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學(xué)科教育不僅僅是學(xué)科知識(shí)的教育，更是終身發(fā)展素養(yǎng)的教育！而沒有思維，真正的學(xué)習(xí)行為不可能發(fā)生，素養(yǎng)難以形成。因此，我們的學(xué)科課堂教學(xué)還要有思維的深度參與。 本文中，國家義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂專家組成員、科學(xué)特級(jí)教師李霞帶來新課標(biāo)下學(xué)科思維形式的分類解讀，并借助案例解析不同學(xué)科中思維形式的內(nèi)涵，幫助教師把握思維在教學(xué)中的應(yīng)用，以更好開展課堂教學(xué)改革，發(fā)展核心素養(yǎng)。 
全文共5031個(gè)字，仔細(xì)閱讀需要12分鐘 編輯/肖梅香 統(tǒng)籌/孫習(xí)涵 本文為思維智匯第795篇原創(chuàng)文章 ※ 有哪些學(xué)科思維形式？這些思維如何發(fā)生？ ※ 不同學(xué)科中的思維形式有何內(nèi)涵體現(xiàn)？ 學(xué)生真正學(xué)習(xí)行為的發(fā)生，有三個(gè)維度： 第一個(gè)維度是行為參與，在課堂上認(rèn)真聽講，坐直身子認(rèn)真寫作業(yè)。第二個(gè)維度是思維參與，在課堂上積極思考、積極應(yīng)對、互相交流。第三個(gè)維度是情感參與，學(xué)生真正投入自己的情感，從他的興趣發(fā)展到志趣，這需要一個(gè)漫長的培養(yǎng)過程。其中，思維的深度參與，支撐了行為和情感的參與。在課堂教學(xué)中深刻認(rèn)知和理解學(xué)科思維，把握不同學(xué)科中思維形式的內(nèi)涵，才能以思維型教學(xué)驅(qū)動(dòng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，有效落實(shí)素養(yǎng)培養(yǎng)。新課標(biāo)對基礎(chǔ)教育階段一至十二年級(jí)各學(xué)科要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)都進(jìn)行了匯總，其構(gòu)成要素如下表所示。 
不同階段的學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)，都從4個(gè)維度來定義“學(xué)科核心素養(yǎng)”構(gòu)成。 一是學(xué)科觀念，我們習(xí)慣上也稱它為學(xué)科知識(shí)，但學(xué)科觀念強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)被掌握并根植在腦海里，隨時(shí)能夠被調(diào)用。二是學(xué)科思維，不同學(xué)科對于學(xué)科思維的表述不一樣，語文是思維能力，數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)思維，科學(xué)和物、化、生都是科學(xué)思維，地理則是綜合思維，英語學(xué)科將其表述為思維品質(zhì)。三是學(xué)科能力，將學(xué)科思維獨(dú)立出來后，剩下的具有學(xué)科特色的那部分東西就是學(xué)科能力。當(dāng)然，廣義上來說學(xué)科思維本身也是一種學(xué)科能力。四是學(xué)科情感態(tài)度，比如數(shù)學(xué)的以數(shù)據(jù)說話、科學(xué)的實(shí)證精神等這些情感、態(tài)度、價(jià)值觀維度的東西。學(xué)科核心素養(yǎng)的核心是思維。新課標(biāo)對不同學(xué)科的思維形式進(jìn)行劃分并提出培養(yǎng)要求：如語文學(xué)科從小學(xué)一年級(jí)到高中十二年級(jí)，都強(qiáng)調(diào)直覺思維、形象思維、邏輯思維、辯證思維和創(chuàng)造思維5種思維形式的培養(yǎng)。對于這5種思維形式，在課程標(biāo)準(zhǔn)中，又給出了其下位的思維方法。數(shù)學(xué)思維在義教階段分散在數(shù)學(xué)觀察、數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)語言各個(gè)部分，到高中階段數(shù)學(xué)思維獨(dú)立出來，分為數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模和直觀想象4個(gè)上位維度。科學(xué)思維包括推理論證、模型建構(gòu)、質(zhì)疑創(chuàng)新，從1-12年級(jí)都是這樣規(guī)定的。