学科知识到学科思维素养提炼与生成机制

■ 邱子华 陈国华 于海涛

学科思维素养居于学科核心素养的核心地位，对其他学科核心素养具有统摄作用，但在以往我国学科课程上并未得到重视。已有研究表明，中小学生的思维能力水平仍较低，这既与以往学科课程文件未明确学科思维素养的地位和作用有关，也与教师在教学中未能利用恰当的方法进行培养有关。[1]现阶段，关于学科思维素养的研究存在如下问题：首先，在研究视角上，心理学视角与中小学学科视角互相割裂分离；其次，在研究内容上，有关学科思维素养系统的、本体的、认知的理论研究较少，导致广大中小学教师缺乏关于思维与学科思维的理论性及实践性教学知识，从而使学生思维发展出现了零散化、碎片化、浅层化的问题。我们认为，学科思维素养的形成一定是“化学变化”的产物，而不是“物理变化”的结果。从化学视角来看，学科思维素养的组织结构决定其本质属性。学科思维素养，先要从学科知识中“还原”提炼出来，再在学科情境中“氧化”生成回去，才能完成其转化。因此，只有厘清学科思维素养的组织结构、本质属性、提炼方式与生成机制，正确处理学科知识与学科思维的关系，正确处理学科思维素养与其他学科核心素养的关系，改变学科课堂教学忽视学生思维发展的现状和学科知识与学科思维脱节的现象，才能使学生学科思维素养发展有机融入学科教学过程中，才能使思维教学真正落实到常态的中小学学科课堂之中，达成学科教学发展学生思维的目标。

一、学科思维素养的结构

学科教育教学的价值不在于它对客观世界的结论，而在于它观察世界、思考世界、表达世界的独特方式，这种方式就是学科思维。

从相互关系看，一般思维与学科思维是共性与个性的关系，一般思维寓于学科思维之中，在学科思维之中发展一般思维，学科课程在其合理的学科定位下完成学生思维发展的目标。从认知过程看，学科思维是学生从学科的视角观察问题、遵循学科的逻辑思考问题、采取学科的方法解决问题。从组成结构看，学科思维素养是学生通过学科学习逐步形成的思维的关键能力、必备品格与价值观念，可以看作是以调控力为中心的，连接价值取向、认识视角、具体方法、认识思路4个顶点且4个顶点相互关联的正四面体，简称为“调控力、取向、视角、方法、思路”学科思维素养组成结构正四面体模型（如图1）。

图1 学科思维素养组成结构正四面体模型

（一）取向

取向是学科思维素养的价值观念与基本立场。回答的是“为什么想”的问题。认知过程是信息加工与意识活动相耦联的复杂过程，是有价值观和取向的。同时，思维作为一种特点鲜明的反映客观现实的过程，是在一定的世界观引领下，在已有思维的基础上发展出认识客观世界的一种方式，表现为对待事物的方式、理解事物的模式、处理事务的方法。[2]学科思维素养是在一定世界观引领下的，不仅是一种理解和处理事务的方式，还包含态度、倾向和判断等因素，包含学科意识，能够有意识地从学科的视角看待客观现象和实际问题，有意识地使用学科思维去解释现象和解决问题。取向承载着学科精神、学科态度、学科价值观等内容，是学科的精髓所在，是学科思维素养的重点和基准。

（二）视角

视角是学科认识世界的侧面、角度和切入点。能够引发深入与拓展思考，具有广泛的迁移性，回答的是“从哪儿想的问题”。学科专家之所以能够在真实情境中迅速找出问题的症结和解决问题的“门道”，优秀学生之所以能够提出有价值的学科问题，有条理地思考问题，有方向地解决问题，在于有过找出问题症结和解决问题的训练。[3]由于研究对象的复杂性，对客观世界的探索，不同学科、不同时段、不同领域研究者研究的侧面和角度不同，逐步形成各学科观察世界、描述世界和解决问题的独特认识视角。视角超越了具体的学科知识，具有一般的方法论意义和价值，启发和指导学生学科思维的方向，是帮助学生寻找解决陌生情境下复杂问题的突破口。视角具有层级结构，居于顶层的是学科本原性视角，其次是基于特定的学科主题或学科核心概念的非本原性的不同层级的视角。视角对发展学生的学科思维方式具有极为重要的作用，具有重要的素养发展价值。

