寧豫昌，張曉靜，潘春梅

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450046）

2018 年教育部發(fā)布了《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》，提出“各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰‘水課’，打造‘金課’”，同時(shí)教育部高教司吳巖司長(zhǎng)指出，國家將重點(diǎn)建設(shè)包括線上線下混合式“金課”在內(nèi)的五類“金課”，并明確指出，“金課”應(yīng)當(dāng)具備的“兩性一度”即為高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。布魯姆等人的認(rèn)知目標(biāo)分類學(xué)中，將學(xué)習(xí)目標(biāo)從低到高分成6 類：知識(shí)、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上，安德森和克拉克沃爾等人對(duì)認(rèn)知目標(biāo)分類學(xué)進(jìn)行了修訂，將學(xué)習(xí)目標(biāo)由低到高劃分為“記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”，其中，“記憶、理解、應(yīng)用”屬于初級(jí)認(rèn)知的教育目標(biāo)，“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”屬于高級(jí)認(rèn)知的教育目標(biāo)，即對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)目標(biāo)[1]。高階思維能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在學(xué)習(xí)者的問題求解能力、決策能力、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力等方面[2]。伴隨著信息技術(shù)手段的進(jìn)步和智慧教學(xué)工具的開發(fā)，越來越多的教師希望將傳統(tǒng)線下教學(xué)改造為“線上+線下”的教學(xué)環(huán)境，從而打破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)間和空間限制，在教學(xué)模式、方法、手段、評(píng)價(jià)等方面開展新一輪的教學(xué)創(chuàng)新。而在這種“線上+線下”的教學(xué)環(huán)境下，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)，是值得高校教師深入探索的研究課題。“食品微生物學(xué)”是河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院建設(shè)的“線上+ 線下”混合模式的省級(jí)一流本科課程，在實(shí)踐中開展了以“高產(chǎn)淀粉酶芽孢桿菌的篩選與誘變育種”為項(xiàng)目的教學(xué)案例，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，取得了令人滿意的教學(xué)效果，以此為例，對(duì)如何在“線上+線下”環(huán)境下結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力進(jìn)行探討。

1 高階思維能力培養(yǎng)對(duì)教學(xué)模式的要求

高階思維能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)是學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶、理解和應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，需要學(xué)生能夠針對(duì)某個(gè)具體的工程實(shí)踐問題或科研問題，運(yùn)用高階思維對(duì)問題進(jìn)行分析，在解決問題的過程中對(duì)出現(xiàn)的新問題進(jìn)行反思和自我批判，并不斷完善解決方案，最后對(duì)問題解決的過程和效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上提出下一步的工作方向，或是將該問題的解決延伸到相關(guān)領(lǐng)域的其他問題[3]。由此可見，在高階思維能力培養(yǎng)過程中，學(xué)生獲得的高階知識(shí)和能力不再是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶、理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用，而是在解決問題的過程中通過反復(fù)分析和評(píng)價(jià)，對(duì)自己已有的知識(shí)進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)和聯(lián)系，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索解決問題所需的新知識(shí)，在此過程中使學(xué)生的分析能力、決策能力、批判思維能力、創(chuàng)新能力等得到培養(yǎng)。那么，高階思維能力的培養(yǎng)對(duì)教學(xué)模式改革有哪些要求呢？

1.1 以實(shí)踐活動(dòng)強(qiáng)化學(xué)生的主體地位

對(duì)于自然學(xué)科而言，高階思維能力的培養(yǎng)往往需要通過完成一定的實(shí)踐項(xiàng)目來達(dá)成，在完成實(shí)踐活動(dòng)的過程中，學(xué)生通過不斷地分析、交流、實(shí)踐、批判、反思、再實(shí)踐等環(huán)節(jié)，不斷展現(xiàn)和發(fā)展其高階能力。此外，學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)效果，也唯有通過具體的實(shí)踐活動(dòng)才能更加清晰地展示出來。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，囿于學(xué)時(shí)的限制，教師往往以完成知識(shí)的講授為主要教學(xué)目標(biāo)，即便在教學(xué)中抽空開展一些案例分析、課堂討論、翻轉(zhuǎn)課堂等，也多是幫助學(xué)生更好地完成對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，而對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)是有限的。借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的“線上+線下”教學(xué)環(huán)境，學(xué)生可以在課余時(shí)間利用開放實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)踐活動(dòng)，師生之間和生生之間則可通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、“釘釘會(huì)議”等對(duì)實(shí)踐中遇到的問題進(jìn)行分析、交流，學(xué)生還可利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)實(shí)踐活動(dòng)的過程、效果、自我反思情況等進(jìn)行展示。在不影響線下課堂教學(xué)的情況下，便可以利用開放實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)獲取和建構(gòu)。

