袁文铮：解教授，您长期致力于信息技术课程教学、中小学教育信息化和数字化学习等领域的研究，对目前教育界较为关心的“如何深化基础教育改革”问题，也有颇多的思考。教育部发布的《中国学生发展核心素养》的三个方面、六大素养、十八个基本要点中，不少要点直指当前教育改革过程中的难点与痛点，如“理性思维”“批判质疑”等，要求学生具有问题意识，能独立思考和判断，多角度、辩证地分析问题，从而做出选择和决定。其中，发展学生的思维应该成为基础教育课堂教学的重要价值追求，对此您是如何看待的？

解月光：对于这个问题，可以从社会的需求、人的发展、数字技术环境以及如何深化基础教育改革等现实问题的角度来认识。第一，在当今社会，创造关乎到民生，因此创新被提到前所未有的高度；第二，有报道揭示出这样的事实，即大脑中未被利用的潜能竟高达90%。这让我们产生了新的认知，即教育面临的学生多是创造能力未被开发的人；第三，生存在数字技术环境下，更需要可迁移的思维技能，思维是人类智力的核心、创新能力的基石，所以教会学生思维，学校教育担当着不可替代的重要角色；第四，基础教育课程改革深化的难题在课堂，课堂的难题在于如何将学生的创造潜能挖掘出来。因此，教育者必须重新反思学科教育的目标取向和价值追求，进而探索怎样的教学才能促使学生大脑的智慧得到开发、创新精神和创造能力得到培养。也因此，我认为，必须将积累思维经验、发展高阶思维，作为基础教育课堂教学的重要目标，并以此目标为导向重构课堂教学结构。

袁文铮：是的，我国自实行改革开放政策以来，一直将科技与教育放在优先发展的位置，“科教兴国”成为中国的基本国策，教育承担着提高国民素质、培养具有创新精神和创造能力的人才的重要任务。创新精神和创造能力的培养离不开思维的培养，创新思维源于常规的思维过程，又高于常规的思维，它是对某种事物、问题、观点所产生的新的发现、新的解决方法、新的见解，它超越或突破人们固有的认识，使人们的认识“更上一层楼”。

知识的主要价值存在于解决问题的过程中。只有善于思维的人，才能将知识灵活地运用于实际问题的解决，才能实现知识向智慧的转化。尤其在当前教育被大量的记忆性知识充斥的状况下，发展学生的思维，应该成为教育的基本使命。

爱因斯坦曾说过，“想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动进步并且是知识进化的源泉”。也就是说，虽然教学与知识密切相关，负载了传递基础知识和基本技能训练的任务，但教学的根本目的却不仅仅在于训练学生“使用”知识，而是在运用知识的过程中发展学生的思维能力，最终实现问题解决，所以教会学生思维，就显得尤为重要。您刚才提到了“高阶思维”，目前基础教育领域也开始关注学生的高阶思维及其培养问题，您认为应该如何理解高阶思维呢？

解月光：这涉及对高阶思维内涵和外延的理解。我认为可以从如下几方面进行分析和认识。

（1）由布鲁姆的认知领域六级目标而来。

布鲁姆等人对认知结果/认知教学目标进行了分类，他们按认知发展水平将其分为知道、领会、运用、分析、综合和评价六个层级。这种划分的前提，是将“难度”作为认知水平分类的基础，认为对知识的“领会”活动要比对知识的“运用”活动更容易，“评价”活动要比“综合”活动更难。2001年，由当代著名的课程理论与教育研究专家安德森（Anderson.L.W.）、曾与布卢姆合作研制教育目标分类的克拉斯沃（Krathwohl.D.R.）、著名教育心理学家梅耶

（Mayer.R.E.）等数十位专家组成的学术团队，对原有的教育目标进行了重新修订，新的分类学采用了“知识”和“认知过程”的二维框架，新的分类结果主要是将认知过程维度的后三项“分析、综合、评价”改为了“分析、评价、创造”。

（2）复杂的、需要人们付出努力的思维。

学者Lauren Resnick曾在1987年为美国国家研究安理会主持过一个思维教学方面的工作组。她研究后得出这样的结论：“高阶思维”是复杂的、需要人们付出努力的思维，它能够产生有价值的成果。但这些有价值的成果很难预测，因为高阶思维和计算不一样，它不是机械化的。同时，她还认为，高阶思维虽然很难定义，但却很容易识别。

