生成认知促进高阶思维的形成

胡翰林　沈书生

[摘要]高阶思维的培养一直是教学实践的重点，其形成既依赖认知过程，又以概念的发展为具体表现。生成认知作为学习者认知形成的一种机制与解释，能够有效发展学习者的高阶思维。文章分析了高阶思维的具体含义与现实问题，对生成认知进行了内涵解析，并依据生成认知的涌现性、具身性与行动性特征提出高阶思维的培养路径：置身情境的理解过程，为学习者创设真实情境、虚拟情境与增强情境来促进概念的形成;具身交互的再造过程，使学习者在概念隐喻與具身交互的过程中获取概念;反思实践的创造过程，以超越教学中的技术理性、解决复杂问题、进行反思性实践等来促进概念的发展，以实现学习者高阶思维的形成。

[关键词]高阶思维;生成认知;概念发展;具身行动;反思性实践

[中图分类号]G434 [文献标志码]A

一、引言

高阶思维，作为一种高级、复杂的认知能力或心智活动，被认为是21世纪必备的素养与技能，是认知科学与学习科学领域的研究重点，也是目前教学过程的核心价值取向。当前学界对于高阶思维的内涵有着较深理解，但如何培养高阶思维仍旧面临难题。概念作为思维的基本单位与认知对象的双重身份存在，揭示了思维发展与认知形成间的紧密联系：生成认知是一种学习者认知形成的机制与解释，故本文旨在探讨如何借助生成认知的实践路径来谈概念的发展，以促进学习者高阶思维的形成。

二、现实困境：高阶思维培养的实然问题

高阶思维的形成依赖认知过程，同时又以概念的发展为具体表现，故在此先进行高阶思维的内涵描述、思维与概念的关系探讨，接着指出当前高阶思维培养存在的问题。

（一）高阶思维

切入角度的不同，对高阶思维的理解就会涉及多个层面。从过程观来看，教育目标分类学中识记、理解、应用被认为是低阶思维，分析、评价、创造被认为是高阶思维;SOLO模型中前结构、单一结构、多点结构被认为是低阶思维，关联结构、拓展抽象结构被认为是高阶思维。从能力观来看，加涅认为，高阶思维是利用高阶规则来进行环境中问题求解的一种认知策略;瑞斯尼克指出，高阶思维是不规则的、复杂的、能够产生多种解决方法、需要多种应用标准的思维技能;钟志贤认为，高阶思维是能够解决劣构问题、实现远迁移、具有发散思维的一种以高层次认知水平为主的综合性能力。此外，也有部分研究者认为，批判性思维、创造性思维、问题解决与元认知等是高阶思维。

综上所述，可以发现在对高阶思维进行描述时的共性特征：（1）从本质属性来看，高阶思维是一种复杂的、高级的认知活动，与认知过程紧密相关;（2）从形成过程来看，高阶思维有着结构，它是在一系列低层次思维的基础上逐渐丰富、综合而发展起来的，依赖概念的逐步抽象与深化，并最终形成能够解决问题的复杂思维;（3）从价值作用来看，高阶思维是能够恰当运用已有经验、信息等来进行判别决策、问题求解的一系列思维活动。因此，本研究认为，高阶思维是学习者通过认知过程实现思维的逐步抽象、深化，从而达到从具体思维发展到抽象思维的能够进行复杂问题求解的一种高级综合能力或高级认知活动。

（二）思维与概念

概念是思维的基本单位，是人们学习、推理、交流等高级认知能力的基础，反映着事物具有的本质属性或特征，通常以特定的抽象符号来表示。布鲁纳认为，学校教育的基本目的之一是帮助学习者有效地习得概念。当前在高阶思维的培养过程中，研究者与实践者都致力于提升思维的抽象层次，即提升学习者思维的复杂性、全面性以及综合性，在教与学的实践过程中直接体现为学习者对抽象事物或学习材料进行分析、建构、综合、理解并逐步概括、归纳、抽象出事物的本质特征，形成对事物的一般性理解，即概念形成与获取的过程。同时，概念的形成与获取并不能视为高阶思维的完全体现，如何获取关于已知世界的更具概括性的丰富、综合、全面的概念，从而达到提升思维抽象性与层次性的目的，并通过运用概念促使概念处于持续深化发展的过程中以形成面向解决未知世界问题的能力，才是高阶思维的表现。

