李旭斌
(中國人民大學附屬中學朝陽學校 北京 100028)
美國教育學家布魯姆從認知目標分類角度入手,將思維分成從低層次到高層次、從簡單到復雜的6個思維層次,依次為知道、理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造(后來修正為創(chuàng)新)[1].其中,分析、評價、創(chuàng)造(創(chuàng)新)屬于高階思維表現(xiàn),它超越簡單記憶和信息檢索,表現(xiàn)為一種以高層次認知水平為主的綜合性能力.
從認知特征來看,高階思維是一種聯(lián)結的、有組織的、系統(tǒng)的邏輯結構思維方式,使用抽象思維,將信息組織成一個整合的體系,使用恰當?shù)倪壿媅2].構建物理高階思維課堂,有助于提升學生科學思維品質,表現(xiàn)在基于經(jīng)驗事實建構物理模型,運用抽象概括、分析綜合、推理論證等方法分析解決問題,基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判、進行檢驗和修正,進而提出創(chuàng)造性見解[3].
高效課堂教學少不了教師的正確引導、活動的有效參與、學生的實際獲得,以此為依據(jù)創(chuàng)設物理高階思維課堂的3個維度:問題設計、活動參與、實際生成.
問題設計是培養(yǎng)學生高階思維的有力手段,引導學習的問題不僅圍繞物理概念、規(guī)律進行設計,而且具備開放性、挑戰(zhàn)性、層次性、存在多種解決途徑等一系列特點.
活動參與應強調學生對學習過程的實際參與,給予學生充分的時間思考,進行概念的建構、規(guī)律的認識、方案的設計,并給予學生時間進行班級討論,學生之間交流他們對概念、規(guī)律的理解,研究解決問題所用方案的設計與考量.
實際生成不僅僅是對概念、規(guī)律的正確認識和正確應用,更是學生在不同見解、不同方案展示和交流的基礎上,就對方的認識方式、設計方案做出評價,并對認識的最優(yōu)方式、設計的最佳方案的選取達成一致或保留意見,甚至對不同的觀點提出質疑并進行修正,進而提出創(chuàng)造性的見解.
注重高階思維的課堂教學有3個基本特征:(1)能經(jīng)常出現(xiàn)關于為什么、如何的問題;(2)能聽到學生互相交流他們的觀點、敢于表達和推斷;(3)能觀察到學生基于恰當?shù)倪壿嬤x擇程序,甚至調整程序以便應對新的、非常規(guī)的任務,懂得監(jiān)督發(fā)展和評估解決策略[2].以上3個特征實際上必須依托“問題”課堂,實質是超越“記憶性提問”,使用“元認知提問”,把例行公事的“回憶性問題”變成讓學生證明“理解了”的問題[4].可見,問題是高階思維課堂的活化劑,好的問題能夠讓學生在活動參與過程中思維被充分激活,采用不同途徑、不同方法分析解決問題,同時為后續(xù)的班級交流、評價,以及對認識方式、設計方案的選取,甚至是批判性的質疑修正、創(chuàng)造性提出見解做好鋪墊,實現(xiàn)高階思維課堂3個維度的激活與融會貫通.
怎樣的問題能夠充分激發(fā)學生的高階思維?教師根據(jù)物理知識的邏輯過程,結合學生錯誤認識,設計一連串相互關聯(lián)、層層遞進的問題,將知識由淺入深、層層推進,激發(fā)學生高階思維[4].筆者通過查閱文獻結合自身教學實踐,將高階思維問題的特征歸納為以下幾點.
第一,問題情境的創(chuàng)設可以是與前概念造成認知沖突激發(fā)學習欲望,也可以是建立在最近發(fā)展區(qū)順向延伸;問題情境既可以是從生活實踐中來,也可以從已有認知或已有學習基礎中來.
第二,問題本身符合學生認知規(guī)律,即“感性到理性”“具體到抽象”“簡單到復雜”,問題的層層遞進可以體現(xiàn)在從低階思維向高階思維的過渡,以激發(fā)高階思維為目的.
第三,在高階思維發(fā)展階段,問題或問題鏈應成為“從分析到評價、再到創(chuàng)新”的進階路徑.
第四,問題不能放得太寬或收得太死,這樣都不利于學生思維的發(fā)展.