（3）一种非技能方式的、希望教育者来促进的思维类型。

在学者Lauren Resnick的研究中，经常以一种非技术的方式利用“高阶思维”一词来表明这种类型的思维，认为这种思维应该在教学中受到特别重视，并且也应该是教育者希望促进的（Resnick，1987）。

（4）具体思维发展到抽象思维的高级综合能力的具体体现。

上述认识，只是从教育目标分类的视角来理解高阶思维的内涵。其实，思维属于一个比较宽泛的概念。我们在研究中，也将高阶思维作为具体思维发展到抽象思维的高级综合能力的具体体现来认识。由此得到高阶思维的一种界定：高阶思维是对思维过程的层次或水平的一种表征，指发生在高层次的、复杂的认知过程中的心智活动，体现为学生进行分析、评价、创造等活动的智力与能力。学者们认为，创造的复杂程度更高，是最高层级的思维过程，高阶思维的发展决定了完成复杂任务、解决劣构问题的综合能力的发展。

袁文铮：如您所说，高阶思维是一种由具体思维向抽象思维发展过程中，所体现出的高级综合能力的表征，可见高阶思维的产生与发展有着自身的规律和特点，也就是说高阶思维是可以并需要教师有意识地培养的。我曾经听过一节高中《算法与程序》的设计课，主题是用“标志法”控制循环条件，教师首先以一个看似非常简单的十进制数“6”转换成二进制数的问题，引出定义相关变量和初始值、继续计算的条件、继续运算的内容三个方面的分析，引导学生构建循环初始状态的设定、循环条件的判断、循环体的执行几个循环结构算法的要素。接着，从对学生在学案中绘制的算法流程图的讲解与剖析中，带领他们回溯该问题的算法流程图设计，用变量跟踪算法执行的过程，发现思维产生偏差的节点，重塑思维路径，从而修正错误。从这个简单的例题分析中，教师如剥洋葱般，层层剥开问题，帮助学生逐层递进、构建算法的设计思想，其核心设计思想就是注重学生高阶思维的培养。

解月光：说到高阶思维的培养，我们就要从高阶思维的过程、特征、能力以及评价等不同方面进行分析与认识，而这些又都应该立足于课堂情境。在课堂教学活动中，学习者高水平的认知能力或心智活动，都具有复杂性、非线性，解决问题方法与评价标准的多样性、不确定性，以及思维过程的自我调节性等特征。高阶思维虽然很难测量，但可以通过深层次的学习、问题解决、意义建构等高级认知活动以及良好的思维品质与自我调节等智力因素与非智力因素之间的相互作用，来进行高阶思维行为、情感及高阶思维品质特点的识别。高阶思维作为一种高级综合能力，需要从整体性出发，在培养中要避免狭隘的只关注程序性技能的提升，而要全面关注策略、习惯、态度、情感、动机、性格或自我效能感等多方面因素。在教学目标设计中，教师要着重强化完成复杂任务、解决劣构问题等高级综合能力的发展，其中包括批判性思维能力、问题求解能力、决策能力、创新能力以及自我调节能力。高阶思维发展有其自身的规律，有效培养的环境和条件也有着鲜明的特征。

1.高阶思维培养环境的特点分析

高阶思维培养的理论基础主要有林崇德的智力理论、马扎诺的思维技能培养的研究成果、加德纳多元智能理论、大脑的思维方式理论和“沉浸式”思维技能培养理论等。为分析高阶思维培养的有效条件，我将高阶思维培养的理论依据作为分析对象，从理论中分析出高阶思维培养的有效条件。

（1）根据林崇德的“思维核心说”“概括基础说”和“思维发展模式”的智力理论，可以分析出活动是促使发展的源泉和根本。高阶思维的培养可以是针对思维品质的培养，它依赖一系列的客观环境，通过内化和结构内部的动力作用获得发展。

（2）根据马扎诺关于学习的5个维度及其关系理论（即态度与感受、获取与整合知识、扩展与精练知识、有意义地运用知识、良好的思维习惯），可以分析出有效培养高阶思维的环境应该具有使学生愿意学、能够学和善于学的特征。

