世界高阶思维能力研究的主要内容与进展

王郢 徐彬

高阶思维能力的培养对义务教育阶段学生的思维发展至关重要。虽然世界各国都十分关注对高阶思维的研究，但尚未形成能够受到学界广泛认可的相关界定，其培养方法众说纷纭。本期，我们从研究的视角阐释高阶思维能力的研究现状，从批判性思维、思维能力整体提升等不同侧面解读高阶思维能力的培养。

高阶思维能力（Higher Order thinking Skills）是当前国际教育研究的热点，世界各国都非常注重对高阶思维能力的培养。美国在2002年启动了“21世纪技能研究项目”，旨在推进美国教育系统对时代挑战的应对，其中特别提到了要培养学生的创造力、批判性思维与问题解决等能力。英国教育部2014年颁布的国家课程框架文件中，在数学学科明确提出高阶思维能力培养，要求学生能够“将数学知识应用到难度日益增加的常规和非常规的问题解决中”。新加坡2009年发布的《理想教育成果》明确提出“推理与决策”“反思性思维”“好奇心与创造力”“应对复杂与模糊问题能力”四方面的高阶思维能力。

国际学界对于高阶思维的关注并非空穴来风。心理学界对于高阶思维的相关研究早在20世纪60年代就已经开始了，最初的研究集中在教师教育、特殊需求学生教育、天赋学生培养等特殊群体上。随着近60年的不断发展，目前全球范围内有关高阶思维能力的研究主要集中在特定学科高阶思维培养策略研究、高阶地位的表现与能力测量研究、特定群体的高阶思维发展现状调查分析等方面。

我国的高阶思维研究于2000年起步，目前主要集中于在教学中培养高阶思维能力的方法、在具体学科中如何培养高阶思维等。我国在探讨“高阶思维”时与国际的话语指向有比较细微的差别：国内学者更倾向于在不同学科中以整体性观点来研究高阶思维，国外学者则更倾向于将高阶思维进行划分，穷举出决策、推理、批判、反思、构建支持、分析观点、实验探究、错误分析等不同思维方式。

一、高阶思维概念的前世今生

“高阶思维”这个词很早就走入了教育心理学研究者的视线。20世纪60年代，美国心理学家布鲁姆的教育目标分类学中就将教育目标进行分层，由低到高分别是识记、理解、应用、分析、综合、评价，其中后三项就是高阶思维能力。奥苏贝尔将学习的结果分为命题学习、应用、表征学习、概念学习、问题解决、创造，其中问题解决、应用和创造都指向学生的高阶思维。20世纪80年代中期，信息加工学派李维斯和史密斯等人将高阶思维进行总结类化，认为高阶思维的本质是一种思维活动过程，这种活动是学生“把非常规情境中发现问题的思维能力综合和复杂化的过程”。到了90年代，认知心理学派的代表人物巴拉克教授对高阶思维能力的范围进行了拓展和巩固，认为超越了信息查询和识记的思维活动都可以被称为高阶思维。从90年代末期开始，许多学科都开始开拓自己的高阶思维能力列表，完善自己学科中高阶思维能力的归纳与总结。在数学领域，美国全美数学教师理事会（NCTM）在2006年将数学高阶思维能力定义为“解决非常规性问题所需要的思维……包括：分析、逻辑、批判、评价、反思、创造等能力”。所谓“非常规性问题”，就是学生尚未知道算法的新的问题情境。

从高阶思维的发展以及各学派对其界定中可以看出，高阶思维至少具有如下特征：①不是简单的知识交流授受;②必须要在学生自己的大脑中与原有知识发生联结，且梳理出包含、递进、因果等关系类型;③这种联结的目标指向是问题解决;④是一种综合性、复杂性、创新性的思维。

二、高阶思维能力研究的世界图景

为了让读者更加直观地了解当前世界对高阶思维能力研究的进展，我们对国际学术论文数据库WOS进行了知识图谱数据分析，对研究热点、代表人物和焦点机构进行了简单梳理。

上图是利用图情分析软件citespace制作的高阶思维能力研究知识图谱。图片的解读有四个要素。①研究时间进程：图片最上方的横线颜色表示时间进程，越靠左时间越早。②研究热点问题：图中的“十”字表示研究的热点话题，“十”字越大，表示关注的人越多。③热点问题的时间跨度：“十”字本身带有颜色，颜色越红代表越是新近关注的重点。④热点问题之间的关系：“十”字与“十”字之间的连接线表征各研究问题之间的联系与演变。