第五,問題與問題之間具備較好的邏輯連貫性.
第六,教師應有意識地在問題設計過程中,滲透學科德育,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任意識.
基于以上分析,問題引領下的物理高階思維課堂教學模型如圖1所示.
問題引領下的物理高階思維課堂教學模型適用于常態(tài)課教學,不僅適用于概念、規(guī)律課,還適用于實驗課.課程環(huán)節(jié)可以分為:情境、問題(鏈)、活動、生成4個方面,學生在問題引領下,依次經(jīng)歷喚醒前概念、分析、獨立思考、討論交流、評價選擇、質疑創(chuàng)新的思維過程,其中分析、獨立思考、討論交流屬于高階思維的分析層次,指向基于經(jīng)驗事實建構物理模型,運用抽象概括、分析綜合、推理論證等方法分析解決問題;評價選擇屬于高階思維的評價層次,指向基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判、進行檢驗和修正;質疑創(chuàng)新屬于高階思維的創(chuàng)新層次,指向提出創(chuàng)造性見解.
教學案例1:實驗驗證動量守恒定律方案設計的高階思維呈現(xiàn)(表1).
表1 實驗驗證動量守恒定律方案設計的高階思維呈現(xiàn)教學設計
續(xù)表1
任務型教學是一種以任務為基礎的教學途徑,主要包含任務設計、任務實施、管理評價等方面,有利于增強學生的主體性,啟發(fā)學生思維,提高學生實踐及團隊協(xié)作能力[1].任務設計應從學生學習實際出發(fā),設計出針對性強、操作性強、任務性強的多活動任務,鼓勵學生帶著批判的意識收集資料,讓學生以小組為單位相互合作、討論交流,培養(yǎng)他們求異思維能力[1].有學者針對探究性學習、項目式學習,提出培養(yǎng)高階思維的途徑:通過意外性實驗設疑,激發(fā)學生分析思維,評價實驗方案的不足,聯(lián)系新信息與已知信息修改完善方案,最后巧用課后延展實驗培養(yǎng)學生高階思維[5].
可見,挑戰(zhàn)性學習任務是物理高階思維課堂延伸的助推劑,學習任務的挑戰(zhàn)性、多樣性、可探究性在進一步提升學生高階思維能力的同時,也進一步促進了學生相互合作、討論交流、求異創(chuàng)新.筆者通過查閱文獻結合自身教學經(jīng)驗,將挑戰(zhàn)性學習任務的特征歸納為以下幾點.第一,任務最好是課堂教學的課后延伸,保持思維邏輯的連貫性.第二,教師提供給學生必要的學習資料、研究方法,給學生提供完成任務的支架.第三,學習任務的班級評價、討論交流與展望需要課時支撐(例如選修課),以免任務學習停留于形式.第四,分組合理,組內異質、組間同質,組員人數(shù)3~4人為宜,不宜過多或過少.第五,指導學生完成任務的過程中滲透學科德育.
基于以上分析,任務驅動下的物理高階思維課堂延展模型如圖2所示.
圖2 任務驅動下的物理高階思維課堂延展模型
任務驅動下的物理高階思維課堂延展模型適用于研究性學習.任務環(huán)節(jié)可以分為任務設計、任務實施、任務評價3個方面,學生在任務驅動下依次經(jīng)歷任務描述、資料提供、學生分組、任務指導、分組實施、評價交流、展望創(chuàng)新的活動過程,其中任務指導、分組實施屬于高階思維的分析層次,指向基于經(jīng)驗事實建構物理模型,運用抽象概括、分析綜合、推理論證等方法分析解決問題;評價交流屬于高階思維的評價層次,指向基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判、進行檢驗和修正;展望創(chuàng)新屬于高階思維的創(chuàng)新層次,指向提出創(chuàng)造性見解.
教學案例2:追尋碰撞守恒量研學任務的高階思維呈現(xiàn)(表2).
表2 追尋碰撞守恒量研學任務的高階思維呈現(xiàn)活動設計
問題引領下的物理高階思維課堂教學模型、任務驅動下的物理高階思維課堂延展模型將高階思維課堂3個維度進行有效串接,指向學生科學思維發(fā)展與提升.后續(xù)研究,將為以上模型在提升學生科學思維品質方面應用的實效性提供實驗數(shù)據(jù)支撐.