指向高階思維培養(yǎng)的跨學科學習研究

【摘 要】當今社會，我們面臨著全球化、多樣化的挑戰(zhàn)，跨學科學習已經(jīng)成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才和推動社會進步的重要手段。建設具有豐富育人價值的跨學科課程已成為教師的重要任務。筆者以跨學科學習課程為例，從感知力、邏輯思維、系統(tǒng)思維、創(chuàng)造性思維和延展性思維等方面，闡述了指向高階思維培養(yǎng)的跨學科學習實踐研究。

【關鍵詞】跨學科；高階思維；高中學段

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）010-058-03

現(xiàn)代教育強調要注重對學生創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)，跨學科學習符合時代發(fā)展要求，是推動基礎教育改革和提升學生核心素養(yǎng)的重要途徑?！疤骄可钪械哪举|結構”跨學科學習案例融合了高中通用技術、信息技術、物理、語文及其他學科課程，基于大概念引導學生開展有深度的實踐、探究、設計活動。

跨學科學習的理論依據(jù)

夏雪梅老師在《跨學科學習》一書中對跨學科學習進行了論述，并界定了跨學科學習的五大特征：真實目的、跨的載體、多學科基礎、創(chuàng)造性和研究性的過程、跨學科理解[1]?？鐚W科學習要結合真實生活，為了解決一個真實復雜的問題，激發(fā)學生的實踐探究欲望，在教師的引領下，團隊合作綜合運用多個學科的知識提出方案、形成成果、解決問題，促進對知識的深度理解，達到新思維和綜合能力提升的目的[2]。美國教育家布魯姆提出，思維分為低階思維和高階思維，高階思維是發(fā)生在較高認知水平層次上的活動和能力，即通過深度學習培養(yǎng)學生的分析、評價、創(chuàng)造、批判性思維、創(chuàng)新思維、元認知、問題解決、決策等能力，是核心素養(yǎng)中的重要組成部分[3]。

跨學科學習是培養(yǎng)高階思維的重要途徑，在問題解決中達到思維的訓練，形成學科的跨界和知識的重構。教育要從知識本位走向素養(yǎng)本位，從灌輸式走向實踐探究式，從學科之間的聯(lián)合走向真實情境下的綜合運用。指向高階思維培養(yǎng)的跨學科學習是培育學生核心素養(yǎng)，提升適應社會發(fā)展和終身發(fā)展關鍵能力的有效載體。

指向高階思維培養(yǎng)的跨學科學習策略

1.基于實踐挖掘真問題，用感知力觸發(fā)高階思維

跨學科學習的關鍵是提出跨學科的真實問題，而真實問題大多源自學生的生產(chǎn)生活實踐或科學研究活動。因此，只有學生用心地觀察、切身地感受、潛心地感知實踐過程，才能智慧地發(fā)現(xiàn)問題的存在，才能意識到解決問題的意義和價值。

“探究生活中的木質結構”實踐課程的選題源自一次勞動實踐活動，學生在勞動的過程中發(fā)現(xiàn)辦公室一些木質辦公用品出現(xiàn)了問題。如抽屜的底板掉落、辦公桌椅松動、辦公柜的柜門合頁螺絲卡不住、復合木質板材出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象。面對這些問題學生會有不同的表現(xiàn)，有的學生無動于衷，有的學生感慨教師辦公條件的艱苦，而有的學生想要幫助教師和學校解決這些問題。為什么學生會有不同的想法，主要原因就是學生的感知力不同。感知力是深度思考的第一步，接下來才會有好奇心去提出問題，形成探究愿望。實踐過程中學生在復雜的、碎片化的情境中感知問題的存在，進行深入的思考，從同理心的淺層感受到愿意付出精力、投入情感和意志，并持續(xù)努力去幫助教師解決問題。這不僅是動手實踐能力和技術素養(yǎng)的體現(xiàn)，還是一種敢于探究的優(yōu)秀品質。當然這個過程還需要教師引導學生去關注細節(jié)和變化，幫助學生甄別有研究價值、有現(xiàn)實意義的問題。本次勞動實踐活動后，學生向教師反饋了勞動中遇到的問題，經(jīng)過師生的研討，最后把幫助教師解決辦公室家具松動損壞問題確定為此次實踐活動的目標。

