智慧课堂培养学生高阶思维

【摘要】发展和培养高中生的高阶思维是核心素养培养和未来社会发展的需求。本文辨析高阶思维的定义及内涵，对比智慧课堂优势，以化学课堂教学实践为例，证明智慧课堂是一种行之有效的培养高阶思维的方式。

【关键词】智慧课堂  高阶思维  教学实践

【中图分类号】G633.8   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）11-0055-03

以互联网为代表的第四代媒介技术迅猛发展，当代社会，信息技术和人工智能技术日新月异呈现井喷式革新，不断深入地对社会、生活、经济、文化等进行重构。科技的发展，逐渐减少甚至取代了人类记忆性和检索性的工作，但这也对人才的培养提出更高的要求。美国联邦教育部在《21世纪技能框架》中提出[1]，未来年轻人应该具备交流与合作能力、批判性思维和问题解决能力、创造性和创新能力以适应 21世纪信息化社会，而这些能力的培养都建立在高阶思维的基础上。

除了未来社会对人才品质的要求，高阶思维也是高中生达到核心素养要求的必备能力之一。“核心素养”是为了使学生适应未来社会发展和自身终身发展而所提出的必备能力和品格，目标是培养“全面发展的人”。教育部在2016年正式发布《中国学生发展核心素养》，突出六大必备素养“人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新”，其中核心素养则为正确价值观、科学思维方式和品格[2]。这对师生的教与学提出了更高的要求，教师应当在课堂中减少传授事实性知识、直接给出结论或者标准答案的教学模式，而转向基于高阶思维的深度教学模式，注重品格塑造、思维启迪和价值引领。

一、高阶思维和高阶思维活动

高阶思维，由布鲁姆[2]等人在认知目标分类学理论中提出，该理论将认知能力从低到高分为六个水平层次：知道、理解、应用、分析、综合、评价。安德森[3]等人在2001年根据社会发展需求、教育理论发展修订了该理论，将认知能力从低到高分为：记忆、理解、应用、分析、评价和创造。其中前三者“记忆、理解、应用”称为“低阶思维”停留在简单回忆、识记、检索事实性知识阶段；而后三者“分析、评价和创造”称为“高阶思维”，具体指向决策和批判性思维能力、问题求解能力和创新能力。随着信息技术、全球化和网络化的高速发展，钟志贤[4]等又在安德森的基础上，进一步扩展高阶思维的内涵，具体指向：问题解决能力、决策和批判性思维能力、团队协作能力、沟通能力和创新能力。

高阶思维的形成与发展，离不开高阶思维活动。高阶思维活动可以呈现多种模式，但是不管是哪种形式，对标高阶思维指向能力，高阶思维活动都应该具备以下特点。

（一）真实情境下的真实问题

关于问题解决能力，国际学生评估项目（Program⁃mer for International Student Assessment ，PISA）指出：问题解决能力是学习者个体在跨学科的真实情境中，应用认知过程处理与解决问题的能力。由此可以看出，想要培养高阶思维，获取问题解决能力，那么高阶思维活动所涉及的问题必然是真实情境下真实的问题。

（二）开放性与多维度

传统授课过程中，为了在有限的时间内达到升学要求，教师不可避免会直接给出知识、结论和标准答案，这些教学过程看起来是为了帮助学生升学，其实长久来看却限制了学生的决策和批判性思维的发展。想要培养学生该项思维，活动应该具备开放性和多维度的特点。开放性，是指解决途径、最终结果不唯一而是包容的、多元的；多维度，是指综合利用各项资源如网络资源、校内资源、校外社会各界，包括社区、大学研究单位、企业资源等，在时间、空间、形式、评价方式等角度呈开放态度。

