Intel創(chuàng)新思維工具:應(yīng)用與啟示

　　Intel創(chuàng)新思維技能課程（Intel Teach Thinking with Technology Course，簡(jiǎn)稱(chēng)TwT）是Intel公司目前正在全球開(kāi)展的針對(duì)K-12各科教師的一項(xiàng)教育計(jì)劃，旨在幫助教師運(yùn)用Intel創(chuàng)新思維工具來(lái)開(kāi)展有效的信息技術(shù)與課程整合教學(xué)，引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力（Higher order thinking skills）。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)于2007年開(kāi)始了這項(xiàng)計(jì)劃。2010年8月，創(chuàng)新思維技能課程全國(guó)首次骨干研修班在上海師范大學(xué)完成培訓(xùn)。至此，創(chuàng)新思維技能課程在大陸地區(qū)正式拉開(kāi)帷幕。
　　一、工具簡(jiǎn)介
　　Intel創(chuàng)新思維工具，包括可視化排序工具（Visual Ranking）、因果圖工具（Seeing Reason）和論證工具（Showing Evidence）。目前，這三種工具有英文版與中文繁體版，均支持在線使用。2010年，臺(tái)灣師范大學(xué)資訊工程系VIP實(shí)驗(yàn)室完成了教室版Intel創(chuàng)新思維工具的開(kāi)發(fā)。
　　三種思維工具都提供了有效的思考框架，可視化排序工具引導(dǎo)學(xué)習(xí)者通過(guò)分析產(chǎn)生若干結(jié)論，然后依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)比較結(jié)論的區(qū)別，從而找到解決問(wèn)題的最有效方法；因果圖工具能夠幫助學(xué)習(xí)者不斷地歸因，最終形成導(dǎo)致問(wèn)題存在的由表及里式的系統(tǒng)概念圖；論證工具不但可以支持學(xué)習(xí)者提出有力的論點(diǎn)和論據(jù)，還可以協(xié)助他們深入地反思論據(jù)的品質(zhì)，從而得到一份客觀、翔實(shí)的論證報(bào)告。
　　二、應(yīng)用實(shí)例
　　1.可視化排序工具（Visual Ranking）
　　Visual Ranking是一個(gè)可供師生討論與合作的在線互動(dòng)工作區(qū)。當(dāng)在課堂上需要比較某類(lèi)事物時(shí)，學(xué)生可以使用此工具去檢查這些事物的優(yōu)先順序，辯論其間的差異性，還可以獲得不同意見(jiàn)的相關(guān)性，最終支持大家達(dá)成一定共識(shí)。
　　以“改變我們生活的發(fā)明”專(zhuān)題為例（見(jiàn)圖1），學(xué)生如果要解決“各項(xiàng)發(fā)明是如何改善我們的生活的”這個(gè)問(wèn)題，他們首先需要分析“有哪些發(fā)明能夠改善我們的生活”，然后思考“這些發(fā)明都在哪些方面改善了我們的生活”，接著再反思“這些發(fā)明對(duì)我們生活的改善程度有區(qū)別嗎”，最后才產(chǎn)生依據(jù)改善生活的程度為這些發(fā)明進(jìn)行排序的操作。排序?qū)τ趩?wèn)題的解決是必要的，通過(guò)“分析—思考—反思—排序”的思維過(guò)程，學(xué)生將給出一個(gè)富有邏輯層次以及說(shuō)服力的答案。Visual Ranking有力地支持了回答問(wèn)題的思考過(guò)程。
　　2.因果圖工具（Seeing Reason）
　　Seeing Reason是一個(gè)幫助學(xué)生探究復(fù)雜因果關(guān)系的互動(dòng)式繪圖工具，除了能夠繪制因果關(guān)系外，它還能夠顯示學(xué)生對(duì)因果關(guān)系的理解程度。
　　以“交通事故的成因”專(zhuān)題為例（見(jiàn)圖2），圖2展示了一組學(xué)生對(duì)于交通事故因素的想法。矩形框中顯示的是因素，箭頭表示關(guān)系。關(guān)系可能增加或減少（藍(lán)色表示增加，紅色表示減少），關(guān)系的影響可能很大或很?。ㄔ綄挶硎驹酱?，越窄表示越?。Ｓ纱?，可以這樣閱讀以下因果圖上顯示的關(guān)系：當(dāng)拋錨車(chē)輛增加時(shí)，車(chē)道數(shù)量減少很多?？梢?jiàn)，Seeing Reason為學(xué)生們思考與表達(dá)復(fù)雜事物間的因果關(guān)系提供了幫助。
　　3.論證工具（Showing Evidence）
　　Showing Evidence是一個(gè)供師生評(píng)價(jià)論點(diǎn)和論據(jù)時(shí)進(jìn)行討論與合作的互動(dòng)工作區(qū)。學(xué)生們可以使用此工具建立論點(diǎn)和假說(shuō)，然后圍繞該論點(diǎn)和假說(shuō)搜集證據(jù)，并對(duì)證據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后得到結(jié)論。
