智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

馬生霞 陳金華（通訊作者） 四川師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院

敖靜 梁建朋 四川省成都市武侯區(qū)教育技術(shù)裝備與信息中心

●問題提出

高階思維能力是以高階思維為核心，發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)和認(rèn)知能力，它代表著學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[1]，也是適應(yīng)知識(shí)時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵能力。目前，高階思維能力的研究多聚焦于高階思維能力影響要素、能力培養(yǎng)的教學(xué)模式及現(xiàn)狀等，較少關(guān)注高階思維能力在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的詮釋。

隨著智慧教育的發(fā)展，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)校智慧教育開展提供全方位的支撐，使得以能力為中心的教育目標(biāo)在教育實(shí)踐中更加得到關(guān)注[2]，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的出現(xiàn)給高階思維能力注入了新的能量。鑒于此，本文對(duì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)者的高階思維能力構(gòu)成要素進(jìn)行梳理，厘清在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的高階思維能力的構(gòu)成，以期為智慧教育時(shí)代背景下學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)和評(píng)價(jià)提供理論指引和實(shí)踐參考。

●模型構(gòu)建

本研究采用質(zhì)性研究方法，選取文獻(xiàn)作為質(zhì)性研究的材料來源，選取的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源時(shí)間范圍為2016年3月—2022年8月，搜索文獻(xiàn)主題范圍為智慧學(xué)習(xí)、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、高階思維、高階思維能力?；谏鲜龇秶?，在CNKI數(shù)據(jù)庫中檢索出教育類相關(guān)的核心期刊及CSSCI期刊文獻(xiàn)共112篇。

根據(jù)施特勞斯的扎根理論，將數(shù)據(jù)分析過程分為三個(gè)階段完成。編碼過程利用Nvivo12 plus輔助完成，通過自底向上的歸納過程，最終形成屬于從屬關(guān)系的由最底層到最頂層的各級(jí)節(jié)點(diǎn)。[3]開放式編碼的概念類屬來源于前面搜集到的文獻(xiàn)，基于扎根理論的“本土化”原則，對(duì)概念類屬的命名基本采用文獻(xiàn)中的原文。通過對(duì)112篇文獻(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行梳理和編碼，得到790個(gè)三級(jí)開放式編碼參考點(diǎn)，利用Nvivo12 plus軟件對(duì)文獻(xiàn)信息進(jìn)行編碼，將790個(gè)三級(jí)節(jié)點(diǎn)歸納為20個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)，二級(jí)節(jié)點(diǎn)是對(duì)三級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)性分析基礎(chǔ)上的進(jìn)一步歸納整合，位于從屬關(guān)系的中間層，是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力各能力維度下的分維度；通過邏輯梳理，將二級(jí)節(jié)點(diǎn)整合得到六個(gè)一級(jí)節(jié)點(diǎn)，即溝通協(xié)作、智慧思維、批判反思、創(chuàng)新創(chuàng)造、問題解決、知識(shí)建構(gòu)，一級(jí)節(jié)點(diǎn)是對(duì)二級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)性分析的結(jié)果，位于從屬關(guān)系的最頂層，是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，形成智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力的結(jié)構(gòu)模型。主軸編碼所對(duì)應(yīng)的開放編碼、材料來源和編碼參考點(diǎn)，如表1所示。

表1 開放編碼與主軸編碼

通過進(jìn)一步挖掘和梳理六個(gè)主要類屬間的邏輯關(guān)系，形成核心類屬并構(gòu)建理論。根據(jù)本研究的邏輯，明確“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力”為核心類屬。該體系包括智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力一個(gè)要素概括，共20個(gè)因子組成。

●模型的實(shí)證檢驗(yàn)

