化学教学中如何培养学生的高级思维

山东师范大学化学化工与材料科学学院   张春花

高级思维（High order thinking或Higher order thinking）的研究最早出现在国外，在翻译成中文时常常有不同的翻译名称，如高级思维、高阶思维、高层次思维或者是高水平思维。虽然名称各异，但是表达了同样的意思。本文中我们采用的名称是高级思维。

1.为什么要培养学生的高级思维

国内外教育研究者指出，传统的局限于低思维水平的教学方式对学生学习能力的提高并没有多大帮助，仅仅使学生记住了一堆罗列的事实，不仅不能帮助学生将所学的知识用到问题解决之中，而且不能帮助学生批判性地看待问题，导致学生缺乏创造性思维。传统教育的弊端，促使人们反思现代教育的目标不应该局限于学生对知识的记忆，更重要的是使学生参与到分析、综合、评价、创造、反思等活动中去，让学生在这样的活动中培养解决问题的能力、作出决策的能力以及批判性思维和创造性思维等高级思维能力。

国内外教学实践也表明，让学生参与到高级思维活动中，对学生的学习及长远发展确实有很大帮助。国外的HOTS培训计划表明，让学生参与结合逻辑性和创造性的对话，让学生反思自己的学习行为，学生的学习能力会有很大的提高。我国学者林崇德教授历时二十年进行的促使“学生心理能力发展”的教学实验，不仅通过对学生的概括能力训练、逻辑推理训练和逻辑思维能力训练使学生思维的深刻性得以发展，而且通过一题多解和一题多变等方法培养了学生思维的灵活性。为此，现代教育需要让学生参与到高级思维活动中去，并通过这些活动进一步发展学生的高级思维。

2.什么是高级思维

最早关注高级思维的哲学界，认为批判性的思维就是高级思维，后来心理学家通过研究认为高级思维就是问题解决技能。两者的争论从未停止，从而促使更多的人开展对高级思维内涵的界定。如有学者认为高级思维是其问题解决的路径没有确定，问题的解决有多种而不是单一方案的思维。也有学者认为，高级思维能力包括独立思维能力、问题求解能力、学习能力、批判性思维能力。还有学者指出高级思维就是在解决问题的过程中，认知策略、元认知策略和非策略性知识（领域特定的知识）之间的互动作用。

随着研究的逐渐深入，高级思维的研究一致转向了布卢姆教育目标分类学中的目标层次和加涅的学习结果分类学说。按认知发展水平由低到高来划分，布卢姆教育目标依次是知识、领会、运用、分析、综合、评价。若将这六个层级的目标按认知层次进行分类的话，可以分为两类：低级思维目标和高级思维目标，其中分析、综合、评价目标的达成，需要的思维复杂程度较高，因此属于高级思维层级的目标；知识、领会、运用三个目标的达成需要的思维复杂程度较低，因此是低级思维层级的目标。而按照加涅的学习结果分类学说，可将学习结果分为五个部分：言语信息、智慧技能、认知策略、态度、动作技能，虽然每种学习结果的达成需要不同的学习条件，但是智慧技能中“高阶规则——问题解决”的学习、应用以及认知策略的学习、应用属于高级思维。

钟志贤在综述前人研究的基础上指出，所谓高级思维就是问题解决，就是决策，就是批判性思维，就是创造性思维，高级思维是在高级学习活动中逐渐发展的。高级思维活动不是让学生局限于对事实性知识的回忆之中，而是进行一些比较、分析、评价、调查研究、实验设计、创造等系列活动。因为问题解决能力、决策能力、批判性思维和创造性思维等高级思维的发展，仅仅通过简单的重复性的回忆活动是无法培养的，必须让学生投入到更高一级的学习活动中去。

从以上的界定可以看出，有学者把高级思维看作一种能力，也有学者把高级思维看作一种心智活动，但是大家一致的观点是高级思维能力的发展必须借助于活动，而且高级思维能力的发展是一个长期任务。我们在借鉴布卢姆及加涅对教学中的高级思维界定的基础上，采用活动说的方法对高级思维作出界定：即高级思维是一种较高层次的心智活动，这些心智活动外显化之后主要是比较、分类、归纳、推理、概括、评价、创造性的活动，也就是说以上活动中表现出的思维是高级思维。这些活动的具体行为表现要求如下：

比较：比较、鉴别、阐明事物之间的类似之处和不同之处；

分类：根据事物的属性和特征，将它们分类；

归纳：通过观察和分析，归纳出一般化的原理；

推理：通过给定的原理和法则，推论出未知的结果；

概括：找出庞杂的信息中隐藏的规律和模式；

评价：分为核查和评判。核查是有关内部一致性的判断，评判是依据外部标准做出的判断；

创造：将要素整合为一个内在一致或功能统一的整体。需要指出的是，创造所得出的这一整体并不一定是绝无仅有的，只要是相对于个人而言是全新的即可。这一新的整体可以是一个新的产品，也可以是一个新的观点或方法。如自己设计一个实验方案或者针对问题提出自己的观点和看法，都属于创造的行列。

