王鑫：指向高階思維的六步問題解決法教學探析
2023年2月13日，在教育部與中國聯合國教科文組織全國委員會舉辦的世界數字教育大會上，中國教育科學研究院發佈的《中國智慧教育藍皮書（2022）》歸納提煉了智慧教育的環境、教學、治理、人才四個維度16個具體特徵。其中，在教學範式方面，聚焦發展素質教育，提出培養學習者高階思維能力、綜合創新能力、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展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，高階思維能力的發展是學習者提升自身綜合能力的有效途徑。
一、課堂教學培養學生高階思維常見的問題
（一）課堂教學對培養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，基本上都有一個維度是關於“思維”的。培養和發展學生的高階思維能力已經成爲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於低階思維水平，對培養學生高階思維能力關注不夠。一是教學理念的轉變滯後。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、創造等高階思維能力的培養。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，在開展以小組爲主體的合作教學中，學生的“合作”流於形式，浮於表面，在討論環節，大多數學生在“陪跑”。二是教學策略缺乏創新。其一，教學方式單一。教師習慣於封閉型課堂教學。在課堂教學中，教師講解仍佔主要地位，教學只停留在讓學生明白“是什麼”，而沒有啓發學生對“爲什麼”“怎麼樣”進行思考和探索，忽視了分析、綜合、評價和創新等高階思維能力的培養。其二，教學手段比較落後。教學活動以學生觀察或模仿教師課堂行爲並加以練習鞏固和實踐爲主。即使有時使用電子白板，也大多是作爲小黑板使用。“滿堂問”“一問一答”和“教材依賴”現象普遍存在。
（二）高階思維的培養滯後於考試評價改革
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，重視對學生創新意識和能力的培養。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，然後進行知識遷移，進行高階思維，即回顧教學中對該概念的準確描述並進行思維拓展，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，鼓勵學生運用創造性、發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複習備考模式，而當前學生高階思維的培養滯後於考試評價改革。通過創設情境、探究、合作、遷移等活動有利於培養學生的高階思維。而課堂教學中，仍然只是“簡單變式”，大量開展模仿、記憶訓練，重複對學科陳述性知識、程序性知識、策略性知識的記憶和複述，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，不利於培養學生分析、判斷、解決問題的能力，不利於學生思維的發展，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
國內對於高階思維的概念，普遍認同的是鍾志賢教授關於高階思維的闡述。他認爲，高階思維是指發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爲分析、綜合、評價和創新。高階思維是一種以高層次認知水平爲主的綜合性能力，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實問題，尤其表現爲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爲完成學習任務，實現思維的遷移和持續發展。高階思維能力以高階思維爲核心，具有解決劣構問題或複雜任務的心理特徵，具體指向問題求解能力、決策能力、批判能力和創新能力。高階思維的內涵辨析爲後續的高階思維的研究與教學奠定了重要的理論基礎。高階思維作爲創新人才的核心品質，在各學科的核心素養培養中越發受到重視，倡導有深度的高階思維教學已成爲當今教育教學改革的重點，並逐漸運用於我國新一輪核心素養導向下的課程改革與實踐。
六步問題解決法源於創造性問題解決理論。這一理論最早由美國學者奧斯本提出，創生於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，爲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”旨在激發學生的審辯思維和創造思維，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，它不侷限於步驟，而是具有縝密邏輯關係的思維訓練體系。六步問題解決法的核心是培養學生的高階思維能力，在完成複雜任務或解決劣構問題的過程中，經歷分析識別、發現選擇、構想產生、決策制定、總結評估、創造應用等思維經驗積累，從而提高學生的問題解決能力。引領學生通過深入瞭解、多元分析、科學判斷、個性表達，進而實現積極創新。
