認知學徒制在高階思維能力培養中的應用研究

【摘要】認知學徒制教學模式是在教學開始前給學生提供專家系統，讓其了解專家實踐的思維過程，給學習者問題解決提供指導，為學習者高階思維能力的培養創造了條件。探討認知學徒制實施的步驟并以信息技術課程教學為例說明，能為學習者高階思維能力培養的教學提供借鑒與參考。

【關鍵詞】認知學徒制;高階思維;教學模式

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2010)04—0038—04

引言

當今，我國教育教學改革正不斷向縱深發展，以培養學生的高階思維能力為核心的素質教育作為一種弘揚人的主體性，開發人的潛能，發展人的創造性，培養健全人格的新型教育理念已成為學校基礎性教育的主旋律。隨著社會發展日益復雜，個體的思維獨立性和創新性顯得越來越重要，學生高階思維能力的培養成為現代教育關注的重心。

促進學習者高階思維能力的發展，也是新課程改革的主要精神。“倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。[1]各門新課程的標準都把培養和促進學習者的高階思維能力作為重要的發展方向。但是縱觀目前我國教育/教學，在本質上還是沒有從傳統的教學模式和教育理念中跳出來，仍局限于低階思維技能的培養和低階知識的學習。即使采用了國外的教育理念和教學模式，大部分也只是簡單的移植和機械套用。[2]對此，國內外研究者提出了批評并表示深深的擔憂。學習者高階思維的培養需要一定的外在條件，初中生的邏輯思維已占優勢但很大程度還是屬于經驗型的，[3]他們在學習過程中表現出一定的盲目性，需要教師在問題解決過程中加以指導。本文探討了認知學徒制培養學生高級思維能力中的實施步驟，為一線教師的教學提供借鑒和參考。

一 高階思維能力

目前，對于高階思維能力的界定還沒有達成一致意見。在教育研究領域，高階思維、高級思維、問題解決等幾個概念經常混用。一般來說，高級思維和高階思維是同義詞;問題解決則屬于高階思維能力的一部分。

知識時代的發展對人才素質的要求偏重于以下十大能力:[4]創新、問題解決、決策、批判性思維、信息素養、團隊協作、兼容、獲取隱性知識、自我管理和可持續發展能力，這十大能力我們稱之為高階能力。高階能力是以高階思維為核心的解決劣構問題或復雜任務的心理特征。高階思維(high order thinking)是與低階思維(low order thinking)相對的概念。低階思維是指較低層次的認知水平，主要用于學習事實性知識或完成簡單任務的能力;而高階思維則超越簡單的記憶和信息檢索，是一種以高層次認知水平為主的綜合性能力，[5]關注學生系列能力的發展，如批判性地評價信息、自主學習(自我調節學習)、遠遷移能力等用來解決結構不良領域(Ill-structured domains)或復雜任務的心理特征。具體來說高階思維能力是指問題解決能力、創造性思維能力、批判性思維能力、信息素養及協作能力。

新課改也提出要充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。信息資源的豐富性和開放性，多媒體信息的交互性，信息加工處理的高效性等，使學習者獲得知識的同時更容易獲得高層次的思維技巧和能力。高階思維能力是一種超越簡單記憶和信息檢索的高層次的綜合能力，這一能力的培養需要借助一定的教育環境。因此，信息技術課程可以發揮自身的優勢為學生高階思維能力的培養營造這樣的教育環境。

二 認知學徒制及其特征

所謂認知學徒制(Cognitive Apprenticeship)，是一種從改造學校教育中的主要問題出發，將傳統學徒制方法中的核心技術與學校教育整合起來的新型教學模式。[6]這種模式用以培養學生的認知技能，即專家實踐所需的思維、問題求解和處理復雜任務的能力，在這種模式中，概念和事實知識是從問題解決和任務完成的過程中獲取的。

認知學徒制的目的是:通過此模式來培養學習者問題解決、創造性思維等方面的高階思維技能。這種技能把技能和知識結合起來，是完成有意義的、真實的任務的關鍵。

認知學徒制的基本特征表現如下:[7]

1 認知學徒制關注的不是概念和事實知識的獲得，而是重視專家在獲取知識或將知識運用于復雜現實生活任務/問題時所關涉的推理過程與認知/元認知策略。

2 將原本隱蔽的內在認知過程顯性化，亦即表現思維過程，使之可視化(包括教師和學生的思維過程)。通過這種方法，學生可以在老師和其他學生的幫助下進行觀察、重復演練和實踐。