（3）根据加德纳多元智能理论，可以分析出有效培养高阶思维的环境应该具有提供解决问题或创造活动的机会，提供给学生组合运用各种智能机会的特征。

（4）根据大脑的思维方式的理论，可以分析出形成神经连接的速度越快，思维越敏捷，形成新连接越容易，思想就越能创新。因此，有效培养高阶思维的环境应该具有能进入真实的活动，存在整合多重内容或技能复杂的任务，提供讨论、交流、社会协商的机会特征。

（5）根据“沉浸式”思维技能培养方法的理论，可以分析出有效的思维技能培养需要“沉浸”在课程内容的教授中。因此，有效培养高阶思维的环境应该具有在学科之中的特征。不同的学科有不同的“沉浸”方式，体现不同学科对于人的思维培养和思维品质表现的不同。

2.高阶思维发展的有效条件及其特点

根据上述理论分析，可以得出四点结论：

第一，满足高阶思维发展的有效条件包括五个方面：丰富的学习环境、挑战性／生成性的学习结果、复杂情境的问题、深层的思考过程和积极的交流。

第二，高阶思维发展有效条件的特点与建构主义学习环境特征有较高的契合度，主要表现在对思维培养关怀的环境要素观方面，其中最核心的要素包括情境、资源、工具、支架、案例。

第三，作为高阶思维发展的有效条件，这些要素具有如下特点：情境要具备问题性、形象性；资源应具有灵活性、动态性，并具有情境性；支架应具有多层次和多样性，符合“最近发展区”理论；工具应具有丰富性，包括效能工具、信息获取工具、认知工具、情境工具、交流工具和评价工具；案例应能够呈现典型的解决问题方法。

第四，作为高阶思维培养环境的构成要素，其主要功能体现为对学习者的支持、援助和思维发展的促进，具体功能可以描述如下：情境，有效引发学习者的思考，对思维的启动以及思维形态的转化都有促进作用；资源，有效支持探究过程进展的宽度和深度，有效促进积极的和深度的思考；工具，支持学习者参与到诸多复杂认知活动中，并援助问题的解决，辅助思维的培养；支架，对高阶思维发展的支持具有梯度性、层级性和粒度性特征，引导并援助学习者到达更高的智力水平；案例，能有效地促进思维的迁移。

袁文铮：解教授刚提到了“劣构问题”，乔纳森曾把问题分为“良构问题”和“劣构问题”两类。“良构问题”有唯一解，它是由明确的初始状态、已知的目标状态和受限制的一些逻辑因素组成的。解决这类问题需要根据限定的问题条件，运用所学的概念、规则和原理。而“劣构问题”因为与我们的日常生活密切相关，所以趣味性强，大多容易引起学生的兴趣。在解决这类问题的过程中，学生需要界定问题，选择有益于形成解决方案的信息和技能，因此具有很大的主体能动空间。“劣构问题”的界定不明确，问题的构成存在未知或某种程度的不可知部分，没有原型案例可供参考，因为案例中各重要因素在不同的情境有显著差异，而且这些因素是相互影响的。为此，具有多种解决方法和多种评价解决方法的标准。

教学设计问题其实就是“劣构问题”的一个典型例子，尤其是高阶思维的培养需要具备一系列客观的、乐学的、能提供解决问题的、真实的、具有学科特征的环境，为此教师需要设计合理的情境、配套的资源、有效的工具、适用的支架和真实的案例，那么在具体的课堂教学中该如何设计呢？

解月光：高阶思维的发展具有学科“沉浸式”的特征，最有效的方式是把高阶思维技能融合于具体学科教学活动之中。在课堂教学中培养高阶思维能力，是心理、教学和技术环境的统一。因此，通过设计建构性的学习环境来创设高阶思维发展的有效条件是培养学生高阶思维能力的基础和关键。