六步問題解決法常用於科技教育活動，也符合新課標的理念，因此，六步問題解決法同樣適用於語文、數學、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，具有適度挑戰性，沒有標準答案只有解決方案，創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，可以有效培養學生的高階思維能力，促進學生審辯思維和創新思維發展，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
課堂教學中培養學生高階思維能力，要體現思維的深刻性、靈活性、獨創性、批判性、敏捷性等品質，在問題解決中實現知識形成、知識鞏固、知識的遷移應用。獲取知識、發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。創設富有情趣韻味和思維力度的問題是實現課堂教學真實、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，設計新穎的問題呈現方式和設問方式，創設與學生生活、社會發展、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象，在掌握知識的同時，瞭解爲什麼要學、對解決現實問題有何幫助及怎樣將知識和實際相聯繫等，以此激勵學生在感受中悟出道理，實現從感性到理性的飛躍。
2.堅持挑戰與創新關聯原則，實施有難度的教學
現代教學改革中的創新和挑戰是相互關聯的。創新是對傳統文化的挑戰，是對傳統體制的挑戰，也是對傳統教學方式方法的挑戰……創新和挑戰帶來了教材、教學方法等方面的改革,推動着教育的發展和進步。因此，要堅持挑戰與創新關聯原則。勇於創新、敢於挑戰，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，實現學生最優發展。教學目標要有挑戰性，教學任務具有挑戰性。
（三）堅持教與學協調原則，實現教師主導與學生主體最佳結合
課堂教學要調整好幾重關係：首先，要處理好教師主導和學生主體的關係。教師主導要體現在學習目標、學習任務、學習方案的設計等方面；學生主體要體現在“學”和“習”的時間分佈，關鍵在於課堂“習”的質量。其次，要處理好學生獨學和小組合作學習的關係，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
有效培養學生的高階思維能力，關鍵在於教學設計。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。培養學生高階思維要從創設真實的生活情境開始。教師可以利用智慧教學平臺佈置預習任務，用一段文字材料或視頻創設問題情境。學生首先要理解情境並使自己置身於這個情境中進行獨立思考，經歷從直觀到抽象、從感性到理性的過程，發展自己的分析、創造等高階思維能力。
第二步，提出關鍵問題，課中實施。通過課前預習，學生對於情境中的問題有了自己的想法。課上，以小組爲單位，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後，再開展獨學，讓每個學生獨立思考解決問題的方案，培養其問題求解能力。該環節重在發展學生的創新思維。
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、小組按誰的方案執行，需要有一個評價標準。爲此，每個小組從方案的規範性、嚴謹性和簡潔性三個維度來制定評價標準。該環節側重發展學生的審辯思維，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，票數排在前三的爲本小組的最終解決方案，或稱之爲最優解法。該環節重在培養學生審辯思維和決策能力。
第六步，應用方案並小結，課中實施。每個小組整合並細化選出三個最優方案，再進行小組展示，最後教師帶領學生進行小結。該環節要堅持從“單一知識”到“綜合知識”，堅持由簡單到複雜的過程，體現將陳述性知識轉化爲程序性知識。通過小結活動，梳理本節課知識框架，可形成思維導圖，經歷問題解決過程、知識概括過程，發展學生的高階思維能力，具體指向分析歸納和創新思維。
（二）六步問題解決法的教學目標
教學目標設計，首先要考慮學生現有水平和預期達到的水平，要清楚瞭解兩者之間的差距以及預期採用的方式。同時，遵循有難度教學原則。有適度難度的問題才更有利於激發學生的學習動機。培養高階思維的課堂教學目標，必須要考慮素養目標、知識目標、高階思維發展目標。要設計具有層次性、遞進性的目標，讓學生經歷從低層級目標到高層級目標的達成過程，在逐步挑戰中實現高階思維的培養。例如，北師大版《數學》九年級上冊《菱形（一）》教學目標設計的思路可以採取如下形式。先明確本節課的總體目標——製作菱形、歸納和證明性質、應用菱形性質解決問題，讓學生經歷從低階目標到高階目標、思維從直觀到抽象，充分體現用數學的眼光觀察世界、用數學的思維思考世界的數學核心素養髮展目標，充分發展學生邏輯推理能力。再確定教學思路：本節課以製作菱形和猜想、證明、應用菱形性質爲主線，將記憶、理解、分析、創造等思維過程融爲一體，形成圍繞核心關鍵問題的學習活動。通過設定挑戰性目標，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“是什麼、爲什麼、怎麼用”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《數學》九年級上冊《菱形（一）》爲例說明教學內容設計的思路。課前，讓學生用卡紙製作一個對角線分別爲6cm和8cm的菱形，提交製作過程的視頻（視頻內容包含製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，讓學生感受制作菱形的不同方法以及評選最優製作方案。（引出菱形的對稱性，軸對稱性質）第二步，利用軸對稱性，讓學生利用手裡的菱形圖片，折一折，看看菱形還有哪些特殊的性質，並記錄下猜想。第三步，學生猜想菱形的特殊性質並做記錄，嘗試將命題轉化爲幾何證明題。在此過程中，有知識形成、有關鍵知識的關聯、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學學科本質的深度理解。
