跨学科融合下培养学生高阶思维能力的探索

【摘要】为了适应当今社会可持续的高速发展，学校培养具有高度适应社会发展趋势、有效应对并改造复杂现实世界、促进社会和人类文明发展的高阶思维能力人才是教育发展和改革的重要任务。跨学科教育具有培养学生高阶思维能力的突出优势。OBE（成果导向教育，OutcomeBased Education）教育理念是以学生为教育的中心，以成果评价为导向的持续改进的教育模式，注重教学过程和成果的全面、有效的评价。OBE教学的独特之处可弥补跨学科教育缺乏有效反馈评价机制的缺陷，二者的有机结合将有利于跨学科课程的有效建设，促进学生高阶思维能力的培养和提升。文章结合实践就OBE理念下跨学科融合培养高阶素质人才教育的途径作一论述。

【关键词】跨学科教育；OBE教育理念；人才培养；内涵；途径

【中图分类号】G633.91【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）06—0111—04

高阶思维是学生核心素养的重要体现，是学生适应和解决复杂社会问题的关键能力。学校教育的每个阶段都是促进学生从低阶思维到高阶思维飞跃的过程。然而，我国学生的高阶思维能力与世界其他国家学生相比较却有着明显差距[1]，这一现实敦促我国教育体系要加快对学生高阶思维发展模式的革新以适应世界发展的需要。跨学科教育是将不同学科领域的知识进行整合，实现学生对自然、社会和世界的突破性认知，进而培养学生有效改造自然、社会和世界的能力，是学生高阶思维能力培养的重要手段。在跨学科教学中融入OBE教学模式可有效构建跨学科的知识集合和制订全面发展教学目标，对运用跨学科教育培养学生高阶思维能力而言具有巨大的推动作用。下面，笔者结合工作实践谈几点自己的看法。

一、OBE教育、跨学科教育和高阶思维的内涵

1. OBE教育的内涵。OBE教育强调以社会和学生预期的成果为教学目标，把学生作为教学的主体，采用反向思维的方式进行课程体系的构建[2]。美国学者Spady在1981年提出这个理念后，得到了世界教育者的广泛重视。OBE需要解决教学过程中的四个关键问题：学生对成果的设想是什么；学生设立成果目标的动力是什么；学校如何设置课程来满足学生获得成果的知识和能力要求；如何评价学生是否获得了预期的成果。依据这四个问题，OBE教育体系提出确立清晰的教学目标、构建全面的跨学科课程体系、制定个性化多元化的教学手段和全方位精准的评价体系的要求。OBE教学成果主要从以下几个方面体现：OBE强调人人都能成功，但不一定同时或采用相同的方法；OBE强调全面个性化的评定，教师要准确掌握学生知识接受和能力提升的程度；OBE强调精熟，要求学生要在熟练掌握基础的前提下展开问题的分析与讨论；OBE强调绩效责任，学校要对学生更负责任，要提出有效的评价机制；OBE强调能力本位，教育要提供学生适应将来社会生活的能力。OBE教育避免了传统教育中“只见大树，不见森林”的弊端，强调学生获得的能力和成果远比传统教学强调碎片知识的学习更为重要，能有效提升学生的综合素质[3]。

2.跨学科教育的内涵。党的十八大明确提出：“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。”[4]在这样的背景下，跨学科教育模式的构建改善了单一学科教育面临的不能解决创新所需的能力和知识的问题。因此，跨学科教育是创建创新型国家的最基本要求。美国学者Shoemaker早在1989年提出了跨学科教学的概念：教学应超越学科界限，将课程的各个方面组合在一起并形成有意义的联系，从而使学生在广阔的领域中学习[5]。跨学科教学不是简单地将不同学科进行表面化的整合，而是根据已设立的教学目的，利用学科之间的相互联系，在各学科间找到“交叉主题”。跨学科教学的出现不单是教育发展的需求，也是教育心理学的要求。智能是多元并相对独立的，可由个体以适合的方式加以组合。个体拥有五种心智，即修练心智、统合心智、创造心智、尊重心智、伦理心智，心智的差异促使教育者要重视学生综合能力的培养。统合心智要求各领域内知识交叉融合，是促使跨学科教学出现的理论依据。跨学科教育实践的过程包括：发现问题，也就是发现社会需要什么，学生需要什么；提出问题，学校根据发现的社会问题和学生的需求提出我们现实教学中的问题和目标；分析问题，教师探讨整合课程的构建模式以及教学方式；解决问题，教师和学生通过多元化的教学方式（比如学科竞赛、第二课堂实践教学、创新实验课题）获得教学成果。

