指向高階思維的六步問題解決法教學探析

指向高階思維的六步問題解決法教學探析2023年2月13日，在教育部與中國聯(lián)合國教科文組織全國委員會舉辦的世界數(shù)字教育大會上，中國教育科學研究院發(fā)布的《中國智慧教育藍皮書（2022）》歸納提煉了智慧教育的環(huán)境、教學、治理、人才四個維度16個具體特征。其中，在教學范式方面，聚焦發(fā)展素質教育，提出培養(yǎng)學習者高階思維能力、綜合創(chuàng)新能力、終身學習能力等，將高階思維能力排在首位。高階思維能力是學習者應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，高階思維能力的發(fā)展是學習者提升自身綜合能力的有效途徑。一、課堂教學培養(yǎng)學生高階思維常見的問題（一）課堂教學對培養(yǎng)學生高階思維能力關注不夠2022年版義務教育階段16門學科課程標準中的課程核心素養(yǎng)，基本上都有一個維度是關于“思維”的。培養(yǎng)和發(fā)展學生的高階思維能力已經(jīng)成為落實新課標的重要舉措。落實新課標涉及教學改革的兩個方面，即教學理念的轉變與教學策略的革新。然而，當前的課堂教學大多處于低階思維水平，對培養(yǎng)學生高階思維能力關注不夠。一是教學理念的轉變滯后。其一，關注知識目標太多。教師仍僅重視“雙基”，僅重視知識、技能訓練，弱化了分析、評價、創(chuàng)造等高階思維能力的培養(yǎng)。其二，教師慣用“預設性問題”牽引學生思路，沿固定思維模式開展教學；學生缺乏獨立思考、提出問題的機會，缺乏對“生成性問題”的解決，缺乏分析、概括、歸納等高階思維的訓練。其三，在開展以小組為主體的合作教學中，學生的“合作”流于形式，浮于表面，在討論環(huán)節(jié)，大多數(shù)學生在“陪跑”。二是教學策略缺乏創(chuàng)新。其一，教學方式單一。教師習慣于封閉型課堂教學。在課堂教學中，教師講解仍占主要地位，教學只停留在讓學生明白“是什么”，而沒有啟發(fā)學生對“為什么”“怎么樣”進行思考和探索，忽視了分析、綜合、評價和創(chuàng)新等高階思維能力的培養(yǎng)。其二，教學手段比較落后。教學活動以學生觀察或模仿教師課堂行為并加以練習鞏固和實踐為主。即使有時使用電子白板，也大多是作為小黑板使用?！皾M堂問”“一問一答”和“教材依賴”現(xiàn)象普遍存在。（二）高階思維的培養(yǎng)滯后于考試評價改革近年來，中高考命題更重視考查學生的思維過程，重視問題情境化，重視問題的開放性，重視對學生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。當前考試評價改革的命題趨勢是，題目給出一段情境材料，考生首先要讀懂題，然后進行知識遷移，進行高階思維，即回顧教學中對該概念的準確描述并進行思維拓展，從內涵和外延兩方面去印證題干與選項之間是否相符，也就是讓考生讀題、思維的時間長了，而真正動筆寫的時間短了。2021年以來的中高考試題增強了開放度，鼓勵學生運用創(chuàng)造性、發(fā)散性思維多角度分析解決問題，引導改變追求唯一標準答案、總結答題套路等固化的復習備考模式，而當前學生高階思維的培養(yǎng)滯后于考試評價改革。通過創(chuàng)設情境、探究、合作、遷移等活動有利于培養(yǎng)學生的高階思維。而課堂教學中，仍然只是“簡單變式”，大量開展模仿、記憶訓練，重復對學科陳述性知識、程序性知識、策略性知識的記憶和復述，缺乏對各門課程知識整體性和結構化分析，缺乏知識在新問題情境中的應用，缺乏對知識應用場景的反思等學習活動，不利于培養(yǎng)學生分析、判斷、解決問題的能力，不利于學生思維的發(fā)展，與新中高考的人才選拔要求不符。