首新 科学教育学博士后，重庆师范大学科技教育与传播研究中心副教授，科学教育学、科学与技术教育专业硕士研究生导师，研究领域为科学教学测评、STEM教育。

　　从20世纪初到21世纪，科学教育目标发生了重大转变，从日常基本技能(如读写、知识等)传授转向科学能力的培养，探究式、启发式、合作式的学习过程逐渐受到重视，学习不再是单一的接受过程，而是生生、师生间的思维互动，高阶思维已然在科学学习过程中发挥着重要作用。科学高阶思维是义务教育科学课程中“科学思维”目标的进一步具体化。

　　从科学学习的角度而言，科学高阶思维的形成与科学探究密不可分，这是由于当前主流科学教学都是基于探究的，不管是问题式的、项目式的，还是基于设计的科学活动，科学探究总是以一条无形的主线指导学习过程。科学探究取向的高阶思维教学，包括提出研究问题、制定实验计划、控制变量、推论、树立和辩护论点、识别隐藏的假设、确定可靠的信息来源等过程。科学探究过程中对推理、批判性思维、论证等高层次认知过程的重视，使其培养的科学探究能力与科学高阶思维能力有较大的重叠。科学高阶思维的形成与科学探究教学密不可分，注重科学高阶思维的科学探究活动具有不同程度的开放性，鼓励学生多角度的思考问题、对各种可能性进行合理评价，创造性思维得到重视。

　　因此，科学探究是培养科学高阶思维的主要形式，科学高阶思维是指在探究科学问题和科学学习过程中，顺利地运用批判性思维和创造性思维为核心的高层次认知过程进行科学思维的认知或智力活动。

　　结合科学高阶思维与科学知识、科学探究的关系，科学学科高阶思维的结构应包括三个维度。第一维度是科学课程内容结构，包括13个学科核心概念、4个跨学科概念;第二维度是科学思维表现，包括问题提出、方案设计、证据搜集、信息解释、物体应用、产品改进、反思评价等7个要素;第三维度是高阶思维核心结构，包括创造性思维和批判性思维。科学学科高阶思维结构是一个系统的有机整体，三个维度之间既相对独立又相互联系。第一维度和第三维度构成的平面解释了科学课程内容与高阶思维的关系;第二维度和第三维度构成的平面解释了思维表现各要素(主要是科学探究过程)中如何融入高阶思维;第一维度和第二维度构成的平面解释了科学课程内容与思维表现的整合，在科学课程中主要表现为科学探究过程。

　　基于上述科学高阶思维结构，可构建“创设情境、提出问题;设计方案，选择方案;合作探究，达成一致;交流评价，总结反思;灵活迁移，聚焦运用”的环节，开展为高阶思维而教的合作探究教学。从横向来看，每个教学环节都期望学生经历创造性思维和批判性思维过程，如“创设情境，提出问题”环节，期望学生根据情境提出多种研究问题，然后聚焦最合适的研究问题;“设计方案，选择方案”环节，期望学生能设计多种问题解决方案，然后考虑多个因素，综合不同的观点，选择最佳实施方案。从纵向来看，从教学伊始到结束，发生了从创造性思维到批判性思维的变化，到了后期如“交流评价，总结反思”阶段，批判性思维为主的认知过程占据主导，纵向的教学环节也遵循创造性思维到批判性思维的变化。

　　高阶思维的培养是一个系统工程，除了建立有针对性的教学模式实施教学，还要注意课堂氛围，若教师只是一味地照搬教学程序，没有理解合作探究过程中的师生行为，不注重逐渐开放学生的思维，科学课堂就显得太过于操作化，学生没有学习的主体感。因此，科学教师要不断提高自我专业素质，理解合作探究、高阶思维学习的教学理念，结合自身教学经验进行高阶思维教学，这才是实施高阶思维教学模式最基本的保证。

　　(科学会客厅)

首新 科学教育学博士后，重庆师范大学科技教育与传播研究中心副教授，科学教育学、科学与技术教育专业硕士研究生导师，研究领域为科学教学测评、STEM教育。

　　从20世纪初到21世纪，科学教育目标发生了重大转变，从日常基本技能(如读写、知识等)传授转向科学能力的培养，探究式、启发式、合作式的学习过程逐渐受到重视，学习不再是单一的接受过程，而是生生、师生间的思维互动，高阶思维已然在科学学习过程中发挥着重要作用。科学高阶思维是义务教育科学课程中“科学思维”目标的进一步具体化。

　　从科学学习的角度而言，科学高阶思维的形成与科学探究密不可分，这是由于当前主流科学教学都是基于探究的，不管是问题式的、项目式的，还是基于设计的科学活动，科学探究总是以一条无形的主线指导学习过程。科学探究取向的高阶思维教学，包括提出研究问题、制定实验计划、控制变量、推论、树立和辩护论点、识别隐藏的假设、确定可靠的信息来源等过程。科学探究过程中对推理、批判性思维、论证等高层次认知过程的重视，使其培养的科学探究能力与科学高阶思维能力有较大的重叠。科学高阶思维的形成与科学探究教学密不可分，注重科学高阶思维的科学探究活动具有不同程度的开放性，鼓励学生多角度的思考问题、对各种可能性进行合理评价，创造性思维得到重视。

　　因此，科学探究是培养科学高阶思维的主要形式，科学高阶思维是指在探究科学问题和科学学习过程中，顺利地运用批判性思维和创造性思维为核心的高层次认知过程进行科学思维的认知或智力活动。

　　结合科学高阶思维与科学知识、科学探究的关系，科学学科高阶思维的结构应包括三个维度。第一维度是科学课程内容结构，包括13个学科核心概念、4个跨学科概念;第二维度是科学思维表现，包括问题提出、方案设计、证据搜集、信息解释、物体应用、产品改进、反思评价等7个要素;第三维度是高阶思维核心结构，包括创造性思维和批判性思维。科学学科高阶思维结构是一个系统的有机整体，三个维度之间既相对独立又相互联系。第一维度和第三维度构成的平面解释了科学课程内容与高阶思维的关系;第二维度和第三维度构成的平面解释了思维表现各要素(主要是科学探究过程)中如何融入高阶思维;第一维度和第二维度构成的平面解释了科学课程内容与思维表现的整合，在科学课程中主要表现为科学探究过程。

　　基于上述科学高阶思维结构，可构建“创设情境、提出问题;设计方案，选择方案;合作探究，达成一致;交流评价，总结反思;灵活迁移，聚焦运用”的环节，开展为高阶思维而教的合作探究教学。从横向来看，每个教学环节都期望学生经历创造性思维和批判性思维过程，如“创设情境，提出问题”环节，期望学生根据情境提出多种研究问题，然后聚焦最合适的研究问题;“设计方案，选择方案”环节，期望学生能设计多种问题解决方案，然后考虑多个因素，综合不同的观点，选择最佳实施方案。从纵向来看，从教学伊始到结束，发生了从创造性思维到批判性思维的变化，到了后期如“交流评价，总结反思”阶段，批判性思维为主的认知过程占据主导，纵向的教学环节也遵循创造性思维到批判性思维的变化。

　　高阶思维的培养是一个系统工程，除了建立有针对性的教学模式实施教学，还要注意课堂氛围，若教师只是一味地照搬教学程序，没有理解合作探究过程中的师生行为，不注重逐渐开放学生的思维，科学课堂就显得太过于操作化，学生没有学习的主体感。因此，科学教师要不断提高自我专业素质，理解合作探究、高阶思维学习的教学理念，结合自身教学经验进行高阶思维教学，这才是实施高阶思维教学模式最基本的保证。

　　(科学会客厅)