智慧課堂培養學生高階思維

【摘要】發展和培養高中生的高階思維是核心素養培養和未來社會發展的需求。本文辨析高階思維的定義及內涵，對比智慧課堂優勢，以化學課堂教學實踐為例，證明智慧課堂是一種行之有效的培養高階思維的方式。

【關鍵詞】智慧課堂" 高階思維" 教學實踐

【中圖分類號】G633.8 " 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）11-0055-03

以互聯網為代表的第四代媒介技術迅猛發展，當代社會，信息技術和人工智能技術日新月異呈現井噴式革新，不斷深入地對社會、生活、經濟、文化等進行重構。科技的發展，逐漸減少甚至取代了人類記憶性和檢索性的工作，但這也對人才的培養提出更高的要求。美國聯邦教育部在《21世紀技能框架》中提出[1]，未來年輕人應該具備交流與合作能力、批判性思維和問題解決能力、創造性和創新能力以適應 21世紀信息化社會，而這些能力的培養都建立在高階思維的基礎上。

除了未來社會對人才品質的要求，高階思維也是高中生達到核心素養要求的必備能力之一。“核心素養”是為了使學生適應未來社會發展和自身終身發展而所提出的必備能力和品格，目標是培養“全面發展的人”。教育部在2016年正式發布《中國學生發展核心素養》，突出六大必備素養“人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新”，其中核心素養則為正確價值觀、科學思維方式和品格[2]。這對師生的教與學提出了更高的要求，教師應當在課堂中減少傳授事實性知識、直接給出結論或者標準答案的教學模式，而轉向基于高階思維的深度教學模式，注重品格塑造、思維啟迪和價值引領。

一、高階思維和高階思維活動

高階思維，由布魯姆[2]等人在認知目標分類學理論中提出，該理論將認知能力從低到高分為六個水平層次：知道、理解、應用、分析、綜合、評價。安德森[3]等人在2001年根據社會發展需求、教育理論發展修訂了該理論，將認知能力從低到高分為：記憶、理解、應用、分析、評價和創造。其中前三者“記憶、理解、應用”稱為“低階思維”停留在簡單回憶、識記、檢索事實性知識階段；而后三者“分析、評價和創造”稱為“高階思維”，具體指向決策和批判性思維能力、問題求解能力和創新能力。隨著信息技術、全球化和網絡化的高速發展，鐘志賢[4]等又在安德森的基礎上，進一步擴展高階思維的內涵，具體指向：問題解決能力、決策和批判性思維能力、團隊協作能力、溝通能力和創新能力。

高階思維的形成與發展，離不開高階思維活動。高階思維活動可以呈現多種模式，但是不管是哪種形式，對標高階思維指向能力，高階思維活動都應該具備以下特點。

（一）真實情境下的真實問題

關于問題解決能力，國際學生評估項目（Program?mer for International Student Assessment ，PISA）指出：問題解決能力是學習者個體在跨學科的真實情境中，應用認知過程處理與解決問題的能力。由此可以看出，想要培養高階思維，獲取問題解決能力，那么高階思維活動所涉及的問題必然是真實情境下真實的問題。

（二）開放性與多維度

傳統授課過程中，為了在有限的時間內達到升學要求，教師不可避免會直接給出知識、結論和標準答案，這些教學過程看起來是為了幫助學生升學，其實長久來看卻限制了學生的決策和批判性思維的發展。想要培養學生該項思維，活動應該具備開放性和多維度的特點。開放性，是指解決途徑、最終結果不唯一而是包容的、多元的；多維度，是指綜合利用各項資源如網絡資源、校內資源、校外社會各界，包括社區、大學研究單位、企業資源等，在時間、空間、形式、評價方式等角度呈開放態度。