（三）方法

方法是学科思维素养的手段和工具。包括一般思维方法和学科方法，回答的是“用什么工具想”的问题。心理学认为，方法可以分为弱认知方法和强认知方法。[4]一般思维方法是思维的途径、手段或办法，也就是思维过程中所运用的工具和手段，比如，归纳与演绎、分析与综合、抽象与概括，属于弱认知方法。学科方法是人们学习学科知识和应用学科知识的思维策略和模式，是思维方法与学科知识相结合的产物，属于强认知方法。不同学科具有不同的学科方法，学科知识与方法水乳交融，方法寓于知识之中，知识学习贯穿着方法操作。学生只有在知识学习过程中运用方法、体悟方法，才能掌握知识、发展思维。[5]

（四）思路

思路是学科认识世界的程序、路径或框架，是从学科本原上对特定的学科主题或学科核心概念的认识过程的一种概括，回答的是“怎么想”的问题。建构思路，需要基于特定的学科主题或学科核心概念，将认识视角与认识对象进行结构化关联，形成结构化的认知模型。同视角一样，思路具有重要的素养发展价值，思路一旦形成，就会启发和指导学生进行学科思维，帮助学生形成解决陌生情境下复杂学科问题的分析框架。

（五）调控力

调控力是学生为了达到思维目的，主动地运用与调控元认知、动机与行为的能力，强调能够积极激励自己拥有与调用适当的策略进行思维，回答的是“怎么想得更好”的问题。思维过程中，学生通过视角调整、思路改进、方法修正、效能反思，思维过程不断得到矫正和调整。学生积极激励自己且积极使用适当策略的思维调控，不仅可以被看作是一种动态的活动，而且是对取向、视角、方法、思路起到统领作用的能力，居于学科思维素养的中心，贯穿于学科思维的过程，具有关键的素养发展价值。

二、学科思维素养的性质

学科思维素养的“调控力、取向、视角、方法、思路”正四面体组成结构，决定其具有统摄性、内隐性、目的性等本质属性。

（一）统摄性

统摄性是指学科思维素养居于各学科核心素养结构的中心，对本学科其他学科核心素养具有统摄作用。换言之，素养的核心是思维，学科核心素养的核心是学科思维素养。从思维与素养的关系看，素养的核心是思维。无论是道德品质、身心健康，还是语言素养、人文素养都与思维息息相关。其中，思维有成长型思维和固定型思维两种思维方式，具有德性意蕴。一个人积极向上的品质，说到底有赖于积极的成长思维方式，一个人消极颓废说到底是改不掉消极的、固定的思维方式。当学科知识通过思维开启学生心智，通过思维解决实际问题，学生不断产生学习的成就感、创造感、幸福感，知识通过思维转化成为学生人生智慧的力量，才真正找到通向美德的途径。[6]语言与思维密切相关，语言表达清晰在于思维的清晰，语言表达的混乱一定是思维的混乱。人文素养是思考、体悟、内化的结果，思维起到关键作用。沟通交流最根本的也是思维方式问题，思维方式决定着一个人能否听明白别人说的话、自己的话能否说到点子上。从学科思维素养与学科核心素养的关系看，学科核心素养的核心是学科思维素养。中小学各学科的学科核心素养，都包含思维素养，而且思维素养居于学科核心素养中心，统领各学科核心素养。学科思维素养统摄整个学科核心素养的全部要素，所有学科核心素养依赖于学科思维素养而存在。不同学科的学科思维素养既有同一性，又有差异性，都具有独特的学科特征。

（二）内隐性

内隐性是指思维活动内隐于学习过程之中、学科思维内隐于学科知识之中，看不见、摸不到，来无影、去无踪，却是实实在在存在的，它于人的成长，作用重大。换言之，学习的本质是思维，学科学习活动的本质是学科思维活动。一方面，学习活动分为身体、双手的外在活动和心理、大脑的内在活动，心理、大脑的内在活动就是思维活动；同时，思维活动决定和支配身体、双手的外在活动。现代心理学研究也表明，思维是认知的核心，从狭义上讲，也可以把思维看作认知的同义词。[7]“对于学生学的活动而言，不论是发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，还是自主探究、独立思考、合作交流、总结反思，还是推理论证、构建模型、应用迁移、评价创新，其核心活动都是思维。”[8]学习过程就是思考的过程，思维贯穿于学习过程，思维活动是学习活动的暗线，支配和决定学习活动的开展。另一方面，知识具有三层内在结构，外层是符号表征（实体性知识），是“怎样的世界”；中间是逻辑形式（方法性知识），是“看世界的眼光”；内层是意义系统（意义性知识），是“与世界和谐相处的态度”。学科思维居于知识结构的深层，是学习不断产生新结果、新经验、新体验、新观念、新价值的前提和基础。