聚焦這些思維，以語文、數(shù)學(xué)、科學(xué)三門學(xué)科為例來談學(xué)科思維的異同點(diǎn)：科學(xué)學(xué)科從思維方法上升到思維形式；數(shù)學(xué)學(xué)科也是從一個(gè)又一個(gè)的思維方法上升到思維形式；經(jīng)過歸納，學(xué)科思維有4種主要的思維形式：形象思維、抽象思維、直覺思維和創(chuàng)造性思維。其中，抽象思維又叫邏輯思維，在西方表現(xiàn)為基于證據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)密的形式邏輯思維，在東方表現(xiàn)為對立統(tǒng)一發(fā)展觀的辯證思維，東西方對邏輯思維的理解不同但在互相加速學(xué)習(xí)中，這是人類思維的一種進(jìn)步。思維的發(fā)生離不開感覺、知覺，否者容易遺忘。隨著時(shí)間的推移，被記住并能在頭腦中浮現(xiàn)的記憶的表象，才能成為思維的材料。4種主要的學(xué)科思維形式都是以思維的材料作為分類依據(jù)的。表象是事物不在眼前，但留在我們腦袋中的形象，以表象為思維材料的就是形象思維，具有形象性、動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)造性。抽象思維是使用已知的概念判斷推理，來反映對事物的理性認(rèn)識(shí)。抽象思維是以概念判斷和推理為主要形式，脫離了事物的形象，是完全在頭腦中進(jìn)行的一系列的分析、判斷、綜合、抽象、概括、質(zhì)疑，包括形式邏輯和辯證邏輯。直覺思維是不受固定的邏輯約束，直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的一種特殊的思維形式。直覺思維好的人，首先他有豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，第二他掌握了相對比較豐富的本領(lǐng)域的或者其他相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，使得他能夠在剎那間調(diào)動(dòng)有用的信息，幫助分析判斷，在自己還沒有意識(shí)到的時(shí)刻就做出決策。直覺思維的思維材料既包括形象思維的表象、抽象思維的概念，還包括個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，因此直覺思維具有整體性，而且是反應(yīng)極其迅捷的一種思維形式，隨著情境的不同反應(yīng)也不同，具有突發(fā)性和隨機(jī)性。前三種思維形式用到的材料，創(chuàng)造性思維都會(huì)用到，有新穎性、獨(dú)特性，關(guān)鍵要有價(jià)值，才能稱之為創(chuàng)造性思維。通過以下案例可以認(rèn)知不同思維形式的發(fā)生過程，進(jìn)一步把握每一種思維形式的特點(diǎn)和差異。形象思維發(fā)生過程： 下圖的動(dòng)物是一匹狼，成年人能輕松辨認(rèn)，但幼齡學(xué)童沒見過狼，就會(huì)聯(lián)想這和他見過的狗很像，會(huì)不會(huì)是同一種動(dòng)物？這個(gè)時(shí)候發(fā)生的就是形象思維。形象思維主要通過聯(lián)想和想象發(fā)生，且伴隨著特別快的情緒反應(yīng)，比如語文課堂上，學(xué)生讀課文，一旦入情入境，馬上感動(dòng)到掉眼淚。形象思維是天然性快速，易于觸發(fā)情感，但缺少證據(jù)和邏輯支撐，有些時(shí)候容易出錯(cuò)。不過也不能說形象思維不好，而是它作為思維的一種形式具備這種特點(diǎn)。對比幼齡學(xué)童，年齡大一些的學(xué)生，他的認(rèn)知更加完善，他也覺得圖片中的動(dòng)物像狗，但他聽過“大尾巴狼”這個(gè)俚語，于是他不僅想到狼的尾巴比較大，還會(huì)仔細(xì)去觀察，發(fā)現(xiàn)圖上動(dòng)物的尾巴果然毛絨絨的又長又大，和他見到的狗尾巴不是一回事兒，符合“大尾巴狼”這個(gè)口語化命題，他利用這個(gè)命題和概念做出了一個(gè)判斷：這個(gè)動(dòng)物是狼。得到狼這個(gè)結(jié)論，他頭腦中還會(huì)浮現(xiàn)另一個(gè)已有概念：狼是會(huì)咬人的。那他還能推斷出第二個(gè)結(jié)論：遇到狼，會(huì)威脅自己的安全，要躲開。到這里，從前面的形象思維里加入概念進(jìn)行判斷推理，發(fā)生的就是抽象思維。再來看高年級(jí)的學(xué)生，他掌握的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)更多了，不僅知道狼會(huì)咬人，還知道狼的生理習(xí)性，會(huì)奔跑不會(huì)爬樹。假設(shè)他遇到狼，第一時(shí)間他的反應(yīng)不僅是趕快跑，還會(huì)看周邊有沒有樹，找棵樹爬才能自保。