认知与教学/问题解决、批判性思维与论证
我们日常生活中不断地被模糊性、虚假性、挑战或情况所包围，这些都需要我们的批判性思维、问题解决技能和论证技能。虽然这三个术语经常被互换使用，但它们明显不同。批判性思维使我们能够积极参与我们通过所有感官获得的信息，并深入思考这些信息。这使我们能够分析、批判和应用知识，以及创造新的想法。批判性思维可以被认为是问题解决和论证的总体认知技能。通过批判性思维，虽然我们可以得出逻辑结论，但并不一定存在“正确”的想法。“正确”的东西往往非常主观。问题解决是一种批判性思维的形式，它使学习者面临关于最佳解决方案的决策，对于明确定义和不明确定义的问题，没有特定的正确答案。参与问题解决的一种方法是使用认知辅导等辅导系统，该系统可以为个别学生修改问题，并跟踪他们在学习中的进步。项目式学习是问题解决的一个特点，它侧重于让学习者解决一个驱动性问题，通过进行广泛的调查，将学生置于学习体验的中心。基于问题的学习侧重于激励学生进行体验式学习的现实问题。此外，设计思维使用特定的脚手架系统来鼓励学习者通过一系列步骤开发原型来解决现实世界的问题。同理心、实用设计原则和原型改进在整个过程中都体现了批判性思维。同样，论证是一个批判性思维过程，并不一定涉及单一的答案，因此需要在论证性思维中进行协商。更具体地说，论证涉及使用推理来支持或反驳主张或想法。相比之下，问题解决可能会导致一个可以被认为是经验性的解决方案。
本章对这三个关键主题进行了理论概述：每个主题的特性、它们之间的关系以及实际的课堂应用。
学习成果
- 定义批判性思维及其与知识的互动
- 定义问题解决以及它如何利用批判性思维来制定问题的解决方案
- 介绍认知辅导作为一种利用问题解决来增强学习的认知学习工具
- 探索项目式学习作为一种特定的问题解决方法
- 考察设计思维作为项目式学习的子集及其学习脚手架过程
- 定义论证以及它如何采用批判性思维过程
- 考察论证的具体方法和应用工具
批判性思维是教育中一个极其宝贵的方面。批判性思维的能力通常随着知识和经验的积累而随着寿命的延长而增强，但尽早开始这一发展过程至关重要。研究表明，批判性思维能力与更好的知识迁移相关，而缺乏批判性思维能力则与有偏差的推理相关[1]。即使在孩子开始正规学校教育之前，他们也会在家里因为与父母和照顾者的互动而培养批判性思维能力[2]。此外，批判性思维似乎可以通过明确的教学得到改进[3]。能够参与批判性思维使我们能够在选举等情况下做出明智的决定，在选举中，候选人会歪曲地展现自己和其他候选人的形象。如果没有批判性思维，人们就会沦为虚假信息和有偏差推理的受害者。因此，重要的是让学生了解批判性思维，并鼓励他们在面临问题时利用批判性思维能力。
一般来说，批判性思维可以定义为评估论点和证据以得出结论的过程，该结论在其他可能的结论中是最合适和有效的。批判性思维是一个动态的和反思性的过程，并且它主要基于证据[4]。批判性思考包括能够客观地批判信息并探索相反的观点，最终根据证据和仔细思考得出结论。批判性思考者对提供给他们的信息持怀疑态度，积极寻求证据，并且不犹豫地承担决策和复杂的问题解决任务[5]。提出问题、辩论话题和批判来源的可信度都是涉及批判性思考的活动。正如格拉瑟 (1941) 所概述的那样，批判性思维涉及三个主要组成部分：批判性思维的倾向、批判性思维策略的知识以及应用这些策略的某种能力[6]。拥有批判性思维的倾向对于应用已知策略是必要的。
批判性思维，包括权衡和评估信息等认知过程，有助于更透彻地理解问题或难题。作为一种反思，批判性思维也促进了人们对自己感知、意图、情感和行为的意识。[7]
| 批判性思维的组成部分 | |
| 知识 | 培养知识基础和具体的策略来帮助获取知识更容易通过教学来控制。 |
| 推理 | 通过使用演绎法和/或归纳法在现有的知识库之间形成联系。 |
| 评价 | 分析、判断、权衡、做出道德判断、批判和质疑外部信息以及自身的知识库。 |
| 元认知 | “思考思考”的过程。这涉及评估一个人自己的决定、意见或信念是否明智且有充分依据。 |
在现代教育中，批判性思维被认为是人们普遍需要和应该获得的东西，尤其是在高等教育水平[8][9]。然而，批判性思维是一种人类建构[10]——而不是科学事实——它与古希腊哲学和信仰相关[11]。
