跨學科融合下培養學生高階思維能力的探索

【摘要】為了適應當今社會可持續的高速發展，學校培養具有高度適應社會發展趨勢、有效應對并改造復雜現實世界、促進社會和人類文明發展的高階思維能力人才是教育發展和改革的重要任務。跨學科教育具有培養學生高階思維能力的突出優勢。OBE（成果導向教育，OutcomeBased Education）教育理念是以學生為教育的中心，以成果評價為導向的持續改進的教育模式，注重教學過程和成果的全面、有效的評價。OBE教學的獨特之處可彌補跨學科教育缺乏有效反饋評價機制的缺陷，二者的有機結合將有利于跨學科課程的有效建設，促進學生高階思維能力的培養和提升。文章結合實踐就OBE理念下跨學科融合培養高階素質人才教育的途徑作一論述。

【關鍵詞】跨學科教育；OBE教育理念；人才培養；內涵；途徑

【中圖分類號】G633.91【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2023）06—0111—04

高階思維是學生核心素養的重要體現，是學生適應和解決復雜社會問題的關鍵能力。學校教育的每個階段都是促進學生從低階思維到高階思維飛躍的過程。然而，我國學生的高階思維能力與世界其他國家學生相比較卻有著明顯差距[1]，這一現實敦促我國教育體系要加快對學生高階思維發展模式的革新以適應世界發展的需要。跨學科教育是將不同學科領域的知識進行整合，實現學生對自然、社會和世界的突破性認知，進而培養學生有效改造自然、社會和世界的能力，是學生高階思維能力培養的重要手段。在跨學科教學中融入OBE教學模式可有效構建跨學科的知識集合和制訂全面發展教學目標，對運用跨學科教育培養學生高階思維能力而言具有巨大的推動作用。下面，筆者結合工作實踐談幾點自己的看法。

一、OBE教育、跨學科教育和高階思維的內涵

1. OBE教育的內涵。OBE教育強調以社會和學生預期的成果為教學目標，把學生作為教學的主體，采用反向思維的方式進行課程體系的構建[2]。美國學者Spady在1981年提出這個理念后，得到了世界教育者的廣泛重視。OBE需要解決教學過程中的四個關鍵問題：學生對成果的設想是什么；學生設立成果目標的動力是什么；學校如何設置課程來滿足學生獲得成果的知識和能力要求；如何評價學生是否獲得了預期的成果。依據這四個問題，OBE教育體系提出確立清晰的教學目標、構建全面的跨學科課程體系、制定個性化多元化的教學手段和全方位精準的評價體系的要求。OBE教學成果主要從以下幾個方面體現：OBE強調人人都能成功，但不一定同時或采用相同的方法；OBE強調全面個性化的評定，教師要準確掌握學生知識接受和能力提升的程度；OBE強調精熟，要求學生要在熟練掌握基礎的前提下展開問題的分析與討論；OBE強調績效責任，學校要對學生更負責任，要提出有效的評價機制；OBE強調能力本位，教育要提供學生適應將來社會生活的能力。OBE教育避免了傳統教育中“只見大樹，不見森林”的弊端，強調學生獲得的能力和成果遠比傳統教學強調碎片知識的學習更為重要，能有效提升學生的綜合素質[3]。

2.跨學科教育的內涵。黨的十八大明確提出：“科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置。”[4]在這樣的背景下，跨學科教育模式的構建改善了單一學科教育面臨的不能解決創新所需的能力和知識的問題。因此，跨學科教育是創建創新型國家的最基本要求。美國學者Shoemaker早在1989年提出了跨學科教學的概念：教學應超越學科界限，將課程的各個方面組合在一起并形成有意義的聯系，從而使學生在廣闊的領域中學習[5]。跨學科教學不是簡單地將不同學科進行表面化的整合，而是根據已設立的教學目的，利用學科之間的相互聯系，在各學科間找到“交叉主題”。跨學科教學的出現不單是教育發展的需求，也是教育心理學的要求。智能是多元并相對獨立的，可由個體以適合的方式加以組合。個體擁有五種心智，即修練心智、統合心智、創造心智、尊重心智、倫理心智，心智的差異促使教育者要重視學生綜合能力的培養。統合心智要求各領域內知識交叉融合，是促使跨學科教學出現的理論依據。跨學科教育實踐的過程包括：發現問題，也就是發現社會需要什么，學生需要什么；提出問題，學校根據發現的社會問題和學生的需求提出我們現實教學中的問題和目標；分析問題，教師探討整合課程的構建模式以及教學方式；解決問題，教師和學生通過多元化的教學方式（比如學科競賽、第二課堂實踐教學、創新實驗課題）獲得教學成果。