這個(gè)行為就是基于形象思維和抽象思維基礎(chǔ)上的一個(gè)綜合結(jié)果判斷，是建立在足夠豐富的知識(shí)的基礎(chǔ)上，觸發(fā)的直覺思維的過程。如上思維的發(fā)生過程，在不同年齡階段形象思維和抽象思維的占比不一樣，越低年級(jí)段的學(xué)生形象思維的成分越多，隨著年齡增大，知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、技能掌握得越來越多，就越來越偏向于抽象思維。解析不同學(xué)科中的思維形式及其內(nèi)涵 以語文、數(shù)學(xué)、科學(xué)為例，解析不同學(xué)科中的思維形式及其內(nèi)涵。語文思維是對有形的客觀世界和無形的內(nèi)心世界，在豐富情感的推動(dòng)下，運(yùn)用多種表象概念，通過漢語進(jìn)行認(rèn)識(shí)與表述、鑒別與欣賞、鑒別與吸收、審美與創(chuàng)造，從而達(dá)成一種形象化的典型化的認(rèn)識(shí)和反應(yīng)的過程。這首詩前三句是9個(gè)并列的詞，沒有任何邏輯推理關(guān)系存在，但詩人用一句“夕陽西下，斷腸人在天涯”將情感注入，這個(gè)時(shí)候就有對表象的加工——語文上把它叫意象。9個(gè)意象單位形成3句話，共同構(gòu)成1個(gè)意境——太陽是將要落下的夕陽，烏鴉是昏聵的，樹也枯了，馬也是又老又瘦的，就像我（詩人）年老體衰，雖有才華但在仕途上始終不得志，不由發(fā)出旅途中的暮年感慨，更加思念故鄉(xiāng)，長嘆“斷腸人在天涯”。詩人的“情感注入”締造的意境，使得毫無邏輯關(guān)系的事物得以串聯(lián)并整體把握，這種高超的意境傳達(dá)，體現(xiàn)的就是直覺思維。這個(gè)時(shí)候，我們一般推理作者肯定不是看著官吏在抓壯丁，而是在他小屋里聽著外面的聲音，形成了一系列的想象出來的東西。文章所寫的都是通過聽到的“想象出來”再造的一個(gè)形象，然后獲得一種體驗(yàn)理解“吏呼一何怒，婦啼一何苦”，把他的思想情感表達(dá)出來，這是一種典型的形象思維的表達(dá)形式。小學(xué)課文《驚弓之鳥》里，更贏說：“鳥飛得慢，我就判定它受箭傷，傷口沒有愈合還在作痛，所以飛得慢；叫得悲慘，可以推斷它孤單失群得不到幫助，它的叫聲是想給燕群一個(gè)信號(hào)。聽到弦響，覺得箭要射到它，是一種條件反射，就拼命往高處飛，一使勁，傷口又裂開，更加疼痛肯定要掉下來。”
如果我們拿科學(xué)推理的邏輯來判斷，這個(gè)案例不嚴(yán)密的地方很多，但放到文學(xué)角度來說，這也是一個(gè)較為復(fù)雜連續(xù)的演繹推理過程。數(shù)學(xué)思維的內(nèi)涵及其形式 數(shù)學(xué)的研究對象是現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)量關(guān)系和空間形式，即數(shù)與形；途徑就是對現(xiàn)實(shí)世界的抽象，基于抽象結(jié)構(gòu)，通過符號(hào)運(yùn)算、形式推理，還有模型建構(gòu)等方式來理解和表達(dá)現(xiàn)實(shí)生活中事物的概念、性質(zhì)、關(guān)系、規(guī)律。數(shù)學(xué)學(xué)科思維最后指向的是概念、性質(zhì)、關(guān)系和規(guī)律。舉例，學(xué)了小數(shù)之后，教師在如下圖所示數(shù)軸上指明兩個(gè)已知點(diǎn)分別是0.1，0.5，那么接下去標(biāo)注出來的兩個(gè)未知點(diǎn)應(yīng)該是多少？這時(shí)候，學(xué)生還沒有數(shù)軸的概念，很可能會(huì)繼續(xù)按照小數(shù)的定義給出錯(cuò)誤答案：0.2，0.7；這個(gè)階段學(xué)生還是形象思維主導(dǎo)，數(shù)軸對他們來說是抽象的，以抽象思維為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)中，教師需要借助一個(gè)和數(shù)軸類似的實(shí)體模型比如尺子作為形象材料，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)。 匈牙利的數(shù)學(xué)家路沙·彼得寫的一本書《數(shù)學(xué)的探索與旅行》里有一個(gè)“燒水”的案例。假設(shè)在你面前有煤氣灶、水龍頭、水壺和火柴，現(xiàn)在的任務(wù)是要燒水，你應(yīng)當(dāng)怎么做？我們認(rèn)為的步驟一定是：裝水、打火、燒水；假設(shè)所有的條件都不變，只是水壺里已經(jīng)有足夠的水了，那么你該怎么辦？數(shù)學(xué)思維并非如此，路沙在書里提到，第一個(gè)問題和第二個(gè)問題的答案一樣：還是裝水、打火、燒水。我們會(huì)疑惑：不是已經(jīng)有水了嗎？