二、指向高階思維的六步問題解決法的內涵要義及教育原則（一）指向高階思維的六步問題解決法的內涵要義國內對于高階思維的概念，普遍認同的是鐘志賢教授關于高階思維的闡述。他認為，高階思維是指發(fā)生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力，它在教學目標分類中表現(xiàn)為分析、綜合、評價和創(chuàng)新。高階思維是一種以高層次認知水平為主的綜合性能力，通常指學生在一定的時間內，運用一定的思維能力等解決可預測的和不可預測的現(xiàn)實問題，尤其表現(xiàn)為學生調用已學習的知識和技能解決實際問題的能力，在學習過程中通常表現(xiàn)為完成學習任務，實現(xiàn)思維的遷移和持續(xù)發(fā)展。高階思維能力以高階思維為核心，具有解決劣構問題或復雜任務的心理特征，具體指向問題求解能力、決策能力、批判能力和創(chuàng)新能力。高階思維的內涵辨析為后續(xù)的高階思維的研究與教學奠定了重要的理論基礎。高階思維作為創(chuàng)新人才的核心品質，在各學科的核心素養(yǎng)培養(yǎng)中越發(fā)受到重視，倡導有深度的高階思維教學已成為當今教育教學改革的重點，并逐漸運用于我國新一輪核心素養(yǎng)導向下的課程改革與實踐。六步問題解決法源于創(chuàng)造性問題解決理論。這一理論最早由美國學者奧斯本提出，創(chuàng)生于19世紀70年代。它關注人們解決問題過程中的認知、情感和意志等問題，為問題解決者提供解決問題的步驟和階段，是“未來問題解決計劃”（FPSPI）中基本的內容結構。“未來問題解決計劃”旨在激發(fā)學生的審辯思維和創(chuàng)造思維，以解決未來問題，鼓勵學生建立面向未來的視野。該計劃的所有項目都要應用六步問題解決法來解決問題。六步問題解決法步驟詳見圖1。六步問題解決法不是機械的六個操作步驟，它不局限于步驟，而是具有縝密邏輯關系的思維訓練體系。六步問題解決法的核心是培養(yǎng)學生的高階思維能力，在完成復雜任務或解決劣構問題的過程中，經(jīng)歷分析識別、發(fā)現(xiàn)選擇、構想產生、決策制定、總結評估、創(chuàng)造應用等思維經(jīng)驗積累，從而提高學生的問題解決能力。引領學生通過深入了解、多元分析、科學判斷、個性表達，進而實現(xiàn)積極創(chuàng)新。六步問題解決法常用于科技教育活動，也符合新課標的理念，因此，六步問題解決法同樣適用于語文、數(shù)學、物理、綜合實踐活動等各門課程教學。運用六步問題解決法培養(yǎng)學生高階思維能力，教學必須從學生熟悉的問題情境開始，高度承載學習目標，具有適度挑戰(zhàn)性，沒有標準答案只有解決方案，創(chuàng)造各種各樣合作的可能性，學習成果作品化。這種教與學方式變革，可以有效培養(yǎng)學生的高階思維能力，促進學生審辯思維和創(chuàng)新思維發(fā)展，提高其解決問題的能力。（二）指向高階思維的六步問題解決法的教學原則課堂教學中培養(yǎng)學生高階思維能力，要體現(xiàn)思維的深刻性、靈活性、獨創(chuàng)性、批判性、敏捷性等品質，在問題解決中實現(xiàn)知識形成、知識鞏固、知識的遷移應用。獲取知識、發(fā)展思維和形成能力是教學的目的，是學生問題解決的結果。用六步問題解決法培養(yǎng)學生高階思維，必須堅持以下原則：1.堅持問題與情境原則，關注真實問題的解決堅持問題導向是重要的思想方法和工作方法，是新課標提倡的靈活多樣的教學方式。創(chuàng)設富有情趣韻味和思維力度的問題是實現(xiàn)課堂教學真實、高效、簡約的重要手段。