1.2 對(duì)教師開展教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)能力提出更高要求

在開展以學(xué)生為中心的高階思維能力培養(yǎng)過程中，教師作為教學(xué)活動(dòng)主導(dǎo)者的地位不是弱化了，而是加強(qiáng)了。教師作為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)者，要重點(diǎn)把握好3 個(gè)環(huán)節(jié)，一是設(shè)計(jì)，二是組織，三是評(píng)價(jià)。在開展以高階思維能力培養(yǎng)為目的的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要以培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、批判思維、決策能力、創(chuàng)新思維等為目標(biāo)，若僅是對(duì)資料的收集和整理，或是利用較為簡(jiǎn)單或單一的思路解決某一問題，則很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)高階思維能力的運(yùn)用和鍛煉。因此，在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重問題的趣味性、真實(shí)性、綜合性、進(jìn)階性、開放性等。而在活動(dòng)實(shí)施過程中，教師則需要做好組織和引導(dǎo)工作，例如，教師在分組之前要了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、性格特點(diǎn)等，并依據(jù)他們的特點(diǎn)進(jìn)行分組，幫助他們確定在小組活動(dòng)中負(fù)責(zé)的主要工作，保證每個(gè)人在小組中都能發(fā)揮作用，積極參與小組活動(dòng)。此外，如何利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展小組交流、討論、展示，幫助學(xué)生解決難題等，也是教師在組織和引導(dǎo)中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。例如，可利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，要求學(xué)生定期上傳項(xiàng)目實(shí)施和小組活動(dòng)的數(shù)據(jù)、照片、視頻等，利用即時(shí)交流工具，在課余時(shí)間參與各個(gè)小組的交流、討論，對(duì)于一些分歧較大、有難度的問題則可以在教室開展線下討論。在整個(gè)活動(dòng)開展過程中，教師還需要做好評(píng)價(jià)工作，而評(píng)價(jià)的重點(diǎn)在于對(duì)活動(dòng)過程的監(jiān)控和管理，通過教師評(píng)價(jià)、小組間互評(píng)、小組內(nèi)互評(píng)相結(jié)合的方式，及時(shí)掌握各個(gè)小組及個(gè)人的活動(dòng)開展和參與情況，從而使教師能夠精確地對(duì)每個(gè)小組和每位學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和管理，保證所有學(xué)生都能積極、認(rèn)真地參與教學(xué)活動(dòng)，并在此過程中提高自身的高階思維能力。

1.3 教學(xué)過程要體現(xiàn)挑戰(zhàn)性、探究性和創(chuàng)新性

高階思維的培養(yǎng)目的是使學(xué)生能夠解決真實(shí)環(huán)境下的復(fù)雜問題，強(qiáng)調(diào)的是對(duì)知識(shí)、技能的綜合運(yùn)用，對(duì)解決過程的分析、決策、批判、創(chuàng)新等能力。因此，高階思維的培養(yǎng)，需要為學(xué)生提供接近真實(shí)環(huán)境且具有一定挑戰(zhàn)度的任務(wù)。在任務(wù)完成的過程中，學(xué)生不斷面臨新的問題，需要他們對(duì)這些問題進(jìn)行深入探究，通過小組研討、師生交流、文獻(xiàn)研究等，對(duì)自己的工作過程不斷加以反思和修正，正是通過對(duì)一個(gè)個(gè)問題的解決，來引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)、領(lǐng)會(huì)和反思，使學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法，并在此過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。從另一個(gè)角度來講，具有探究與創(chuàng)新屬性的學(xué)術(shù)研究是高等教育和高水平教學(xué)的本質(zhì)屬性，當(dāng)然也是高階學(xué)習(xí)的本質(zhì)屬性[4]。

1.4 時(shí)間、空間和方式的開放性

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，因?yàn)槭芟抻跁r(shí)間、地點(diǎn)和方式的制約，并不能很好地勝任對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。要完成貼近實(shí)戰(zhàn)下的復(fù)雜任務(wù)，學(xué)生需要利用圖書館查閱資料，實(shí)驗(yàn)室開展研究，課堂開展討論，甚至到企業(yè)和科研院所去參觀和學(xué)習(xí)。因此，高階能力的培養(yǎng)需要為學(xué)生盡可能地提供完成任務(wù)所需的各種空間場(chǎng)所。此外，高階思維能力的培養(yǎng)，需要學(xué)生有充足的時(shí)間開展交流、討論、研究、實(shí)踐等，利用目前流行的各類即時(shí)交流APP，可以在課余的任何時(shí)間開展上述工作。而在方式上，則可以采取小組討論、師生交流、組間交流、實(shí)踐操作、成果展示、成果匯報(bào)等多種形式。