路沙在這本書里給的答復(fù)是：“為了讓整個(gè)思維過程更簡潔，能夠形成一種模型，我寧可把水壺里的水倒掉，然后還是按接水、點(diǎn)燃煤氣灶、燒水的程序走，這樣就可以把第二個(gè)問題歸并到第一個(gè)問題里，形成一個(gè)思維模式?！?/span>數(shù)學(xué)思維可以把紛繁復(fù)雜的各種變式歸結(jié)成一種模型，模型占用大腦的位置很小，可遷移就能夠解決很多的問題。燒水案例，是一個(gè)典型的數(shù)學(xué)抽象思維的過程。當(dāng)年被稱為數(shù)學(xué)神童的高斯 ，就是在計(jì)算1加到100時(shí) ，立即感覺到1 100 ，2 99， ... ，50 51的計(jì)算方式 ，然后迅速算出101*50=5050。在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用直覺思維去猜答案、猜過程、猜方法 ，如此，直覺思維就會(huì)在數(shù)學(xué)中廣泛發(fā)揮它的作用彭加勒說過，邏輯用于證明，直覺用于發(fā)明。直覺思維，是不受邏輯規(guī)則約束直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的一種思維方式，是直接反映數(shù)學(xué)對象、結(jié)構(gòu)以及關(guān)系的思維活動(dòng)。如上所述，數(shù)學(xué)是講究邏輯的學(xué)科，科學(xué)則是講究邏輯下實(shí)證的學(xué)科。當(dāng)下，人類面臨太多的現(xiàn)實(shí)困難和問題?；?strong>現(xiàn)實(shí)問題發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律和發(fā)展的基本聯(lián)系，這就是科學(xué)學(xué)科要做的事情，也決定科學(xué)學(xué)科在目前的重要地位。科學(xué)上的發(fā)明很多，而每一件發(fā)明都離不開抽象思維。比如：遺傳學(xué)之父孟德爾，原來是一名神父，非常熱愛科學(xué)。他利用教堂里的空地種了大概8萬棵左右的豌豆。為什么要統(tǒng)計(jì)種了多少棵呢？因?yàn)樗鰧?shí)證，讓豌豆自交、雜交看性狀的遺傳。有多少棵豌豆有某個(gè)規(guī)律，都是要依靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出來的，所以他種了8萬棵豌豆，這個(gè)數(shù)字必須清楚。孟德爾發(fā)現(xiàn)子一代高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，子二代全是低莖豌豆。子二代低莖豌豆進(jìn)行自交之后，到了子三代，發(fā)現(xiàn)祖輩高莖和矮莖的性狀都遺傳下來。孟德爾不僅用豌豆也用其它植物做實(shí)驗(yàn)，通過反復(fù)的推理、論證、實(shí)證過程，才確定遺傳學(xué)的三大規(guī)律：分離定律、自由組合定律、連鎖與互換定律。這就是典型的抽象思維過程，完全依靠邏輯，在邏輯的基礎(chǔ)上推理、論證、實(shí)證，并反復(fù)持續(xù)這個(gè)過程直到結(jié)論的確立。科學(xué)上的直覺思維案例也很多，舉例：上上個(gè)世紀(jì)苯分子出現(xiàn)時(shí)，所有的證據(jù)都表明苯分子非常對稱。但是科學(xué)家想不出，6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子究竟是怎樣完全對稱地排列，形成穩(wěn)定的分子呢？德國化學(xué)家凱庫勒天天都在想這事，直到他夢見一條蛇咬住了自己的尾巴，在他眼前旋轉(zhuǎn)。驚醒之后，他依靠直覺思維將這個(gè)環(huán)狀遷移過來，于是由六個(gè)碳原子首尾相接的環(huán)狀苯分子結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了。- 科學(xué)學(xué)科中的創(chuàng)造性思維
愛因斯坦說：“我的所有發(fā)現(xiàn)皆非出于理性思維。”“想象比知識(shí)更重要 ”。這些都指向科學(xué)學(xué)科里的“創(chuàng)造性思維”。他想象：乘坐一艘光速飛船，從地球出發(fā)，到達(dá)宇宙中的某一個(gè)地方，如果要坐著飛船返回，能不能回得來呢？然后給出一個(gè)大膽的創(chuàng)想：如果能回來，那么宇宙一定是彎曲的。在這個(gè)開腦洞的創(chuàng)想的基礎(chǔ)上，科學(xué)界一點(diǎn)點(diǎn)建立了黑洞理論，這是一種創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)。作者 | 李霞
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