高阶思维下高中数学问题探讨

本文“基于高阶思维的高中数学问题设计的研究”，首先分析国内外关于“高阶思维”、“问题设计”等理论的研究现状，明确本文的核心概念、基于高阶思维的问题设计的原则及类型以及相关理论基础，继而通过问卷调查和访谈调查的方法对济南某高中的师生展开调查分析
第一章 问题的提出

一、问题提出的背景

以“分析、评价、创造、批判”等为核心的高阶思维成为当代课程设计与教学实施的核心命题，主要来源于以下几个方面：1. 培养高阶思维适应社会发展新形势的要求步入 21 世纪全球信息化的时代，在我国经济实力迅猛发展、国际地位稳步提高的大背景下，知识时代的发展对人才素养要求逐渐提高。过去传统时代的劳动力大多重复着简单的机械工作，但新时代背景下，过去的低技术含量的劳动力工作逐步被大机器生产和人工智能取代。社会越来越需要“问题解决者”、“独立思考者”、“批判性思维工作者”、“终身学习者”等先进人才。“进步”的社会向人类提出了“进化”的要求，创造力、想象力、批判和解决问题等多方面能力在激烈的社会竞争中显得至关重要，而这些都是属于高阶思维的范畴。高阶思维的培养是人才适应社会时代发展的根本要求，也是学生实现自我价值，开发自我潜能的必要途径，因此教学过程中必须重视对高阶思维能力的培养。2. 高阶思维的培养体现了新课改的精神新一轮的课程改革要求知识与能力并重，不能只重视知识的传授，也要强调发展学生思考问题、发现问题和解决问题的能力。因此课堂教学中必须关注高阶思维的培养，而基于问题的教学设计是课堂中引领高阶思维培养的重要手段。只有在问题设计的过程中注重培养学生创新、质疑、分析、评价等高阶思维能力，才能真正体现新课改的精神。由此可知，教学不能仅强调低阶思维能力的发展，最关键的还是高阶思维能力的提升。根据新课改的要求，在日常的教育教学中，要以促进学生高阶思维深度和广度的发展为任务。

二、国内外研究现状综述

1. 高阶思维研究现状

（1）国外高阶思维研究现状

国外对高阶思维的研究主流起源于布鲁姆（Bloom）等人于 1956 年提出的教育三维目标分类，其中又把认知领域按照发展水平等级不同分为知道（knowledge）、领会（comprehension）、应用（appliation）、分析（analysis）、综合（sysnth）和评价（evaluation）。按照高、低阶维度的不同，六大认知水平划分为低阶思维（知道、领会、应用）和高阶思维（分析、综合和评价）[2]。Gagne 等人将抽象的高阶思维外化为智慧技能——“问题解决”的过程。随着理论的深化发展，国外学者开始提出对高阶思维的不同理解。恩尼斯（Ennis）表示高阶思维本质是一种抽象思维，目的是把碎片化的信息重组为整体从而达到应用的作用。此外，恩尼斯为促进高阶思维能力的发展有针对性的提出三种新型的教学模式。首先是“过程”模式，“过程”模式重心在过程，即先把思维训练教学从课程中划分出来，将思维教学当做一个独立的过程，并在学科学习的过程中加以应用。其次是“内容”模式，“内容”模式重视将思维当做具体学科思维认知的内容。最后是“注入”模式，“注入”模式则是强调将思维与课程教学两者有机结合起来，宏观上达成在教学中促进思维能力的发展的目标。三种模式强调思维培养需要通过教学，肯定了教学对于促进学生思维发展的重要性，总的来说就是培养学生“论述、创造、评估观点”的综合能力。