（三）高阶思维培养存在的问题

从教学实践与问题解决的角度来看，概念是思维过程的核心，概念的发展是高阶思维的重要组成部分，如何在教学过程中促使学习者形成、获取并进一步发展概念，是高阶思维形成的关键。对于概念的发展，洛克和休谟认为，概念是通过感觉经验从具体事物之中习得的，依赖与事物的具身交互过程。因此，高阶思维离不开学习者身体与环境世界的感知交互以及具身行动过程。而当前教学过程中对高阶思维的培养还存在以下问题：

1.旁观而非参与——概念理解的片面性

对于概念的初步形成，多数一线教师都会通过相应的情境来帮助学习者理解与建构。然而，对于学习者而言，他们是作为情境的旁观者而非参与者，仍旧置身于概念情境之外。情境参与的缺失容易造成学习者对概念的理解出现偏差，因而在其自我建构的过程中，以已有学习材料或事实为蓝本，出现由于学习者自身经验不足致使概念形成具有片面性的现象。概念的形成，应该是一个由感性到理性的过程，但当缺少感知和经验一些直观的、与真实生活世界相关联的情境时，学习者便不能进行深入、理性思考，这进一步影响了思维的发展。

2.离身而非具身——抽象概念难以消解

抽象概念是抽象思维的基础，对抽象概念的理解将直接影响学习者高阶思维的形成。在对抽象概念如何有效表征的看法上，当前普遍存在一种离身的观点——忽视身体的始源性价值，形成了认知过程中身体无涉的离身教学认识论。具体体现为无视学习者身体动作经验、拒绝学习者的行动与实践等一系列学习者身体“缺场”的现象。对于学习者而言，抽象概念在一定程度上需要借助手势、身体动作等的介入来帮助理解，以此消解与降低知识、概念的抽象层次，并通过身体经验记录的手段进行概念记忆、储存，身体的“缺场”导致抽象概念不能精确地被理解与掌握。

3.记忆.而非应用——概念的实践性匮乏

如何将大脑中形成、获取的概念用于指导实践行动过程是当前教学所匮乏的，而这正是高阶思维的最终价值取向——形成能够运用高阶思维来优化现状与解决问题的高阶能力。在实际教学环境中，仍存在“以次充好”“固步自封”培养学习者高阶思维的活动，学习者的思维层次处于低阶状态，思维受到限制与阻碍，难以将概念应用于实践过程。因此，学习者并未真实应用概念来解决问题、进行反思，也不能与环境世界建立相应关联，学习者思维体现为对概念的记忆與复述，或将其应用于试题解答，使学习者形成一种不完备的高阶思维。

三、内涵解析：生成认知的概念梳理

对生成认知内涵的理解，主要从以下三个方面进行：哲学层面，我们认知和经验到的世界既不是对外部事物特性的纯粹表征，也不是自身心智的臆造，而是通过具身结构（特有的身体系统）与环境世界的结构耦合而成;认知科学层面，认知是具身的行动，认知结构形成于经常和反复出现的感知运动模式，根植于有机体与环境的互动过程中，其目的是指导有机体进行更为有效的行动;生态学层面，认知形成于某一具身实体以其生理机能决定的精确方式与周遭环境发生的交互作用，并以这种独特方式来形成自我的世界。鉴于上述已有研究，本文认为生成认知具有涌现性、具身性以及行动性等特征。