与古希腊的联系既涉及古希腊将逻辑置于情感之上的优先级[11]，也涉及其民主原则。包括埃尔德和保罗[12]、穆恩[8]和斯坦利克和斯特劳瑟[13]在内的多位作者都认为批判性思维可以追溯到苏格拉底时代。同样，摩根和萨克斯顿 (2006) 将批判性思维与所有民主公民的基本要求联系起来[14]。
与古希腊的另一个联系涉及苏格拉底方法。苏格拉底方法涉及两个人或多人之间的对话，他们通过提出和回答问题来挑战彼此的论点，使用逻辑和推理[15]。此类辩论受制于客观/主观二元论问题，因为辩论的目的是相信存在“正确答案”，但进行此类辩论的能力证明了任何论点的客观性[15]。
由于与古希腊有着密切的联系，批判性思维通常被认为是西方建构。这进一步被另一种称为布鲁姆分类法的西方建构所放大，它被认为是现代教育中批判性思维的本质[16]。
由于批判性思维是一种人类建构，因此关于构成批判性思维的观念因人而异。穆恩 (2007) 列出了她研讨会参与者提供的 21 种常见的批判性思维观念，然后提供了她自己对该术语的 2 页定义[8]。批判性思维的一种观点是，它包含一组技能，使人们能够在拥有某种先前知识的领域或背景中得出可辩护的结论并做出决策[10]。另一种观点是，批判性思维涉及使用系统的逻辑和推理，虽然不一定产生经验性的答案，但仍然使用理性且科学的方法[17]。最终，穆恩得出结论，没有正确或错误的定义[8]。
学者们认为，虽然批判性思维的建构与西方民主国家相关，但这并不意味着其他非西方文化不拥有或不使用涉及批判性思维的类似建构[18]。相反，“存在不同的推理方式或形式”[19]；例如，亚洲人对辩论的方法是找到冲突论点之间的联系，以便这些想法能够共存[18]。这是由于东方关于“面子”的价值观[8]。相比之下，西方方法通常被视为具有竞争性：攻击他人的观点，同时捍卫自己的立场。尽管存在这种二分法概括，但东方和西方方法的相似之处比最初看起来要多。关于外交的亚洲辩论方法，西方方法也涉及妥协和谈判，因为想法通常很复杂，并且可能存在许多“正确”答案[14]。同样，其他文化采用西方批判性思维观念的程度取决于文化价值观。例如，在穆斯林文化中，批判性思维的价值与对表达自己观点的适当性的看法相关[20]。
有人认为，仅仅具备批判性思维技能不足以应用批判性思维——**批判性思维的倾向**也必不可少[5]。批判性思维的倾向不同于认知技能。倾向更准确地解释为有意识地选择一项技能的能力，而不仅仅是执行该技能的能力[4]。拥有批判性思维的倾向可能包括对智力活动具有真正的兴趣和能力。Perkins 等人（2000）扩展了批判性思维倾向必要性的概念，并指出了批判性思维倾向涉及的三个方面：参与智力行为的倾向；对可能参与此类行为的机会的敏感性；以及参与批判性思维的普遍能力[5]。Halpern（1998）认为，这种批判性思维倾向必须包括愿意继续执行看似困难的任务、开放的心态和计划的习惯[5]。事实上，在 Clifford 等人（2004）进行的一项认知技能研究中，他们发现批判性思维的倾向与更好的整体批判性思维技能相关[4]。
这些是个人态度或性格特征，有助于培养批判性思维技能
- 好奇的
- 系统的
- 明智的
- 追求真理的
- 分析性的
- 开放的
- 对推理的信心
许多因素会影响一个人对批判性思维的倾向，其中第一个是文化[5]。文化有许多方面会影响人们批判性思维的能力。例如，宗教可能会对批判性思维的发展产生负面影响[5]。许多宗教都建立在信仰的基础上，而信仰通常需要全心全意地相信，而无需证据或支持。有组织宗教的本质与批判性思维的前提背道而驰，批判性思维的前提是对任何主张的有效性和可信度进行评估。在这种环境中长大可能会不利于批判性思维技能的发展。这种环境可能会抑制质疑宗教观点或检验宗教有效性的倾向。另一个可能不利于批判性思维倾向的文化因素是权威[5]。当孩子在专制型育儿方式的环境中长大时，可能会对他们生活的许多方面产生不利影响，尤其是对他们的批判性思维技能，因为他们被教导不要质疑权威的可信度，并且如果他们这样做，往往会受到惩罚。这在课堂上也适用[5]。培养批判性思维倾向的课堂环境中，如果教师没有营造开放的氛围或允许学生质疑他们所学的内容，也会影响批判性思维的发展。拒绝问题的课堂环境或父母权力和控制力很强的家庭环境都会影响学生批判性思维的能力。更重要的是，学生一生都被条件反射地不去这样思考[5]。然而，尽管存在这些文化限制，但仍然可以在家庭和课堂中培养批判性思维的倾向。