（三）学生主体与小组合作

高阶思维训练不应该是被动接受式，应该是学生主动思考、主动探究的结果。传统课堂，老师为了追求所谓的效率，往往是“教师讲，学生听”。这种模式下，学生自主完成作业时却发现自己为何明明听懂了，作业却不会写或者同一个错误需要练习讲解数遍才能更正过来。究其原因，学生被动接受知识，运用低阶思维比例大于高阶思维，往往知其一不知其二其三，在需要知识迁移、知一反三时就相形见绌。以学生为主体，学生在主动思考、构建知识及思维逻辑，在发展自身的元认知，掌握知识的本质与内在逻辑；而小组合作不但可以培养学生的团队协作能力和沟通能力，同时在合作中也是不断输出不断反思的过程，进一步加深对知识本质的理解。

（四）具有挑战性与探究性

培养学生的创新能力，不一定需要借助课外资源或者科学前沿，不管是课内还是课外教学内容，重点是需要具备一定的挑战性和探究性。以化学中“原子结构”这一小节为例，将原子结构模型直接告知学生记忆则对创新能力培养没有任何帮助，但是如果请学生穿越回去，从当时科学家的知识基础和视角出发，自主分析实验现象推导原因及原子模型，则能使学生经历一场思维风暴，培养思辨、创新意识和能力。

二、智慧课堂

随着科技的飞速发展，教育领域也在不断演进，其中智慧课堂便是教育创新的一大亮点。智慧课堂是指利用先进的教学技术和教育理念，通过创新的教学方法和资源来促进学生的成长和发展的教学模式。它的优势在于提供了更加灵活、个性化的学习环境，激发了学生的学习兴趣和主动性，有助于培养学生的创新能力和批判性思维。

相比传统课堂，智慧课堂的优势体现在多个方面。

（一）智慧课堂使学习更加生动有趣直观

智慧课堂为教学提供了更加多元化的资源和工具。通过数字化技术，教师可以利用网络资源、教学视频、虚拟实验等多种形式的教学材料，丰富课堂内容，化抽象为形象，使学生能基于表象展开思维逻辑，降低学习难度，提高注意的品质，使学习更加科学高效。

（二）智慧课堂强调个性化学习

传统教育模式往往采取“一刀切”的方式，一位教师面对众多学生，很难做到一对一个性化指导，教师往往将学生分为3～4个层次来指导。智慧课堂则能提供多种工具，它们为教师的教学组织和学生的学习体验提供了诸多便利。教师可以更便捷地备课、授课、布置作业和进行教学评估。教师使用工具基于个性化的评估结果，根据学生的学习习惯、水平和兴趣，给学生提供个性化的学习路径和资源，满足不同学生的学习需求，最大程度地发挥他们的潜能。

（三）智慧课堂注重互动和合作

在智慧课堂中，通过各种信息技术手段，如在线讨论平台、小组协作工具等，加强了师生之间、生生之间的互动交流。教师可以实时了解学生的想法和困惑，及时给予反馈和指导；学生之间也能相互启发、相互学习，共同进步。此外，智慧课堂可以更好地组织学生进行小组合作学习。学生在合作过程中，学会分工协作、分享观点、共同解决问题，这促进思想碰撞，培养团队合作和沟通能力。

（四）最重要的是智慧课堂培养了学生的自主学习能力和批判性思维

通过引导学生进行探索性学习、项目驱动学习和启发式问题解答，激发了他们的好奇心和探索精神，培养了解决问题的能力和批判性思维，为他们未来的学习和生活打下了坚实的基础。

