在技术与工程课中培养学生的高阶思维

杜志刚

摘要认知领域目标从低到高依次分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造六个层级。在这六个层级中，记忆、理解和应用属于低阶思维层次目标；分析、评价和创造属于高阶思维层次目标。高阶思维相对于低阶思维而言，更具有挑战性和开放性的特点。对于技术与工程领域的相关内容，教师应设计训练学生高阶思维的教学环节，引导学生开展以分析、评价和创造为主要形式的高阶思维活动。本文以“做一顶帽子”活动为例，谈谈在技术与工程领域中培养学生高阶思维的一些探索和思考。

关键词 认知领域目标 教学环节 高阶思维

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.24.019

Cultivating Students’ High-order Thinking in Technology and Engineering Course

——Take the activity of "making a hat" as an example

DU Zhigang

（Zhejiang Wenhai Experimental School， Hangzhou， Zhejiang 310018）

Abstract： From low to high， cognitive goals are divided into six levels： memory， understanding， application， analysis， evaluation and creation. Among these six levels， memory， understanding and application belong to the objectives of low-level thinking level； Analysis， evaluation and creation belong to the objectives of high-level thinking. Compared with low-level thinking， high-level thinking is more challenging and open. For relevant con？ tents in the field of technology and engineering， teachers should design teaching links to train students’ high-or？ der thinking， and guide students to carry out high-order thinking activities in the form of analysis， evaluation and creation. Taking the activity of "making a hat" as an example， this paper discusses some exploration and thinking on cultivating students’ high-order thinking in the field of technology and engineering.

Keywords： cognitive domain goals； teaching link； high-order thinking

美国教育学家布鲁姆把认知领域目标划分六个层级：知识、领会、应用、分析、综合、评价。这六个层级指向的是我们所说的思维层次。后来安德森等专家对六大层级目标进行了整合和完善，将认知领域目标从低到高依次分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造六个层级。在这六个层级中，记忆、理解和应用属于低阶思维层次目标；分析、评价和创造属于高阶思维层次目标。高阶思维相对于低阶思维而言，更具有挑战性和开放性的特点。

对于技术与工程领域的相关内容，教师应设计训练学生高阶思维的教学环节，引导学生开展以分析、评价和创造为主要形式的高阶思维活动。下面以“做一顶帽子”活动为例，谈谈在技术与工程领域中培养学生高阶思维的一些探索和思考。

确立发展高阶思维的教学目标

技术与工程课的一般目标是提升学生的设计与制作的能力，培养学生的动手能力，但高阶思维导向下技术与工程课的教学目标不仅仅是上述的内容，更重要的是提升学生发现问题、解决问题的能力，发散与求异的创造能力以及评价能力（见表1）。

目标作为行动的直接动机指引和调整着各种行为，并作为支配人的意志的内在规律贯穿在人的实践中。如果制定“通过制作一顶帽子，学生动手操作的能力得到提升”这样一般的教学目标，教师在课堂教学过程中重点培养学生的动手能力，让他们按照教师提供的模板和步骤完成一顶帽子的制作就算达成了目标。这样做高阶思维中分析、评价和创造的目标显然是无法达成的。

筆者在教学活动前设计的目标是：（1）通过小组合作，能设计个性化的帽子。（2）通过制作帽子，提升动手和分析能力。（3）展示和交流，能基于标准进行评价。第一个小目标体现的是思维的多样性，只有思维具有多样性才会有创造性。第二个小目标体现的分析思维，动手能力只是目标中的一部分。第三个小目标体现的是评价思维。

为了达成“通过小组合作，设计不同的个性化的帽子”这一小目标，笔者接下来就考虑从功能、制作方法等方面入手。为了体现功能和制作方法的不同，首先会思考提供给学生哪些不同的材料才能体现多样性。同样，为了达成“通过展示和评价帽子，能基于标准进行评价”这一小目标，须考虑通过何种途径进行展示，从哪些方面进行评价，由谁来评价，评价标准是什么？有了高阶思维目标的指引，才会有高阶思维的活动组织和设计。

创设激发高阶思维的情境

教学中，创设情境主要是营造学习氛围。小学生从小具有强烈的接触物体、探究物体的本能和需求，乐于探索身边的新鲜事物。教师在教学中，可以根据学生的兴趣爱好、生活经验、知识水平、思维特点，创设他们熟悉的情境，有助于唤醒学生主观上的自我需求并激发创造欲望。在自我需求的驱动下，设计和制作出成果，学生更能体验成功的乐趣，发展他们的创造性思维。

在本课中，笔者设计了如下导入情境：A教师接到了一个厂家的订单，需要为班级订购两种帽子，一种是防雨的帽子，一种是太阳帽，你们愿意接受这个任务吗？通过情境笔者提出了本节课的任务：设计并制作能防雨或能遮阳的帽子。整节课中，教师始终把学生的设计和制作活动置于这一情境中。在评价环节中，教师又以厂家要检验帽子是否符合防雨或能遮阳的要求这一情境，引导学生从功能性这一角度进行检验。学生戴上帽子，用大的照明灯模拟太阳，从头顶上照射，看是否满足遮挡阳光的要求；学生戴上帽子，用洒水壶模拟下雨，从头顶上喷水，看是否满足防雨要求。在展示、交流的过程中，教师继续设置情境：厂家生产的产品是要销售出去的，为了得到更多的利润，我们有哪些好办法？这样可以使学生认识到产品是需要考虑成本的，从而渗透成本的意识。

技术与工程课中的高阶思维导向的情境设置不同于的一般的情境创设。需要考虑情境是否真正贴近学生的实际生活，是否能真正激发他们设计和创造的欲望，是否能引发他们对产品结构和功能等方面进行反思和评价。