1.問卷設(shè)計(jì)與發(fā)放

為了調(diào)查研究問題，本研究選取了四川省成都市某大學(xué)大一到研二的400余名教育技術(shù)專業(yè)學(xué)生作為研究對(duì)象。根據(jù)上文構(gòu)建出的“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力結(jié)構(gòu)模型”中的指標(biāo)，編制“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力問卷”的測試題目。問卷包含43個(gè)項(xiàng)目，包括三部分：基本信息（2題），包括性別、年級(jí)；各維度的具體題項(xiàng)（40題），題項(xiàng)均采用李克特5點(diǎn)計(jì)分法編制，其中1分為完全不同意，5分為完全同意；測謊題（1題），用于快速剔除無效問卷。在數(shù)據(jù)處理部分，則采用SPSS24.0與AMOS24.0作為研究工具。

問卷發(fā)放在期末，利用學(xué)生課間進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。一部分借助問卷星將編制好的問卷利用二維碼發(fā)送至學(xué)生班群進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，另一部分使用紙質(zhì)版問卷到班級(jí)去面對(duì)面采集。共發(fā)送問卷485份，回收469份，問卷回收率為92.5%。刪除無效問卷13份，剩余456份問卷。將收集到的有效樣本數(shù)據(jù)隨機(jī)分為兩半，一半（N=228）用于項(xiàng)目分析、探索性因子分析，一半（N=228）用于驗(yàn)證性分析。

2.模型驗(yàn)證

本研究用SPSS24.0對(duì)問卷進(jìn)行了項(xiàng)目分析。首先，將量表的總分由低到高排列，取前27%為低分組，后27%為高分組進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，考察兩組在每個(gè)題項(xiàng)上的差異，結(jié)果顯示T檢驗(yàn)差異全部達(dá)到顯著，表示問卷的題項(xiàng)具有鑒別度。

利用收集到的228份有效問卷進(jìn)行探索性因子分析。本研究的KMO值為0.954，同時(shí)Bartlett球形檢驗(yàn)的X2值為7098.161（自由度為630，P=0.000）達(dá)到極顯著的水平，表明數(shù)據(jù)組的相關(guān)矩陣之間存在共同因子，適合進(jìn)行因子分析。利用主成分分析方法，提取公共因子，得到初始因子載荷矩陣，再通過斜交旋轉(zhuǎn)法得到旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣。對(duì)于因子分析的結(jié)果，根據(jù)項(xiàng)目載荷值小于0.5、共同度小于0.30、因子載荷接近兩個(gè)或多個(gè)因子的標(biāo)準(zhǔn)剔除問卷中的不合適項(xiàng)目，剩余35個(gè)項(xiàng)目。對(duì)余下項(xiàng)目再次進(jìn)行因子分析。依據(jù)特征值大于1的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合陡坡檢驗(yàn)，確定了六個(gè)因子，累計(jì)解釋量達(dá)到72.634%（＞60%），達(dá)到理想水平。利用SPSS24.0對(duì)第二批數(shù)據(jù)（N=228）進(jìn)行可靠性檢驗(yàn)，得出量表總體及各個(gè)維度信度系數(shù)較高，表明量表具有較好的內(nèi)部一致性。

一般而言，如果一個(gè)量表由多個(gè)因子組成，就要求總量表與各因子之間相關(guān)較高，而各因子彼此間相關(guān)較低。相關(guān)分析結(jié)果表明，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力量表的六個(gè)因子與總量表之間的相關(guān)較高，各因子間相關(guān)較低，這說明六個(gè)一階因子都圍繞著一個(gè)共同特質(zhì)，同時(shí)彼此之間又相互獨(dú)立。