2 如何以項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)現(xiàn)高階思維能力的培養(yǎng)

項(xiàng)目式教學(xué)來源于杜威（John Dewey） 的“做中學(xué)” （Learn by doing） 實(shí)用主義教學(xué)理念與庫珀（David Kolb） 的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論（Experiential Learning） 等，其核心思想是通過現(xiàn)實(shí)世界中的真實(shí)問題捕捉學(xué)生的興趣，并喚起其深度思考，在解決問題的情境下，使學(xué)生獲得與應(yīng)用新的知識(shí)[5]。項(xiàng)目式教學(xué)的范圍包括但不限于案例分析、討論匯報(bào)、綜合實(shí)踐等，課程以“高產(chǎn)淀粉酶芽孢桿菌的篩選與誘變育種”為實(shí)踐探究項(xiàng)目，并將其分拆為3 個(gè)分項(xiàng)目，每個(gè)分項(xiàng)目劃分為若干個(gè)分解任務(wù)，在完成這些任務(wù)的過程中，對(duì)一系列的問題開展深入的探究，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。

具體設(shè)計(jì)思路見圖1。

圖1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路

由圖1 可以看出，該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可以將課程幾個(gè)重要的章節(jié)內(nèi)容串聯(lián)在一起，如微生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)、微生物營養(yǎng)、微生物生長(zhǎng)、微生物代謝、微生物遺傳育種、微生物鑒定等，從而可以使學(xué)生將各章內(nèi)容完整地串聯(lián)起來，構(gòu)建起系統(tǒng)性的知識(shí)架構(gòu)。此外，在完成各項(xiàng)分解任務(wù)的過程中，引導(dǎo)學(xué)生深入思考與之相關(guān)的科研問題，對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作過程、數(shù)據(jù)處理和分析等進(jìn)行討論和反思。

2.1 項(xiàng)目實(shí)施前的準(zhǔn)備

在項(xiàng)目實(shí)施之前，首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組4～5 人，要注意將不同性格、不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生進(jìn)行搭配，并在超星學(xué)習(xí)通建立小組空間，由各個(gè)小組進(jìn)行小組命名和簡(jiǎn)介，創(chuàng)建小組頭像，通過這些方式初步建立小組成員的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在項(xiàng)目正式實(shí)施之前，以文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)為主，教師幫助學(xué)生查找與項(xiàng)目相關(guān)的文獻(xiàn)，各小組按要求進(jìn)行文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，并定期進(jìn)行文獻(xiàn)學(xué)習(xí)的匯報(bào)與討論，這些討論可通過網(wǎng)絡(luò)在線視頻的方式開展，可根據(jù)學(xué)生和教師的時(shí)間靈活安排討論時(shí)間。通過文獻(xiàn)學(xué)習(xí)和匯報(bào)、討論，使學(xué)生能夠較為深入地理解項(xiàng)目的背景、研究思路等。由于此前，學(xué)生大都沒有學(xué)習(xí)過專業(yè)文獻(xiàn)的檢索和閱讀訓(xùn)練。因此，在文獻(xiàn)學(xué)習(xí)階段，教師可先花一點(diǎn)時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行文獻(xiàn)的檢索，如何通過文獻(xiàn)獲取有用的信息，如何對(duì)信息進(jìn)行分析和總結(jié)等。在“線上+線下”的教學(xué)環(huán)境下，教師可錄制相關(guān)的教學(xué)視頻，上傳學(xué)習(xí)空間供學(xué)生學(xué)習(xí)。然后，按照分項(xiàng)目的研究目的，要求學(xué)生分階段進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，教師提供必要的指導(dǎo)，組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和擬采取的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行反復(fù)討論和完善，在這個(gè)過程中培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)閱讀與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。由于項(xiàng)目包括3 個(gè)分項(xiàng)目。因此，整個(gè)研究分為3個(gè)階段開展，每個(gè)階段都首先需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線和方法的設(shè)計(jì)。

