“四何问题”教学情境下促进初中生高阶思维发展的策略探讨——基于初中创客课堂教学行为大数据分析

文| 陈 凤，刘 瑶

一、“问题化”教学情境下的应然价值

问题是指必须运用一系列认知操作程序才能解决的“难题”，而这“难题”不是现有的知识或现成的方法就能解决的。虽然问题可以简单或复杂、具体或抽象，但每个问题都包含三个基本成分：起始情况、目标情况和障碍。因此，问题被定义为基线与目标情况之间存在并需要克服的条件。教学活动几乎总是与不同的问题联系在一起。现代课程的基本结构是“问题”，课程改革的主要任务是对课程内容进行问题设计和重组。学习问题的设计能够提前引导学生的思维发散，引导学生思考教学活动，把学习过程引向事先计划好的方向，促使学生不断提升自己的思维能力。问题设计是在教授和学习高水平思维技巧时应着重考虑的问题。根据布鲁姆的认知目标分类，贝伦特将高阶问题和低阶问题划分开来。认为“是何”问题、“为何”问题属于低阶认知目标，属于低阶问题；而“如何”问题、“若何”问题属于高阶认知目标，属于高阶问题。

以问题为基础的教学是指在整个教学过程中运用精心设计、高质量、有效的教学问题集，培养学习者对问题的解决能力，更高层次的思考能力，持续性、更深层次地理解内容的推理能力。首先，以问题为主的学习能够促进学生持续深入的理解。在传统教学中，教师赋予学生“说法”，却没有给予学生机会“读懂”其所提供的答案。因此，学生被迫记忆和吸收知识，对所学内容的深入理解变得更加困难。其次，提高学生的问题意识。教师创设问题情境，通过精心设计的问题，激发学生的好奇心和探究精神，启发他们发现问题、解决问题，使学生对问题的认识有了更深层次的提高。这与传统“灌输式”教学导致学生问题意识淡薄的现象形成了强烈的对比。再次，促进学生的思维发展。思考和问题是分不开的，思考是从问题出发的，是在解决问题的过程中进行的。最后，教师还可以通过教学问题的方式，对学生的思维起到很大的促进作用，如运用“四何问题”分类法，对应四种不同类型的知识和思维技能的发展。

二、“四何问题”教学情境中的核心内容

伯尼斯·麦卡锡和她的同事们自1979 年以来一直在试验4MAT 模式，并逐步完善它，使之成为当代美国中小学教育改革的重要模式。现将问题归为四大类：

1.“是何”类问题：是什么样的问题，涉及事实的问题，如界定的问题。学生要解决这类问题，就必须掌握事实。

2.“为何”类问题：指向原理、规律、逻辑等题，如推理题等。这类问题的解答隐含原理性知识的获取。

3.“如何”类问题，这些问题指的是方法、途径和形势，如创造、创作等。回答这些问题，就等于获得了战略性的知识。

4.“若何”类问题，即题目情境的变化可能导致新结果的问题，如假设性的问题。解答此类问题需要创造性的学习。“若何”类问题，学生需在新的复杂情境中获取创造性知识的同时，培养高阶思维，如推断、知识迁移等。

三、基于“四何问题”设计的初中创客课堂教学行为大数据分析与讨论

传统的课堂开放式观察是针对课堂的全方位观察，有点类似于我们平时的听评课。聚焦式观察是把重点放在具体问题上，有明确的观察重点或观察目的，它只对焦点问题进行观察，所以它的着眼点小、针对性强。创客课程需要运用编程软件和实验箱的各种传感器来模拟某一项运动或者某一个智能化场景，比较注重学生动脑、动手、创新、创造的能力，学生合作探究的过程比较长，教师需要设计合理的问题来引导学生进行探究，于是笔者采用基于“四何问题”类型分析的聚焦式课堂观察方法来对课堂中教师所提问题的类型进行记录和分析，从而找到一些提高学生高阶思维的策略。

首先，我们采用S-T 记号体系课堂观察方法来观察初中创客课堂上的教学行为（称为T-行为）和学生的行为（称为S-行为），并对观察到的行为进行编码，这样能直观地得出教师的教学模式，用于定量、定性地分析和评价教学过程，从而获取创客课堂教学中的客观信息。

S-T 记号体系课堂观察方法是观察者用编码量表等系统观察分析工具来观察课堂。在一个时间轴上形成对某一观察对象在一定时期内的连续观察。它比聚焦式观察更复杂、更系统。它的主要思想是：对教师的教学行为（称为T-行为）和学生的行为（称为S-行为）两个维度进行编码，描述课堂的基本结构，对课堂教学的质量和特点进行实时性观察和分析；通过对教师的T-行为和学生的S-行为两个维度进行分析，降低模糊性，提高客观可靠程度。S-T 分析法利用时间样本记录学习过程中的T 和S 行为，即按照设定的时间区间观察内容，读到预先设定好的表格中，并在采集数据时设定相应的S 或T 行为类别符号，由此形成一系列的S-T 数据，简称S-T 数据。通过课堂观察与数据采集，获得初中创客“广西三月三抛绣球”一课的S-T 曲线图（见图1）。

