生成認知促進高階思維的形成

胡翰林　沈書生

[摘要]高階思維的培養一直是教學實踐的重點，其形成既依賴認知過程，又以概念的發展為具體表現。生成認知作為學習者認知形成的一種機制與解釋，能夠有效發展學習者的高階思維。文章分析了高階思維的具體含義與現實問題，對生成認知進行了內涵解析，并依據生成認知的涌現性、具身性與行動性特征提出高階思維的培養路徑：置身情境的理解過程，為學習者創設真實情境、虛擬情境與增強情境來促進概念的形成;具身交互的再造過程，使學習者在概念隱喻與具身交互的過程中獲取概念;反思實踐的創造過程，以超越教學中的技術理性、解決復雜問題、進行反思性實踐等來促進概念的發展，以實現學習者高階思維的形成。

[關鍵詞]高階思維;生成認知;概念發展;具身行動;反思性實踐

[中圖分類號]G434 [文獻標志碼]A

一、引言

高階思維，作為一種高級、復雜的認知能力或心智活動，被認為是21世紀必備的素養與技能，是認知科學與學習科學領域的研究重點，也是目前教學過程的核心價值取向。當前學界對于高階思維的內涵有著較深理解，但如何培養高階思維仍舊面臨難題。概念作為思維的基本單位與認知對象的雙重身份存在，揭示了思維發展與認知形成間的緊密聯系：生成認知是一種學習者認知形成的機制與解釋，故本文旨在探討如何借助生成認知的實踐路徑來談概念的發展，以促進學習者高階思維的形成。

二、現實困境：高階思維培養的實然問題

高階思維的形成依賴認知過程，同時又以概念的發展為具體表現，故在此先進行高階思維的內涵描述、思維與概念的關系探討，接著指出當前高階思維培養存在的問題。

（一）高階思維

切入角度的不同，對高階思維的理解就會涉及多個層面。從過程觀來看，教育目標分類學中識記、理解、應用被認為是低階思維，分析、評價、創造被認為是高階思維;SOLO模型中前結構、單一結構、多點結構被認為是低階思維，關聯結構、拓展抽象結構被認為是高階思維。從能力觀來看，加涅認為，高階思維是利用高階規則來進行環境中問題求解的一種認知策略;瑞斯尼克指出，高階思維是不規則的、復雜的、能夠產生多種解決方法、需要多種應用標準的思維技能;鐘志賢認為，高階思維是能夠解決劣構問題、實現遠遷移、具有發散思維的一種以高層次認知水平為主的綜合性能力。此外，也有部分研究者認為，批判性思維、創造性思維、問題解決與元認知等是高階思維。

綜上所述，可以發現在對高階思維進行描述時的共性特征：（1）從本質屬性來看，高階思維是一種復雜的、高級的認知活動，與認知過程緊密相關;（2）從形成過程來看，高階思維有著結構，它是在一系列低層次思維的基礎上逐漸豐富、綜合而發展起來的，依賴概念的逐步抽象與深化，并最終形成能夠解決問題的復雜思維;（3）從價值作用來看，高階思維是能夠恰當運用已有經驗、信息等來進行判別決策、問題求解的一系列思維活動。因此，本研究認為，高階思維是學習者通過認知過程實現思維的逐步抽象、深化，從而達到從具體思維發展到抽象思維的能夠進行復雜問題求解的一種高級綜合能力或高級認知活動。

（二）思維與概念

概念是思維的基本單位，是人們學習、推理、交流等高級認知能力的基礎，反映著事物具有的本質屬性或特征，通常以特定的抽象符號來表示。布魯納認為，學校教育的基本目的之一是幫助學習者有效地習得概念。當前在高階思維的培養過程中，研究者與實踐者都致力于提升思維的抽象層次，即提升學習者思維的復雜性、全面性以及綜合性，在教與學的實踐過程中直接體現為學習者對抽象事物或學習材料進行分析、建構、綜合、理解并逐步概括、歸納、抽象出事物的本質特征，形成對事物的一般性理解，即概念形成與獲取的過程。同時，概念的形成與獲取并不能視為高階思維的完全體現，如何獲取關于已知世界的更具概括性的豐富、綜合、全面的概念，從而達到提升思維抽象性與層次性的目的，并通過運用概念促使概念處于持續深化發展的過程中以形成面向解決未知世界問題的能力，才是高階思維的表現。