　　以“太空探索”專(zhuān)題為例（見(jiàn)圖3），由于太空探索要花費(fèi)幾十億美元，于是大家爭(zhēng)辯是否應(yīng)該繼續(xù)太空探索。學(xué)生的任務(wù)就是評(píng)估贊成與反對(duì)的理由。圖3中，學(xué)生圍繞“太空探索應(yīng)該在現(xiàn)在的水平下繼續(xù)進(jìn)行”的論點(diǎn)進(jìn)行了論證。“論據(jù)庫(kù)”功能引導(dǎo)學(xué)生收集各種與論點(diǎn)有關(guān)的事實(shí)。此處所收集的事實(shí)并不考慮其對(duì)論點(diǎn)是支持還是反對(duì)，因?yàn)檫@是下一步的思考任務(wù)。在“論點(diǎn)工作區(qū)”，學(xué)生被指引著思考論據(jù)庫(kù)中的論據(jù)哪些是增強(qiáng)論點(diǎn)的，哪些是削弱論點(diǎn)的，學(xué)生將不同性質(zhì)（增強(qiáng)論點(diǎn)型、削弱論點(diǎn)型）的論據(jù)“拖曳”到不同的區(qū)域。學(xué)生還能通過(guò)評(píng)定論據(jù)的品質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步劃分這些增強(qiáng)型（削弱型）論據(jù)對(duì)論點(diǎn)的增強(qiáng)（削弱）的程度。
　　在專(zhuān)題任務(wù)的引導(dǎo)下，思維工具自然地融入到問(wèn)題解決的過(guò)程中。由于三種創(chuàng)新思維工具在功能上各具特色，在解決復(fù)雜問(wèn)題的過(guò)程中，師生可以依據(jù)問(wèn)題的特征來(lái)靈活地選取適當(dāng)?shù)墓ぞ摺?br/>　　三、借鑒與啟示
　　Intel創(chuàng)新思維工具可移植于各個(gè)學(xué)科、可用于同類(lèi)問(wèn)題解決的過(guò)程。從以上的應(yīng)用實(shí)例中看出，思維工具成為了學(xué)習(xí)者思考的腳手架，一步步支撐著問(wèn)題求解的過(guò)程。Intel創(chuàng)新思維工具在設(shè)計(jì)與應(yīng)用上無(wú)不體現(xiàn)著發(fā)展學(xué)習(xí)者高階思維能力的特點(diǎn)，這為設(shè)計(jì)與應(yīng)用支持高階思維發(fā)展的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具帶來(lái)了啟示。
　　1.面向思維方式，支持心理程序
　　三種創(chuàng)新思維工具中的思維方式都非常鮮明。在使用Visual Ranking工具時(shí)，學(xué)習(xí)者先確定若干個(gè)項(xiàng)，然后依據(jù)要求對(duì)各個(gè)項(xiàng)進(jìn)行排序，這是一種排序思維；在使用Seeing Reason工具時(shí)，學(xué)習(xí)者要分析產(chǎn)生某種結(jié)果的原因，然后進(jìn)一步分析更深層次的原因，這是一種歸因思維；在使用Showing Evidence工具時(shí)，學(xué)習(xí)者要尋找多條證據(jù)用于支持或反駁相應(yīng)的論點(diǎn)，這是一種論證思維。這些思維方式是解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)所必須運(yùn)用的方法，對(duì)這些思維方式加以訓(xùn)練和強(qiáng)化，將有助于學(xué)習(xí)者在今后遇到類(lèi)似的問(wèn)題情境時(shí)，可以靈活地、熟練地運(yùn)用相應(yīng)的方法解決問(wèn)題。
　　面向思維方式來(lái)設(shè)計(jì)功能，這在以往的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具設(shè)計(jì)中是不多見(jiàn)的。馬扎諾將知識(shí)系統(tǒng)分為信息、心理程序、心理動(dòng)作程序三種。大多數(shù)的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具提供的是信息，如各種資源庫(kù)，專(zhuān)題學(xué)習(xí)網(wǎng)站等；在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，許多數(shù)字化學(xué)習(xí)工具能夠支持心理動(dòng)作程序，比如供學(xué)生操作的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，游戲平臺(tái)等，而在可視化思維技術(shù)支持下，產(chǎn)生了支持心理程序的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，如思維導(dǎo)圖以及Intel創(chuàng)新思維工具。在這些數(shù)字化學(xué)習(xí)工具中，只有支持心理程序的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具稱(chēng)得上是面向思維方式設(shè)計(jì)的，對(duì)于發(fā)展學(xué)習(xí)者的高階思維潛力巨大。