课堂结构是突出批判性思维倾向的主要方式。培养一种让学生参与他们学习内容的决策过程的课堂结构，对培养批判性思维倾向非常有帮助[5]。这种结构有助于学生投入到他们的学习中，并营造一种课堂氛围，让学生能够自由地质疑老师以及其他学生对不同主题的意见和看法。允许学生自由审查和评估提供给他们的信息，是创造鼓励学生培养批判性思维倾向的课堂环境的有效方法。这种自由使学生能够在更大的课堂环境中保持个人身份，并赋予他们评估和独立做出决定的权力。允许学生在课堂上分享权力，对于帮助学生保持学习动力和对课堂教学的分析能力非常有益[5]。教师还可以采用各种方法帮助学生在课堂上变得自主。给学生机会承担不同的角色，可以有效地培养批判性思维倾向，例如进行预测和思考问题[5]。让学生参与提出的问题，而不是仅仅教他们老师或教科书认为正确的内容，对于学生形成自己的观点和个人见解至关重要。此外，收集关于该主题的数据和信息是培养批判性思维倾向的重要部分。这样做可以让学生外出寻找他们自己可以分析并得出结论的资源[5]。利用批判性思维的这些方面，学生可以最有效地与最初做出的预测相关联，并批判性地评估结果的有效性[5]。
除了教授批判性思维外，教师还需要牢记学生的自我调节能力。学生在学习新技能时需要能够保持学习动力并对自己的学习抱有积极的态度。在 Phan（2010）的一篇文章中，他认为，自我调节能力强的学生，目标设定能力更好，对自己的学习负有更多的个人责任，能够保持学习动力，认知灵活性更强，因此更有可能利用批判性思维。由于批判性思维技能具有很强的反思性，因此有助于自我调节学习（SRL），反过来，自我调节策略也有助于发展批判性思维技能。这两种认知实践都有助于学生成长和发展[7]。
自我调节为学生提供了进行主动学习所需的元认知意识基础。这种主动性使学生能够参与批判性思维的认知过程，例如评估、反思和推断。通过个体元认知能力来评估自己的想法，个体发展了在学习中变得自主的能力[7]。学习者无需监督者检查每个任务，而是可以根据自己的节奏学习，同时监控自己的表现，从而参与自我调节学习。此过程的一部分将包括定期反思在完成任务时使用的策略。这种反思可以通过利用批判性思维来评估哪些策略最适合他们自己的学习，从而根据他们的认知需求来促进学生的学习。
批判性思维的复杂性表明，它需要一个漫长的发展过程，需要指导、实践和强化。为了促进这一过程，自我监控作为自我调节的第一步，可以通过评估个人的教育表现来启动反思性思维。这种评估通过产生关于个人学术能力的激励性信念来促进自我效能[7]。从那里，通过实践，学生可以将他们的批判性思维技能扩展到自身之外，并融入到他们的教育环境中。通过实践，学生将他们的元认知策略作为长期发展批判性思维的基础。
心理学家和教育家已经发现了许多不同的批判性思维发展策略。在这些策略中，有些可能非常熟悉，例如概念图或维恩图，还有一些可能不太熟悉，例如诉求-问题刺激策略[21]。概念图特别适用于说明思想和概念之间的关系，而维恩图通常用于表示对比思想[21]。
维恩图经常用于小学阶段，并在中学阶段作为对比/比较工具继续使用。维恩图活动可能适用的一个例子是在科学课上。教师可以指导学生制作维恩图，比较和对比不同的植物或动物。概念图可以在小学阶段引入，尽管它们最常用于中学和高等教育阶段。概念图是一种互动且通用的方法，可以鼓励学生参与课程材料。概念图的关键方面在于它要求学生反思以前学习的信息并建立联系。在小学阶段，概念图可以作为项目引入，而在以后，可能是在大学或研究生院，学生可以将其用作学习策略。在小学阶段，学生可以使用概念图来建立他们阅读的故事中的人物、环境或情节之间的联系。在介绍概念图时，教师可以向学生提供一个单词或短语列表，并指导学生以概念图的形式说明它们之间的联系。 提问也可以是一种简单且引人入胜的方式来培养批判性思维。教师可以先向学生提问关于材料的问题，然后鼓励学生提出他们自己的问题。在中学和高等教育中，学生可以使用问题来评估来源的可信度。在小学阶段，问题可以用来评估学生对材料的理解，同时鼓励他们通过质疑故事中人物的行为或实验的有效性来进行批判性思考。斯沃博多娃提出的诉求-问题刺激，涉及学生就其阅读理解提出问题的一个过程[21]。