（一）涌现性

涌现性是指整体（或高层次）具有但还原到部分（或低层次）就不存在的一些现象或特征。生成认知通过涌现性来描述认知系统与环境的特殊关系，意在强调认知的形成与环境密不可分，环境系统的复杂性及其要素的丰富性是认知形成的基础，即环境是认知形成的必要条件;同时，认知又赋予环境相应的意义与价值，二者是一种相倚的存在。对于学习者而言，学习过程中的环境表现为真实场景与想象意境，以支持学习者丰富、全面的信息感知。当前概念的呈现方式多为从真实客观世界抽离出来的高度抽象符号，需要借助具体的情境来帮助学习者理解知识，建立知识的应用场景，并进一步与真实环境建立联系。

（二）具身性

传统认知主义将认知视为大脑内的抽象活动——对信息的处理与加工，这种心一物间的直接对应弱化了身体在认知形成过程中的重要作用，认知应该是具身的。即认知加工的是身体特定感觉通道（视觉、听觉、触觉等）提供的内容，因此，身体并不仅仅是一种信息传递的中介或载体，而是以某种形式对信息进行处理或塑造，身体塑造了心理表征的格式。因此，大脑中认知的产生依赖身体各个感觉运动器官的协调发挥，身体的参与越多，这些通路就会越活跃，感觉系统就会感知到更多的信息，形成的认知也会更加丰富。此外，具身性不仅在低层次的感觉运动的处理过程中发挥着重要作用，同时也是高层次认知技能（推理、问题求解、心理意象操作等）形成的基础。

（三）行动性

生成认知具有行动倾向，即认知形成于具身的行动过程中。“行动”强调认知形成并非我们被动地接收知识或是做出相应行为，而是通过主动的参与，将想法、策略等借助具身的方式付诸实践，来达成某个目的或实现问题的解决。研究表明，以一种具身的方式积极参与隐喻，比被动地接触静止的隐喻更有利于学习。因此，认知在某种程度上是一种实践活动，通过这种实践活动，促使我们不断将复杂的问题简单化与系统化，以形成对事物由感性到理性的认识，并通过具身的行动过程进行意义建构与持续深化，最终形成思维。此外，行动倾向能够有效地落实学习过程中反思性实践的发生，以优化最终的实践结果。

四、作用探索：高阶思维的形成路径

（一）置身情境的理解过程——概念形成

认知并非是一种先验的逻辑能力，而是一种处于持续进化、发展中的情境性过程。在学习者概念形成的过程中，让学习者通过置身情境去感知、体验情境的氛围与信息，促使学习者从经历情境过渡到自我建构;并从个人所得经验出发，在解释、内化情境的动态过程中形成概念，逐渐理解与深化认识。通过对虚实情境（真实情境与虚拟情境）的创设，促使学习者通过置身于相应情境中进行学习。

1.直接置身的真实情境

真实情境是直接与真实世界建立关联的相应时空中各类条件的有机组合，主要表现为实际场所、实际物品、真实事件等，它能为学习者直接呈现知识的应用场所或应然样态，促使学习者在亲身感知的过程中形成关于知识更为清晰、深刻的印象。在教学过程中，教师应带领或鼓励学习者走向真实情境，从校内的抽象化、个人化、无形化学习过渡到校外的境脉化、合作性、有形化学习，引导学习者主动去经历、体会概念的来源或应用。真实情境能为学习者提供一个丰富而全面的知识场所，促使学习者通过自主探究、合作学习等逐渐实现对概念的全面感知与深入理解，在身体与真实情境的不断交互过程中发现问题、建构认知、激发创新。