　　2.發(fā)展應(yīng)用模式，發(fā)揮工具特性
　　Intel創(chuàng)新思維工具特別適合于運(yùn)用專(zhuān)題學(xué)習(xí)模式。專(zhuān)題學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)圍繞專(zhuān)題內(nèi)容為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)教學(xué)策略引導(dǎo)學(xué)習(xí)者解決問(wèn)題。創(chuàng)新思維工具的特點(diǎn)之一是利用框架式思維引導(dǎo)學(xué)習(xí)者遵循一定的思維方式逐步分析問(wèn)題、解決問(wèn)題?？梢?jiàn)，專(zhuān)題學(xué)習(xí)模式作為思維工具的教學(xué)應(yīng)用模式是依據(jù)思維工具的特性選擇的。這與以往先選定教學(xué)模式，再考慮選取數(shù)字化工具的做法是不同的。以往的做法只是單方面考慮數(shù)字化工具對(duì)教學(xué)模式的支撐，而創(chuàng)新思維工具的應(yīng)用強(qiáng)調(diào)了教學(xué)模式的特點(diǎn)也要有利于發(fā)揮數(shù)字化工具的特性。今后在設(shè)計(jì)支持高階思維發(fā)展的數(shù)字化工具時(shí)，不但要設(shè)計(jì)有效的思維訓(xùn)練功能，還要注重發(fā)展數(shù)字化工具的應(yīng)用模式，以保證數(shù)字化工具作用的充分發(fā)揮。
　　3.促進(jìn)課堂討論，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)
　　三種創(chuàng)新思維工具融入教學(xué)的過(guò)程都特別需要以討論的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。在與同學(xué)交流和討論的過(guò)程中，學(xué)生們能夠體會(huì)思維的成長(zhǎng)，獲得解決問(wèn)題的成就感，因此學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)得到了增強(qiáng)。
　　Intel創(chuàng)新思維工具在兩個(gè)環(huán)節(jié)上支持了學(xué)生間的討論：一是通過(guò)工具中設(shè)計(jì)的“留言”功能實(shí)現(xiàn)線上交流；二是通過(guò)工具支持的思維過(guò)程促使學(xué)生在課堂中進(jìn)行討論，比如Visual Ranking工具支持排序思維，但排序的內(nèi)容需要通過(guò)課堂討論確定。一般的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具比較注重線上的交流功能，但是學(xué)習(xí)者經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)線上交流的倦怠，交流動(dòng)機(jī)越來(lái)越弱。在創(chuàng)新思維工具教學(xué)案例中，課堂討論因創(chuàng)新思維工具的應(yīng)用而產(chǎn)生，也因創(chuàng)新思維工具的運(yùn)用越發(fā)深入。對(duì)此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)支持高階思維發(fā)展的數(shù)字化工具時(shí)，更應(yīng)該注重使用工具來(lái)促進(jìn)課堂討論，以此增強(qiáng)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。
　　目前我國(guó)大陸地區(qū)的課堂尚未運(yùn)用Intel創(chuàng)新思維工具來(lái)開(kāi)展教學(xué)。但是，從我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)三年多來(lái)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)中，我們可以看到三種創(chuàng)新思維工具的應(yīng)用將有效促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。無(wú)論是創(chuàng)新思維工具本身，還是創(chuàng)新思維工具融入教學(xué)的專(zhuān)題學(xué)習(xí)模式，都給我們帶了重要的啟示。更多支持高階思維發(fā)展的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，以及運(yùn)用這些工具對(duì)于發(fā)展高階思維的效果的實(shí)證，都將是今后研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。
　　
　?。ㄗ髡邌挝唬簴|北師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院 東北師范大學(xué)軟件學(xué)院）