将讨论作为培养学生批判性思维技能的一种方式，对于教师来说可能是一种特别有价值的策略。同伴互动为培养特定的批判性思维技能（例如换位思考和合作）提供了基础，而这些技能可能不容易通过教学来教授。当然，讨论的一个很大一部分是语言。克鲁斯特（2002）认为，批判性思维始于提问[21]。类似地，维果茨基认为，语言技能可能是高级思维过程的关键先驱[2]。随着孩子们词汇量的扩大，他们能够更好地理解阅读材料，然后可以开始抽象地思考材料，并与同伴就他们理解的内容进行有意义的讨论[2]。
研究表明，跨年龄同伴讨论可能对促进批判性思维的发展特别有帮助。跨年龄同伴群体之所以有效，是因为孩子们在与不同年龄的同伴合作时往往具有动机[2]。年幼的孩子常常将年长的孩子视为导师以及宝贵的知识和经验来源，而年长的孩子则感到一种成熟感，以及与年幼的学生分享他们的知识和经验的责任[2]。这些跨年龄同伴讨论还让学生面临着将语言使用调整到其他小组成员的挑战，以便使他们的观点易于理解[2]。在加拿大学校中比较常见的一种跨年龄同伴群体的例子是大伙伴计划，其中中级年级的学生被分配了一个小学年级的伙伴，在整个学年里帮助他们。大伙伴可以帮助他们的伙伴完成项目、提供建议或参加学校活动。大伙伴/小伙伴计划可以有效，因为年幼的学生会仰慕他们的伙伴，而大伙伴则感到有责任帮助他们的伙伴。正如哈蒂（2006）指出的那样，需要考虑的另一个重要因素是，这些讨论应该由教师引导的结构化活动，以确保学生了解他们的团队责任[2]。
营造一个安全的环境，让学生能够提问和分享想法，对于创造一个鼓励批判性思维的课堂至关重要。有人认为，当学生能够参与课堂和课堂活动的组织和计划时，他们更有可能培养批判性思维的倾向[5]。在这些课堂上，教师会真诚地鼓励学生参与课堂运作的决策过程[5]。教师还必须以身作则，展现所需的批判性思维类型，以尊重和适当的方式质疑自己和其他权威人士[5]。研究表明，在教师充满热情和反应灵敏的课堂上，学生的认知参与度更高[22]。因此，教师应鼓励和包容学生，并在可能的情况下让学生参与课堂计划过程。
越来越多的研究支持批判性思维可以被明确教授的观点[23]。在教育中使用批判性提问尤其重要，因为通过教授批判性提问，教育工作者正在积极地模拟批判性思维过程。教育中批判性思维教学的一个关键问题是，学生仅仅见证了教师批判性思维的结果，即他们听到了教师通过批判性思维得出的结论[9]。而经验丰富的批判性思考者会使用批判性问题，但这些问题是隐含的，通常不会被明确表达出来。然而，为了让学生理解批判性提问和批判性思维策略，学生必须看到批判性思维的过程。明确地模拟批判性问题的形成和排序，展示了如何得出逻辑结论的思维过程。
有各种教授批判性提问的方法。下面讨论的框架是其中最著名的框架。在易用性、复杂性和普遍性方面，它们都有自己的优缺点。每种方法都以对人类概念的特定定义来处理批判性思维。因此，一个人对批判性思维的自身定义可能会影响他对特定批判性提问框架的接受程度。
西方批判性思维方法的一个关键特征包括批判性提问的重要性，这与源自古希腊传统的苏格拉底方法有关。无论是回答现有的问题还是提出新的问题，批判性思维都涉及问题，无论是显式/隐式、有意识/无意识[13]。布朗和基利（2006）将他们的批判性思维定义具体地建立在批判性问题的参与之上[24]。
对批判性问题的答案不一定是经验性的。它们可能涉及推理并具有逻辑性，但仍然会受到他人不同观点的影响，从而使所有观点同时具有主观性和客观性。埃尔德和保罗（2009）将这些批判性问题分为三类[12]。
- 可以使用知识确定正确答案的问题
- 开放式问题，答案具有主观性，无法判断
- 产生客观答案并根据所用证据和推理质量进行判断的问题