3.結(jié)構(gòu)方程模型驗(yàn)證

本階段通過利用SPSS24.0和AMOS24.0對(duì)第二個(gè)樣本的數(shù)據(jù)進(jìn)行一階因子分析。根據(jù)指標(biāo)修正原則，刪除潛變量與觀察變量因子系數(shù)＜0.6的題項(xiàng)以及觀察變量與殘差的因子載荷量＜0.36的題項(xiàng)。結(jié)合一階因子模型輸出的數(shù)據(jù)以及表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，模型擬合度比較理想，說明模型的外在質(zhì)量好，各觀測變量能夠很好地反映其對(duì)應(yīng)的潛變量。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證一階因子模型的六個(gè)構(gòu)面是否可以用一個(gè)更高階的共同因素——高階思維能力（Higher-order thinking Skills，簡稱為HOTS）解釋，本研究在一階因子驗(yàn)證的基礎(chǔ)上進(jìn)行二階因子驗(yàn)證，擬合結(jié)果如表2所示，可知二階模型與一階模型相比各擬合指標(biāo)沒有發(fā)生顯著的惡化，說明二階因子模型優(yōu)于一階因子模型，可以取代一階因子模型。此外，二階因子模型各效應(yīng)系數(shù)均為正值且p值達(dá)到顯著性水平，表明這六個(gè)構(gòu)面對(duì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的學(xué)生高階思維能力的水平具有顯著的正向影響。

表2 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力模型擬合指數(shù)一覽

●智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力結(jié)構(gòu)模型

對(duì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力構(gòu)成要素的審思，筆者經(jīng)歷了從理論解析到實(shí)踐思考再到解構(gòu)和結(jié)構(gòu)化的過程，最終構(gòu)建了包括知識(shí)建構(gòu)能力、智慧思維能力、溝通協(xié)作能力、批判反思能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力和問題解決能力六個(gè)核心要素的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力，如下圖所示。

1.批判反思：智慧生成的基本前提

在智慧教育中發(fā)展學(xué)生批判反思能力是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的途徑之一。批判反思不僅是一種思維能力，更是一種方法策略。結(jié)合扎根探索的結(jié)果，筆者認(rèn)為批判反思能力中涵蓋認(rèn)知層面、技能層面和意識(shí)層面。批判反思能力被分為了評(píng)價(jià)反思、批判思維和批判意識(shí)。學(xué)生具備較強(qiáng)的批判意識(shí)，因此在評(píng)價(jià)過程中可利用批判思維進(jìn)行反思。其中，評(píng)價(jià)反思是根據(jù)所獲資料、證據(jù)等信息對(duì)事物、現(xiàn)象做出評(píng)估性結(jié)論，對(duì)基于信息與證據(jù)獲取、信息篩選與甄別、事實(shí)分析與判斷形成的結(jié)論進(jìn)行批判性反思；批判思維是一種反思性思維能力，是善于質(zhì)疑和批判的學(xué)生會(huì)對(duì)自己的思維進(jìn)行批判性反思，也就是對(duì)自己的思維進(jìn)行再思維的能力；批判意識(shí)是學(xué)習(xí)者具有積極的質(zhì)疑精神和批判的內(nèi)部心理傾向。

2.創(chuàng)新創(chuàng)造：智慧人才的必備技能

思維創(chuàng)新為智慧教育的發(fā)展帶來一種嶄新的思考方式和洞察視角，成為智慧教育發(fā)展的引領(lǐng)方向。[4]因此，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是智慧教育的重要領(lǐng)域之一。結(jié)合以往研究中理解創(chuàng)造思維的三種方式——過程、能力和結(jié)果[5]，筆者認(rèn)為，創(chuàng)新創(chuàng)造能力是由內(nèi)部心理意識(shí)、行為表現(xiàn)和認(rèn)知技能共同構(gòu)成，分別描述為創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)造傾向。其中創(chuàng)新思維指學(xué)習(xí)者在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下綜合運(yùn)用多種思維技巧或方法創(chuàng)造出新穎、有價(jià)值的觀點(diǎn)、理論、方法等的高級(jí)心理活動(dòng)；創(chuàng)新能力是指學(xué)習(xí)者在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下能通過揭示問題本質(zhì)，產(chǎn)生多樣的想法、產(chǎn)生創(chuàng)新想法和在技術(shù)輔助下改進(jìn)想法并付諸行動(dòng)；創(chuàng)新傾向是指在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)者在面對(duì)問題任務(wù)時(shí)所表現(xiàn)出的好奇心、冒險(xiǎn)性、想象力、復(fù)雜性挑戰(zhàn)的情感態(tài)度傾向。