提供引发高阶思维的探究材料

技术与工程课中的高阶思维以材料为载体，引发高阶思维的材料应该是有结构的材料。技术与工程活动中的有结构的材料是指教师精心选择的典型材料组合，同时要贴近学生的日常生活，让学生可以利用这些材料根据需要搭配选择，既体现科学性，又符合学生的身心特点与认知规律。结构性的材料能起到启迪思路，为设计多种方案提供支持，使学生在有限时间内制作个性化的作品成为可能。

本课中，笔者为学生准备了纸盘、扭扭棒、大硬纸、小硬纸、彩带、塑料纸、报纸、布片、棉线尺子、双面胶、剪刀、胶带等十多种材料和工具。这些材料在生活中比较常见，因此学生对材料的特点也比较清楚，方便根据需要进行搭配使用，制作成不同功能、个性化的帽子。帽子的主体构造分为帽盖和帽檐。纸盘、大硬纸、小硬纸、塑料纸、报纸、布片可以用来做帽盖或帽檐，根据功能要求可以选择搭配，比如防雨帽可以用塑料纸做，也可用报纸加塑料纸或者硬纸加塑料纸，这样为学生设计方案提供了多种可能性。扭扭棒、胶带、双面胶等起到固定和连接的作用，而且固定和连接方法也有多种方案可供选择。彩带起到装饰美化的作用，可以自由裁剪和拼搭，设计出不同的造型。在课堂上，每个小组都制作出了不同的帽子，这与材料的多样性和结构化是密不可分的。

技术与工程活动中的材料不但影响产品的外观与结构，还影响到学生的分析和比较，以及对产品的评价。所以，教师在准备材料时，需要比准备其他课的材料更花心思。

设计富有高阶思维的记录单

在教学活动中，记录单有着非常好的指导作用。活动前，根据学生特点，设计富有高阶思维的记录单，对引导学生开展富有创造性的活动有非常大的帮助。高阶思维导向下的活动记录单既要考虑制作所需的材料和工具、产品的特色、结构的设计、制作的流程设计等，又要包含有关评价的内容，让学生清楚制作的目的是什么，也就是要制作成什么样的产品，制作出来的产品应该具有什么样的功能等（见表2）。

高阶思维导向下的活动记录单，应该细化评价指标，指引学生活动的方向。在整个课堂教学中，我们提倡教、学、评一致，与高阶思维活动目标一致的评价标准能促进高阶思维目标导向下的教学活动更高效地展开，进而达成培养思维品质的目标。同时，在记录单中，尽可能制定符合设定的教学目标的评价量规，方便现场查验。

在“做一顶帽子”活动中，活动记录单列出了13种材料和工具提供给学生选择。在制作帽子之前，通过画简单设计图，教师引导学生设计出帽子的结构。制作完成后，组织学生进行评价交流。本次设计与制作活动是以小组为单位完成的，在记录单中主要是以小组评价为主。考虑到学生的实际学情，教师对评价进行了简化，具体内容为：具有帽子特点；功能实现；材料选择合理。评价量规也简单明了，做到3点就是A，做到2点就是B，做到1点就是C，没完成就是D，这样的设计符合低年级学生的特点，很快就能评价出产品的等级。

评价不是目的，只是促进学生思维发展的手段。同时，评价单的设计根据学生年龄特点、产品特點，可以灵活选择不同的评价主体，不同的评价标准和内容。

重视高阶思维导向下的作品评价

评价可以让学生在后续的设计和制作中变得有章法，领悟到在以后类似学习中知道怎样构思，怎样选择材料，怎样调整设计方案，学会依据适当的标准对他人或者自己的作品展开评价与反思。高阶思维导向下的展示与评价，需要关注作品的科学原理和作品的特色，同时要对照设定的评价量规进行检验。

本课中，笔者引导学生从是否具有帽子特点（有没有帽子的结构）、是否实现既定的功能（防雨或者遮挡阳光）、材料选择是否合理（防雨帽是不是选择了防水的材料）三方面进行小组评价。第一方面，是否具有帽子特点，关注的是科学原理，既然是做帽子，就要符合帽子的结构特征，如具备帽盖和帽檐等；第二方面，是否实现既定的防雨或遮挡阳光的功能。评价是否实现既定的防雨或遮挡阳光的功能，则通过创设情境，利用照明灯照射头顶上的帽子观察透光情况，利用洒水壶喷洒头顶上的帽子观察头发打湿的情况来进行检验。

学生在评价中学会反思，在反思中促进新的思维形成。这比作品本身的好坏更值得去关注。在有限的课堂时间内，学生的作品可能不会很好，可能功能性也不完善，但是从另一个角度来看，这样反而给学生的反思改进留下了很大空间。我们既要引导学生反思设计中所运用的知识原理是否合理，更要反思解决问题的办法是否合理，以及引导从众多问题中寻找关键问题，思考进一步的解决方案，让作品更完美。

经过检验后有部分小组没能满足防雨或者遮挡阳光的要求，笔者继续引导学生反思：你们觉得为什么没有通过检测？问题出在哪里？让学生找到问题所在，如：可能是连接地方出问题导致“漏雨”，也可能是材料使用不合理导致失败的，还可能是帽檐太小导致遮阳效果不佳等。找出了问题所在，也就是为完善和改进帽子奠定了基础。

技术与工程课是以一定的科学概念为起点，通过技术设计制作发展学生运用科学概念的课型。高阶思维的发展是以低阶思维为基础的，离开了低阶思维谈高阶思维的培养就如同空中楼阁。因此，在技术与工程课中培养高阶思维的同时不能脱离了低阶思维开展活动。