关于批判性提问的书籍往往受到苏格拉底方法的强烈影响，并且区分“好”问题和“坏”问题。好的问题是与手头主题相关的，并采用逻辑且系统的方法[14][13]，而坏的问题是不相关、肤浅且杂乱无章的。Elder & Paul (2009) 认为，“不可能成为一个好的思考者却是一个糟糕的提问者。”[25]换句话说，如果一个人无法想到相关且合乎逻辑的问题，他们将无法得出任何理性的结论。
此外，如上所述，批判性思维不仅仅是提出正确的问题。批判性思维和知识之间存在直接关系[23]。一个人可能拥有知识，但不知道如何应用它。相反，一个人可能拥有良好的批判性提问技巧，但缺乏判断答案价值的知识。
在使用苏格拉底方法教授批判性提问方面，必须认识到没有一套可以遵循的问题，因为需要的批判性问题类型是基于实际情境的。因此，不同作者提出的例子差异很大。尽管如此，还是有一些可以遵循的具体指南[26]
- 使用批判性问题来识别和理解情境、问题、观点和结论
- 使用批判性问题来寻找假设、歧义、冲突或谬误
- 使用批判性问题来评估思想的影响
苏格拉底方法的第一部分更像是信息收集阶段，使用问题来找出基本细节、澄清想法或意见，并确定目标。第二部分使用第一部分的信息，然后使用问题探究潜在的细节，这些细节可以为批判性评估想法的准确性提供理由。第三部分使用问题来反思这些想法的后果。
Conklin (2012) 将以上三个部分分为六个部分[27]
- 使用问题来理解
- 使用问题来确定假设
- 使用问题来发现理由/证据
- 使用问题来确定视角
- 使用问题来确定后果
- 使用问题来评估给定的问题
以下是每个部分的一些示例问题[28]
理解类问题
- 你为什么这么认为？
- 你迄今为止在这个主题上学习了什么？
- 这与你现在正在学习的内容有什么关系？
确定假设类问题
- 你如何验证那个假设？
- 还可以假设什么？
- 你对此有什么看法？你同意还是不同意？
发现理由/证据类问题
- 你怎么能确定？
- 为什么会发生这种情况？
- 你有什么证据来支持你的观点？
确定视角类问题
- 你如何从另一个角度看待这个论点？
- 哪个视角更好？
确定后果类问题
- 它如何影响你？
- 那有什么影响？
评估给定问题类问题
- 为什么我被问到这个问题？
- 哪些问题导致了最有趣的答案？
- 还应该问什么其他问题？
根据文本的不同，苏格拉底方法可能异常复杂，这使得教育工作者难以应用。Conklin (2012) 指出，教师需要提前花费时间计划这些问题，而不是期望在课堂上提出这些问题[27]。
布卢姆教育目标分类法
[edit | edit source]布卢姆教育目标分类法最初设计于 1956 年，旨在确定认知教育目标并评估学生的更高阶思维技能[29]。然而，从那时起，它已被改编并用作促进批判性思维技能的有用工具，特别是通过批判性提问[30]。这些批判性问题涉及布卢姆的理解、应用、分析、综合和评价类别。可以看出这些类别与其他作者提倡的苏格拉底方法相关，即提问对于理解、分析和评价的重要性。Moon (2007) 认为，“‘评价’、‘反思’和‘理解’”是批判性思维的关键方面[8]，因此应该出现在任何批判性思维的概念中。同时，布卢姆教育目标分类法产生了一套自然的问题，可以适用于各种情境[31]。
在一个例子中，一位老师使用纽约地下酒吧的图片。使用布卢姆教育目标分类法，老师可以提出并演示以下批判性问题[14]
- 知识：你在图片中看到了什么？
- 理解：人们在这样的地方做什么？
- 分析：为什么图片中有这么多警察？
- 应用：我们现在看到哪些类似的情况？
- 综合：如果没有禁止此类行为的法律会怎样？
- 评价：如果你成为这些人之一，你会有什么感受？为什么？
诺曼·韦伯的知识深度
[edit | edit source]韦伯的知识深度 (DOK) 分类法于 2002 年针对布卢姆教育目标分类法提出[32]。与布卢姆教育目标分类法相比，韦伯的 DOK 侧重于从思维的复杂性而非难度方面考虑思维[32]。
韦伯的 DOK 有四个层次
- 回忆与再现
- 运用技能与概念
- 短期战略性思维
- 扩展战略性思维
第 1 层与布卢姆的记忆和回忆信息水平一致。此级别的示例批判性问题包括
- 主角的名字是什么？
- 奥利弗·特维斯特向费根问了什么？
