五省吾思

摘  要：高阶思维培养是新时期工科院校教育教学改革的发展方向，直接影响着学生能否具备解决复杂工程问题的能力。高阶思维培养关键在于发散性思维的求异性及收敛性思维的求同性的统一。该文在阐述高阶思维的特点、思考方式及教学关键的基础上，提出“五省吾思”高阶思维强化训练法，并从问题设计的原理，评判考察重点及实施过程三个角度展开，结合其在环境工程CAD课程上的应用情况进一步阐述，培养学生的工程思维，为工科院校一流课程建设提供依据。

关键词：一流课程；两性一度；高阶思维；五省吾思；课程思政

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）01-0042-04

Abstracts： The cultivation of high-order thinking is the development direction of education and teaching reform in engineering colleges in the new era， which directly affects whether students can have the ability to solve complex engineering problems. The key to the cultivation of high-order thinking lies in the unity of divergent thinking and convergent thinking. On the basis of expounding the characteristics， thinking methods and teaching keys of high-order thinking， this paper puts forward the "Five-step reflective thinking" high-order thinking intensive training method， which is further expounded from the three perspectives of the principle of problem design， the key points of evaluation and investigation and the implementation process， combined with its application in the course of "Environmental Engineering CAD"， so as to cultivate students' engineering thinking. It provides a basis for the construction of first-class courses in engineering colleges.

Keywords： First-class course; high order-innovation and challenge; high-order thinking; Five-step reflective thinking; curriculum Ideology and Politics

随着习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神的深入贯彻落实，教育部于2019年发布了《关于一流本科课程建设的实施意见》，利用2020—2022年三年时间，建成万门国家级和万门省级一流本科课程，全面振兴本科教育。高等教育目标进一步向“以重大现实问题为主攻方向”的战略调整，这给工程人才的培养规格提出了更高要求。课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定着人才培养质量，如何在课堂上，让学生能够灵活地、综合地、创造性地运用所学的专业知识解决复杂工程问题，是高等教育目标调整对一线教师的教学能力提出的新挑战[1]。

根据布鲁姆认知模型，在课前预习和课堂教学活动中，最常开展的是围绕基础认知层次的记忆、理解、应用这三类低阶思维培养，而如何利用所学专业知识进行分析、评价及创造，属于高阶思维培养范畴，是发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，也是培养人才具备解决复杂工程问题能力的根本。但由于高阶思维成长的不易察觉性、难衡量性以及难记录性，在教学评价中难以体现。因此，探索可操作的高阶课程教学方法，培养学生的高阶思维，对于创建一流课程具有重要意义。

一、高阶思维培养

高阶思维能力（Higher Order Thinking Skills）一直是国内外人才培养的最高目标，也是教育领域研究的热点。美国、英国等国家课程框架文件中，都明确提出了要培养学生的创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力[2]。

高阶思维是创造性活动的基础，是定义的重释，知识结构的重组，是思维和想象的统一，是分析思维和直觉思维的统一，是逻辑性和非逻辑性的统一[3]。在形式上是发散性思维（Divergent Thinking）的“放”和收敛性思维（Convergent Thinking）的“收”的统一。发散思维是一种求异思维，是大脑在进行思维活动时，根据主体记忆的存储，呈现出一种视野宽广的多维发散状。它的认知方式是个体思维沿着多个方向扩展，将问题发散到各个相关方面，以精确修正的形式加工出多种可能的答案而不是唯一正确的答案，因而容易产生有创见的新颖观念。具体体现为大脑针对一个问题呈现出的多种解决途径，如“一题多解”“一事多办”“一物多用”等。心理学家认为发散思维是创造性思维最主要的特点，是衡量主体创造力的主要标志之一。

在教学过程中，发散性思维培养要注重其流畅性、变通性以及独特性。流畅性体现的是发散思维的速度与数量，体现了思维主体能否在尽可能短的时间内产生尽可能多的观念；变通性则需要克服主体主观意识上为自己设置的思维定式，按新方向来思考问题；独特性是发散思维的最高目标，是思维主体能否给出异于常人的新奇反应的能力。

发散性思维在数量上为思维主体提供了尽可能多的解题方案，而收敛性思维则是在获得的已知信息中产生逻辑结论，在多种解决途径中有方向性、条理性的寻求正确答案的思维方式。因此，收敛性思维是将广阔的思路汇聚成一个焦点，与发散性思维相对，它是一种降维求同的思维方式。在教学活动中，收敛性思维关键是培养学生思维环环相扣的连续性，将发散性思维产生的尚不成熟或不切实际的解决方案通过归纳、演绎和类比分析等手段进行有效筛选。在此过程中，学生会围绕一个问题反复思考，甚至停顿下来，将原有思维不断进行浓缩聚拢，让思维在纵向上到达一定深度及穿透力，遵循惟实原则，得到切实可行的方案，顺利解决问题。