堅持問題與情境原則，在教學中，教師要結合具體學科，緊密結合教材，從生活出發(fā)，設計新穎的問題呈現(xiàn)方式和設問方式，創(chuàng)設與學生生活、社會發(fā)展、科技進步等緊密相關的真實問題情境，引導學生認真觀察現(xiàn)象，在掌握知識的同時，了解為什么要學、對解決現(xiàn)實問題有何幫助及怎樣將知識和實際相聯(lián)系等，以此激勵學生在感受中悟出道理，實現(xiàn)從感性到理性的飛躍。2.堅持挑戰(zhàn)與創(chuàng)新關聯(lián)原則，實施有難度的教學現(xiàn)代教學改革中的創(chuàng)新和挑戰(zhàn)是相互關聯(lián)的。創(chuàng)新是對傳統(tǒng)文化的挑戰(zhàn)，是對傳統(tǒng)體制的挑戰(zhàn)，也是對傳統(tǒng)教學方式方法的挑戰(zhàn)……創(chuàng)新和挑戰(zhàn)帶來了教材、教學方法等方面的改革,推動著教育的發(fā)展和進步。因此，要堅持挑戰(zhàn)與創(chuàng)新關聯(lián)原則。勇于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)，是時代賦予師生的使命。在教學中，教師要遵循新課標理念，對教學目標、任務、措施等方面不斷思考和探索，實現(xiàn)學生最優(yōu)發(fā)展。教學目標要有挑戰(zhàn)性，教學任務具有挑戰(zhàn)性。（三）堅持教與學協(xié)調原則，實現(xiàn)教師主導與學生主體最佳結合課堂教學要調整好幾重關系：首先，要處理好教師主導和學生主體的關系。教師主導要體現(xiàn)在學習目標、學習任務、學習方案的設計等方面；學生主體要體現(xiàn)在“學”和“習”的時間分布，關鍵在于課堂“習”的質量。其次，要處理好學生獨學和小組合作學習的關系，要在每一個學生完成好獨學的基礎上開展合作學習。三、指向高階思維的六步問題解決法的教學設計有效培養(yǎng)學生的高階思維能力，關鍵在于教學設計。指向高階思維的六步問題解決法的教學設計與常規(guī)課堂教學設計不同，應重點關注教學思路、教學目標、教學內容和學習環(huán)境。（一）六步問題解決法的教學思路指向高階思維的六步問題解決法的教學設計如下：第一步，設置問題情境，課前實施。培養(yǎng)學生高階思維要從創(chuàng)設真實的生活情境開始。教師可以利用智慧教學平臺布置預習任務，用一段文字材料或視頻創(chuàng)設問題情境。學生首先要理解情境并使自己置身于這個情境中進行獨立思考，經(jīng)歷從直觀到抽象、從感性到理性的過程，發(fā)展自己的分析、創(chuàng)造等高階思維能力。第二步，提出關鍵問題，課中實施。通過課前預習，學生對于情境中的問題有了自己的想法。課上，以小組為單位，組內互相交流想法，每個小組最終討論確定一個核心的關鍵問題。在聚焦關鍵問題過程中，學生們思維碰撞，發(fā)展分析、綜合、審辯等高階思維能力。第三步，設計問題解決方案，課中實施。每個小組確定了關鍵問題后，再開展獨學，讓每個學生獨立思考解決問題的方案，培養(yǎng)其問題求解能力。該環(huán)節(jié)重在發(fā)展學生的創(chuàng)新思維。第四步，制定問題解決方案的評價標準，課中實施。小組中每個學生的問題解決方案都不一樣，到底誰的方案好、小組按誰的方案執(zhí)行，需要有一個評價標準。為此，每個小組從方案的規(guī)范性、嚴謹性和簡潔性三個維度來制定評價標準。該環(huán)節(jié)側重發(fā)展學生的審辯思維，從正反兩方面來分析每個解決方案。第五步，選擇問題解決方案，課中實施。小組中每個學生對各個方案進行評價投票，票數(shù)排在前三的為本小組的最終解決方案，或稱之為最優(yōu)解法。