3.高階思維的內涵。美國認知心理學家Bloom，B.最早提出了高階思維的概念，并規定“分析、評價和創造”屬于高階思維的范疇。Lew？ is， A.和史Smith， D.對高階思維進一步闡述的時候提出：高階思維并非一個單獨的思維過程，而是一系列認知成分協同作用的復雜思維過程。高階思維能力的培養主要包括五方面的內容：問題情境的分析；新舊知識間關系的建立；不同維度信息的綜合；新知識的創造；元認知能力來調節、管理和監督認知過程。以學生主導的、開放式的小組討論為模式的合作推理式學習是促進高階思維發展的有效學習模式。在教學過程中，教師注重高階思維內涵的教學模式有助于實現學生從低階思維到高階思維的飛躍。

二、跨學科教育培養高階思維能力教學中出現的問題

1.缺乏真實生物學科問題提出的能力。真實的科學問題分為三類：學習問題、生活問題和社會熱點問題。高階思維能力要求學生要在錯綜復雜、變幻無常的自然、社會中發現真實的科學問題，并能以自身所具備的綜合能力解決問題，以達到改造自然和促進社會發展的目的。在高中生物學科研究性學習教學中往往都是教師擬定好相應的研究項目，提出已設定的研究問題，使得學生不能從自身認識社會和自然的角度出發去探索感興趣的科學問題。另外，學生的智能結構存在很大的差異，對社會問題和自身問題的認識會存在偏差導致提出的科學問題的層次不同。基于這些問題，如何篩選出符合學生能力及學生感興趣的真實的生物學科問題，進行跨學科整合教學是高中生物學科研究性學習教育培養學生高階思維能力的巨大挑戰。生命科學錯綜復雜，生物學知識也在隨著學科的發展不斷地更新進步。邊學、邊教、邊探索是生物學科的重要特點，這就要求教師要具備與時俱進的思維、不斷探索創新的精神，持續提升自身的綜合素養和思維層次。然而，在現實的高中生物學科研究性學習教學中，部分教師只停留在課本教學知識層面，不能及時地更新發現當下生命科學熱點問題，忽視自身素養的提升，不能有效地辨別科學問題的層次是否符合學生的智能結構，導致學生高階思維能力的生成出現困境。

2.缺乏將生物學科研究性學習教學與其他學科教學科學融合的能力。生物學科知識本身具有多學科融合的特點，例如，孟德爾分離定律運用數學思維解決了遺傳相關的生物學問題；地理學科知識幫助學生理解生態系統的結構和物質循壞；人文倫理道德擴大到整個自然界衍生出了生態倫理學等。高中生物學科研究性學習更注重運用多學科知識探索生物學科問題，解決生物學問題具有培養學生高階思維能力的巨大優勢，合理有效地將生物學知識與其他學科知識融合是高中生物學研究性學習教學的先決條件。在教學過程中，教師如何引導學生、啟發學生將其他學科內容引入到研究學習內容中解決生命科學問題就顯得尤為重要。然而，各門專科教學資源眾多，程度深淺不一，教師和學生對各學科理解和認識能力存在差異，在進行學科內容整合的過程中很難全面統一的融入，使得教師、學生分析出的問題實質會出現片面性、不科學性，生物學科研究性學習教學也難以進行更系統、完整的教學設計，進而導致學生高階思維能力的培養出現困境。