第 2 层涉及各种技能，例如分类、比较、预测、收集和展示。可以从这些技能集中得出批判性问题，包括以下问题
- 这两个想法如何比较？
- 你如何对这些物体进行分类？
- 你如何总结文本？
第 3 层涉及分析和评估，再次与布卢姆教育目标分类法保持一致。
- 你能得出什么结论？
- 你能提出什么理论来解释这一点？
- 哪个答案是最好的？为什么？
同时，DOK 的第 3 层与苏格拉底方法有相似之处，因为个人必须捍卫自己的观点。
第 4 层是最复杂和最具挑战性的层次。它涉及建立跨学科联系和创造新的想法/解决方案。
由于 DOK 随着层次的增加变得越来越复杂，并导致需要使用逻辑和证据来捍卫自己的立场，因此与苏格拉底方法存在相似之处。同时，因为它用于制定评估批判性思维的标准，所以与布卢姆教育目标分类法有相似之处。
威廉姆斯模型
[edit | edit source]
威廉姆斯模型由弗兰克·威廉姆斯于 1970 年代设计[27]。与其他方法不同，威廉姆斯模型是专门为使用批判性提问来促进创造性思维而设计的[27]。该模型包括以下方面
- 流畅性
- 灵活性
- 阐述
- 独创性
- 好奇心
- 冒险精神
- 复杂性
- 想象力
关于流畅性的关键问题遵循一种类似头脑风暴的方法，即这些问题旨在产生想法和选项[27]。对于“灵活性”，这些问题旨在针对现有想法产生变化。“阐述”问题是关于在现有想法的基础上进行构建并发展细节水平。顾名思义，关于“原创性”的关键问题是为了促进新想法的发展。威廉姆斯模型的“好奇心”方面与“知晓-惊奇-学习”（KWL）系统中“惊奇”阶段相似[33]。“冒险”问题旨在激发实验。虽然“复杂性”这个名称听起来可能与“阐述”相似，但它实际上是关于在混乱中寻找秩序、建立联系以及填补信息空白。最后一个方面是“想象力”，它涉及使用问题进行可视化。
Wiggins & McTighe的“理解六个方面”都基于批判性思维的深刻理解方面[34]。该方法用于教师设计问题，以促进学生进行批判性思维[34]。这六个方面是解释、解读、应用、视角、同理心和自我认知[35]。
在发展理论和推理方面，“为什么”和“如何”问题在“解释”方面占据主导地位[36]
- 这是怎么发生的？你为什么这么认为？
- 这与其他理论有什么联系？
解读问题鼓励阅读字里行间，创建类比或隐喻，并创建书面或视觉场景来说明这个想法。问题包括
- 你将如何用其他词语解释这个想法？
- 你为什么认为双方之间存在冲突？
- 了解这一点为什么重要？
应用问题是关于让学生运用知识。其中一部分来自于根据既有经验预测将会发生什么。另一个方面涉及从过去学习。这个方面的关键问题包括
- 我们如何才能防止这种情况再次发生？
- 你认为会发生什么？
- 这是如何运作的？
视角问题不仅涉及从他人的角度看待想法，还涉及确定人们的观点。不过，与同理心问题相比，视角问题更多地涉及分析和批判性审查[35]。以下是一些示例问题
- 关于这个主题，有哪些不同的观点？
- 诗中是谁在说话？
- 表达的是谁的观点？
- 从另一个人的角度来看，这可能是什么样子？
同理心问题涉及视角转换，包括同理心，以便展现开放的心态，考虑一下以另一个人的身份生活会是什么感觉。
- 如果你处于同样的境地，你会有什么感觉？
- 生活在那些条件下会是什么样子？
- 如果有人对你的家人这样做，你会如何反应？
自我认知问题主要旨在鼓励自我反思，并培养更强的自我意识[35]。特别是，自我认知问题揭示了一个人的偏见、价值观和偏见，以及它们如何影响我们对他人的判断。这个方面的关键问题包括
- 我的生活是如何塑造我对这个主题的看法的？
- 我对那个社区人们的生活到底了解多少？
- 我缺乏哪些知识或经验？
- 我如何知道我所知道的？这些信息/想法来自哪里？
理解六个方面中的问题都包含以下属性[36]
- 它们是开放式的
- 它们需要深入思考
- 它们需要批判性思维
- 它们促进知识迁移
- 它们旨在引导后续问题
- 它们需要有根据的答案
有关课堂环境中批判性提问的示例，请查看此页面底部的外部链接部分。