从信息加工论的角度看，信息加工的不同阶段需要不同的认知策略：注意和选择性感知（突显、强调、列提纲、提问等）、练习（解释、组块、想象）、编码（概念图、编码）、检索（记忆术、想象）和执行控制（元认知策略等）。只要学生在思维的过程中使用上述认知策略，无论有意识无意识，都可以称之为高级思维活动。

3.化学教学中如何培养学生的高级思维

国内外很多教学实践都证明高级思维是可以通过一定的教学方式培养的。但是并不是任何教学方式都可以使学生的高级思维得以发展，哈佛大学心理学教授帕金斯（Perkins）认为，良好思维能力的培养需要一系列针对性的训练。德德（Dede）指出，培养高级思维的教学需要满足以下四个要求：（1）学习者在学习过程中主动建构知识，而不是被动接受知识；（2）运用信息收集工具的目的不仅仅是为了绘制数据，更是为了检验假设；（3）团队成员之间的协作互动；（4）评价系统测试的是复杂的高级思维的运用，而不是对知识的简单回忆。概括起来，以下教学模式可以让学生很好地参与到高级思维的活动中，从而培养学生的高级思维。

（1）基于问题的教学模式

基于问题的教学模式起源于美国，主要特征是以学生在真实世界中发生的结构不良问题为中心，学生以小组合作的方式在自主解决问题的过程中，获取知识、培养能力，教师在整个学习过程中起辅助、组织、引导的作用。基于问题的教学模式以解决问题的实际效果为依据，对学生的学习进行评价。

从基于问题的教学模式基本特征来看，该模式符合高级思维培养所需要的四个基本条件。一方面因为基于问题的教学模式，强调的是学生在教师的引领下，自主选择解决问题所需要的信息，对所选择的资源进行比较、分析；另一方面基于问题的教学模式采用的是小组合作的方式，为了成功解决问题，学生必须要对组内成员所得到的信息进行综合和评价，从而确定最适合的问题解决方法。也就是说基于问题的教学模式，在学生解决问题的每一个阶段都可以使学生充分参与到高级思维活动中来。正是由于基于问题的教学模式在培养学生高级思维方面的优势，近几年越来越受到广大中小学教师的追捧。

（2）探究性学习的教学模式

义务教育化学课程标准中明确提出要转变学生的学习方式，把学生从被动的学习中解放出来，提出了科学探究的学习方式。探究性学习的教学模式对学生高级思维发展主要是从探究性学习的产生、过程和结果三个方面促进的。

首先，兴趣是探究性学习的源泉，也是探究性学习能够推动高级思维发展的保障。Young曾说过，任何培养高级思维的有效策略的运用都包含认知和情感因素，而兴趣和强而适度的动机是影响高级思维培养的重要因素。因此，为了调动学生对探究问题的积极性，探究性学习中的问题都来自课本和日常生活中学生感兴趣的问题。

其次，从探究性学习的过程来看，主要包含八个基本步骤：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流。在整个探究活动过程中，教师始终坚持：学生能够自己做到的，教师不做；学生能够自己说出的，教师不说；学生能够探索得出的结论，教师不告诉学生。从而使学生充分参与到比较、分类、归纳、概括、分析、评价等高级思维活动中，发展学生的创新能力和实践能力。

再次，从探究性学习的结果来看，探究性学习要求学生获得的不仅仅是科学知识，同时也增进学生对科学本质的理解，使学生学会采用科学探究的方式学习科学。

（3）基于项目的教学模式

基于项目的教学模式不同于以往的阅读科学、直接讲授科学、科学过程教学。阅读教学和直接讲授科学的教学方式都是让学生直接接受现成的科学知识，科学过程的教学模式本意是让学生在体验科学知识生成的过程中获得基本的科学知识和技能，但是在实际过程中学生往往只获得了一些基本的技能，并不能把所获得的技能和科学概念建立联系。

基于项目的教学模式则依托于学生感兴趣的驱动性问题，使学生在整个学习过程中不仅学到了科学概念，还要运用科学技术，并尝试创造一定的科学成果。驱动性问题必须具有以下六个特征：可行性、有价值、情景化、有意义、道德的、可持续性。在基于项目的教学模式中，驱动性问题是整个学习活动和问题解决的引领者，它既能避免学生在体验科学知识的过程中偏离正确的方向，又可以促使学生建立知识间的联系，形成完善的认知结构，使问题最终得到很好的解决。

高级思维对学生的学习和发展具有重要的促进作用，基于问题的学习、探究性学习和基于项目的学习是目前常用的促进学生高级思维发展的教学模式，教师在教学中应吸取各种教学模式的长处，以促进学生高级思维的发展。

（《山东教育》2013年11月第33期）