二、五省吾思

国内外针对发散性与收敛性思维训练法主要包括5 why法与5 So法，一个向上追问，一个向下追问，来增加思维链条的长度，也称为“五问教学法”。这种方法通常是针对某个问题的深度探索，具有单向性的特点。但在教学活动中，难以将思维的发散度及纵深度灵活切换，让学生有意识地锻炼自己的高阶思维。

“五省吾思”是参照儒家修身之法“吾日三省吾身”模式提出的一种高阶思维培养方法。“三省吾身”是在为人处世的动态过程中不向外求，反求诸己，与思维培养的内求，完善自身知识结构的指向性一致。五省吾思是针对新知识点设定五个问题，通过新知识唤起已有相关的旧知识，并将二者衔接起来，利用自省记录的方式，完成理解、应用、分析、评价、创造五个过程，从而将新知识点变成自身知识系统中一个存贮单元，在需要时灵活调用，帮助学生解决复杂工程问题[4]。五省的范围灵活，可以是针对某次课、某个章节、某个知识单元，也可以是某门课、某个领域进行思考，问题设置如下。

“一省”，在本次课/本单位/本门课中最让我触动的知识点是什么？

第一个问题，主要是帮助学生锁定一个新知识点。而在众多知识点中，能引发学生思考的，通常是与本身已有知识体系冲突较大的知识点，也是发散性思考过程中，改变固有思维定式所必须的。只有多发现更多的矛盾点，才能表达出尽可能多的思维观念，给问题的解决途径提供多种可能。

“二省”，对于这个知识点，我之前是怎么理解的？

这个问题的提出，帮助学生唤起已有知识体系，帮助学生锁定矛盾点，完成知识点的理解过程，同时建立思维的连接性。

“三省”，学习这个知识点之后，我的认知有哪些变化？

通过对这个问题的思考，完成对新知识的分析过程，同时化解新知识与已有知识体系的矛盾点。

“四省”，我现在觉得，对于这个知识点应该如何考虑才对？

对这个问题的回答，属于知识点的评价，通过对相关知识的比较分析，帮助学生完善知识体系，将新知识点变为思维体系中的一个存储单元。

“五省”，未来这个知识点可以怎么应用？

通过假设，尝试创造，服务于创造性思维所需要的“灵感”“顿悟”。创造性思维的产生带有突然性，常常被称为灵感，而灵感属于“顿悟”。而“灵感”并非凭空而来，一般需要经历准备期、酝酿期、豁朗期和验证期四个阶段，因此在接触新知识点时，思维主体提出假设，为将来成为“灵感”提供可能。

五省吾思就是通过五个简单问题搭建起来的联动性思维， 按照“发散→聚合→再发散→再聚合”的方式，让思考主体在问题思考的过程中激发情感，启发智慧，提出独特性的方法，遵循“感性认识→理性认识→实践”的认知过程，培养学生的高阶创造能力。

三、五省吾思在课堂上的组织实施

环境工程专业课程体系主要由陈述类课程、非陈述类课程及实践类课程组成，五省吾思实施方式有所差异。

（一）陈述类专业课程

环境工程概论、环境工程微生物学等陈述性课程，是个人根据一定的线索能够陈述，用于说明事物“是什么”“怎么样”“为什么”的专业课程。在此类课程的教学过程中，通过设计由浅入深、循序渐进的阶梯化教学内容和教学资源，采用团队学习式教学法，将学生进行分组，依托教学内容的延展对每组进行命题，团队分工进行资料查阅、内容归类、梳理汇总、形成报告、结合五省吾思进行小组汇报，达到宽口径知识面的拓展方法，满足学生差异化、个性化的学习需求， 在专业领域为学生提供自由探索的学习途径。

以环境工程导论课程为例，该课程作为环境工程专业新生入门级专业课程，涵盖的内容广泛，包括保护环境工程技术学、环境工程规划管理和环境工程监测评价等方面，根据环境领域实际问题，知识点更新速度快，如何在有限的课时内，传递给学生更多的知识点、教会学生自主学习、学会自己思考至关重要。教学过程采用团队式教学法，将学生进行分组，每个小组结合新兴环境问题进行命题，内容包括我国农村污水处理、海洋污染、微塑料、抗生素、PPCPs等新兴污染物、土壤重金属污染、生态城市建设、高标准农田建设与面源污染等等。学生在查阅资料，撰写调研报告时，根据五省吾思进行反思。

“一省”：我们小组选择的主题是什么？

“二省”：对于这个主题，我之前是怎么理解的？

“三省”：调查之后，对这个主题的认知有哪些变化？

“四省”：前后对比，我现在觉得，这个主题应该怎么考虑才对？

“五省”：未来在这个主题方向上可能会怎么做？

五省吾思方法的加入，能够充分挖掘小组作业完成前后自己的专业知识收获及思维成长过程，通过这个锻炼过程，让学生在掌握对未知问题的探索、分析、研究方法的同时，对环境问题进行深入思考，并激发其热爱环境事业的职业担当。