2.间接置身的虚拟情境

虚拟情境是给予学习者类似于真实情境感知体验的一个实习场，包括场景模拟、虚拟现实与想象意境等。教学过程中，依据特定的知识类型，让学习者参与到虚拟情境中来。一是真实情境的模拟再现，按照特定的教学内容和教学目标，让学习者对概念来源或实践场所等进行模拟再现，使学习者在类似的真实情境下自然地融入其中，成为某个角色或与某种心理状态产生共鸣，从而通过情境互动进行参与式、体验式学习。二是虚拟现实的沉浸感知，虚拟现实技术能为学习者提供真实情境的虚拟延伸，实现对真实情境的间接感知，依据其呈现的沉浸感、直观性、灵活性与有效交互性等特点，可以引导学习者对虚拟场景进行多视距、多角度观察体验，使学习者逐步形成对事物的全面理解能力与抽象概括能力。三是基于意境的想象建构，对于不能在真实生活中感知、体验的情境，也要为学习者创建促使其通过大脑的回忆、想象来进行情境感知与模拟体验的“弱”具身条件。这样学习者的思维不会受限于具体时空，能够进行更融洽的情感交流来帮助自身理解学习材料或内容，并通过更为深远的思维发散形成深刻、灵活的思维品质。

3.混合置身的增强情境

在教学活动组织过程中，有意地将真实情境与虚拟情境进行有机结合，将形成一种基于增强现实的“全情境”，为学习活动增添逼真感与沉浸感。在此过程中，学习者身体感官受到的刺激增加、感知增强，能有效地调动在真实情境与虚拟情境中形成的已有经验来加深认知，促使学习者形成一个“在场”的认知共同体，有利于学习者对环境世界的充分了解，进而积极主动地对未知事物进行探索，走向深度学习。

（二）具身交互的再造过程——概念获取

概念形成是学习者在置身情境的过程中获取关于事物的初步印象，形成关于事物的初步认知。要实现对概念的全面理解，需要学习者在概念形成的基础之上进行概念再造，即通过亲身经历、体验过程实现对概念的内化与再理解，在自我建构的过程中形成关于概念的自我认识。

1.概念隐喻

对于学习过程中较为复杂、抽象层次较高的概念，我们往往不能通过直接的互动、感知来进行理解，而是需要借助概念隐喻。隐喻最初起源于语义学，它通过使用一个词来替代、解释另一个词，以实现词义易于理解或使词义得到延展升华。Lakoff和Johnson指出，隐喻是借助具体、简单、有形的源域概念来描述和理解抽象、复杂、无形的靶域概念，它促使我们能够利用已获得的身体和社会经验来理解无数的其他复杂主题。隐喻有着重要的认知价值，同时也表明抽象概念的形成是借助身体的感知运动经验和具体概念为基础发展而来的。因此，概念隐喻需要注意以下两个方面：（1）身体的感觉运动经验是概念隐喻的基础。隐喻是以已知经验或具体概念为原型去构造抽象概念的映射过程。具体概念来源于主体的身体感觉运动经验——在与具体事物的不断感知交互过程中形成关于具体事物的认识或概念。（2）具体到抽象概念的隐喻化过程是关键。隐喻化的映射过程是通过将具体概念或具体经验的图式结构架构到未知、抽象的范畴和关系上，从而形成新的理解，例如：“重”要（知觉范畴表达价值概念）、“低”落（空间范畴表达情感概念）等。因此，通过感觉运动系统形成的具体概念映射到无法通过身体感知经验获得的抽象概念领域是概念隐喻过程的关键，需要学习者在已有经验、身体感知与抽象概念间建立平衡。

2.具身交互

许多证据表明，知觉动作与抽象概念之间可以通过隐喻建立联系，身体的感知运动过程是抽象概念形成与表征的基础。具身性视身体为学习发生的最初场所，通过身体活动获得的身体经验，能够有效帮助学习者实现对知识的意义理解。梅洛-庞蒂指出，要“成为一个体验”，并以“身体体验”替代胡塞尔的“意识体验”，意在强调身体属性先于意识结构，身体是知觉产生的基础，身体体验是身体经验的来源。因此，认知并非独立于身体，而是根植于身体活动的信息感知、处理与内化过程。在教学实践中，有意识地调动学习者身体的参与，从身体感知、具身模拟、思维外显三个方面来促进学习者的概念获取。