（三）高階思維培養存在的問題

從教學實踐與問題解決的角度來看，概念是思維過程的核心，概念的發展是高階思維的重要組成部分，如何在教學過程中促使學習者形成、獲取并進一步發展概念，是高階思維形成的關鍵。對于概念的發展，洛克和休謨認為，概念是通過感覺經驗從具體事物之中習得的，依賴與事物的具身交互過程。因此，高階思維離不開學習者身體與環境世界的感知交互以及具身行動過程。而當前教學過程中對高階思維的培養還存在以下問題：

1.旁觀而非參與——概念理解的片面性

對于概念的初步形成，多數一線教師都會通過相應的情境來幫助學習者理解與建構。然而，對于學習者而言，他們是作為情境的旁觀者而非參與者，仍舊置身于概念情境之外。情境參與的缺失容易造成學習者對概念的理解出現偏差，因而在其自我建構的過程中，以已有學習材料或事實為藍本，出現由于學習者自身經驗不足致使概念形成具有片面性的現象。概念的形成，應該是一個由感性到理性的過程，但當缺少感知和經驗一些直觀的、與真實生活世界相關聯的情境時，學習者便不能進行深入、理性思考，這進一步影響了思維的發展。

2.離身而非具身——抽象概念難以消解

抽象概念是抽象思維的基礎，對抽象概念的理解將直接影響學習者高階思維的形成。在對抽象概念如何有效表征的看法上，當前普遍存在一種離身的觀點——忽視身體的始源性價值，形成了認知過程中身體無涉的離身教學認識論。具體體現為無視學習者身體動作經驗、拒絕學習者的行動與實踐等一系列學習者身體“缺場”的現象。對于學習者而言，抽象概念在一定程度上需要借助手勢、身體動作等的介入來幫助理解，以此消解與降低知識、概念的抽象層次，并通過身體經驗記錄的手段進行概念記憶、儲存，身體的“缺場”導致抽象概念不能精確地被理解與掌握。

3.記憶.而非應用——概念的實踐性匱乏

如何將大腦中形成、獲取的概念用于指導實踐行動過程是當前教學所匱乏的，而這正是高階思維的最終價值取向——形成能夠運用高階思維來優化現狀與解決問題的高階能力。在實際教學環境中，仍存在“以次充好”“固步自封”培養學習者高階思維的活動，學習者的思維層次處于低階狀態，思維受到限制與阻礙，難以將概念應用于實踐過程。因此，學習者并未真實應用概念來解決問題、進行反思，也不能與環境世界建立相應關聯，學習者思維體現為對概念的記憶與復述，或將其應用于試題解答，使學習者形成一種不完備的高階思維。

三、內涵解析：生成認知的概念梳理

對生成認知內涵的理解，主要從以下三個方面進行：哲學層面，我們認知和經驗到的世界既不是對外部事物特性的純粹表征，也不是自身心智的臆造，而是通過具身結構（特有的身體系統）與環境世界的結構耦合而成;認知科學層面，認知是具身的行動，認知結構形成于經常和反復出現的感知運動模式，根植于有機體與環境的互動過程中，其目的是指導有機體進行更為有效的行動;生態學層面，認知形成于某一具身實體以其生理機能決定的精確方式與周遭環境發生的交互作用，并以這種獨特方式來形成自我的世界。鑒于上述已有研究，本文認為生成認知具有涌現性、具身性以及行動性等特征。

