中学物理教学中高阶思维能力的培养探究

    摘要：高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力，主要指创新、问题求解、决策和批判性思维能力。高阶思维能力的培养是当今国内教育教学关注的焦点，也是当前物理教学研究的热点问题。本文基于高中生高阶思维能力的现状，提出在物理教学中从任务型教学、物理问题的设计、创设真实的问题情境以及构建HOTS学习环境等四个方面来培养学生高阶思维能力的策略。

关键字： 中学物理教学  高阶思维能力  培养策略

引言

    促进学习者高阶思维能力发展是弘扬人的主体性，开发人的潜能，发展人的创造性，培养健全人格的素质教育的具体体现，也是新课程改革的主要精神。随着整个社会信息化发展的不断深入，传统以知识存储为特征的学习方式已经无法适应当下社会的快速发展。面临复杂多变的环境，学生需要具有更强的搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、快速决策的能力以及创新的能力。物理教学过程中要培养学生搜集和处理信息、获取新知识、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，从而促进学习者的高阶思维能力的发展。

一、高阶思维能力的界定

   对于高阶思维（Higher-Order Thinking Skill，HOTS），还没有公认一致的定义。美国著名教育家布鲁姆（B. S. Bloom）从认知目标分类角度入手，依据思维方式的复杂程度，将思维分成从低层次到高层次、从简单到复杂的六个思维层次，即知道（Knowledge）、领会（Comprehension）、应用（Application）、分析（Analysis）、评价（Evaluation）、创造（Creation）。其中知道、领会和应用为 “低阶思维”，分析、评价和创造为 “高阶思维”。低阶思维（Low order thinking）是指较低层次的认知水平，主要用于学习事实性知识或完成简单任务的能力；而高阶思维 （High order thinking） 则超越简单的记忆和信息检索，是一种以高层次认知水平为主的综合性能力，关注学生系列能力的发展，如批判性地评价信息、自主学习（自我调节学习）、解决问题的能力、创造性思维能力、批判性思维能力、信息素养及协作能力^[1]。

我国学者钟志贤认为，高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力，主要表现由问题求解、决策、批判性思维以及创造性思维等能力构成^[2]。

    高阶思维与低阶思维关键的区别是 “低阶思维发生在一个人已经知道如何做的情况下， 即所要解决的任务或题目仅需要存取、注入、或列举已经到手的或很容易获得的信息与概念。 而高阶思维强调，个人以一种对于自身而言属于新奇的方式来利用信息和概念去解决一个难题或任务”^[3]。综上所述，高阶思维能力是不断分析、比较、概括、综合评价和创造的能力，高阶思维超越简单的记忆和信息检索，是一种以高层次认知水平为主的综合能力。

二、中学物理课堂教学中学生高阶思维能力的现状及其原因分析

目前在我国的中学物理教学，在教学内容、方法和活动等方面，一些教师仍然局限于低阶思维技能的培养和低阶知识的学习。在内容的选择上，过分注重学生对物理现象的理解以及对物理规律、物理概念的掌握，忽视了将物理思想和物理思维方法融入物理教学过程中。在教学方法上，虽然新课改后呈现出许多新的教学模式，可是教学过程中，教师讲解仍占主要地位，而且关注的是学生对先前学习过的材料记忆，包括具体事实、方法、过程等的回忆，或对概念、规律的理解和把握层面，教学只停留在让学生明白 “是什么” 而没有启发学生对 “为什么”、“怎么样”进行探索。在活动的选择上，教学活动以学生观察或模仿教师课堂行为并加以练习巩固和实践为主，这样的课堂教学至多也仅仅是能发展学生的低阶思维，学生分析问题、解决问题、批判性思维和创造性能力这样的高阶思维能力得不到应有的提高和发展。

笔者在布鲁姆（B. S. Bloom）认知目标分类（2001 年版）和有关调查问卷的基础上，经研究整理后编制了高阶思维能力问卷调查表，并对东莞市某高级中学高一、高二200名学生的物理高阶思维意识与态度，思维习惯与方式进行了问卷调查。此调查表共 25个题目，每个题均为单选题，按照高阶思维能力的划分标准共分为分析能力部分、评价能力能力分和创造能力三个部分。每个问题，均设计了三个选项：选项 A、选项 B、选项 C。每一选项都反映了学生处理此问题的态度、对策及不同层次，以此来了解高中物理学习过程中高阶思维能力的现状。

从调查结果来看，学生在分析能力、评价能力、创造能力、批判性思维能力等高阶思

维能力的各个题目中，学生选择选项 A 的百分比较低，都不超过 40%，而且绝大部分都在30%以下。显示出当前高中生普遍存在高阶思维能力欠缺的状况。

尽管新课程改革号召要勇敢摒弃以往传统的灌输式教学方式，但由于传统教学方式的根深蒂固，教师也难免重走老路。另外，在高考这一大环境下，在对考试成绩的极端关注下，学生为了快速提高成绩，往往埋头于各种各样的学习材料中，基本无暇顾及思维方法的问题。高中生的创造思维、批判思维、问题求解及决策等高阶思维严重缺失，这些能力的欠缺不仅影响了高中生自身思维水平及结构的偏废，还影响了升入大学后的可持续发展能力，甚至还会影响毕业后踏入社会自我发展的能力。这些事实要要重视高中生高阶思维的缺失问题，今后培养学生的高阶思维能力将成为教学过程中一项刻不容缓的任务。