3.高阶思维的内涵。美国认知心理学家Bloom，B.最早提出了高阶思维的概念，并规定“分析、评价和创造”属于高阶思维的范畴。Lew？ is， A.和史Smith， D.对高阶思维进一步阐述的时候提出：高阶思维并非一个单独的思维过程，而是一系列认知成分协同作用的复杂思维过程。高阶思维能力的培养主要包括五方面的内容：问题情境的分析；新旧知识间关系的建立；不同维度信息的综合；新知识的创造；元认知能力来调节、管理和监督认知过程。以学生主导的、开放式的小组讨论为模式的合作推理式学习是促进高阶思维发展的有效学习模式。在教学过程中，教师注重高阶思维内涵的教学模式有助于实现学生从低阶思维到高阶思维的飞跃。

二、跨学科教育培养高阶思维能力教学中出现的问题

1.缺乏真实生物学科问题提出的能力。真实的科学问题分为三类：学习问题、生活问题和社会热点问题。高阶思维能力要求学生要在错综复杂、变幻无常的自然、社会中发现真实的科学问题，并能以自身所具备的综合能力解决问题，以达到改造自然和促进社会发展的目的。在高中生物学科研究性学习教学中往往都是教师拟定好相应的研究项目，提出已设定的研究问题，使得学生不能从自身认识社会和自然的角度出发去探索感兴趣的科学问题。另外，学生的智能结构存在很大的差异，对社会问题和自身问题的认识会存在偏差导致提出的科学问题的层次不同。基于这些问题，如何筛选出符合学生能力及学生感兴趣的真实的生物学科问题，进行跨学科整合教学是高中生物学科研究性学习教育培养学生高阶思维能力的巨大挑战。生命科学错综复杂，生物学知识也在随着学科的发展不断地更新进步。边学、边教、边探索是生物学科的重要特点，这就要求教师要具备与时俱进的思维、不断探索创新的精神，持续提升自身的综合素养和思维层次。然而，在现实的高中生物学科研究性学习教学中，部分教师只停留在课本教学知识层面，不能及时地更新发现当下生命科学热点问题，忽视自身素养的提升，不能有效地辨别科学问题的层次是否符合学生的智能结构，导致学生高阶思维能力的生成出现困境。

2.缺乏将生物学科研究性学习教学与其他学科教学科学融合的能力。生物学科知识本身具有多学科融合的特点，例如，孟德尔分离定律运用数学思维解决了遗传相关的生物学问题；地理学科知识帮助学生理解生态系统的结构和物质循坏；人文伦理道德扩大到整个自然界衍生出了生态伦理学等。高中生物学科研究性学习更注重运用多学科知识探索生物学科问题，解决生物学问题具有培养学生高阶思维能力的巨大优势，合理有效地将生物学知识与其他学科知识融合是高中生物学研究性学习教学的先决条件。在教学过程中，教师如何引导学生、启发学生将其他学科内容引入到研究学习内容中解决生命科学问题就显得尤为重要。然而，各门专科教学资源众多，程度深浅不一，教师和学生对各学科理解和认识能力存在差异，在进行学科内容整合的过程中很难全面统一的融入，使得教师、学生分析出的问题实质会出现片面性、不科学性，生物学科研究性学习教学也难以进行更系统、完整的教学设计，进而导致学生高阶思维能力的培养出现困境。

3.缺乏完善的评价体系，不能全面地优化成果。生物学科研究性学习教学完成后的评价与反馈改进机制对于学生生物科学核心素养的发展具有重大意义。这就要求学校制定全面、多元的教学评价体系，对学生获得的成果以及教学效果进行多维度、多方位的评价。但是，目前教学过程中所运行的评价体系过于片面化、单一化，缺乏评价的激励作用，特别是在评价手段方面，仍是简单的科学报告，这就使得教学成果不能全面地被优化和提升，让学生的高阶思维提升出现困境。

