例談高階思維五步教學法的建構(gòu)

摘 要：教育教學改革的主戰(zhàn)場是課堂，課堂教學的本質(zhì)就是促進學生思維發(fā)展.“高階思維五步教學法”源自天津市中小學“未來教育家奠基工程”第四期學員定位定型，本文從實施程序出發(fā)，以初中物理“密度”教學設(shè)計為案例，分別對設(shè)問、探究、建構(gòu)、遷移、評價五步教學進行具體闡述，有意識地將教學目標中“低階思維”訓練提升到“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;五步教學法;建構(gòu);“密度”教學

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）24-0009-03

基金項目：天津市教育科學學會“十三五”教科研課題“高階思維五步教學法的研究與實踐”（項目編號：JKW4135081）.

作者簡介：曹煥京（1979-），男，天津?qū)氎嫒耍究?，中學高級教師，研究方向：基礎(chǔ)教育與物理教學.

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

1 設(shè)問（主要是教師行為）

學起于思，思始于疑，疑源于情境變化的刺激.初中學生雖然是社會生活中的個體，但還是缺乏發(fā)現(xiàn)問題的感性經(jīng)驗，并且認知水平發(fā)展相對滯后，很難憑空提出有一定研究價值的問題.教師在課堂教學中，有必要將所學知識轉(zhuǎn)化為真實問題情境激活學生已有的認知和經(jīng)驗，讓學生建立更加豐富、復雜、高度關(guān)聯(lián)的記憶表征，從而促使學生發(fā)現(xiàn)并提出預(yù)設(shè)問題.

根據(jù)實施策略，我們可以將“設(shè)問”細化為：

（1）學習是由淺入深、循序漸進的成長過程，教師可以設(shè)置階梯性問題，實現(xiàn)思維由低級向高階發(fā)展;

（2）“思維固化”具有靜態(tài)、唯一的特征，是影響學生思維發(fā)展的主要原因，教師可以設(shè)置開放性問題，實現(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，不利于學生將所學知識與現(xiàn)實生活相關(guān)聯(lián)解決真實存在的問題，教師可以設(shè)置真實性問題，實現(xiàn)知識技能的關(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，實現(xiàn)高階思維與方法的融合;

（5）思考是學習的重要方式，反思是對思考的評價，辯論會使評價更科學有效，教師可以設(shè)置思辨性問題，實現(xiàn)批判性評價思維的發(fā)展.

比如“密度”教學“設(shè)問”環(huán)節(jié)：

互動1.出示顏色、外形相同的真蘋果和塑料蘋果，讓學生進行區(qū)分.

互動2.請一位學生上臺，戴上眼罩，用手托起一個托盤，先后將不同質(zhì)量的大木塊和小鋁塊放在托盤上，讓該學生區(qū)分木塊和鋁塊，最后請大家來評判.并追問：為什么臺上這位同學的回答錯誤？

互動3.在黑板上畫一個1kg的鐵球示意圖，然后邀請一位學生畫出一個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“對應(yīng)關(guān)系”？是否有更準確、可以進行量化的經(jīng)驗依據(jù)？

互動4.進行“堆硬幣”游戲，引導學生猜想與假設(shè).

“密度”概念的引入回避鑒別物質(zhì)，防止學生思維發(fā)散到顏色、氣味等方面對新課引入造成干擾，從區(qū)分兩個不同物體入手引發(fā)“區(qū)分物質(zhì)要用到前面學過的質(zhì)量知識”.然后教師要引導學生在矛盾中自然生成新的認知，即“只憑質(zhì)量大小不一定能夠區(qū)分物質(zhì)”，啟發(fā)學生將質(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)驗鋪墊.教師通過這樣創(chuàng)設(shè)情境，可以引導學生在矛盾中發(fā)現(xiàn)問題，在依據(jù)下作出猜想，由淺入深的切入符合學生的認知特點，便于開啟探究之門，培養(yǎng)學生的分析、批判等思維能力.

2 探究（主要是學生行為）

探究學習是指學生針對需要探究的問題，通過提出假設(shè)、實驗取證、驗證解釋以及交流總結(jié)等活動，從而獲得知識、提高能力的一種學習手段.學生在生成定向問題的基礎(chǔ)上進行探究，其形式可以是做實驗，也可以是科學推理，還可以是一問一答等.

2.1 針對問題進行猜想與假設(shè)

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

2.2 設(shè)計方案進行實驗取證與檢驗假設(shè)

對于猜想和假設(shè)，學生需要采用一定的方法進行甄別與判斷，最為科學的方法就是進行實驗驗證或?qū)嵺`檢驗.其對于培養(yǎng)學生解決問題的能力、實驗設(shè)計和動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)實驗數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，采用假設(shè)討論法進行分析、比較和評價，所得結(jié)論可能與假設(shè)一致，也可能不相符，此時，教師要注意引導學生對檢驗結(jié)果進行歸因分析，以保證結(jié)論的正確性和普遍性.

