)生區(qū)分木塊和鋁塊，最后請(qǐng)大家來評(píng)判.并追問：為什么臺(tái)上這位同學(xué)的回答錯(cuò)誤？

互動(dòng)3.在黑板上畫一個(gè)1kg的鐵球示意圖，然后邀請(qǐng)一位學(xué)生畫出一個(gè)5kg的鐵球示意圖.并提問：物體的質(zhì)量和體積之間存在著什么樣的“對(duì)應(yīng)關(guān)系”？是否有更準(zhǔn)確、可以進(jìn)行量化的經(jīng)驗(yàn)依據(jù)？

互動(dòng)4.進(jìn)行“堆硬幣”游戲，引導(dǎo)學(xué)生猜想與假設(shè).

“密度”概念的引入回避鑒別物質(zhì)，防止學(xué)生思維發(fā)散到顏色、氣味等方面對(duì)新課引入造成干擾，從區(qū)分兩個(gè)不同物體入手引發(fā)“區(qū)分物質(zhì)要用到前面學(xué)過的質(zhì)量知識(shí)”.然后教師要引導(dǎo)學(xué)生在矛盾中自然生成新的認(rèn)知，即“只憑質(zhì)量大小不一定能夠區(qū)分物質(zhì)”，啟發(fā)學(xué)生將質(zhì)量與體積聯(lián)系到一起，預(yù)示著我們將要探究的問題.最后“堆硬幣”游戲是為了尋找上面問題的答案而做的經(jīng)驗(yàn)鋪墊.教師通過這樣創(chuàng)設(shè)情境，可以引導(dǎo)學(xué)生在矛盾中發(fā)現(xiàn)問題，在依據(jù)下作出猜想，由淺入深的切入符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，便于開啟探究之門，培養(yǎng)學(xué)生的分析、批判等思維能力.

2 探究（主要是學(xué)生行為）

探究學(xué)習(xí)是指學(xué)生針對(duì)需要探究的問題，通過提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)取證、驗(yàn)證解釋以及交流總結(jié)等活動(dòng)，從而獲得知識(shí)、提高能力的一種學(xué)習(xí)手段.學(xué)生在生成定向問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行探究，其形式可以是做實(shí)驗(yàn)，也可以是科學(xué)推理，還可以是一問一答等.

2.1 針對(duì)問題進(jìn)行猜想與假設(shè)

初中生對(duì)于日常生活出現(xiàn)的科學(xué)現(xiàn)象往往熟視無睹，缺乏深入細(xì)致的觀察與思考.教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性地提出需要研究的對(duì)象和問題，再結(jié)合問題進(jìn)行初步猜想與合理假設(shè)，明確將要研究的方向和目標(biāo).

2.2 設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)取證與檢驗(yàn)假設(shè)

對(duì)于猜想和假設(shè)，學(xué)生需要采用一定的方法進(jìn)行甄別與判斷，最為科學(xué)的方法就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或?qū)嵺`檢驗(yàn).其對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作能力都有一定幫助.

2.3 分析論證與歸因解釋

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，采用假設(shè)討論法進(jìn)行分析、比較和評(píng)價(jià)，所得結(jié)論可能與假設(shè)一致，也可能不相符，此時(shí)，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸因分析，以保證結(jié)論的正確性和普遍性.

2.4 評(píng)估交流與反思總結(jié)

在交流中，學(xué)生對(duì)各自的數(shù)據(jù)和結(jié)論進(jìn)行討論，可以了解自身在探究過程中出現(xiàn)的問題，學(xué)生通過進(jìn)行反思與調(diào)整，使自身結(jié)論更加完善.這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)與辯證思維.

比如“密度”教學(xué)“探究”環(huán)節(jié)：

（1）教師提問：我們可以采用什么方式驗(yàn)證猜想？如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？

（2）教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞下述問題對(duì)所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行反思與修正：

①為什么要這樣設(shè)計(jì)？②這樣設(shè)計(jì)得到的關(guān)系是否可靠？③如何證明關(guān)系具有普遍性？

（3）教師提供器材，學(xué)生分組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，并做好實(shí)驗(yàn)記錄.教師巡視并隨時(shí)解決出現(xiàn)的其他問題.