（1）身体感知

教学实践过程中学习者身體感知的对象：一是实体，是教师为学习者呈现关于知识的某个真实物品或现实原型，让学习者直接通过触摸、使用、操作来达到对知识的物理感知：二是氛围，是在相应的情境中促使学习者去经历、体验、感悟其中的某种氛围、状态与心理等，这样学习者能够通过共情来实现对知识的深入理解。要让学习者进行充分的身体感知，就要在教学过程中解放学习者的身体，归还学习者的主体地位，让学习者自主地参与到学习活动中去，在尽情地感知、体验与思考过程中进行自主探索与思想激荡。

（2）具身模拟

具身模拟首先从教师自身了出发，尝试去理解学生，站在学生的角度或以学生的视角去思考问题。这样才能准确把握学习者的立场与自身特点，为学习者呈现更能满足其自身需求的知识，实现从“教学结构”向“学习结构”的转变。其次，对于学习者而言，通过相应身体动作来帮助学习的过程中，会激活其他学习者的镜像神经元系统，促使其他学习者在大脑皮层区域产生类似的动作刺激，甚至是不受控制的模仿学习。身体动作在心理上的模拟过程，一定程度上有助于学习者相互之间的理解感悟与分享交流，也能给予其他学习者一定的创意启发，促进积极思考与不断领悟。

（3）思维外显

思维外显是引导学习者将大脑中的理解、思考过程通过身体动作予以具体展现，实现“思”与“行”二者间的有机统一，增加思考过程中的身体感知度，促进思维进一步深化的过程。研究表明，手势可以提高儿童数学学习能力，儿童能从自己的手部动作中提取相关信息，也能将大脑中的想法通过身体运动进行表征。首先，学习者通过对情境进行仔细、全面地感知，准确把握事物的本质，在头脑中产生初步的知觉映像，并通过加工处理，形成有序、清晰的思维。其次，经由学习者身体动作的积极参与，将大脑中的思维通过手势、肢体动作、身体运动等方式直观地呈现出来。思维外显将大脑中的理解、思考、深化等过程通过一系列身体动作进行可视化显现，便于其自身对知识掌握程度的把握。同时，思维外显促使学习者在情境中不断进行实时判别与自我调节，进一步深化思维并转化为具体实践，一定程度上增加了学习者身体参与度并引起身体“共鸣”，促使学习者获得更多的直接经验。

（三）反思实践的创造过程——概念发展

高阶思维不仅强调思维的丰富性与复杂性，同时也注重实践与反思过程，在概念发展过程中体现为反思性实践。反思性实践是舍恩针对专业知识与实践能力之间的关系提出的一种实践认识论，认为知识与实践二者不是手段与目的的关系。在当前学习者获得概念、形成知识的过程中，范畴化与抽象化的知识有别于真实生活场景的具体经验，实践的缺失将会导致知识与生活的割裂。因此，概念的发展需要学习者在身心一体的基础上进行实践与经验的即时互动，即具身的反思性实践过程，在不断面临新的问题情境中通过行动来提升与创造问题解决策略，以实现概念的持续深化与发展。

1.教学中技术理性的超越

教学中的技术理性是指先学习原则或理论，再将其运用于实践的一种认识论逻辑，它容易在专业知识与真实实践之间造成鸿沟。其实质是教学过程中对学习者主体体验性与身体参与认知过程的忽略，致使学习者在面临超出技术理性的未知情境时，往往不知道从何下手来解决问题。技术理性支配下的实践是一种被动的表层实践，忽略了学习者的主体性，将学习者视为工具人的存在，其过分强调理论对于行动的指导性，忽视了学习者在体验与交互过程中的生成性认识。对技术理性的超越，首先需要将学习者的自身体验与自主实践置于主体地位，给予学习者更多在环境中实践的机会：其次，要重视学习者身体在参与实践过程中的重要价值，解放学习者的身体，实现从“普遍、抽象的人”到“特殊、具体的人”的转向。

