论基础教育阶段学生高阶思维的培养

  媛噜噜 

      今天翻手机，无意中点开了DeepMind官方首次公开的纪录片《AlphaGo》的预告片，片中回顾了AlphaGo与多位世界顶尖棋手的对战。旁白说道：“围棋是这个世界上历史最悠久的桌游，最简单，也最抽象。人工智能长久以来面临的一项挑战，就是击败专业围棋选手。我们在人工智能中尝试过的所有方法，都无法解决围棋问题。棋盘上可能的排列组合，比宇宙中的原子数还多。但AlphaGo学会了下围棋。到目前为止，AlphaGo完成了所有我们设计的挑战。但在它对阵当时最强的棋手，比如李世石之前，我们还无从了解它的真正实力。”

《AlphaGo》海报

      Alphago的工作原理是“深度学习”。这是机器学习研究中的一个新的领域，其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，它模仿人脑的机制来解释数据，例如图像，声音和文本。深度学习所运用的就是高阶思维。那到底什么是高阶思维呢？我们把在学习知识的认知过程分成：包括记忆、理解、应用、分析、评价和创造六个方面。其中知识、理解、应用被称为低阶思维，分析、评价和创造被称为高阶思维。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。

        在低阶思维的领域，计算机已经超过了人类，人脑存储知识的量远低于计算机的事实已经被普遍接受。AlphaGo战胜人类之所以产生出这样巨大的震动是因为人类一直认为，计算机只能储存信息，而不能像人类那样自动对知识进行重构和创造，因此人始终能够控制机器。但突然有一天人类发现，机器居然对知识的重构和创造能力居然超过人类了！这种震惊就像人类一直认为自己是高级动物，因为能制造工具，但突然有一天发现，猩猩制造出的工具比人类制造出来的还高级一样！

       

布鲁姆的认知目标分类学

        当然，高阶思维的训练是建立在低阶思维的基础上进行的。对个知识点，必须先认识它，理解它才能很好的运用它，进而才能利用它去创造。因此我们基础的教育阶段，主要强调对知识的记忆、理解、运用，并且应试中对这三个层次的考察评价最容易。分析、评价和创造这三个层次很少涉及，主要是因为这三个层次是很难用统一的标准衡量的，而且总认为要达到分析、评价、创造的层次必须有深厚的知识储备，初中生知识储备不足，达不到这样的高度。

        比如，历史学科对中日甲午战争的学习。据我观察，历史老师通常会这样教：介绍甲午战争的背景、时间以及产生的影响。考题通常会问学生，甲午战争发生在哪一年？《马关条约》的内容是什么？学生在考试时要回答这两个问题，只能通过考试前的强行记忆。如果问的灵活些：中日甲午战争对我国产生了怎样的影响？那么这个问题对应的就是理解的层次，但我们的老师通常还是把标准答案给学生，让学生记下来。如果这样问：比较《南京条约》、《马关条约》和《辛丑条约》的异同。并且开卷让学生回答，这就能达到分析和评价的层次。如果问得再开放些：你认为中国和日本还会不会有一次战争？如果有？会发生在哪一年？开展的原因是什么？哪个国家能获胜？为什么？这就是创造思维的层次。但历史老师几乎不会这样问。因为闭卷考试这样的问题几乎没法回答，就算回答了，也没有统一的标准。怎么给分？

        再比如，数学学科的学习。我们总强调，数学来源于生活并且服务于生活。因此每一类方程的引入，都是实际问题。比如，一元一次方程的引入，先给学生几个简单的实际问题，让学生列方程。得到方程后，再让学生观察列出的方程，它有几个未知数？它的未知数的次数是几？从而得到：像这样的，只有一个未知数并且未知数的次数是1的方程就是一元一次方程。接着就学解一元一次方程。最后再用给一些应用题让学生做。二元一次方程（组）、一元二次方程都是这样的方式。这个过程体现了思维的理解、运用、分析的层次。但还是很难达到评价和创造。如果让学生自己发现生活中的问题，并能简洁的语言把这些问题整理出来，自己构造实际问题，再用所学的知识去解，这个过程就比较训练学生的评价和创造力。但这样的环节也很少，因为考试不会有这样的要求，而且学生自己构造的问题五花八门，老师很难去评价。

        总的来说，目前我们基础教育的课堂教学依然停留在低阶能力、低阶学习和低阶思维的层次上，没有有效地促进学生高阶思维能力的发展，也没有有效地塑造学生适应社会发展所需要的核心素质和能力培养上。但如果都将高阶思维的培养交给大学老师，或者期望学生进入社会后在工作岗位上再去创造，可能为时过晚。因为思考问题的方式一旦定型，就很难再改过来。学习知识不能单纯地为学而学，而是要思考，在学的过程中，培养了什么能力？思维达到了怎样的水平？能用怎样的手段促使学生的思维再上一个台阶？

        首先，要常反思自己的教学内容和教学手段。我们传授知识后是否只是让学生反复做练习？并且是否只要学生会做并答案正确就完事？我们评价自己的教学成果是否就是平均分及格率？老是听见同行抱怨，教学任务太紧，学校订的参考资料太多，学生做不完，作业质量太差。我总忍不住问，你布置那么多作业干什么？参考资料既然是参考，那就参考着用啊！反复做练习对巩固知识有一定的帮助，但对训练高阶思维就没太大的作用。

        第二，反思课堂教学中有没有设计训练高阶的问题？最适合发展高阶思维的教学，是以思维为基础的问答策略的设计。教师教学问题的设计，包括口头和书面问题，是教学能够培养学生高阶思维的最有效手段。开放性的、挑战性的、没有标准答案的、需要学生收集查询资料才能有结论的、需要学生运用他们的思维深度思考才能够回答的问题，才是激发学生的高级思维技能的好问题。

        第三，课堂上是否自己传授的时间较多，学生表达的时间较少？教师和学生同为课堂的主体，教师要消除自己和教科书的绝对权威。甚至要设置一些能让学生“挑刺”和引起激烈争论的环节，给学生展示才华的机会，促使学生主动的生成知识，形成方法并能举一反三。

        第四，布置的作业是否都是答案确定统一的作业？有没有一部分开放性问题？传统教学内容的问题往往是孤立的、封闭的、结构良好的、经年不变的典型例题。在很大程度上忽略了与真实生活情境的联系，很难引发学生开展反思、批判、创新等思维活动。“高阶思维”教学强调课堂问题的生成，强调学生能够针对文本，提出问题，作出判断，寻找到解决问题的办法。

        信息技术高速发展的大环境对人的要求有了很大的变化。死记硬背下来的知识很容易忘记，但通过互联网一查就能得到。因此，背、记、灌、机械训练等学习方式渐渐失去了意义。无论哪个国家都在进行着轰轰烈烈的教学改革，而且一轮一轮的改革周期越缩越短。其目的就是为了培养出能适应高速发展的人。只有注重训练高阶思维，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。能使学习者具有能力去面对今后遇到的一切挑战，成为有批判性思维工作者和有创新能力的终身学习者，才能在未来机器代替了人类大多数行业的社会中立足。