該環(huán)節(jié)重在培養(yǎng)學生審辯思維和決策能力。第六步，應用方案并小結，課中實施。每個小組整合并細化選出三個最優(yōu)方案，再進行小組展示，最后教師帶領學生進行小結。該環(huán)節(jié)要堅持從“單一知識”到“綜合知識”，堅持由簡單到復雜的過程，體現(xiàn)將陳述性知識轉化為程序性知識。通過小結活動，梳理本節(jié)課知識框架，可形成思維導圖，經(jīng)歷問題解決過程、知識概括過程，發(fā)展學生的高階思維能力，具體指向分析歸納和創(chuàng)新思維。（二）六步問題解決法的教學目標教學目標設計，首先要考慮學生現(xiàn)有水平和預期達到的水平，要清楚了解兩者之間的差距以及預期采用的方式。同時，遵循有難度教學原則。有適度難度的問題才更有利于激發(fā)學生的學習動機。培養(yǎng)高階思維的課堂教學目標，必須要考慮素養(yǎng)目標、知識目標、高階思維發(fā)展目標。要設計具有層次性、遞進性的目標，讓學生經(jīng)歷從低層級目標到高層級目標的達成過程，在逐步挑戰(zhàn)中實現(xiàn)高階思維的培養(yǎng)。例如，北師大版《數(shù)學》九年級上冊《菱形（一）》教學目標設計的思路可以采取如下形式。先明確本節(jié)課的總體目標——制作菱形、歸納和證明性質、應用菱形性質解決問題，讓學生經(jīng)歷從低階目標到高階目標、思維從直觀到抽象，充分體現(xiàn)用數(shù)學的眼光觀察世界、用數(shù)學的思維思考世界的數(shù)學核心素養(yǎng)發(fā)展目標，充分發(fā)展學生邏輯推理能力。再確定教學思路：本節(jié)課以制作菱形和猜想、證明、應用菱形性質為主線，將記憶、理解、分析、創(chuàng)造等思維過程融為一體，形成圍繞核心關鍵問題的學習活動。通過設定挑戰(zhàn)性目標，讓學生體驗成功。（三）六步問題解決法的教學內容學習科學強調理解性學習，關注認知的過程，相信學生是用他們已經(jīng)知道和相信的知識去建構新知識和理解新知識。促進理解的學習內容，其實質是要思考知識的結構化，即其在學科體系中的位置；要思考知識的生成性，要關注知識的形成過程，即“知其然，知其所以然”，要清楚“是什么、為什么、怎么用”的問題；要關注學科本質，即觀念、思想和方法，而不再是具體的知識和技巧，以此來促進深度理解的教學內容的掌握。仍以北師大版《數(shù)學》九年級上冊《菱形（一）》為例說明教學內容設計的思路。課前，讓學生用卡紙制作一個對角線分別為6cm和8cm的菱形，提交制作過程的視頻（視頻內容包含制作的過程以及原理解說）。課上，第一步，教師播放學生課前視頻作業(yè)，讓學生感受制作菱形的不同方法以及評選最優(yōu)制作方案。（引出菱形的對稱性，軸對稱性質）第二步，利用軸對稱性，讓學生利用手里的菱形圖片，折一折，看看菱形還有哪些特殊的性質，并記錄下猜想。第三步，學生猜想菱形的特殊性質并做記錄，嘗試將命題轉化為幾何證明題。在此過程中，有知識形成、有關鍵知識的關聯(lián)、有對學科本質“軸對稱和翻折變換”的理解。從知識結構、思想方法等方面，進一步加深了學生對數(shù)學學科本質的深度理解。（四）六步問題解決法的學習環(huán)境學習環(huán)境的設計要有四個視角：學習者為中心、知識中心、評價中心、共同體中心。四種有關學習環(huán)境的視角最后需要一致起來，以它們之間相互支持的方式聯(lián)合起來?？梢姡p線融合的學習環(huán)境的構建要聚焦學生自主學習能力提升，充分考慮學生原有知識基礎、情境中應用知識解決問題的能力和思維能力，過程性的評價反饋、師生和生生間的互動及相互學習等線上線下學習的優(yōu)勢。