在日常生活中，我们周围存在着大量需要解决的问题，我们需要关注这些问题并解决它们以实现我们的目标[37]。我们可能会遇到诸如：需要确定上班的最佳路线、面试穿什么、如何在议论文中取得好成绩或需要找到二次方程的解等问题。在希望解决问题但解决方法对解决者来说并不明显的情况下，就会出现问题[38]。问题解决是找到这些问题解决方案的过程。[39]。尽管它们之间存在联系，但批判性思维从根本上不同于问题解决。批判性思维实际上是一个可以应用于问题解决的过程。例如，学生在遇到需要他们考虑许多选项或可能答案的定义不明确的问题时，可能会发现自己参与了批判性思维。从本质上讲，那些能够批判性思考的人能够有效地解决问题[40]。
本章关于问题解决的内容将首先区分明确定义的问题和不明确定义的问题，然后解释在问题解决的背景下概念化和视觉化表示问题的方法，最后我们将讨论思维定势如何妨碍成功解决问题。
问题可以分为两种类型：不明确定义或明确定义[37]认知心理学与教学（第5版）。纽约：皮尔逊。</ref>到手头的问题。明确定义的问题的一个例子是代数问题（例如：2x - 29 = 7），其中必须找到x的值。另一个例子可能是将火鸡的重量从千克转换为磅。在这两种情况下，这些都代表明确定义的问题，因为只有一个正确答案，并且有一种明确定义的方法可以找到该答案。
相反，不明确定义的问题代表了我们在日常生活中可能面临的问题，目标不明确，并且信息存在冲突、不完整或不确定的情况[41]。不明确定义的问题的一个例子可能是“我们如何解决气候变化？”或“我们应该如何解决贫困？”，因为这些问题没有一个正确的答案。这些问题产生了多种不同解决方案的可能性，因为没有普遍认可的解决这些问题的策略。人们根据自己的假设、理论应用或价值观来解决这些问题，这些假设、理论应用或价值观用于指导他们的方法[42]。此外，每个问题的解决方案都有其独特的优势和劣势。[42]。
| 不明确定义 | 明确定义 |
|---|---|
| 给定状态未明确指定，目标状态不明确，允许的过程集不明确，并且有多个解决方案[41]。 | 给定状态明确指定，目标明确指定，允许的过程集明确指定，并且有一个明确的解决方案[41]。 |
| 例如：我们应该如何解决全球变暖？ | 例如：5x=10 |
| 论证、态度和“元认知高度预测解决问题的得分[43] | 领域知识和论证技能高度预测解决问题的得分[43]。 |
表1。总结了明确定义的问题和不明确定义的问题之间的区别。
在早期，研究人员假设两种类型的问题的解决方式相似[44]，更现代的研究突出了寻找解决方案背后的过程之间的一些明显差异。
Kitchener（1983）提出，明确定义的问题不涉及关于认识论信念[37]的假设，因为它们有明确且确定的解决方案，而不明确定义的问题则需要这些信念，因为它们没有明确且特定的解决方案[45]。为了支持这一观点，Schraw、Dunkle和Bendixen对200名参与者进行了一项实验，他们发现明确定义的问题中的表现不能预测一个人在不明确定义的问题上的表现，因为不明确定义的问题会激活关于知识的不同信念。[46]
此外，Shin、Jonassen 和 McGee（2003）[43] 发现，解决 ill-defined 问题需要运用与解决 well-structured 问题不同的技能。在 well-structured 问题中，领域知识和论证技能高度预测了问题解决分数，而在 ill-structured 任务中，分数则预测了论证、态度和元认知（在一个天文学模拟中）。
与这些发现一致，Cho 和 Jonassen（2002）[47] 发现，解决 ill-structured 问题的群体产生了更多的论证和问题解决策略，因为需要考虑各种各样的解决方案和观点。相反，同样的论证技巧在处理 well-defined 问题时分散了参与者的注意力。这项研究突出了解决 ill-defined 问题和 well-defined 问题背后的过程可能存在的差异。
well-structured 问题和 ill-structured 问题之间的根本差异意味着，解决 ill-structured 问题需要与解决 well-structured 问题不同的技能、策略和方法[43]。同时，教育环境中的大多数任务都是围绕让学习者参与解决 well-structured 问题而设计的，这些问题出现在教科书章节的结尾或标准化测试中[48]。不幸的是，用于 well-defined 问题的策略对可能每天都会遇到的 ill-defined 问题几乎没有适用性[49]，因为用于 well-structured 设计的简化问题解决策略已被发现与现实生活中的问题几乎没有相似之处[48]。