（三）目的性

目的性是指教会学生思维，是教育的核心目标和最终使命。换言之，教学的价值是思维，学科教学的价值是发展学生学科思维素养。顾明远先生指出，教育的根本任务是让学生的思维得到发展。任何人在学校学的学科知识，毕业后若不从事与这个学科有关的工作，一两年后，学科知识很快就忘掉了。但剩下的学科精神、学科思维等却深深烙印在心中、带在身上，随时随地发生作用，终身受益，这就是学科学习的标识性成就。学科知识本身并没有价值，它的价值存在于学科问题的解决过程中。

三、学科思维素养的提炼方式

学科思维素养的内隐性决定其需要从学科知识中“还原”提炼出来。教师除了要具有扎实的学科知识，增强学科理解能力，从学科视角驾驭教学内容，增进课程知识结构化认知，还要对知识的深层意义具有较强的感受力和外显力，并能够将其“还原”提炼出来。这种“还原”提炼，就是从学科本原上认识学科知识所蕴含的学科本原性问题以及解决本原性问题的学科思维方式和方法，探寻其“调控力、取向、视角、方法、思路”结构，通过分解、抽提、外显、进阶，实现学科思维素养的目标化。这种提炼方式，可以看作以目标化为中心连接分解、抽提、外显、进阶四个顶点且相互关联的正四面体，简称为“目标化、分解、抽提、外显、进阶”学科思维素养提炼方式的正四面体模型（如图2）。

图2 学科思维素养提炼方式正四面体模型

（一）分解

分解是指将课程标准中学科思维素养条目内涵进行细分、解释，形成较课程标准的描述更结构化的学科思维素养界定。同时，根据这种界定，在不同的课程内容主题中，寻找学科思维素养的落脚点，从而解决学科思维素养“是什么”的问题。虽然课程标准对学科思维素养条目进行了高度概括的表述，也规定了课程目标和学业质量水平，但教师仍然必须带着明确的目的，遵循一定的逻辑，选择适合的策略和方法，对学科思维素养条目进行分解，才能像专家一样整体地思考为什么“想”、“想”什么、怎么“想”、“想”到什么程度，确保“教、学、评”的一致性。

（二）抽提

抽提是指从不同的教学单元的学科知识中，按照“调控力、取向、视角、方法、思路”结构模型，将学科思维素养“提取分离”出来，从而解决学科思维素养“在哪里”的问题。抽提主要是运用本原性、结构化方式，分析学科知识结构的“内在纹理”，凝练、提取认识视角和认识思路，以此为骨架，建构不同知识属性下的“调控力、取向、视角、方法、思路”认知模型，为认识学科知识提供思维框架。

（三）外显

外显是指在分解、抽提的基础上，对学科思维素养进行明确名称、说明过程、揭示本质、建立模型的物化过程，从而解决学科思维素养“什么样”的问题。事实上，学科思维素养散落在繁杂的学科知识之中，不易准确把握，又易混同于一般思维，外显程度和系统性较差，导致教师不能有计划、系统性地发展学生思维。

（四）进阶

进阶是指将外显的学科思维素养的水平进行系统划分和精确描述，是建立在进阶变量基础上的学生学科思维发展“脚踏点”的水平期望。“阶”是基于知识逻辑结构的各个“脚踏点”，一个个连续的“阶”将学科思维的起点和终点连接起来，构成进阶，[9]从而解决学科思维素养“什么路径”的问题。学生的学科思维进阶，是“调控力、取向、视角、方法、思路”等学科思维素养组成结构不断结构化、自主化的过程。开始依靠外部指定调控力、取向、视角、方法、思路，然后需要暗示、提示调控力、取向、视角、方法、思路，最后再到自主运用和主动调用调控力、取向、视角、方法、思路多角度、强关联地分析解决问题；而且越是复杂陌生的问题情境，越是没有认识方式提示，越需要学生自主调动，学科思维素养水平越高。进阶使得学生的思维实现持续的、连贯的构建，为教师探索进阶始端到终端的路径以及设计进阶的“脚踏点”提供基础。

（五）目标化

目标化是指在分解、抽提、外显、进阶的基础上，结合学生思维水平和知识经验，对单元和课时的学科思维素养目标进行规划和设计，从而解决学科思维素养“如何评价”的问题。学科思维素养目标包含学习目标和评价目标，学习目标体现为学科思维素养的习得、已有学科思维素养的迁移以及应用学科思维素养对学科知识进行的更深入加工；评价目标主要是学生能否运用学科思维素养分析和解决问题及其结构化水平。