（一）涌現性

涌現性是指整體（或高層次）具有但還原到部分（或低層次）就不存在的一些現象或特征。生成認知通過涌現性來描述認知系統與環境的特殊關系，意在強調認知的形成與環境密不可分，環境系統的復雜性及其要素的豐富性是認知形成的基礎，即環境是認知形成的必要條件;同時，認知又賦予環境相應的意義與價值，二者是一種相倚的存在。對于學習者而言，學習過程中的環境表現為真實場景與想象意境，以支持學習者豐富、全面的信息感知。當前概念的呈現方式多為從真實客觀世界抽離出來的高度抽象符號，需要借助具體的情境來幫助學習者理解知識，建立知識的應用場景，并進一步與真實環境建立聯系。

（二）具身性

傳統認知主義將認知視為大腦內的抽象活動——對信息的處理與加工，這種心一物間的直接對應弱化了身體在認知形成過程中的重要作用，認知應該是具身的。即認知加工的是身體特定感覺通道（視覺、聽覺、觸覺等）提供的內容，因此，身體并不僅僅是一種信息傳遞的中介或載體，而是以某種形式對信息進行處理或塑造，身體塑造了心理表征的格式。因此，大腦中認知的產生依賴身體各個感覺運動器官的協調發揮，身體的參與越多，這些通路就會越活躍，感覺系統就會感知到更多的信息，形成的認知也會更加豐富。此外，具身性不僅在低層次的感覺運動的處理過程中發揮著重要作用，同時也是高層次認知技能（推理、問題求解、心理意象操作等）形成的基礎。

（三）行動性

生成認知具有行動傾向，即認知形成于具身的行動過程中。“行動”強調認知形成并非我們被動地接收知識或是做出相應行為，而是通過主動的參與，將想法、策略等借助具身的方式付諸實踐，來達成某個目的或實現問題的解決。研究表明，以一種具身的方式積極參與隱喻，比被動地接觸靜止的隱喻更有利于學習。因此，認知在某種程度上是一種實踐活動，通過這種實踐活動，促使我們不斷將復雜的問題簡單化與系統化，以形成對事物由感性到理性的認識，并通過具身的行動過程進行意義建構與持續深化，最終形成思維。此外，行動傾向能夠有效地落實學習過程中反思性實踐的發生，以優化最終的實踐結果。

四、作用探索：高階思維的形成路徑

（一）置身情境的理解過程——概念形成

認知并非是一種先驗的邏輯能力，而是一種處于持續進化、發展中的情境性過程。在學習者概念形成的過程中，讓學習者通過置身情境去感知、體驗情境的氛圍與信息，促使學習者從經歷情境過渡到自我建構;并從個人所得經驗出發，在解釋、內化情境的動態過程中形成概念，逐漸理解與深化認識。通過對虛實情境（真實情境與虛擬情境）的創設，促使學習者通過置身于相應情境中進行學習。

1.直接置身的真實情境

真實情境是直接與真實世界建立關聯的相應時空中各類條件的有機組合，主要表現為實際場所、實際物品、真實事件等，它能為學習者直接呈現知識的應用場所或應然樣態，促使學習者在親身感知的過程中形成關于知識更為清晰、深刻的印象。在教學過程中，教師應帶領或鼓勵學習者走向真實情境，從校內的抽象化、個人化、無形化學習過渡到校外的境脈化、合作性、有形化學習，引導學習者主動去經歷、體會概念的來源或應用。真實情境能為學習者提供一個豐富而全面的知識場所，促使學習者通過自主探究、合作學習等逐漸實現對概念的全面感知與深入理解，在身體與真實情境的不斷交互過程中發現問題、建構認知、激發創新。