（4）教師要幫助學(xué)生對(duì)表格數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、論證與評(píng)估，并嘗試歸納出同種物質(zhì)質(zhì)量和體積的比例關(guān)系.然后適時(shí)提問：當(dāng)物體的質(zhì)量或體積變大或變小了，這個(gè)比值是否改變？

（5）教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生分析比較不同物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還能得到什么結(jié)論？

通過自由討論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)“比值方法”的思想與條件.同時(shí)，在不斷修改與完善方案的過程中，學(xué)生的分析、決策、探究等能力也得到培養(yǎng)與提高.

3 建構(gòu)（主要是學(xué)生行為）

建構(gòu)是高階學(xué)習(xí)的主要特征之一，屬于程序性知識(shí)范疇.高階思維是在人腦內(nèi)進(jìn)行的操作程序和方式，其生理基礎(chǔ)是人的大腦，必須通過訓(xùn)練才能得以強(qiáng)化.在知識(shí)建構(gòu)過程中，學(xué)生除了要訓(xùn)練諸如分析、綜合、抽象、概括、判斷、推理、比較、評(píng)價(jià)等直接思維，還要注意訓(xùn)練一些間接思維方法，比如：定義概念時(shí)的比值定義法、乘積定義法、理想化方法等;總結(jié)規(guī)律時(shí)的控制變量法、建立模型法、假說方法、等效替代法等;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的控制變量法、轉(zhuǎn)換法等.這些間接思維方法可以作為認(rèn)知結(jié)構(gòu)之一“安裝”在大腦中，輔助并接受大腦的控制與操作，從而使問題得以解決.教師可以按照一定的程序或邏輯順序，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或探究數(shù)據(jù)進(jìn)行加工建構(gòu)，明確這些思維方法的內(nèi)涵、意義、條件和步驟，揭示出它們的本質(zhì)，并逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、體驗(yàn)和掌握.

比如“密度”教學(xué)“建構(gòu)”環(huán)節(jié)：

（1）教師提問：對(duì)于同一種物質(zhì)來說，質(zhì)量與體積的比值是不變的、相同的或者一定的;而對(duì)于不同種物質(zhì)來說，這個(gè)比值一般不同.下面請(qǐng)同學(xué)們想一想：是什么因素決定了這個(gè)比值相同或者不同？

（2）教師引導(dǎo)學(xué)生觀察比較不同物質(zhì)的“比值”大小與日常生活中對(duì)物體“輕”“重”認(rèn)識(shí)的定性關(guān)系.

（3）建立概念：正因?yàn)橘|(zhì)量與體積的比值可以區(qū)別這種物質(zhì)與其他物質(zhì)，而且比值大小與生活實(shí)際相符，所以這個(gè)比值是物質(zhì)的一種特性，在物理學(xué)中將其命名為“密度”.師生合作共同總結(jié)出密度的定義、公式、單位等，邊總結(jié)邊進(jìn)行板書.

通過教師啟發(fā)性、有針對(duì)性的提問，學(xué)生直接參與物理概念的提煉過程，可以有效建構(gòu)知識(shí)體系，學(xué)習(xí)“比值定義”等思想方法，比起單純的說教呈現(xiàn)更符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和思維規(guī)律.學(xué)生體驗(yàn)感悟概念及相關(guān)內(nèi)容的建構(gòu)過程，可培養(yǎng)學(xué)生的分析、評(píng)價(jià)、批判和創(chuàng)造等能力.

4 遷移（主要是學(xué)生行為）

遷移是以發(fā)展學(xué)生高階思維為目標(biāo)，以多方面知識(shí)整合為手段，以靈活運(yùn)用解決問題為途徑，讓學(xué)生能夠深層次地參與學(xué)習(xí)過程、深度掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以挖掘出知識(shí)所涉及的思想方法、邏輯、意義、價(jià)值等.教師可以借助信息技術(shù)輔助工具創(chuàng)設(shè)問題情境，讓問題情境取材于自然界或社會(huì)生活、生產(chǎn)中的客觀存在，盡量減少對(duì)問題環(huán)境的加工改造，使其暴露出復(fù)雜而又動(dòng)態(tài)變化等特點(diǎn)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入陌生的真實(shí)情境中，將所學(xué)知識(shí)和方法與現(xiàn)實(shí)生活或科技前沿進(jìn)行關(guān)聯(lián)，處理實(shí)際問題，具體學(xué)習(xí)流程如圖1所示.