对比高阶思维活动的特点与智慧课堂的优势，可以发现相比传统课堂，智慧课堂更能有效培养学生的高阶思维。

三、教学实践

在实践中，智慧课堂所应用的信息技术种类多样，不同类型的智慧课堂可以实现不同的目标，培养相应的能力。

（一）虚拟实验课堂

利用虚拟实验软件或在线实验平台，模拟真实实验场景，让学生通过操作虚拟仪器和材料，进行实验操作和数据分析，培养实验设计和科学思维能力。

实验是科学课程重要的一部分，学生亲自动手操作实验，记录实验结果，分析实验现象能培养学生解决问题的能力和批判性思维。但是在高中课堂中，限于课时时间、药品管制或者操作难度，学生无法充分进行探究。在这种情况下，虚拟实验课堂可以作为补充，满足学生的探究，激发学生的好奇心和探究精神。此外，有些原理涉及微观现象，虽然实验中宏观现象能反映出微观机理，但是缺乏直观性，可能会形成学习难点。如学习“理想气体”这一小节，气体的压强、体积、温度之间的关系；气体的扩散速度；气体的麦克斯韦-玻尔兹曼分布等，由于涉及大量微观气体分子，学生可以应用数学知识对公式等进行推导计算，但是理想气体模型的建立会有一定的困难。借用PHET仿真平台，学生不但可以直观看到气体分子的移动，还可以调节物理量进行探究，自主获得关于理想气体的公式和方程（见图1）。

（二）互动共享课堂

在课堂教学过程中，特别是新授课程中，教师总是希望通过各种手段来获取学生的反馈，以随时调整教学节奏，落实教学目标，但由于学生数量较多，课堂时间有限，教师往往只能“以偏概全”，不能了解全部学生的情况。而在互动共享课堂，教师和学生可以利用信息技术达到时时互动、时时共享，使师生、生生之间充分交流，促进思想碰撞和合作学习，培养团队合作和沟通能力。例如可以利用Kahoot网站，设计课堂问题，代替传统问答。全体学生在限定时间内回答问题，每题回答结束后，会显示正确率以及谁答错谁答对，此外，学生还可以进行抢答；最终还会显示排位等增加学习的趣味性（见图2）。

此外，还可以应用Padlet平台，实时共享小组或者每位同学的思想、答案等。在化学课堂上，如化学史探讨，实验设计方案，实验结果分析等开放性问题可以使用这个平台，可以使班级每位同学充分交流，思维碰撞培养创造性思维。

（三）移动学习应用

利用移动设备和应用程序，实现随时随地的学习，例如学生可以通过手机或平板电脑观看教学视频，参与在线讨论和提交作业，增加学习的灵活性和便利性，同时培养学生的自主学习能力。目前，我校普遍使用的包括Classin和ManageBac。在Classin平台，教师和学生可以通过直播、录播等形式进行教与学，同时可以收发作业，老师可以给予评分与评价。而ManageBac平台有些功能与Classin类似，但其更注重学习过程，记录过程成绩，包括平时作业、小测、课堂表现、出勤等，与期中期末成绩进行加权平均来得到学生的总评成绩。

综上所述，通过教学实践证明，智慧课堂培养学生高阶思维，不但有理论支撑，在实际教学过程中也行之有效。在智慧课堂环境下，丰富的数字化资源和多样化的教学工具为学生提供了更广阔的探索空间。学生可以通过自主探究、合作学习等方式，深入思考问题，锻炼批判性思维和创造性思维。同时利用智能技术，教师能更精准地了解学生的学习情况，从而针对性地设计教学活动，引导学生不断挑战自我，提升分析、综合、评价等高阶思维能力。例如，通过虚拟实验、互动情境等，激发学生的好奇心和求知欲，促使他们在解决复杂问题的过程中逐步发展和强化高阶思维。此外，智慧课堂还能打破传统课堂的时空限制，让学生随时随地进行思考和学习，进一步培养其独立思考和终身学习的能力，为他们未来应对各种挑战奠定坚实的思维基础。

参考文献：

[1]林崇德.21世纪学生发展核心素养研究[M].北 京：北京师范大学出版社，2016.

[2]林崇德.中国学生核心素养研究[J].心理与行为研究，2017，15（2）：151-152.

[3]（美）安德森等著.布卢姆教育目标分类学：分类学视野下的学与教及其测评（修订版）（完整版）[M].蒋小平等译.北京：外语教学与研究出版社，2009.

[4]钟志贤.促进学习者高阶思维发展的教学设计假设[J].电化教育研究，2004（12）：21-28.