从上图不难看出：从时间演变来看，世界有关高阶思维的研究从一开始并未分化，而是以“高阶思维技能”为一个整体走入研究者视线的，随着时间的推进，“批判性思维”最早被分离出来;从研究热度来看，数学学科、批判性思维、学生学业表现、动机激发、知识获取与课堂教学是高阶思维研究的重点;从相互关联来看，学业表现可能成为下一个研究的焦点，研究者的大致思路基本都遵循“最大赢家”套路，即研究者通常在学生的课堂表现中观察到其思维特征，并结合自己的学科教学对这些思维特征的发展、培养等问题进行思考，最后落脚在学生学业表现上。

我国的高阶思维研究起步较晚，但后来者居上的好处在于我们能够通过对知识图谱的分析得到很多研究启发。对于一线教师来说：①数学教师具有得天独厚的条件可以从事学生高阶思维的观察、研究和培养，广大数学教师都可以在自己的日常教学中尝试培养学生的高阶思维能力;②“磨刀不误砍柴工”，高阶思维培养可以提升学生的学业成绩，虽然因此会花去一些时间来备课和引导学生，但这些时间最后都会化为学生成绩提高的效益;③高阶思维的研究可以从批判性思维的培养和研究入手，因为从国外的研究经验来看，批判性思维具有很强的外显性，较容易被教师在课堂教学中捕捉和分析;④高阶思维的提升能够促进学生学习动机的提高，因为自我成就感能够激发他们的学习兴趣，同时学习动机作为影响学习效果的重要非智力因素，能够带动学习态度、学习习惯等其他非智力因素共同发展。

三、数学高阶思维能力的内容与培养

虽然全美数学教师理事会（NCTM）对数学高阶思维给出了一个定义，但由于过于宽泛，至今尚未在全球范围内取得共识。香港《数学课程标准》在2009年对数学高阶思维能力的构成要素进行了解读，认为数学高阶思维能力包括探究、建构、问题解决和传意四种能力。探究能力是指根据已知条件提出假设、验证假设，从而得出相关结论;探究活动需要的数学品质有观察、分析、验证等。建构能力指通过深入思考，把知识重新组织起来，从中获得新的规律和观念，并加以归纳。问题解决指在陌生的情境下，懂得怎样运用已有知识。传意能力包含分享观念和接收信息，并能以数字、符号、图像、模型等方式进行表达。香港的数学课程一直以来被认为是东西方的交汇与结合，因而其对于高阶思维能力的探讨目前被学界较多人认可。

內地对数学高阶思维的研究主要集中在思维的评价和培养上。张红霞老师对初中生的数学高阶思维能力进行了分析，认为其包括分析、评价和创造三个维度（如表1）。

上海市教研员胡军认为，数学高阶思维是由策略性思维（元认知）、批判性思维和创新型思维三者构成的一个立体三维模型（如图1）。正如长方体的体积由长、宽、高共同决定，学生的数学高阶思维能力也应该由策略性、批判性、创新型三种思维共同决定。若有一种思维相对发展较弱，就会像“木桶理论”一样影响到学生的整体思维水平。

研究者通过分析大量课例发现：想要发展学生的策略性知识，必须让学生在课堂上把脑筋动起来，敦促他们主动思考。在学习数学知识时，教师注意强调新知识的上位概念，为他们梳理学习知识的“思维支架”。提升学生的批判性思维，除了常规地鼓励学生多提问题之外，更要注重敦促学生在学习中内省，鼓励他们不断检视自己的思维过程，检视自己所学习的知识与原有知识的联系与区别。对于创新型思维的培养，在教学中要避免解题套路化，注重引导学生自主探究解题思路，归纳总结解题方法。

天津师范大学刘世哲团队对天津市20名小学数学特级教师的课堂教学视频进行分析，并利用自行开发的课堂观察量表对教学过程进行量化编码和处理。研究发现：学生的思维发展基本都遵循“认识接受→元认知自检→提取→理解→分析→知识应用”的路线，各环节无法逾越;专家型教师善于讲故事，他们特别注重对问题情境和学生解题思路的讲述和分析，以刺激学生进行元认知检视，自发形成解题策略;专家型教师在教学中设置的开放型问题占比不低于40%，使得学生能够有更多机会进行“思维体操训练”，这些开放型问题通常都是在“思维生长点”“知识衔接点”上;课堂设问应由浅入深，“问题串”成为绝大多数专家型教师的首选。

（作者单位：武汉大学教育科学研究院）