高阶思维发展有效条件的创设，其核心在于高阶思维取向的精细化的教学设计和学生自主探究学习为中心的教学实施。就课堂教学设计环节来看，设计重点与以往相比有这几方面的改变：设计强化知识发展价值的教学目标、寻求丰富技术环境的支持、创设真实任务和复杂性问题情境、设计具有挑战性或生成性的学习成果、设计具有梯度性和层级性的学习支架、优化组织学习活动序列等；就课堂教学实施环节来看，教学实施的重点和转变，应主要在于多采用“项目→任务→活动”的教学模式，让学生更多地经历发现、构想、抉择、评价、创造的过程，强调知识的自主获取、思维经验的积累和思维技能的训练，学会探究与合作，突出对生成性学习成果的评价，以及对解决复杂情境问题过程的评价。

高阶思维发展过程的多样性、复杂性、非线性、突变与渐变式共性发展等特征，需要教师在基于问题解决的高阶思维发展过程中优化组织教学策略，这种优化组织需要在教学组织过程中考虑学生个体认知的水平、认知的风格和思维的倾向性，进行有效的教学干预，同时也需要考虑个体问题解决时策略的变化规律，优化教学方案，从而可以更好地促进高阶思维的有效发展。

另外，在技术丰富课堂环境中，学生高阶思维的发展还受到班级技术环境应用气氛的影响。所以，建立校园和班级技术文化氛围，加强课堂组织文化建设，对促进高阶思维的发展有着十分重要的意义。

袁文铮：的确，发展与培养学生高阶思维的每一方面都值得教师们深入研究。就以解教授提到的“设计具有梯度性、层级性的学习支架”为例，在“促进学生高阶思维发展”的理念指导下，有三个部分值得研究：学情分析的研究、学习任务单的研究、学习支架的研究。有效的学习支架搭建必须建立在精准的学情分析、充分了解学生的学习困难和障碍的基础上。课堂教学中学习支架可以有多种表现形态，有的是“任务单”的形式，有的是图文转换的形式，有的是借助学具推演，有的是提供一种包含具体学习任务的情境，有的是通过小组学习完成有差异任务的方式，还有的是组合包含支架内容的微视频等，不一而足。学习支架搭建有效与否要以学生学习的效果来检验。不求多，但求真；不求形式，但求实效。所以，综观目前基础教育的现状，在课堂教学的高阶思维培养中，您觉得存在着哪些亟须解决的问题？

解月光：个人认为，在课堂教学中有效培养学生的高阶思维，受到多方面因素的影响，其中最关键的因素还是教师，而教师关于思维教学的信念和有效进行思维教学的能力是最为根本的。

1.努力将思维教学的观念内化为自身的教学信念

影响思维教学的观念包括人的发展观、人的思维观、思维教学观和教育技术观等方面。

人的发展观：人的发展关键在于能力，能力的核心在于思维。

人的思维观：思维是认知的过程或活动，思维过程总是要通过分析和综合来实现，并以此为基础，产生抽象和概括、比较和分类、系统化和具体化等一系列高级的、复杂的、在大脑内进行的思维操作能力。

思维教学观：教学的根本任务在于培养人才特别是创造性人才。教学的实质在于认识与活动的统一，着重点应该是促使学生智力与能力的发展，核心在于发展学生的思维与提升思维的品质。

教育技术观：教育技术是通过“优化”和“变革”的思想理念与方式方法，为学校教育过程提供培养学生高阶思维、创新能力，有效提升学生智慧所需要的支持和帮助。

2.形成创设高阶思维培养的有效条件的能力

创设高阶思维培养的有效条件，就是设计建构性的学习环境。这里所说的建构性学习环境就是体现建构主义学习环境特征的，有效支持思维教学的，能引导和推动学生经历发现、构想、分析、决策、评价、创造等过程的一切条件的总和，其中包括物化的部分和智化的部分两部分。创设高阶思维培养有效条件的能力，就是进行建构性学习环境设计的能力，这是一种高阶思维价值取向下的信息化教学设计能力，也是教育信息化背景和学生发展核心素养背景下，教师专业发展所需要的教师必备的教学设计能力。

3.课堂教学目标设计必须强化知识的发展价值

个人认为，在学科教学中培养高阶思维，有一个关键的问题，那就是在教学目标设计时，教师要重视知识的发展价值。在教学过程中重视知识的发展价值，标志着知识学习过程也是高阶思维培养的过程。