3.問題解決：意義學(xué)習(xí)的外部表征

問題解決能力是開啟協(xié)作進(jìn)程、高階任務(wù)的核心因素[6]，提升問題解決能力是高階思維能力中培養(yǎng)的重要內(nèi)容。[7]在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者能否解決劣構(gòu)問題是能否有效學(xué)習(xí)的表征之一。但問題解決不僅僅是為了解決問題，更是找到解決問題的結(jié)構(gòu)體系，因此，筆者基于扎根理論發(fā)現(xiàn)，提出問題解決的過程應(yīng)包括問題分析、方案構(gòu)想、實(shí)踐驗(yàn)證和模型建構(gòu)四個(gè)部分。其中問題分析是學(xué)習(xí)者在對(duì)問題情境進(jìn)行分析后，提取和檢索先驗(yàn)知識(shí)對(duì)問題做出合理解讀，關(guān)注核心問題，找出已知和未知的聯(lián)系，形成初始觀點(diǎn)；方案構(gòu)想是學(xué)習(xí)者在不斷接近問題的核心過程中，多角度思考解決方案，對(duì)可能的解決方案進(jìn)行假設(shè)，推斷可能出現(xiàn)的結(jié)果；實(shí)踐驗(yàn)證是學(xué)習(xí)者通過一系列方案推演，將可能有效的方案進(jìn)行實(shí)際操作設(shè)計(jì)并驗(yàn)證方案，嘗試解決問題；模型構(gòu)建是學(xué)習(xí)者在解決相似問題時(shí)能夠?qū)⑵浣鉀Q方法、策略歸因，形成解決相似問題的問題解決體系。

4.知識(shí)建構(gòu)：轉(zhuǎn)識(shí)成智的有效途徑

知識(shí)建構(gòu)指學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)不再是簡單接受或復(fù)制，而是個(gè)體在小組的學(xué)習(xí)活動(dòng)中通過與小組成員之間相互影響，對(duì)新知識(shí)進(jìn)行意義建構(gòu)，對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行改造和重組。[8]筆者根據(jù)扎根探索，提出知識(shí)建構(gòu)由知識(shí)獲取、知識(shí)加工、知識(shí)管理和知識(shí)創(chuàng)生組成。知識(shí)獲取是學(xué)習(xí)者不僅能夠在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下海量的信息中正確甄別，篩選出自己所需且有用的信息，還能夠在學(xué)習(xí)共同體中進(jìn)行信息的共享；知識(shí)加工是學(xué)習(xí)者能將新獲取的知識(shí)通過已知知識(shí)去進(jìn)行深入理解，建立聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化，當(dāng)有不同意見的知識(shí)出現(xiàn)時(shí)，學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行知識(shí)間的協(xié)商和內(nèi)化；知識(shí)管理是學(xué)習(xí)者在知識(shí)的內(nèi)化過程后進(jìn)行的知識(shí)遷移整合和知識(shí)的跨學(xué)科應(yīng)用，學(xué)習(xí)者能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行不同學(xué)科間的跨界知識(shí)應(yīng)用，同時(shí)做到對(duì)所學(xué)知識(shí)的跨情境遷移；知識(shí)創(chuàng)生是學(xué)習(xí)者能夠通過所學(xué)知識(shí)進(jìn)行知識(shí)重構(gòu)形成自己的想法。