可以看出，基于問題的學(xué)習(xí)便于學(xué)生進(jìn)行深度思考和分析，學(xué)生學(xué)習(xí)到的是知識(shí)背后隱藏的方法、思路、策略等，對(duì)于知識(shí)不再只是停留在記憶層面，而是真正的辨析、探究、運(yùn)用、決策甚至可以創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)高階思維活動(dòng)的進(jìn)階與構(gòu)建.

比如“密度”教學(xué)“遷移”環(huán)節(jié)：

請(qǐng)同學(xué)們思考：學(xué)習(xí)密度知識(shí)有什么應(yīng)用？

例題1（幻燈展示——教材P115例題）.

例題2（幻燈展示——取材科技前沿信息）.要求：學(xué)生先獨(dú)立思考進(jìn)行解答，然后進(jìn)行組內(nèi)交流達(dá)成一致觀點(diǎn)，最后各組代表利用視頻展臺(tái)展示并講評(píng)各組的成果.

在學(xué)生通過測(cè)量密度進(jìn)行物質(zhì)鑒別，或者根據(jù)密度計(jì)算出不便直接測(cè)量物體的質(zhì)量與體積時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入陌生情境中發(fā)展高階思維能力，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決、評(píng)價(jià)、批判和創(chuàng)造等思維能力.

5 評(píng)價(jià)（主要是學(xué)生行為）

“高階思維”高于“低階思維”，是因?yàn)楦唠A思維能夠?qū)λ季S進(jìn)行監(jiān)控、評(píng)價(jià)與反思，評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)是分析，評(píng)價(jià)的手段是鑒別和批判，評(píng)價(jià)的結(jié)果趨向于創(chuàng)新.教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行交流、反思、質(zhì)疑、批判與總結(jié)，是課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生高階思維的核心環(huán)節(jié).將評(píng)價(jià)過程演變成為思辨性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，對(duì)原有的學(xué)習(xí)思維進(jìn)行批判性的評(píng)價(jià)，修正、彌補(bǔ)甚至重構(gòu)原有的思維結(jié)構(gòu)，這是高階思維發(fā)展的關(guān)鍵，對(duì)于學(xué)生內(nèi)化成觀念或思維方式起著重要作用.

比如“密度”教學(xué)“評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)：

要求學(xué)生：（1）將本節(jié)課內(nèi)容繪制成思維導(dǎo)圖，呈現(xiàn)出學(xué)習(xí)過程的脈絡(luò)、來源和走向，找出相應(yīng)的關(guān)聯(lián)知識(shí)、知識(shí)本身的工具性價(jià)值以及實(shí)踐應(yīng)用等;（2）結(jié)合思維導(dǎo)圖進(jìn)行自我反思、小組交流、創(chuàng)新展示等.

最后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié).

在思維導(dǎo)圖繪制過程中可以使學(xué)生的思維時(shí)而發(fā)散、時(shí)而收斂，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)外顯的知識(shí)與內(nèi)隱的思維進(jìn)行批判性評(píng)價(jià)，從而突破舊的思維套路，改變“思維復(fù)制”的現(xiàn)狀，可培養(yǎng)學(xué)生的分析、評(píng)價(jià)、批判和創(chuàng)造等能力.

總之，學(xué)生思維進(jìn)階的過程就是深化課堂教學(xué)改革的過程，就是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的過程.教師在課堂教學(xué)中，可以根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求，采取相應(yīng)的學(xué)習(xí)模式或教學(xué)策略，有意識(shí)地將教學(xué)目標(biāo)中“低階思維”訓(xùn)練提升到“高階思維”的培養(yǎng)層面，構(gòu)建有效的高階思維課堂，培育出適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的高素質(zhì)人才.

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（收稿日期：2021-07-21）