知识的价值不是知识的固有属性。从学习者的角度来认识，知识的价值可分为认知价值、发展价值和工具价值。知识的认知价值在于知识能够使学习者从无知变为有识，提升学习者理解世界的能力；知识的工具价值在于知识能够帮助学习者完成与外部环境的交互，提升学习者改造世界的能力；知识的发展价值在于学习知识的过程中包含着对学习者思维的训练、智力与能力的发展、情操的陶冶。因此，在学科教学中重视知识发展价值的根本，就在于重视高阶思维的培养和思维品质的提升。

袁文铮：感谢解教授从高阶思维的内涵与外延、高阶思维发展的规律和特点、教学中培养学生高阶思维的方法等方面做了全面、精辟的分析和阐述。这些观点与理论需要教师们在各自的学科与课堂中细细体会、消化，并付诸实践。解教授能否列举一个在您记忆中较深刻的关于教学中培养学生高阶思维的案例，供大家参考学习。

解月光：下面是一个高阶思维培养取向较为鲜明的教学方案设计的例子，它体现了执教者对高阶思维发展有效条件的创设，基本反映了高阶思维取向的精细化教学设计的主要内容和以学生自主探究学习为中心的教学实施样态。

本案例是吉林省长春市东北师范大学中信实验学校迟艳波老师的一节课，选自教育科学出版社小学科学六年级下册《用显微镜观察微观生命世界》的第三课时，教学在电子书包环境下完成。

教学目标

（1）用显微镜能看到肉眼不能看到的微小生物，建立微生物需要使用显微镜观察的认识。

（2）探索池塘水中微生物的种类、形态和运动行为，使学生经历构想、发现、验证、推测、归纳的思维经验积累过程，促进学生高阶思维能力的发展。

（3）感受微观生命世界的美，经历探索微观生命世界美的过程。

学习任务

本节课的重点学习内容是观察生活在水中的草履虫、小球藻等几种微生物的形态和运动行为。为突破教学的重难点，达成促进高阶思维能力发展的教学目标，将学习内容进行任务化设计。教师设计了三个学习任务：一是构想任务，构想水中微生物装片的方法，制作供实验观察的装片；二是发现任务，发现池塘水中存在哪些微生物；三是归纳任务，归纳池塘水中微生物的形态、运动行为（如下图）。

学习活动

通过三大学习任务，驱动学生自主建构知识内容，并在学习任务完成的过程中积累思维经验，达成所确定的教学目标，这是进行本课教学设计的重要主导思想。在这一思想指导下，依据教学目标和学生完成三项学习任务的需要，设计系列学习活动，主要包括回顾、构想、发现、归纳、推测、观察、记录、分享、交流等，这些学习活动具有鲜明的自主、探究、合作的特征。同时，对每个学习活动设计具有过程性、生成性的学习成果，如制作可供观察的微生物装片，对微生物观察过程的阐述，对草履虫和小绿藻生命特征的归纳等。此外，教师在设计学习活动时，突出强调对资源的选择与交互。

教学实施

下表给出了本课教学实施的情况，以教学设计和课堂观察相结合的形式进行呈现。主要包括环节、过程、学习任务、学生活动等四个方面。

由表中可以看出，学习任务、学习活动都对学生高阶思维能力的发展提供了有效的支持，学习任务与学习成果生成具有明显的对应关系。从教学设计的角度来看，本案例任务设计问题化、技术利用交互化、小组合作成果化，这些设计成果通过教师优化组织的教学策略，让学生经历了回顾与构想、观察与记录、分享与交流、猜想与分析、发现与验证、分析与归纳等学习过程，并产出了生成性学习成果，从而有效促进了学生高阶思维的发展。

袁文铮：感谢解教授分享的科学学科案例，上述案例中，学生们的思维从构想水中微生物装片的方法开始，经历画微生物、猜测照片中的移动小黑点是什么、拍下观察录像以验证自己的猜测和论述，直至最后获得正确的实验结论，向我们呈现了学科课堂教学中培养学生高阶思维的过程和方法。从您以上的讲述中，让我深刻体会到，思维的培养需要教师在深度分析学科本体知识的基础上，挖掘其中蕴含的思维与逻辑，浸润到课堂学习活动的各环节，于潜移默化中逐渐提升学生的思维能力。

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