2.間接置身的虛擬情境

虛擬情境是給予學習者類似于真實情境感知體驗的一個實習場，包括場景模擬、虛擬現實與想象意境等。教學過程中，依據特定的知識類型，讓學習者參與到虛擬情境中來。一是真實情境的模擬再現，按照特定的教學內容和教學目標，讓學習者對概念來源或實踐場所等進行模擬再現，使學習者在類似的真實情境下自然地融入其中，成為某個角色或與某種心理狀態產生共鳴，從而通過情境互動進行參與式、體驗式學習。二是虛擬現實的沉浸感知，虛擬現實技術能為學習者提供真實情境的虛擬延伸，實現對真實情境的間接感知，依據其呈現的沉浸感、直觀性、靈活性與有效交互性等特點，可以引導學習者對虛擬場景進行多視距、多角度觀察體驗，使學習者逐步形成對事物的全面理解能力與抽象概括能力。三是基于意境的想象建構，對于不能在真實生活中感知、體驗的情境，也要為學習者創建促使其通過大腦的回憶、想象來進行情境感知與模擬體驗的“弱”具身條件。這樣學習者的思維不會受限于具體時空，能夠進行更融洽的情感交流來幫助自身理解學習材料或內容，并通過更為深遠的思維發散形成深刻、靈活的思維品質。

3.混合置身的增強情境

在教學活動組織過程中，有意地將真實情境與虛擬情境進行有機結合，將形成一種基于增強現實的“全情境”，為學習活動增添逼真感與沉浸感。在此過程中，學習者身體感官受到的刺激增加、感知增強，能有效地調動在真實情境與虛擬情境中形成的已有經驗來加深認知，促使學習者形成一個“在場”的認知共同體，有利于學習者對環境世界的充分了解，進而積極主動地對未知事物進行探索，走向深度學習。

（二）具身交互的再造過程——概念獲取

概念形成是學習者在置身情境的過程中獲取關于事物的初步印象，形成關于事物的初步認知。要實現對概念的全面理解，需要學習者在概念形成的基礎之上進行概念再造，即通過親身經歷、體驗過程實現對概念的內化與再理解，在自我建構的過程中形成關于概念的自我認識。

1.概念隱喻

對于學習過程中較為復雜、抽象層次較高的概念，我們往往不能通過直接的互動、感知來進行理解，而是需要借助概念隱喻。隱喻最初起源于語義學，它通過使用一個詞來替代、解釋另一個詞，以實現詞義易于理解或使詞義得到延展升華。Lakoff和Johnson指出，隱喻是借助具體、簡單、有形的源域概念來描述和理解抽象、復雜、無形的靶域概念，它促使我們能夠利用已獲得的身體和社會經驗來理解無數的其他復雜主題。隱喻有著重要的認知價值，同時也表明抽象概念的形成是借助身體的感知運動經驗和具體概念為基礎發展而來的。因此，概念隱喻需要注意以下兩個方面：（1）身體的感覺運動經驗是概念隱喻的基礎。隱喻是以已知經驗或具體概念為原型去構造抽象概念的映射過程。具體概念來源于主體的身體感覺運動經驗——在與具體事物的不斷感知交互過程中形成關于具體事物的認識或概念。（2）具體到抽象概念的隱喻化過程是關鍵。隱喻化的映射過程是通過將具體概念或具體經驗的圖式結構架構到未知、抽象的范疇和關系上，從而形成新的理解，例如：“重”要（知覺范疇表達價值概念）、“低”落（空間范疇表達情感概念）等。因此，通過感覺運動系統形成的具體概念映射到無法通過身體感知經驗獲得的抽象概念領域是概念隱喻過程的關鍵，需要學習者在已有經驗、身體感知與抽象概念間建立平衡。

2.具身交互

許多證據表明，知覺動作與抽象概念之間可以通過隱喻建立聯系，身體的感知運動過程是抽象概念形成與表征的基礎。具身性視身體為學習發生的最初場所，通過身體活動獲得的身體經驗，能夠有效幫助學習者實現對知識的意義理解。梅洛-龐蒂指出，要“成為一個體驗”，并以“身體體驗”替代胡塞爾的“意識體驗”，意在強調身體屬性先于意識結構，身體是知覺產生的基礎，身體體驗是身體經驗的來源。因此，認知并非獨立于身體，而是根植于身體活動的信息感知、處理與內化過程。在教學實踐中，有意識地調動學習者身體的參與，從身體感知、具身模擬、思維外顯三個方面來促進學習者的概念獲取。