图1 S-T 曲线图

图中S 表示学生行为，T 表示教师行为，观察者对观察到的教师或学生行为编码，时间为30 秒。S-T图显示，本节课教师行为有36 个，学生行为有46个，学生的行为数量远远高于教师的行为数量，说明学生的参与度很高，而且有两个学生行为持续时间比较长，说明教师给了学生充分的动手合作探究时间，让学生基于“四何问题”框架去探究，师生行为转换的次数较多，反映出师生之间的交互也较多，教师的“四何问题”引导行为在课堂上对学生参与解决问题产生了一定的影响。

提问是传授学生高级思维技巧和综合思维的一个严肃而关键的环节。记录和分析课堂上教师提出的问题能够了解到教师建构问题的能力，麦卡锡指出4MAT 模型中有四种类型的问题，即“是何”“为何”“如何”和“若何”。本课66.67%的“是何”类的问题接近全国常模（67.35%）；“为何”类的问题（4.76%）低于常模（12.79%）；“如何”类的问题（21.43%）高于常模（16.90%）；“若何”类的问题（7.14%）高于常模（2.96%）（见图2）。说明教师在设计创客课程“广西三月三抛绣球”问题时注重“如何”“若何”类问题的设计，以此来提高学生的高阶认知目标，培养学生的高阶思维，如在课堂教学的分解任务、同伴互助、自主探究、编程实战（竹篓角色）环节中，教师设计的“如何”类、“若何”类问题：如何让滑竿感应器控制竹篓在屏幕上左右移动？我们如何才能解决这个问题呢？如果能直接用滑竿传感器的值算出X 坐标值，该如何写这个公式？这几个问题能够体现出教师的问题设计，旨在提高学生的高阶思维能力，从而促进学生高阶思维的发展。

图2 四何问题

对于已经具备一定思维水平的学生来说，首先要有动力去提升高级思维能力，其次要有方法去发展高级思维，在这个过程中始终要自我调整，最后才能掌握高级思维能力。因此，教师需要准确地设定学习目标和优先级，有效地识别问题情境，在创客课堂上采用设计合理的“四何问题”框架引导学生探究学习，对学生探究、创新、创造的过程进行有效管理。

四、“四何问题”教学情境下促进初中生高阶思维发展的策略

在初中创客课堂上，教师要善于创设真实的问题情境，运用“四何问题”教学设计框架，引导学生提出“如何”“若何”的高层次、高质量问题，推动学生发展高阶思维。综上所述，作者以课堂教学行为大数据分析为基础，结合本校教学实际，提出了在初中创客课堂上促进学生高阶思维发展的策略。

（一）创设真实的问题情境

建构主义强调学习是学生主动的意义建构过程，在建构过程中，需要教师和同学的帮助，利用相应的数字化学习情境来完成任务，在初中创客课堂上首先将学生置于真实的数字化学习情境中，这是问题教学的重要步骤，可以很好地引发学生对现实问题的共鸣，在现实问题教学情境中激发学生的学习兴趣，发展学生的高阶思维。

（二）设计聚焦的核心问题

核心问题是指教学中最关键的部分。因此，我们要抓住初中创客学科教学的本质要求，围绕核心问题在课堂上聚焦学生的学习过程，推动学生思维向纵深发展。

（三）引导学生提出问题

教师要善于抓住初中创客课堂上生本对话的基点，引导学生关注与教学主题、教学任务相关的某一点或某一环节，激发学生的学习兴趣，鼓励学生提出问题，从教师提出问题到教师鼓励学生提出问题的教学行为改进，意味着转移了对学生最近发展区的掌控权，进而引发学习的深入和高阶思维的发展。

（四）巧设多类问题

教师在初中创客课堂上设置灵活多样的问题，既活跃了课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，又发展了学生的思维，尤其是高阶思维的碰撞，使学生能够站在不同的角度进行思考。

（五）注重高阶问题设计

高阶问题往往产出性突出，有助于教师搭建学习活动与学生思维的桥梁，丰富课堂师生互动。教师要联系初中信息科技课程的教学目标，充实创造性问题、批判性问题、如何问题、若何问题等高阶问题的设计，推动学生高阶思维的发展。

（六）设计递进式问题

教师需要针对初中信息科技课程的教学目标和重难点设计一些递进式问题，可以设置一些铺垫性的问题，将学生逐步引入核心问题，从而促进学生循序渐进地加深对问题的理解，尤其是对高阶问题的理解，从而摸索出解决问题的办法。