2.以复杂问题解决为目标

复杂问题解决是一个动态的复杂过程，需要在动态的任务环境下进行互动来探索、整合、建构环境规则的心理表征，并将习得的规则应用于解决问题，是知识学习与知识应用的综合呈现。高阶思维作为一种高级、复杂的认知活动，旨在促进学习者在面临实际生活中复杂、动态的问题情境时，能够迅速做出决策与反应，从而通过采取相应的行动或措施来成功地解决问题。因此，需要以设置复杂问题为导向，以解决复杂问题为目标，促使学习者在身心体验的过程中逐步厘清问题情境、获得经验，并最终形成问题解决策略。复杂问题具有重要性、复杂性、不确定性、不稳定性、独特性和价值冲突性等有悖于技术理性的特征。因此，为更好地将其转变为学习者能够理解的问题情境，学习者需要充分调动身体积极参与来丰富认知过程，实现复杂问题的转化。同时，复杂问题的设定应以一定的结构来呈现，以支持学习者在问题解决过程中有迹可循，通过一些适时引导、层次性的探究、资源提供、及时反馈等策略为学习者提供脚手架来支持学习者进行深入思考。

3.具身的反思性实践过程

生成认知强调学习者具身行动所带来的基于身体的概念应用与新的认识发生，期望在身体感知运动的过程中直接获得某种身体经验，以及对身体感知运动过程进行回顾与反思来获得间接经验。因此，具身的反思性实践以在行动中认识为出发点，以在行动中反思为关键过程，以对行动的反思为提升路径，从而促进概念的发展。

（1）在行动中认识

在行動中认识是学习者在实践行动过程中不断经历与遇见不确定的冲突情境，并通过身体行动从直觉感受与经验出发来有效解决问题，其结果通常是隐含于学习者的行动过程中的一种默会认识。这种过程依托学习者的具身行动，行动的结果是动态的、无法预测的，这种不确定性使得学习者在面对未知境遇、处理事务的过程中不断进行自我省思，以优化与调整行动过程，从而形成一种无法用语言与命题的方式进行描述而是内隐于实践者身体行动中的认识。因此，教师为学习者组织相应的探索学习活动并预留充足的创造空间，使学习者在具身行动的过程中能够进行充足的自我审视与建构的内部对话，成为知识的创生者。

（2）在行动中反思

思考与行动的关系是相互依赖、相互补充的，在面对复杂问题时，学习者能够在思考与行动的循环过程中产生新的认识并做出决策。对于教师而言，要从以下三个维度来促进学习者在行动中反思：（1）反思的时机，在学习者遭遇困境或面对不确定因素时，引导学习者进行反思活动以带来更好的行动结果;（2）反思的对象，通过问题提示、同伴互评、描述与观察行动过程等策略来帮助学习者明确反思的对象，如自我、人工制品以及环境等：（3）反思的水平，逐步将更多反思元素纳入反思过程中来，逐步提升学习者的反思水平。

（3）对行动的反思

对行动的反思是学习者在整个实践行动过程完成后进行的思考与提升，是一种回顾全局的理智分析与创新创造过程，能够显著提升学习者的反思能力。首先，让学习者对整个行动过程进行全面的回顾，加深学习者对实践行动的理解与感悟，并了解此过程中学习者收获的知识、概念、能力与经验等。其次，让学习者通过自我总结与提升，获取行动中的相关经验。此外，教师应该有意识地发现并抓住实践行动过程中学习者形成高质量策略、解决问题的关键点，并帮助学习者提炼这些关键点，促使学习者能够将其迁移到不同的应用场景中去解决问题，以形成高阶思维。