2.梳理解決問題流程，用問題支架撬動邏輯思維

感知力是發(fā)現(xiàn)問題的起點，而邏輯思維則是分析問題、解決問題的關鍵。學生把幫助教師解決辦公室家具松動損壞問題確定為目標后，應該如何做還處于模糊的狀態(tài)，學生會直奔主題進行設計改造，思考用什么材料和工具加固損壞松動的家具，并沒有意識去整體地、全面地思考此問題。這就說明學生在面對現(xiàn)實問題時缺少系統(tǒng)思考的能力。為了讓學生在實踐研究中不混亂、有條理，教師就要進行方向性的引導，幫助學生建立邏輯思維，梳理出解決問題的流程，讓學生在頭腦里建構出解決問題的思路。即先分析原因再解決問題，以收集信息、整理分類、分析各類問題原因、針對問題設計方案、繪制圖樣、物化制作為學習主線。如何讓學生在后期開展自主的持續(xù)性探究，這就需要教師幫著學生搭建問題支架（圖1）。

問題驅動的持續(xù)性探究是思維進階的動力。問題支架的建構要以學生實踐探究為中心，其中問題的設計并非知識型的，而應該具備啟發(fā)性、探究性、引導性和連貫性的特點。學生不斷地深入探究，改變思維模式，建立新舊知識的聯(lián)系，實現(xiàn)跨學科學習，最終達到知識體系重構的目的。基于主線的問題串，由淺入深，層層遞進，不僅激發(fā)了學生興趣，推動了學生思維的展開，也為學生自主探究提供了保證。但教師在拋出問題前，一定要讓學生先思考再提問，給學生一個思維自我形成的過程，讓學生養(yǎng)成獨立思考的習慣，也有助于學生形成自己的判斷力和決策力。

3.建構跨學科知識體系，用大概念統(tǒng)領系統(tǒng)思維

跨學科學習是各學科的深度融合，這種融合并不僅僅是情境的共用、問題的綜合、知識的疊加，而是在認知、思想或方法上共生出的一個匯聚點，這個匯聚點就是大概念。大概念是在多學科事件和現(xiàn)象之上抽象出來的跨學科概念，也可以是哲學概念。但這個大概念不能直接灌輸給學生，需要教師建構思維型課堂，循序漸進地對學生進行知識、能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)。

本課程涉及通用技術、信息技術、物理、語文和美術等學科相關知識，如結構及其強度和穩(wěn)定性的相關知識、木質材料的特點、結構受力分析、技術圖樣的表達、用信息技術表達創(chuàng)意、3D打印技術、金工加工工藝等。那如何把這些零散的不同學科的知識重構形成一個整體？我們把核心目標指向了“結構”這個大概念上。以發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題為主線，我們從分析木質結構的優(yōu)缺點，到對損壞點連接方式的結構受力分析，再到創(chuàng)意設計、物化作品，把不同學科的知識統(tǒng)一到“結構”這個主題下，讓學生對結構的常見問題與成因、設計和優(yōu)化有了一個系統(tǒng)的認知，讓學生能用結構的思想去觀察分析生活中的現(xiàn)象。在此過程中教師的角色將起著至關重要的作用，從原來知識的傳授者，變成了課程的設計者、問題的提出者、學生學習的引領者、學生學習的指導者及學生成果的評價者，幫助學生建構知識經(jīng)驗、提升思維水平、錘煉品格素養(yǎng)。

4.搭建多元化設計平臺，用自主創(chuàng)新提升創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造是布魯姆教育目標分類中最高層級的認知能力，即打破原有認知，將原來的知識應用到新的領域并形成新的想法、新的改變、新的可能。高階思維具備五大要素，而創(chuàng)造性思維和批判性思維是核心。創(chuàng)造性思維指向的目標更明確，即要有原創(chuàng)的、獨特的新產(chǎn)品生成。而批判性思維會讓我們的創(chuàng)造更理性、更客觀、更可行、更有效。