三、OBE融入跨学科教育的实现途径

1.优化教学设计，明确教学目标，提出学生感兴趣的生物学科问题。围绕“生物核心素养培养”的目标，通过OBE教育理念强调教师和学生要清楚聚焦的原则，多渠道多角度引导学生在生物学科研究性学习中提出科学的问题。学校通过展示往届研究性学习优秀成果，邀请本校各科教师、学科研究性学习优秀成果获得者以及校外生物、医学等精英人才来校开展新科技、新技能、新成果的讲座，让学生充分了解当前面临的生命科学问题以及解决这些问题所需要的能力，引导学生正确认识生物学科核心素养的含义；制定全面的调查问卷和交流探讨模式，科学地评估自身和能力需求之间的差距，帮助学生认清达到能力要求需要做好什么样的准备；以专家和教师为主体的评估团队对学生的需求层次进行专业评估，同时也要评估教师能力，使得教师能力和学生层次之间相互匹配，以更加宽松和契合的方式配合学生的个性化要求。比如，在进行以“传统发酵食品制作”为主体的研究性学习过程中，首先要引导学生把问题讨论与一日三餐的食物相结合，帮助学生利用学过的氨基酸蛋白质知识结合数学思维认识氨基酸蛋白质结构和功能的多样性；结合化学相关知识让学生理解食物发酵的本质。同时，教师展示往届优秀成果并邀请高校植物学、微生物学、营养学等学科的专家进行相关知识的普及以及前沿热点问题的探讨，让学生深入了解发酵食品的制作原理，鼓励学生大胆创新，提出新的发酵食品制作方法或者改进现有工艺的方法。邀请食品加工制作相关行业经验丰富的研发者和制作者宣讲发酵食品制作的工艺以及现有工艺的局限，让学生认识到提出的新的科学问题的可行性，进而修正科学问题，提出符合社会需求和学生需求的真实的生物科学问题（如图1）。

2.制订以“学生为中心”的个性化培养方案，实现培养学生高阶思维的目标。生物学科核心素养要求学生能运用生物学科知识认识、解决、改造自然和社会的复杂问题，这是学生达到的最终能力目标。真实科学问题的提出，已经明确了生物学科研究性学习教学中“学生该学什么”，但是，学生智能层次的差异，使得“该学什么”也出现了层次差异。OBE教学理念强调以学生为主体，人人都能成功，但不一定同时或采用相同的方法；OBE强调个性化的评定，学校在准确掌握学生知识接受和能力提升的程度后再继续制订下一步的教学计划，逐级逐层让学生达到人生的顶峰。如，以“激素治疗的利与弊”的研究性学习为例，首先，鼓励学生走进生活、走进医疗疗养机构，加上微信等社交平台了解激素治疗疾病的种类、方法及疗效；充分利用网络教学终端，精选国家认定的优秀课程，利用课程在线专业互动学习平台如超星学习通等，查阅、了解激素治疗疾病的原理；通过问卷调查引导学生聚焦于某种疾病的激素治疗或者某种激素治疗疾病的种类，探索构建研究性学习的目标和方法，培养学生理解或解释生物学相关事件或现象的意识、观念和思想方法的“生命观念”。其次，通过对“激素治疗利与弊”的探索鼓励学生大胆评价现有的治疗措施，通过培养学生的批判思维让其获得信息选择、分析和筛选的科学思维和科学探究能力。最后，鼓励学生走进第二课堂，走进社会，积极主动地与临床医生、患者交流，自我扩充学习环境，感受自身所学知识内容存在于生活，源于生活，将知识与生活相融合使得思维能力得到锻炼和加深，最终达到社会责任的形成，实现从低阶思维到高阶思维的飞跃。

参考文献

[1]杨文杰，范国睿.基于“国际学生评估项目”成绩的学生发展审视[J].教育研究，2020（06）：92-105.

[2]陈光，张浩，崔根群.“新工科”和OBE模式下的车辆工程实践课改革[J].汽车实用技术，2022（13）：147-150.

[3]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：07-10.

[4]贾小庆，邓锐.论把科技创新摆在国家发展全局的核心位置——基于理论、现实、历史、实践四个维度的分析[J].理论观察，2022（05）：61-67.

[5]张劼.跨学科融合教学的问题与实践[J].中国教师，2021（09）：65-68.

编辑：郭裕嘉