（1）身體感知

教學實踐過程中學習者身體感知的對象：一是實體，是教師為學習者呈現關于知識的某個真實物品或現實原型，讓學習者直接通過觸摸、使用、操作來達到對知識的物理感知：二是氛圍，是在相應的情境中促使學習者去經歷、體驗、感悟其中的某種氛圍、狀態與心理等，這樣學習者能夠通過共情來實現對知識的深入理解。要讓學習者進行充分的身體感知，就要在教學過程中解放學習者的身體，歸還學習者的主體地位，讓學習者自主地參與到學習活動中去，在盡情地感知、體驗與思考過程中進行自主探索與思想激蕩。

（2）具身模擬

具身模擬首先從教師自身了出發，嘗試去理解學生，站在學生的角度或以學生的視角去思考問題。這樣才能準確把握學習者的立場與自身特點，為學習者呈現更能滿足其自身需求的知識，實現從“教學結構”向“學習結構”的轉變。其次，對于學習者而言，通過相應身體動作來幫助學習的過程中，會激活其他學習者的鏡像神經元系統，促使其他學習者在大腦皮層區域產生類似的動作刺激，甚至是不受控制的模仿學習。身體動作在心理上的模擬過程，一定程度上有助于學習者相互之間的理解感悟與分享交流，也能給予其他學習者一定的創意啟發，促進積極思考與不斷領悟。

（3）思維外顯

思維外顯是引導學習者將大腦中的理解、思考過程通過身體動作予以具體展現，實現“思”與“行”二者間的有機統一，增加思考過程中的身體感知度，促進思維進一步深化的過程。研究表明，手勢可以提高兒童數學學習能力，兒童能從自己的手部動作中提取相關信息，也能將大腦中的想法通過身體運動進行表征。首先，學習者通過對情境進行仔細、全面地感知，準確把握事物的本質，在頭腦中產生初步的知覺映像，并通過加工處理，形成有序、清晰的思維。其次，經由學習者身體動作的積極參與，將大腦中的思維通過手勢、肢體動作、身體運動等方式直觀地呈現出來。思維外顯將大腦中的理解、思考、深化等過程通過一系列身體動作進行可視化顯現，便于其自身對知識掌握程度的把握。同時，思維外顯促使學習者在情境中不斷進行實時判別與自我調節，進一步深化思維并轉化為具體實踐，一定程度上增加了學習者身體參與度并引起身體“共鳴”，促使學習者獲得更多的直接經驗。

（三）反思實踐的創造過程——概念發展

高階思維不僅強調思維的豐富性與復雜性，同時也注重實踐與反思過程，在概念發展過程中體現為反思性實踐。反思性實踐是舍恩針對專業知識與實踐能力之間的關系提出的一種實踐認識論，認為知識與實踐二者不是手段與目的的關系。在當前學習者獲得概念、形成知識的過程中，范疇化與抽象化的知識有別于真實生活場景的具體經驗，實踐的缺失將會導致知識與生活的割裂。因此，概念的發展需要學習者在身心一體的基礎上進行實踐與經驗的即時互動，即具身的反思性實踐過程，在不斷面臨新的問題情境中通過行動來提升與創造問題解決策略，以實現概念的持續深化與發展。

1.教學中技術理性的超越

教學中的技術理性是指先學習原則或理論，再將其運用于實踐的一種認識論邏輯，它容易在專業知識與真實實踐之間造成鴻溝。其實質是教學過程中對學習者主體體驗性與身體參與認知過程的忽略，致使學習者在面臨超出技術理性的未知情境時，往往不知道從何下手來解決問題。技術理性支配下的實踐是一種被動的表層實踐，忽略了學習者的主體性，將學習者視為工具人的存在，其過分強調理論對于行動的指導性，忽視了學習者在體驗與交互過程中的生成性認識。對技術理性的超越，首先需要將學習者的自身體驗與自主實踐置于主體地位，給予學習者更多在環境中實踐的機會：其次，要重視學習者身體在參與實踐過程中的重要價值，解放學習者的身體，實現從“普遍、抽象的人”到“特殊、具體的人”的轉向。