2.2 項(xiàng)目實(shí)施

每一個(gè)分項(xiàng)目的技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)方法確定之后，便可進(jìn)入項(xiàng)目的實(shí)施階段。該階段學(xué)生利用課余時(shí)間在開放實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)，及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行拍照并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將整理后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)的小組空間，學(xué)生還可以將實(shí)驗(yàn)過程中的心得體會(huì)與心情瞬間等在小組空間進(jìn)行分享，各個(gè)小組之間在小組空間進(jìn)行線上交流與評(píng)價(jià)。每一階段的分項(xiàng)目完成之后，各小組要進(jìn)行匯報(bào)，對(duì)教師提出的實(shí)驗(yàn)探究問題進(jìn)行解答，并接受教師與其他學(xué)生的提問。教師與學(xué)生代表共同組成答辯評(píng)委，對(duì)各組的匯報(bào)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)；此外，每個(gè)小組由組長(zhǎng)組織成員之間的評(píng)價(jià)。每一項(xiàng)任務(wù)的完成通常都不是一帆風(fēng)順的，雖然事先制定了技術(shù)路線和方法，仍然會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題和困難，每次出現(xiàn)問題，學(xué)生一起積極地找問題、查文獻(xiàn)，尋找解決方法，在此過程中不斷地對(duì)自己的研究過程進(jìn)行批判、反思、再實(shí)踐，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自己高階能力的培養(yǎng)。在整個(gè)過程中，教師所扮演的角色主要是組織者，并提供必要的指導(dǎo)。

為了保證項(xiàng)目安全、順利地展開，采取了一些必要的措施。例如，對(duì)學(xué)生進(jìn)行儀器設(shè)備，如高壓蒸汽滅菌鍋、干熱滅菌箱、超凈工作臺(tái)等的培訓(xùn)和考核，通過考核的學(xué)生方可獨(dú)立進(jìn)行操作。學(xué)生進(jìn)出開放實(shí)驗(yàn)室需要進(jìn)行指紋打卡，使用儀器設(shè)備必須進(jìn)行登記。一些有難度的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如酶活性的測(cè)定、菌株的分子鑒定等，要求學(xué)生先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，從而保證正式實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮容^順利地開展。此外，要求每個(gè)小組每周組織一次組會(huì)，就這一周的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況、數(shù)據(jù)處理與分析、下周的工作計(jì)劃等進(jìn)行討論，并寫出組會(huì)的會(huì)議記錄提交至小組空間，供各組之間互相學(xué)習(xí)，同時(shí)方便教師及時(shí)掌握每組的項(xiàng)目進(jìn)展情況。

2.3 項(xiàng)目總結(jié)

待項(xiàng)目結(jié)束之后，組織學(xué)生針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程中的心得體會(huì)、收獲與遺憾、未來的計(jì)劃，以及對(duì)教師的意見和建議等開展交流總結(jié)。項(xiàng)目總結(jié)會(huì)的目的，主要是為了讓學(xué)生對(duì)自己在項(xiàng)目實(shí)施過程中的表現(xiàn)、收獲、感想等進(jìn)行反思，同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目教學(xué)的組織、實(shí)施過程等表達(dá)意見和建議，幫助教師更好地改進(jìn)教學(xué)方法。通過這樣的項(xiàng)目總結(jié)會(huì)，學(xué)生普遍感受到自己對(duì)理論知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)更加深入，自己的實(shí)踐能力、研究能力、分析總結(jié)能力、解決問題的能力、交流能力等得到了顯著提高，對(duì)開展科學(xué)研究所需要具備的能力和素質(zhì)有了比較深刻的體會(huì)。項(xiàng)目的開展并非都會(huì)順利，也并非都會(huì)成功，但重要的是在此過程中，學(xué)生能夠更加深入和準(zhǔn)確地把握課程的重要知識(shí)和技能，體驗(yàn)到科學(xué)研究的艱辛和成就感，鍛煉了自己的探究能力和創(chuàng)新能力等。此外，通過長(zhǎng)時(shí)間的合作與交流，學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和責(zé)任感也得到了培養(yǎng)，這對(duì)促進(jìn)全體學(xué)生的共同進(jìn)步發(fā)揮了重要作用。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)的大學(xué)課堂重視的往往是學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用，缺少的是對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。研究表明，項(xiàng)目式教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的一種理想的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式通過“做中學(xué)”“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”，將理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐鍛煉、互動(dòng)交流、探究與思辨等融合在一起，使學(xué)生深度參與到教學(xué)過程中來，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不僅幫助學(xué)生強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的記憶、理解和應(yīng)用，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等能力，是一種適合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式。但是，這種教學(xué)模式的實(shí)施，無論是時(shí)間還是空間，都需要師生突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的約束，利用教室、實(shí)驗(yàn)室、圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等構(gòu)建起一個(gè)混合式的教學(xué)時(shí)空，對(duì)教師的管理和組織能力等也提出了更高的要求。