本課程的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)過程是設計制作提升結構強度的連接件。在前期的問題探究過程中，學生已經(jīng)對結構損壞和松動等現(xiàn)象進行了歸類，包括面與面、面與柱、柱與梁以及三個面、三個桿等之間連接的問題。通過結構受力分析，找到了容易變形的點，如何提高強度解決這些問題，就需要針對每一類現(xiàn)象進行創(chuàng)意設計。學生以小組為單位，選擇一類問題，進行方案的設計，從功能、結構、科學、經(jīng)濟等方面進行統(tǒng)籌、思考、權衡設計出最佳方案。學生用SketchUp草圖大師軟件繪制正等軸測圖，用3D打印技術呈現(xiàn)產(chǎn)品原型，最后使用鋁板并采用金工加工工藝物化產(chǎn)品。在這一系列的活動中，學生用批判思維對方案和作品進行實驗、評價和優(yōu)化，最后完成創(chuàng)意設計，并應用解決實際問題。在這個過程中就需要通用技術和信息技術兩個學科的教師合作，幫助學生完成創(chuàng)意的構思、設計表達、產(chǎn)品物化等環(huán)節(jié)。而這種合作并不是每位教師完成一節(jié)技術內容的講授，更多的是為學生提供多元的創(chuàng)新環(huán)境，觀察發(fā)現(xiàn)并給予學生個性化的指導，讓學生主動綜合運用各類技術手段進行創(chuàng)意設計。

5.開拓腦外資源，用持續(xù)探究培養(yǎng)延展性思維

大腦是我們思考的場所，我們的認知都產(chǎn)生在這個封閉空間，但它并不是思維形成的唯一場所。在《思考如何超越思考》一書中提到：我們的思維更像是在散步時看到的筑巢鳥，在這里拔一根繩子，在那里拔一根樹枝，用可利用的部分最后構建出一個整體[4]。所以我們要打開大腦的禁錮，開拓腦外資源，從一個認知空間延伸到生活、社會的其他空間，用已有的經(jīng)驗去開展持續(xù)性探究，進行延展性的學習、思考和研究，從深度和廣度上豐富自己的認知結構。

本課程的研究以幫助教師解決木質家具的損壞和松動問題為出發(fā)點，通過實踐探究、系統(tǒng)分析和創(chuàng)意設計實現(xiàn)提升生活中木質家具強度的目的。雖然問題已經(jīng)解決，學生也對現(xiàn)象后的本質問題有了系統(tǒng)的認知，看似這個課題已經(jīng)圓滿結束，但在“結構”這個大概念下，可探究的內容還非常多，我們又引導學生從身邊的木質家具思考大型木質建筑，并設計了兩個方向的持續(xù)性探究活動。一組學生對延慶區(qū)的冬奧場館進行綠色建設調研，了解木結構在延慶賽區(qū)的應用，分析雪車雪橇中心的遮陽棚木結構與V型鋼柱組合的結構受力，探究大型木建筑承受的荷載和鋼木結構結合的優(yōu)勢，用SketchUp草圖大師軟件進行鋼木連接件的設計。另一組學生結合語文和美術學科內容，在高中語文《中國建筑的特征》一課之前，走進北京世園公園，進行中國傳統(tǒng)建筑的探究。

本課程學生的研究從身邊的小問題拓展到社會的大問題，從對木制一種材料拓展到鋼木結構的研究，從身邊的改良設計延伸到建筑的綠色發(fā)展，實現(xiàn)了跨學科的學習，使學生的思維得到了拓展和延伸。延展性思維可以幫助學生開拓思維，擁有這種能力的人無論在學習、生活還是工作上都會發(fā)揮出無限的潛力。

結 語

綜上，通過“探究生活中的木質結構”課程的實踐研究，學生經(jīng)歷了一次有收獲的跨學科學習。基于真實情境下的探究實踐活動，學生不僅獲得了科學素養(yǎng)和實踐能力，而且對知識的理解、綜合和應用的能力也得到了提高，特別是問題意識、系統(tǒng)思維、創(chuàng)造性思維、批判性思維和延展性思維都得到了鍛煉。可見，跨學科課程契合我國當下基礎教育改革的理念，而指向高階思維培養(yǎng)的跨學科實踐研究更具有現(xiàn)實的意義和價值，有利于推動以核心素養(yǎng)為導向的教學轉變。廣大教師要深挖生活中的資源，設計科學合理的跨學科學習，讓學生的高階思維得到有效的培養(yǎng)和提升。

參考文獻

夏雪梅，跨學科學習[M].北京：教育科學出版社，2021：57-60.

郭華，袁媛. 跨學科主題學習的基本類型及實施要點[J]. 中小學管理，2023（5）：10-13.

汪茂華. 高階思維能力評價研究[D]. 上海：華東師范大學，2018.

安妮·墨菲·保羅. 思考如何超越思考[M]. 吳艷紅，譯. 杭州：浙江科學技術出版社，2023.