5.溝通協(xié)作：高階思維的必要條件

溝通協(xié)作能力是學(xué)習(xí)者必須具備的關(guān)鍵能力，不論是在過去還是未來，協(xié)作溝通能力都將是一種終身有用的能力。溝通協(xié)作能力包含人際溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作兩個(gè)維度，人際溝通由表達(dá)思想、解釋和回應(yīng)他人信息的能力構(gòu)成，團(tuán)隊(duì)協(xié)作由協(xié)作技能、協(xié)作意識(shí)、協(xié)作責(zé)任構(gòu)成。在人際溝通中，學(xué)習(xí)者需要具備在陌生人面前自由表達(dá)，同時(shí)對(duì)他人的問題和疑惑進(jìn)行恰當(dāng)?shù)幕貜?fù)，掌握恰當(dāng)?shù)臏贤记?，與同伴有良好的相處溝通關(guān)系。在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中，學(xué)習(xí)者在協(xié)作活動(dòng)中需要與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行有效溝通，發(fā)展自身認(rèn)知能力，通過自我調(diào)節(jié)以完成團(tuán)隊(duì)任務(wù)或解決共同問題。

6.智慧思維：智慧環(huán)境下共生發(fā)展

在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的智慧思維能力是指在網(wǎng)絡(luò)與智慧社會(huì)里，由于人們行為日益網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化、智能化，因此，在現(xiàn)實(shí)條件下要求學(xué)習(xí)者要具備智慧思維能力。在智能時(shí)代人才需要具備的能力涵蓋信息素養(yǎng)、跨界思維、人機(jī)協(xié)同和自主思維四個(gè)方面。在信息素養(yǎng)中，學(xué)習(xí)者需要在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行信息搜索與獲取，同時(shí)如何對(duì)搜索的信息進(jìn)行提取和評(píng)判也格外重要，在進(jìn)行信息使用時(shí)學(xué)生也需要具備道德素養(yǎng)能力，遵循相關(guān)的學(xué)術(shù)行為規(guī)范；在跨界思維中，學(xué)習(xí)者橫跨不同學(xué)科和領(lǐng)域進(jìn)行內(nèi)容、技術(shù)、文化和思維等方面的整合；在人機(jī)協(xié)同能力中，學(xué)習(xí)者能夠通過多重感官通道來獲取資源信息，通過智慧學(xué)習(xí)空間和物理實(shí)體進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地通過智能設(shè)備進(jìn)入這一無邊界、網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)學(xué)習(xí)空間，學(xué)習(xí)者能夠理性駕馭處理人與機(jī)器之間的共存形式；在自主思維中，學(xué)習(xí)者在進(jìn)行線上線下學(xué)習(xí)時(shí)，缺乏自主學(xué)習(xí)的能力，因此，自主思維成為學(xué)習(xí)者線上線下學(xué)習(xí)的有力支撐。學(xué)習(xí)者在進(jìn)行智慧學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，需要進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自主決策、自主管理和自我調(diào)節(jié)等一系列認(rèn)知活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的有效學(xué)習(xí)。

●結(jié)語

本研究采用文獻(xiàn)分析法和扎根理論從智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下對(duì)學(xué)習(xí)者高階思維能力構(gòu)成要素進(jìn)行梳理，通過分析在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境依托下的智慧教育所需人才特點(diǎn)，將智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的高階思維能力分為批判反思能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、問題解決能力、知識(shí)建構(gòu)能力、智慧思維能力、溝通協(xié)作能力六個(gè)子能力。通過模型擬合結(jié)果表明，本研究所構(gòu)建的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力模型在理論與實(shí)踐上均得到支持。在這個(gè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力模型中，不僅關(guān)注了高階思維能力在心智方面的傾向和品質(zhì)，還注重學(xué)習(xí)者在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下能否利用高階思維能力去完成學(xué)習(xí)任務(wù)的行為表現(xiàn)。這六個(gè)構(gòu)成要素在模型中相互作用、相互聯(lián)系。本研究下一步工作將重點(diǎn)關(guān)注智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)者自身因素、教師教學(xué)法、環(huán)境感知等方面對(duì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下高階思維能力的影響。