四、学科思维素养的生成机制

学科思维素养其实是隐藏在学生的知识经验、学科观念背后的复杂结构，素养发展实质上是结构不断化学变化的过程。“炼制”是可以用来形容其转变机制的最佳图景。[10]换句话说，素养发展犹如“炼制”，是“化学变化”的产物。同时，学科思维素养具有统摄性、内隐性、目的性等本质属性，这就决定了其必须依赖于以可视化为中心的情境、问题、任务、活动的生成机制。这种生成机制，可以看作以可视化为中心连接情境、问题、任务、活动四个顶点相互关联的正四面体，简称为“可视化、情境、问题、任务、活动”学科思维素养生成机制正四面体模型（如图3）。

图3 学科思维素养生成机制正四面体模型

（一）情境，引起认知兴趣

情境是把学科思维素养“放回”学科知识之中的教学化处理，包括把学科知识还原到人类探索世界的历史长河中去、让学生浓缩地经历学科知识的来龙去脉，把学科知识与社会生活实践进行加工包装、让学生在解决感兴趣的实际问题中实现“用以致学”。情境具有引发认知冲突、激发认知兴趣的功能，同时引导知识构建，促进知识迁移，进而发展学生学科思维素养。思维是对知识的组织和加工，脱离具体的问题情境，思维素养无法真正形成，也无法在真实问题中迁移。[11]学科知识是学科思维素养的媒介和手段，构建真实情境、以真实情境贯穿学习过程，是学科知识通向学科思维素养的必然要求。

（二）问题，引发认知冲突

学生运用学科视角识别学科问题时，就会出现从已知到未知间的差距和障碍等产生的认知困境，这种认知冲突形成问题解决的需要和动机。[12]问题是学生思维的启动器和驱动器，以学科核心问题为统领，通过层次化、结构化、阶梯化的问题序列，学生的思维逐步走向深入。问题产生于学生已有的知识和即将学习的知识“节点”上，按照本原性和结构化方式，在情境中凝练出学科本原性问题，转化为学科问题，进而上升为学科认识视角和认识思路，形成具有内在逻辑的、清晰的问题线索。

（三）任务，引领思维发展

任务是基于真实情境下的学习主题，并指向学科知识承载的学科思维素养，也是以学生学科实践为中心，并且是学生感兴趣的、身边需要完成的实际任务，是情境性、整合性、多样性和目标性的学习。通过真实情境，提取学科信息、转化学科问题、生成实际任务，学生提出自己系统研究问题的角度和设想——需要哪些知识，需要从哪些角度去研究。任务的落点不是任务达成或完成任务所需的展示，而在于学生系统化思考的视角和解决问题的思路，以及解决问题过程中学生学科思维素养的发展。

（四）活动，引导自主建构

活动是实施任务的具体方法、环节。一项任务包含若干个活动。在学科活动中，学生外在地“做”、内在地“想”，展示“做”得怎么样、“想”得怎么样，经历感性认识和理性认识，促进学生发展。学科思维是学科活动的本质，表现为学科特有的理解问题和分析问题的方式，语文强调语言直觉思维、文章逻辑思维、文学形象思维，科学注重理性思维，历史突出现场思维，地理关注综合思维。不同思维揭示着不同学科特质的活动，学科活动代表学科印记和学科味道，给学生独特的经历和体验、独特的任务和要求。语文强调语言建构与应用，科学注重实验探究，历史突出史料实证，地理关注地理实践。

（五）可视化，呈现交流思维

可视化是将思维过程和思维结果呈现、促进人们的知识创造与传递。[13]它是运用语言、文字、图像或动画、图示技术将思维过程清晰呈现出来的过程，揭示的是知识表征背后的思维方法、路径和规律。可视化能够引导学生重构内部经验、主动建构新知，不断展示思维过程，接受同伴和教师反馈，修订认知结构，促进思维交流，既厘清思路、活化思维，又探查缺陷、发展思维。学生思维的可视化与教师思维的可视化，在课堂教学中交互进行，不断发现思维结构、呈现思维结构、迁移思维结构，相互交流、相互影响、相互修订，构成了可视化课堂教学，使思维看得见、学习看得见、发展看得见。

恩格斯在《自然辩证法》中写道：“思维着的精神，是地球上最美丽的花朵。”思维着的精神也是世界上最娇嫩的花朵，我们对它的“呵护”还非常有限。认识学科思维素养的结构和性质，遵循学科思维素养的提炼方式和生成机制，让每一门学科、每一节课都成为通向学科思维素养的阶梯，才能促成每一位学生真正成为高度自觉的理性人。