雙線融合的學習過程要尤為關注學生思維的求異、求新，最終營造一種多元素相互融合在一起的相互支持、質疑、合作的學習場景。仍以北師大版《數(shù)學》九年級上冊《菱形（一）》為例說明學習環(huán)境設計的思路。課前，學生制作了特殊菱形和說理性的小視頻，通過線上、線下的交互，達成了檢測學生的知識基礎和學習準備的教學任務。課中，教師展示學生制作的有代表性的菱形視頻，請學生判斷其優(yōu)缺點并歸納其數(shù)學本質。隨后，通過菱形面積計算，用問題引導學生發(fā)散思維，創(chuàng)新解決方法，推導出菱形面積的第二個公式。課后，教師要求學生在菱形中剪出一個等腰三角形并提交制作過程及原理解說視頻。教師利用網(wǎng)絡收集學生視頻作業(yè)并給與評價。四、指向高階思維的六步問題解決法的優(yōu)勢、局限及注意事項（一）六步問題解決法的優(yōu)勢六步問題解決法有助于培養(yǎng)學生高階思維能力，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.六步問題解決法適用于各科教學指向高階思維的六步問題解決法既有助于指導學生解決復雜生活場景中的綜合性問題，又能指導課堂教學活動，對于培養(yǎng)學生審辯思維和創(chuàng)新思維等高階思維能力都有較好效果。六步問題解決法是一個具有通識性、通用性的方法，可以運用到各科教學中。2.六步問題解決法有助于促進學生認知水平的提升指向高階思維的六步問題解決法是“以學生為中心”的學習過程，構建了貼近真實社會生活的互動的學習情境?，F(xiàn)代化手段有助于實現(xiàn)教學任務的前置，客觀、準確地反映出學生的已知和未知情況。教師從知識的傳輸者變成了學習項目的提供者，是學習項目啟動、實施、評估、驗收的顧問。教師整合講授式、互動式、指導式精粹，鼓勵學生自由表達、爭辯和質疑，鼓勵學生合作、探究，促進學生開展主動的真正的合作學習，引導學生實現(xiàn)知識的建構與內化，提升學生問題解決能力。3.六步問題解決法使知識問題化、問題活動化指向高階思維的六步問題解決法通過“知識問題化”的形式，將知識與學生經(jīng)驗及社會生活緊密聯(lián)系轉化為情境化問題，在情境化問題中設計探究性學習活動。該方法以學生為中心，關注師生之間互動、生生間互動，通過“問題活動化”的形式，可以改變傳統(tǒng)教學“聽、說、寫”三段式模式，增強課堂教學的趣味性，使學生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程，改變學生死記硬背的學習方式，提高學生參與主動性，實現(xiàn)對知識的建構和應用，加深學生對學科思想方法的理解，有助于培養(yǎng)分析、評價等高階思維能力。4.六步問題解決法可以提升學生學習效能感指向高階思維的六步問題解決法可以讓學生經(jīng)歷和駕馭自身思考過程，提升學生學習效能感。教師關注核心問題設計，關注任務驅動的教學活動，關注學生課堂的積極表現(xiàn)，促進學生主動探究。學生在與同學的討論、爭辯中可以發(fā)現(xiàn)錯誤并改正，能更好地總結知識、方法和技巧，并提升對學習的投入程度。（二）六步問題解決法的局限指向高階思維的六步問題解決法不能解決中小學課堂教學中培養(yǎng)學生分析、綜合、評價和創(chuàng)新等高階思維的所有問題，具有一定的局限性。指向高階思維的六步問題解決法需要一定的學習基礎作為支撐，建立在學生具有一定語言綜合運用能力的基礎之上，在小學低段開展難度較大。指向高階思維的六步問題解決法內容選擇有局限。其適合運用于問題難度較大的、容易出現(xiàn)爭議的教學內容。如在中小學數(shù)學教學中一題多解、語文習作與綜合性學習中，適合靈活運用六步問題解決法。