第二章 理论分析

一、核心概念

1. 高阶思维

高阶思维的主流研究源于布鲁姆（Bloom）等人于 1956 年提出的教育三维目标分类，其中把认知领域按照发展水平由低到高划分为知道（knowledge）、领会（comprehension）、应用（appliation）、分析（analysis）、综合（sysnth）和评价（evaluation），并且区分了高、低维度的范畴，将六大认知水平划分低阶思维（知道、领会、应用）和高阶思维（分析、综合和评价）。布鲁姆所指的低阶思维主要指完成简单学习任务对应的能力，高阶思维对应的则是较高水平上能够协调个体处理和完成复杂任务的能力。2001 年以安德森为代表的众学者根据思维的发展特点对布鲁姆（Bloom）的教育目标分类进行了一系列的调整，将认知水平由低到高修改为记忆、理解、应用、分析、评价、创造（如表 2-1），将高阶思维调整为分析、评价、创造，其中创造性思维与最初版本的综合性思维范畴相似（如图 2-1）。

二、基于高阶思维的高中数学问题设计的原则及类型

1. 基于高阶思维的问题设计的原则

（1）主体性原则

问题是数学课堂的核心，学生不仅是思考和解答问题的主体，也是需要发展高阶思维的对象。教育的最终目标是培养全面发展的新时代建设者，最终实现学生个体的高阶思维发展。因此数学课堂中教师要有意识的改变过去的“满堂灌”形式，在课堂内容、结构和进度等方面都要充分考虑学生的实际情况，将学生摆在教学的第一位。首先，教师要承认和尊重学生的主体地位，在问题设计和课堂教学过程中要有意识的引导学生主动自主的展开学习，内化知识。此外，教学过程中问题的呈现要针对学生的身心发展特点，设计的问题能够激发学生的内在学习动机，使学生能够在解决问题的过程中实现对知识的内化、顺应和迁移，在对问题的建构中促进高阶思维的延展。

第三章 基于高阶思维的高中数学问题设计的现状调查分析................................................. 19

一、调查目的、设计及实施................................................................................................ 19

二、调查结果........................................................................................................................ 22

三、问题及原因分析............................................................................................................ 30

第四章 基于高阶思维的高中数学问题设计的教学对策......................................................... 35

一、设置阶梯性问题，促进思维梯度发展........................................................................ 35

二、设置比较性问题，促进分析、综合思维发展............................................................ 36

三、设置问题障碍点，引导学生批判性思维发展............................................................ 37

四、创设探究性问题，促进学生创新思维........................................................................ 38

五、合理设计“一题多解”类问题，引导学生发散性思维............................................ 39

六、以现实为基点进行问题设计，发展学生抽象概括思维............................................ 40

第五章 基于高阶思维的高中数学问题设计的教学案例及分析............................................. 43

一、基于高阶思维的问题设计的教学案例........................................................................ 43

二、教学案例分析................................................................................................................ 48

第五章 基于高阶思维的高中数学问题设计的教学案例及分析

一、基于高阶思维的问题设计的教学案例

【教学目标】

1、经历核心素养要求的数学抽象、直观想象的过程，体会零点的概念，并能够根据零点概念求简单函数的零点.

2、设计连续性、阶梯性、比较性以及探究性等问题串，引导学生经历分析、逻辑推理、创造性思维的过程，探索在某区间上函数存在零点的条件及个数.

3、课堂上通过数形结合的方式，结合设计的连锁型问题串网络，培养学生辩证思维能力、分析问题和解决零点存在性问题的能力，提升高阶思维能力

第六章 研究反思与展望

本文“基于高阶思维的高中数学问题设计的研究”，首先分析国内外关于“高阶思维”、“问题设计”等理论的研究现状，明确本文的核心概念、基于高阶思维的问题设计的原则及类型以及相关理论基础，继而通过问卷调查和访谈调查的方法对济南某高中的师生展开调查分析，具体的研究总结如下：

1. 利用《高阶思维能力调查问卷》对济南某高中高一至高三年级总共 6 个班级展开调查，有效数据结果 280 份展开分析，借助 SPSS 和 Excel 等工具，发现结论：

（1）近乎一半学生高阶思维发展现状符合预期，但仍有相当一部分学生高阶思维发展呈中等或欠缺水平。

（2）学生高阶思维发展存在较大个体差异，总体分布呈现“中间多，两极少”的特点。

（3）高阶思维能力各项维度之间存在发展不平衡性的问题，分析和创造性思维的发展水平更高，而批判性思维发展水平最低。