3.缺乏完善的評價體系，不能全面地優化成果。生物學科研究性學習教學完成后的評價與反饋改進機制對于學生生物科學核心素養的發展具有重大意義。這就要求學校制定全面、多元的教學評價體系，對學生獲得的成果以及教學效果進行多維度、多方位的評價。但是，目前教學過程中所運行的評價體系過于片面化、單一化，缺乏評價的激勵作用，特別是在評價手段方面，仍是簡單的科學報告，這就使得教學成果不能全面地被優化和提升，讓學生的高階思維提升出現困境。

三、OBE融入跨學科教育的實現途徑

1.優化教學設計，明確教學目標，提出學生感興趣的生物學科問題。圍繞“生物核心素養培養”的目標，通過OBE教育理念強調教師和學生要清楚聚焦的原則，多渠道多角度引導學生在生物學科研究性學習中提出科學的問題。學校通過展示往屆研究性學習優秀成果，邀請本校各科教師、學科研究性學習優秀成果獲得者以及校外生物、醫學等精英人才來校開展新科技、新技能、新成果的講座，讓學生充分了解當前面臨的生命科學問題以及解決這些問題所需要的能力，引導學生正確認識生物學科核心素養的含義；制定全面的調查問卷和交流探討模式，科學地評估自身和能力需求之間的差距，幫助學生認清達到能力要求需要做好什么樣的準備；以專家和教師為主體的評估團隊對學生的需求層次進行專業評估，同時也要評估教師能力，使得教師能力和學生層次之間相互匹配，以更加寬松和契合的方式配合學生的個性化要求。比如，在進行以“傳統發酵食品制作”為主體的研究性學習過程中，首先要引導學生把問題討論與一日三餐的食物相結合，幫助學生利用學過的氨基酸蛋白質知識結合數學思維認識氨基酸蛋白質結構和功能的多樣性；結合化學相關知識讓學生理解食物發酵的本質。同時，教師展示往屆優秀成果并邀請高校植物學、微生物學、營養學等學科的專家進行相關知識的普及以及前沿熱點問題的探討，讓學生深入了解發酵食品的制作原理，鼓勵學生大膽創新，提出新的發酵食品制作方法或者改進現有工藝的方法。邀請食品加工制作相關行業經驗豐富的研發者和制作者宣講發酵食品制作的工藝以及現有工藝的局限，讓學生認識到提出的新的科學問題的可行性，進而修正科學問題，提出符合社會需求和學生需求的真實的生物科學問題（如圖1）。

2.制訂以“學生為中心”的個性化培養方案，實現培養學生高階思維的目標。生物學科核心素養要求學生能運用生物學科知識認識、解決、改造自然和社會的復雜問題，這是學生達到的最終能力目標。真實科學問題的提出，已經明確了生物學科研究性學習教學中“學生該學什么”，但是，學生智能層次的差異，使得“該學什么”也出現了層次差異。OBE教學理念強調以學生為主體，人人都能成功，但不一定同時或采用相同的方法；OBE強調個性化的評定，學校在準確掌握學生知識接受和能力提升的程度后再繼續制訂下一步的教學計劃，逐級逐層讓學生達到人生的頂峰。如，以“激素治療的利與弊”的研究性學習為例，首先，鼓勵學生走進生活、走進醫療療養機構，加上微信等社交平臺了解激素治療疾病的種類、方法及療效；充分利用網絡教學終端，精選國家認定的優秀課程，利用課程在線專業互動學習平臺如超星學習通等，查閱、了解激素治療疾病的原理；通過問卷調查引導學生聚焦于某種疾病的激素治療或者某種激素治療疾病的種類，探索構建研究性學習的目標和方法，培養學生理解或解釋生物學相關事件或現象的意識、觀念和思想方法的“生命觀念”。其次，通過對“激素治療利與弊”的探索鼓勵學生大膽評價現有的治療措施，通過培養學生的批判思維讓其獲得信息選擇、分析和篩選的科學思維和科學探究能力。最后，鼓勵學生走進第二課堂，走進社會，積極主動地與臨床醫生、患者交流，自我擴充學習環境，感受自身所學知識內容存在于生活，源于生活，將知識與生活相融合使得思維能力得到鍛煉和加深，最終達到社會責任的形成，實現從低階思維到高階思維的飛躍。

參考文獻

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編輯：郭裕嘉