2.以復雜問題解決為目標

復雜問題解決是一個動態的復雜過程，需要在動態的任務環境下進行互動來探索、整合、建構環境規則的心理表征，并將習得的規則應用于解決問題，是知識學習與知識應用的綜合呈現。高階思維作為一種高級、復雜的認知活動，旨在促進學習者在面臨實際生活中復雜、動態的問題情境時，能夠迅速做出決策與反應，從而通過采取相應的行動或措施來成功地解決問題。因此，需要以設置復雜問題為導向，以解決復雜問題為目標，促使學習者在身心體驗的過程中逐步厘清問題情境、獲得經驗，并最終形成問題解決策略。復雜問題具有重要性、復雜性、不確定性、不穩定性、獨特性和價值沖突性等有悖于技術理性的特征。因此，為更好地將其轉變為學習者能夠理解的問題情境，學習者需要充分調動身體積極參與來豐富認知過程，實現復雜問題的轉化。同時，復雜問題的設定應以一定的結構來呈現，以支持學習者在問題解決過程中有跡可循，通過一些適時引導、層次性的探究、資源提供、及時反饋等策略為學習者提供腳手架來支持學習者進行深入思考。

3.具身的反思性實踐過程

生成認知強調學習者具身行動所帶來的基于身體的概念應用與新的認識發生，期望在身體感知運動的過程中直接獲得某種身體經驗，以及對身體感知運動過程進行回顧與反思來獲得間接經驗。因此，具身的反思性實踐以在行動中認識為出發點，以在行動中反思為關鍵過程，以對行動的反思為提升路徑，從而促進概念的發展。

（1）在行動中認識

在行動中認識是學習者在實踐行動過程中不斷經歷與遇見不確定的沖突情境，并通過身體行動從直覺感受與經驗出發來有效解決問題，其結果通常是隱含于學習者的行動過程中的一種默會認識。這種過程依托學習者的具身行動，行動的結果是動態的、無法預測的，這種不確定性使得學習者在面對未知境遇、處理事務的過程中不斷進行自我省思，以優化與調整行動過程，從而形成一種無法用語言與命題的方式進行描述而是內隱于實踐者身體行動中的認識。因此，教師為學習者組織相應的探索學習活動并預留充足的創造空間，使學習者在具身行動的過程中能夠進行充足的自我審視與建構的內部對話，成為知識的創生者。

（2）在行動中反思

思考與行動的關系是相互依賴、相互補充的，在面對復雜問題時，學習者能夠在思考與行動的循環過程中產生新的認識并做出決策。對于教師而言，要從以下三個維度來促進學習者在行動中反思：（1）反思的時機，在學習者遭遇困境或面對不確定因素時，引導學習者進行反思活動以帶來更好的行動結果;（2）反思的對象，通過問題提示、同伴互評、描述與觀察行動過程等策略來幫助學習者明確反思的對象，如自我、人工制品以及環境等：（3）反思的水平，逐步將更多反思元素納入反思過程中來，逐步提升學習者的反思水平。

（3）對行動的反思

對行動的反思是學習者在整個實踐行動過程完成后進行的思考與提升，是一種回顧全局的理智分析與創新創造過程，能夠顯著提升學習者的反思能力。首先，讓學習者對整個行動過程進行全面的回顧，加深學習者對實踐行動的理解與感悟，并了解此過程中學習者收獲的知識、概念、能力與經驗等。其次，讓學習者通過自我總結與提升，獲取行動中的相關經驗。此外，教師應該有意識地發現并抓住實踐行動過程中學習者形成高質量策略、解決問題的關鍵點，并幫助學習者提煉這些關鍵點，促使學習者能夠將其遷移到不同的應用場景中去解決問題，以形成高階思維。