三、中学物理教学中学生高阶思维能力的培养策略

为在物理教学中培养学习者的高阶思维能力，教师应设法让学习者投入到分析、比较、对比、概括、解决问题、实验和创造等学习活动中去，为学习者的学习提供充足的支架。学习不仅仅是学习者对教学内容的识记、理解和运用，更要让学习者在学习过程中通过解决和完成教师设计好的问题和任务，逐渐自主获得分析、综合、评价、创新等高阶思维能力。可以根据如下的一些方法策略在中学物理教学过程中培养学生的高阶思维能力。

（1）设计基于任务的的教学^[4]

任务型教学是一种基于任务,或者以任务为基础的教学途径。并不是片面强调“任务”,任务仅仅是一个手段,主要包括任务的设计、任务的实施、任务的管理评价等方面,通过这种方式,增强学生的主体性,启发学生的思维,提高学生的实践和团结协作能力。设计具体任务时，应从学生的学习实际出发，围绕特定的学习目标，设计出针对性强、操作性强、任务性强的多活动任务，让学生通过自主参与、积极合作、成功体验，来提高其发现问题、 解决问题的能力，并培养他们的创造性思维能力。在物理教学的过程中，可以根据教学内容设计适量灵活性、开放性的思考题，鼓励学生带着批判的意识收集资料，让学生以小组为单位相互合作、讨论、交流，培养他们的求异思维能力。

（2）创设真实贴近学生生活实践的问题情境

   我国著名教育家陶行知先生说“生活即教育，脱离生活的教育是死教育。”学生在日常的生活中观察和接触过许多物理现象和应用物理知识的事例。教师在教学时要善于恰当地利用学生已有生活经验和经历，利用反映当代科学技术发展的重要成果和当代科学思想，以及物理学的发展为我们的日常生活所带来的变化创设发现问题的物理情境，真实性的问题是有意义的，可以有效激发学习者的动机和兴趣，将书本知识与学生的生活实际相结合，从学生原有的生活经验出发，让学生面对需要加以解释的现象，学生急切想弄清其中的缘由，就会激起学习的兴趣和欲望，感受到物理的价值，从而顺利融入课堂教学，积极主动地进行探究学习。在现实生活中发现物理，从生活事实中反思物理规律，让学生成为生活的“有心人”，从而培养学生观察问题、分析问题与归纳问题的的能力。

（3）精心设计高阶学习的问题

最适合思维的教学，是以思维为基础的问答策略^[5]。也就是说，教师教学问题的设计（包括口头和书面问题）是培养学生高阶思维的最有效手段。在物理教学中培养高阶思维设计的问题应是围绕物理概念、规律为学习者设计开放的、挑战性的、没有现成答案的、具有穿透力的、需要学生运用他们的聪明才智才能够回答的、能引起多种解决途径的劣构问题，给学生提供了多方位思考问题的机会，在推断或讨论交流正确答案时，培养学生的创造思维、发散思维等高阶思维能力^[6]。在课堂教学过程中要大胆放手，让学生通过合作探究的学习方式，开展多维度、多方位的思维活动，使学生产生更多、更新、甚至前所未有的思维方式方法，在知识掌握的同时培养与促进学生思维的广阔性和灵活性。

（4）构建HOTS学习环境

高阶思维能力的培养不仅需要在教学中创设真实情境、精心设计问题和任务，还有赖于为学习者创设技术丰富的HOTS学习环境^[7]。在技术丰富的学习环境中，学习者能利用网络搜索引擎、教育软件、网络社区等信息技术作为认知工具，这些工具的使用不仅能拓宽学习者的认识范围，而且能培养学习者信息寻求、信息分析、比较能力和批判性思维等，同时不同的技术让学习者用到不同的高阶思维。学习者在使用技术时，必须通过复杂的思维过程解决问题，不仅需要搜集信息，还要选择、组织信息、做出决策，甚至完成人工制品等，这有利于各项高阶思维能力的发展。

四、结语

    总之，高阶思维能力是时代对人才培养的要求，在物理教学过程中培养学生的高阶思维能力有赖于多种教学方法的有效设计和综合运用。教师应在教学中创设真实的学习情境，将知识获得与知识应用紧密结合起来，通过精心设计必须经历复杂的思维过程才能解决/完成的问题和任务，提供多种资源、工具、技术作为学习支架，以帮助学习者在解决问题和完成任务的过程中逐渐获得高阶思维能力^[8]。

参考文献

[1]李  华.中学英语教学中高阶思维能力的培养[J].教育导刊，2013:79-82.

[2]钟志贤.教学设计的宗旨：促进学习者高阶能力发展[J].电化教育研究，2004（11）：13-19.

[3]王  帅. 国外高阶思维及其教学方式[J].上海教育科研,2011（9）:31-34.

[4]俞  显.国内外高阶思维能力研究综述[J].中小学电教,2012（7）：30-33.

[5]（美）R．J．斯腾伯格著.赵海燕译.思维教学[M].中国轻工业出版社，2001.7.

[6]沈之菲.提升学生创新素养的高阶思维教学[J].上海教育科研,2011(9):35-38.

[7]张豪锋,孙 颖论.HOTS 学习环境的构建与策略[J].现代教育技术,2008(11):17-19.