3 將學校課程中的抽象任務/內容置于對學生有意義的情境之中，學習者充分了解學習的目的與應用，理解工作的相關性，并參與專家行為。

新課改強調教師應尊重學生的人格，關注個體差異，滿足不同學生的學習需要，創設能引導學生主動參與的教育環境，激發學生的學習積極性，培養學生掌握和運用知識的態度和能力，使每個學生都能得到充分的發展。在信息技術課程中采用認知學徒制可以為學生主動參與學習創造一定的環境:首先，認知學徒制鼓勵學習活動在真實的情境中展開和評價;其次，認知學徒制鼓勵學生像專家那樣思考與處理任務，有利于激發學生的學習動機;最后，在認知學徒制的實踐中，學生與運用高階思維過程的教師或專家一同學習，通過認知模型，學生們接觸專家的高階思維過程。在經過教師或專家支持之后，學生能夠運用高階推理過程去探究新問題或從事新的發現，為知識時代培養具有創新能力等高階思維能力的人才。

三 認知學徒制教學模式實施步驟

新課改強調要把培養和促進學習者的高階思維能力作為重要的發展方向。因此，在教育/教學中應用認知學徒制模式能夠很好地貫徹新課改的精神。認知學徒制作為一種新型的教學模式，將其應用于教育/教學，需要教師和學生兩方面的共同執行，如圖1所示。[8]

在認知學徒制教學模式中，學生是主體，教師起主導作用。在這個過程中，教師先示范必要的策略，再放手讓學生去試，并在學生參與時給予指導。對學生來說，通過對特定領域專家實踐能力的模仿、參與、討論、交流和闡釋，獲得基本問題的求解方法、策略和能力，并隨著腳手架的拆除，逐漸獨立探究、定義、分析和解決問題。[9]具體的來說步驟如下，如圖2所示:

1 案例觀摩

案例觀察屬于認知學徒制模式中的建模，建模的目的是建構專家認知過程的心智模型，將其內在的認知過程和活動外顯出來。學生通過觀摩案例，能夠構建完成任務所必需的思維技能。因此，在課堂教學之前，教師必須分析教學目標以及學習內容的特點，根據學習的特征選擇比較典型的案例以供學生觀摩。

2 情境訓練

訓練時要為學生問題解決創設一定的環境，提供線索，搭建腳手架，提供反饋，并提出一個使學生能以更接近專家的方式實施的新任務。訓練過程中應通過引導或直截了當地提醒學生注意任務中原本被忽略的方面，通過高度互動和高度情景化的反饋和建議，關注技能的制定和整合，從而服務于真正理解的目標。

3 及時指導

及時指導即認知學徒制中的搭建腳手架，搭建腳手架的目的是教師為了幫助學生完成任務而提供的支持。這些支持的形式可以是“建議”或“幫助”。當教師為學生搭建腳手架時，教師只能履行全部任務中學生還不能自己勝任的那一部分。在必要時，教師要通過搭建腳手架對學生提供支持，但是及時地淡出也是十分重要的。所謂“淡出”意味著隨著學生能力的增強，教師應移走腳手架，減弱學生對腳手架的依賴，逐漸將其對學習的控制權移交給學生。

4 對比反思，多元評價

教學必須要讓學生學會思考、學會懷疑、學會質詢，而不是交給學生現成的結論或答案。對學生來說尋找知識比硬記知識更加快樂。[10]反思方法促使學生將自己的問題解決過程與某一專家、其他同學的問題解決過程做比較，最終則跟某種專業的內部認知模式相比較。通過反思，學生可以建構關于特定問題求解過程的模型，以修正/啟示自己的問題求解和任務完成過程。[11]在反思階段，學習者通過在與專家作業進行比較的過程中，教師和學習伙伴可以對自己的作業進行評價并建立評價標準，實行動態評價，挖掘潛能，[12]教師通過學生間的互評來發現并鼓勵創新性的作業和思想。

5 自主探究

自主探究意味著推動學生完全依靠自己進行問題解決。學生在經過案例觀摩、嘗試解決問題、強化訓練、反思的過程之后，對專家認知過程心智模型有了一定的了解，在這個基礎上促使學生進行探索是十分重要的，這包括學習者如何設計一些力所能及的、有意義的小問題與研究性問題。探究顯然標志著教師的完全“淡出”，腳手架的全部拆除。這不僅意味著教師在問題解決過程中的“淡出”，而且也意味著教師在“問題提出”中的“淡出”。由于學生還不知道應該怎樣卓有成效地對某一領域進行探索，所以“探究”應作為比較一般的學習策略的一部分教給學生。