（三）學生主體與小組合作

高階思維訓練不應該是被動接受式，應該是學生主動思考、主動探究的結果。傳統課堂，老師為了追求所謂的效率，往往是“教師講，學生聽”。這種模式下，學生自主完成作業時卻發現自己為何明明聽懂了，作業卻不會寫或者同一個錯誤需要練習講解數遍才能更正過來。究其原因，學生被動接受知識，運用低階思維比例大于高階思維，往往知其一不知其二其三，在需要知識遷移、知一反三時就相形見絀。以學生為主體，學生在主動思考、構建知識及思維邏輯，在發展自身的元認知，掌握知識的本質與內在邏輯；而小組合作不但可以培養學生的團隊協作能力和溝通能力，同時在合作中也是不斷輸出不斷反思的過程，進一步加深對知識本質的理解。

（四）具有挑戰性與探究性

培養學生的創新能力，不一定需要借助課外資源或者科學前沿，不管是課內還是課外教學內容，重點是需要具備一定的挑戰性和探究性。以化學中“原子結構”這一小節為例，將原子結構模型直接告知學生記憶則對創新能力培養沒有任何幫助，但是如果請學生穿越回去，從當時科學家的知識基礎和視角出發，自主分析實驗現象推導原因及原子模型，則能使學生經歷一場思維風暴，培養思辨、創新意識和能力。

二、智慧課堂

隨著科技的飛速發展，教育領域也在不斷演進，其中智慧課堂便是教育創新的一大亮點。智慧課堂是指利用先進的教學技術和教育理念，通過創新的教學方法和資源來促進學生的成長和發展的教學模式。它的優勢在于提供了更加靈活、個性化的學習環境，激發了學生的學習興趣和主動性，有助于培養學生的創新能力和批判性思維。

相比傳統課堂，智慧課堂的優勢體現在多個方面。

（一）智慧課堂使學習更加生動有趣直觀

智慧課堂為教學提供了更加多元化的資源和工具。通過數字化技術，教師可以利用網絡資源、教學視頻、虛擬實驗等多種形式的教學材料，豐富課堂內容，化抽象為形象，使學生能基于表象展開思維邏輯，降低學習難度，提高注意的品質，使學習更加科學高效。

（二）智慧課堂強調個性化學習

傳統教育模式往往采取“一刀切”的方式，一位教師面對眾多學生，很難做到一對一個性化指導，教師往往將學生分為3～4個層次來指導。智慧課堂則能提供多種工具，它們為教師的教學組織和學生的學習體驗提供了諸多便利。教師可以更便捷地備課、授課、布置作業和進行教學評估。教師使用工具基于個性化的評估結果，根據學生的學習習慣、水平和興趣，給學生提供個性化的學習路徑和資源，滿足不同學生的學習需求，最大程度地發揮他們的潛能。

（三）智慧課堂注重互動和合作

在智慧課堂中，通過各種信息技術手段，如在線討論平臺、小組協作工具等，加強了師生之間、生生之間的互動交流。教師可以實時了解學生的想法和困惑，及時給予反饋和指導；學生之間也能相互啟發、相互學習，共同進步。此外，智慧課堂可以更好地組織學生進行小組合作學習。學生在合作過程中，學會分工協作、分享觀點、共同解決問題，這促進思想碰撞，培養團隊合作和溝通能力。

（四）最重要的是智慧課堂培養了學生的自主學習能力和批判性思維

通過引導學生進行探索性學習、項目驅動學習和啟發式問題解答，激發了他們的好奇心和探索精神，培養了解決問題的能力和批判性思維，為他們未來的學習和生活打下了堅實的基礎。