（四）六步問題解決法的學習環境
學習環境的設計要有四個視角：學習者爲中心、知識中心、評價中心、共同體中心。四種有關學習環境的視角最後需要一致起來，以它們之間相互支持的方式聯合起來。可見，雙線融合的學習環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勢。雙線融合的學習過程要尤爲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《數學》九年級上冊《菱形（一）》爲例說明學習環境設計的思路。課前，學生製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，教師展示學生製作的有代表性的菱形視頻，請學生判斷其優缺點並歸納其數學本質。隨後，通過菱形面積計算，用問題引導學生髮散思維，創新解決方法，推導出菱形面積的第二個公式。課後，教師要求學生在菱形中剪出一個等腰三角形並提交製作過程及原理解說視頻。教師利用網絡收集學生視頻作業並給與評價。
四、指向高階思維的六步問題解決法的優勢、侷限及注意事項
（一）六步問題解決法的優勢
六步問題解決法有助於培養學生高階思維能力，主要體現在以下幾個方面：
1.六步問題解決法適用於各科教學
指向高階思維的六步問題解決法既有助於指導學生解決複雜生活場景中的綜合性問題，又能指導課堂教學活動，對於培養學生審辯思維和創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於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“以學生爲中心”的學習過程，構建了貼近真實社會生活的互動的學習情境。現代化手段有助於實現教學任務的前置，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，是學習項目啓動、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，將知識與學生經驗及社會生活緊密聯繫轉化爲情境化問題，在情境化問題中設計探究性學習活動。該方法以學生爲中心，關注師生之間互動、生生間互動，通過“問題活動化”的形式，可以改變傳統教學“聽、說、寫”三段式模式，增強課堂教學的趣味性，使學生經歷發現問題、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，有助於培養分析、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，促進學生主動探究。學生在與同學的討論、爭辯中可以發現錯誤並改正，能更好地總結知識、方法和技巧，並提升對學習的投入程度。
（二）六步問題解決法的侷限
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學生分析、綜合、評價和創新等高階思維的所有問題，具有一定的侷限性。指向高階思維的六步問題解決法需要一定的學習基礎作爲支撐，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侷限。其適合運用於問題難度較大的、容易出現爭議的教學內容。如在中小學數學教學中一題多解、語文習作與綜合性學習中，適合靈活運用六步問題解決法。
（三）持續推進六步問題解決法的建議
指向高階思維的六步問題解決法有助於在課堂教學中培養學生高階思維能力，但尚需持續開展研究。
1.樹立以學定教、以學爲主的教學理念
高階思維內涵的複雜性決定了其無法通過簡單的知識傳授而獲得，必須樹立以學定教、以學爲主的教學理念，把培養學生提問、分析、求解、審辯、評價、決策等能力設定爲教學目標，使學生在開放性問題情境中與他人進行探索性對話，在建構式互動中形成高階思維。
樹立以學定教、以學爲主的教學理念，當前需重點研究如何分層培養學生的高階思維能力。下一步的研究要面向全體學生，結合學生差異以及高階思維認知的不同要求，研究如何創設問題情境、設計學習活動開展課堂教學，兼顧不同學生不同高階思維認知的發展。同時還要研究不同年級、不同學科、不同內容、不同課型的高階思維培養以及課堂教學中高階思維培養的效果評價。
2.提升教師素質，實施有效教學策略
培養學生的高價思維能力，提高教師的自身素質是前提。指向高階思維的六步問題解決法要求教師成爲學生學習的合作者、參與者和共同學習的夥伴，教師必須要在學習—實踐—反思—再實踐的教學中，努力提高自身素質，實現從關注知識傳遞到關注學習過程、關注學生思維發展的教學方式的轉變，實現以開放性問題替代封閉性的課堂教學內容的再構和教學手段的更新。如何將知識設計成激發學生學習動機的“關鍵問題”，如何設計問題鏈引導學生有序開展交流和質疑活動，要解決這些問題，均需持續加強教師問題設計能力的培訓和校本教研。在選擇教學方法時，教師必須堅持教法服務於學法。培養學生高階思維能力，要求學生提前主動介入學習，通過學生的課前預習以及在數字平臺上的反饋，讓教師瞭解哪些知識學生已經掌握了，哪些高階思維能力要特別在教學中關注。
來源 | 《教育理論與實踐》 2024年第5期
作者 | 王鑫（中國教育科學研究院課程與教學研究所副所長、研究員、博士）