四 案例分析

最有效的高階思維能力發展方式，應當是融合于具體教學活動之中的，亦即在完成課程學習內容、實現教學目標的同時，發展高階思維能力。運用信息技術促進學習者高階思維能力的發展，是當前高階思維教學研究的新視角，也是信息化教學研究的核心。下面就以八年級信息技術教學為例說明認知學徒制是如何在教學之中培養學習者的高階思維能力。

以苗逢春主編，河北大學出版社出版的初中信息技術第二冊第三章中《數據輸入與處理》為例。

案例背景:信息技術課程是一門實踐性、操作性很強的學科，它的主要任務是增強學生的信息意識，了解信息技術的發展及其對社會的影響;了解計算機基本工作原理和學會文字、圖形、數據的處理技能，初步掌握信息獲取、處理的基本方法;樹立正確的知識產權意識，培養學生的合作精神。本次學習的主題是《數據的輸入和處理》，學生基本上處于“零起點”的狀態。因此，利用認知學徒制教學模式能夠很好地引導學生學習這一內容。

學習環境:計算機機房。

本節主要學習的是如何快速輸入數據，并運用Sum、Average函數計算表格中的數據。雖然初二學生的電腦操作技能有了一定的提高，但對于Excel中數據輸入和處理還是很陌生，當面臨這個新的任務時表現出一定的茫然性。因此，教師必須給學生現場示范。教學之初，教師要告訴學生這節課的學習目標:數據的輸入和利用函數對數據進行處理。

1 案例觀察

案例示范:教師現場給學生示范如何打開Excel，并結合身邊具體的實例向學生介紹Excel所具備的功能。此次學習的主要任務是數據的輸入和處理:首先教師向大家示范數據的輸入過程并在教學過程中不斷地啟發學生探索數據輸入的其他方法。本節課數據處理的內容包括兩項:Sum、Average函數的運用。教師分別利用sum、Average函數對一組數據進行求和和求平均值，教師示范的同時提示學生思考這些操作過程的合理性，培養學生運用函數對數據求平均分和總分的思維過程。

2 情境訓練與及時指導

完成建模之后，教師可以給學生呈現需要解決的問題，指導學生結合他們剛剛看到的模型、學到的認知策略和技能來完成問題。例如，教師可以提供真實的探索問題，如“輸入全班期末考試中信息技術分數并計算出男生成績的平均分”。學生在任務的驅動下開始對數據進行輸入和處理，卻發現結果顯示的是全班同學的平均分，那么男生的平均分怎么求呢?教師應啟示學生——“專家是怎么解決這類問題的呢?”，同時教師對專家所用的方法進行解釋并現場演示，然后讓學生獨立完成任務。

在學習小組工作的時候，教師要口述一些學生有疑問或需要的線索、暗示和反饋來促進學生的學習，在適當的時候教師要給予幫助。例如，在學生要輸入大量相同的數據時，教師可以指導學生如何用簡便方法完成這項操作。

3 反思與評價

經過前面兩個階段的學習，學生已經初步掌握了數據輸入并對其進行處理。這一階段，教師可以指導學習者對其問題解決的過程進行反思。學生通過回憶自己解決問題的思維過程并與專家模型進行比較，同時應鼓勵每位同學發表自己的看法并將自己解決問題的思路用語言清晰地表達出來。在反思的過程中，老師和學生都應積極評價他人的作品，提出好的建議，對于具有創新意義的想法應給與表揚并推廣。通過這種方式來提高學習者的認知能力和操作技能。

4 自主探究

探索是一堂課中最重要的，也是最后部分。教師應鼓勵學習者將所學的數據處理方法用來解決日常生活中的問題，并自主探究Excel的其他功能。教學者應該通過淡化“腳手架”和鼓勵來增強學習者學習的獨立性和自主化。學生的目標應該是利用他們所習得的思維技能(主要以學習者的知識和認知過程為基礎)來發現問題、解決問題、驗證假說、發現結果。

五 結語

將認知學徒制應用于中學的教育/教學中，對學生理解問題和解決問題都有積極的幫助，而且還可以培養學生問題解決能力、創造性思維等高階思維能力。同時，認知學徒制為中學的教育/教學帶來發展空間和新的挑戰，它不僅要求教師具有一定的學術水平，更應有豐富的教學實踐經驗，為培養學生的高階思維能力做好準備。

參考文獻

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