對比高階思維活動的特點與智慧課堂的優勢，可以發現相比傳統課堂，智慧課堂更能有效培養學生的高階思維。

三、教學實踐

在實踐中，智慧課堂所應用的信息技術種類多樣，不同類型的智慧課堂可以實現不同的目標，培養相應的能力。

（一）虛擬實驗課堂

利用虛擬實驗軟件或在線實驗平臺，模擬真實實驗場景，讓學生通過操作虛擬儀器和材料，進行實驗操作和數據分析，培養實驗設計和科學思維能力。

實驗是科學課程重要的一部分，學生親自動手操作實驗，記錄實驗結果，分析實驗現象能培養學生解決問題的能力和批判性思維。但是在高中課堂中，限于課時時間、藥品管制或者操作難度，學生無法充分進行探究。在這種情況下，虛擬實驗課堂可以作為補充，滿足學生的探究，激發學生的好奇心和探究精神。此外，有些原理涉及微觀現象，雖然實驗中宏觀現象能反映出微觀機理，但是缺乏直觀性，可能會形成學習難點。如學習“理想氣體”這一小節，氣體的壓強、體積、溫度之間的關系；氣體的擴散速度；氣體的麥克斯韋-玻爾茲曼分布等，由于涉及大量微觀氣體分子，學生可以應用數學知識對公式等進行推導計算，但是理想氣體模型的建立會有一定的困難。借用PHET仿真平臺，學生不但可以直觀看到氣體分子的移動，還可以調節物理量進行探究，自主獲得關于理想氣體的公式和方程（見圖1）。

（二）互動共享課堂

在課堂教學過程中，特別是新授課程中，教師總是希望通過各種手段來獲取學生的反饋，以隨時調整教學節奏，落實教學目標，但由于學生數量較多，課堂時間有限，教師往往只能“以偏概全”，不能了解全部學生的情況。而在互動共享課堂，教師和學生可以利用信息技術達到時時互動、時時共享，使師生、生生之間充分交流，促進思想碰撞和合作學習，培養團隊合作和溝通能力。例如可以利用Kahoot網站，設計課堂問題，代替傳統問答。全體學生在限定時間內回答問題，每題回答結束后，會顯示正確率以及誰答錯誰答對，此外，學生還可以進行搶答；最終還會顯示排位等增加學習的趣味性（見圖2）。

此外，還可以應用Padlet平臺，實時共享小組或者每位同學的思想、答案等。在化學課堂上，如化學史探討，實驗設計方案，實驗結果分析等開放性問題可以使用這個平臺，可以使班級每位同學充分交流，思維碰撞培養創造性思維。

（三）移動學習應用

利用移動設備和應用程序，實現隨時隨地的學習，例如學生可以通過手機或平板電腦觀看教學視頻，參與在線討論和提交作業，增加學習的靈活性和便利性，同時培養學生的自主學習能力。目前，我校普遍使用的包括Classin和ManageBac。在Classin平臺，教師和學生可以通過直播、錄播等形式進行教與學，同時可以收發作業，老師可以給予評分與評價。而ManageBac平臺有些功能與Classin類似，但其更注重學習過程，記錄過程成績，包括平時作業、小測、課堂表現、出勤等，與期中期末成績進行加權平均來得到學生的總評成績。

綜上所述，通過教學實踐證明，智慧課堂培養學生高階思維，不但有理論支撐，在實際教學過程中也行之有效。在智慧課堂環境下，豐富的數字化資源和多樣化的教學工具為學生提供了更廣闊的探索空間。學生可以通過自主探究、合作學習等方式，深入思考問題，鍛煉批判性思維和創造性思維。同時利用智能技術，教師能更精準地了解學生的學習情況，從而針對性地設計教學活動，引導學生不斷挑戰自我，提升分析、綜合、評價等高階思維能力。例如，通過虛擬實驗、互動情境等，激發學生的好奇心和求知欲，促使他們在解決復雜問題的過程中逐步發展和強化高階思維。此外，智慧課堂還能打破傳統課堂的時空限制，讓學生隨時隨地進行思考和學習，進一步培養其獨立思考和終身學習的能力，為他們未來應對各種挑戰奠定堅實的思維基礎。

參考文獻：

[1]林崇德.21世紀學生發展核心素養研究[M].北 京：北京師范大學出版社，2016.

[2]林崇德.中國學生核心素養研究[J].心理與行為研究，2017，15（2）：151-152.

[3]（美）安德森等著.布盧姆教育目標分類學：分類學視野下的學與教及其測評（修訂版）（完整版）[M].蔣小平等譯.北京：外語教學與研究出版社，2009.

[4]鐘志賢.促進學習者高階思維發展的教學設計假設[J].電化教育研究，2004（12）：21-28.