2.4 評估交流與反思總結(jié)

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

比如“密度”教學“探究”環(huán)節(jié)：

（1）教師提問：我們可以采用什么方式驗證猜想？如何進行設(shè)計？

（2）教師引導學生圍繞下述問題對所設(shè)計的方案進行反思與修正：

①為什么要這樣設(shè)計？②這樣設(shè)計得到的關(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，學生分組進行探究實驗，并做好實驗記錄.教師巡視并隨時解決出現(xiàn)的其他問題.

（4）教師要幫助學生對表格數(shù)據(jù)進行分析、論證與評估，并嘗試歸納出同種物質(zhì)質(zhì)量和體積的比例關(guān)系.然后適時提問：當物體的質(zhì)量或體積變大或變小了，這個比值是否改變？

（5）教師繼續(xù)引導學生分析比較不同物質(zhì)的實驗數(shù)據(jù)，還能得到什么結(jié)論？

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

3 建構(gòu)（主要是學生行為）

建構(gòu)是高階學習的主要特征之一，屬于程序性知識范疇.高階思維是在人腦內(nèi)進行的操作程序和方式，其生理基礎(chǔ)是人的大腦，必須通過訓練才能得以強化.在知識建構(gòu)過程中，學生除了要訓練諸如分析、綜合、抽象、概括、判斷、推理、比較、評價等直接思維，還要注意訓練一些間接思維方法，比如：定義概念時的比值定義法、乘積定義法、理想化方法等;總結(jié)規(guī)律時的控制變量法、建立模型法、假說方法、等效替代法等;實驗設(shè)計時的控制變量法、轉(zhuǎn)換法等.這些間接思維方法可以作為認知結(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，對實驗現(xiàn)象或探究數(shù)據(jù)進行加工建構(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)，并逐步引導學生發(fā)現(xiàn)、體驗和掌握.

比如“密度”教學“建構(gòu)”環(huán)節(jié)：

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

（2）教師引導學生觀察比較不同物質(zhì)的“比值”大小與日常生活中對物體“輕”“重”認識的定性關(guān)系.

（3）建立概念：正因為質(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際相符，所以這個比值是物質(zhì)的一種特性，在物理學中將其命名為“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)邊進行板書.

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

4 遷移（主要是學生行為）

遷移是以發(fā)展學生高階思維為目標，以多方面知識整合為手段，以靈活運用解決問題為途徑，讓學生能夠深層次地參與學習過程、深度掌握學習內(nèi)容的學習，可以挖掘出知識所涉及的思想方法、邏輯、意義、價值等.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生活、生產(chǎn)中的客觀存在，盡量減少對問題環(huán)境的加工改造，使其暴露出復雜而又動態(tài)變化等特點，然后引導學生進入陌生的真實情境中，將所學知識和方法與現(xiàn)實生活或科技前沿進行關(guān)聯(lián)，處理實際問題，具體學習流程如圖1所示.

可以看出，基于問題的學習便于學生進行深度思考和分析，學生學習到的是知識背后隱藏的方法、思路、策略等，對于知識不再只是停留在記憶層面，而是真正的辨析、探究、運用、決策甚至可以創(chuàng)新，可以實現(xiàn)高階思維活動的進階與構(gòu)建.

比如“密度”教學“遷移”環(huán)節(jié)：

請同學們思考：學習密度知識有什么應(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：學生先獨立思考進行解答，然后進行組內(nèi)交流達成一致觀點，最后各組代表利用視頻展臺展示并講評各組的成果.

在學生通過測量密度進行物質(zhì)鑒別，或者根據(jù)密度計算出不便直接測量物體的質(zhì)量與體積時，教師要引導學生進入陌生情境中發(fā)展高階思維能力，培養(yǎng)學生分析、解決、評價、批判和創(chuàng)造等思維能力.

5 評價（主要是學生行為）

“高階思維”高于“低階思維”，是因為高階思維能夠?qū)λ季S進行監(jiān)控、評價與反思，評價的基礎(chǔ)是分析，評價的手段是鑒別和批判，評價的結(jié)果趨向于創(chuàng)新.教師指導學生對整個學習過程進行交流、反思、質(zhì)疑、批判與總結(jié)，是課堂教學中發(fā)展學生高階思維的核心環(huán)節(jié).將評價過程演變成為思辨性的學習活動，對原有的學習思維進行批判性的評價，修正、彌補甚至重構(gòu)原有的思維結(jié)構(gòu)，這是高階思維發(fā)展的關(guān)鍵，對于學生內(nèi)化成觀念或思維方式起著重要作用.

比如“密度”教學“評價”環(huán)節(jié)：

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

最后教師進行點評總結(jié).

在思維導圖繪制過程中可以使學生的思維時而發(fā)散、時而收斂，引導學生對外顯的知識與內(nèi)隱的思維進行批判性評價，從而突破舊的思維套路，改變“思維復制”的現(xiàn)狀，可培養(yǎng)學生的分析、評價、批判和創(chuàng)造等能力.

總之，學生思維進階的過程就是深化課堂教學改革的過程，就是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的過程.教師在課堂教學中，可以根據(jù)不同的學習內(nèi)容與要求，采取相應(yīng)的學習模式或教學策略，有意識地將教學目標中“低階思維”訓練提升到“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)新時代發(fā)展的高素質(zhì)人才.

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（收稿日期：2021-07-21）