这表明需要以一种促进学生解决 ill-structured 问题的方式重构课堂。我们可以促进这一点的一种方法是向学生提出一些能够体现日常生活中问题的问题[50]。这种方法称为基于问题的学习，在这种课堂结构中，学生有机会通过收集和整理来自大量来源的证据、数据和信息来解决问题[51]。在这样做的过程中，学生学习分析信息、数据和信息，同时考虑到各种解释和观点，以便呈现和解释他们的发现[51]。
在基于问题的学习中，学生以小组的形式工作，探索有意义的问题，确定解决给定问题所需的信息，并设计有效的解决方案方法[50]。学生利用这些策略，分析和考虑他们的结果，以设计新的策略，直到他们想出一个有效的解决方案[50]。教师在这种课堂结构中的作用是引导过程，促进参与，并提出问题以引发对他们发现的反思和批判性思考[50]。此外，教师还可以提供旨在支持学生探究的传统讲座和解释[50]。
为了支持将基于问题的方法应用于问题解决的论点，Dochy、Segers、Van den Bossche 和 Gijbels（2003）进行的一项元分析发现，基于问题的学习优于传统的学习方式，因为它支持灵活的问题解决、知识应用和假设生成[52]。此外，Williams、Hemstreet、Liu 和 Smith（1998）发现，这种方法促进了科学概念理解的更大进步[53]。最后，Gallagher、Stepien 和 Rosenthal（1992）发现，在比较传统方法和基于项目的方法时，基于问题的学习中的学生能够定义问题[54]。这些发现突出了基于问题的学习对理解和定义科学问题的好处。鉴于定义问题带来的积极影响，这种教育方法也可以应用于我们接下来的子主题——对问题的概念化。
在问题解决的文献中，始终发现五个阶段：(1) 识别问题，(2) 表示问题，(3) 选择合适的策略，(4) 实施策略，以及 (5) 评估解决方案[37]。本概述将重点关注问题解决的前两个阶段，并探讨它们如何影响问题解决。
问题解决中最繁琐和最费力的方面之一是识别问题，因为它要求人们从多个角度和视角考虑问题，而不要过早地坚持某个特定的解决方案[39]。此外，由于“花费在概念化特定问题上的时间与解决方案的质量之间存在关联”，因此花时间明确识别问题也很重要[37]。例如，考虑以下问题：
贝卡在烤箱里烤了一个巧克力蛋糕 25 分钟。烤三个巧克力蛋糕需要多长时间？
大多数人会立即得出将 25 乘以 3 的结论，但是如果我们同时将三个蛋糕放入烤箱，我们会发现烤三个蛋糕所需的时间与烤一个蛋糕所需的时间相同。这个例子突出了在急于寻找解决方案之前，正确地概念化问题并从不同角度看待问题的必要性。
更进一步，将五个步骤分解为用于概念化问题的方式：
阶段 1 - 定义问题
| 目标（我想要……） | 障碍（但是……） |
|---|---|
| 买一辆新车。 | 我不确定最经济的车型是什么。 |
| 多锻炼。 | 我不知道什么时候有时间。 |
| 找到一份更好的工作。 | 我不确定我需要什么样的再培训。 |
阶段 2 - 集思广益解决方案
| 问题 | 核实事实 |
|---|---|
| 我需要买一辆新车。 | 需要多少钱？
我是否真的需要一辆车，或者我可以乘坐公共交通？ 是买新车好还是买二手车好？ |
阶段 3 - 选择一个解决方案
|
|---|
阶段 4 - 实施解决方案
|
|---|
阶段 5 - 审查结果
| 结果 - 买新车是最好的解决方案吗？ 决定买一辆新车，攒钱购买，并买了一辆新的经济型汽车。 新车花费更多，但它很可靠，并且作为交通工具已经使用了很长时间。 因此，这是最好的解决方案。 |
|---|
研究也支持这样一个观点：在进行其他步骤之前，花时间清楚地识别问题非常重要。为了支持这一论点，Getzel 和 Csikszentmihalyi 发现，在创作艺术时花更多时间识别问题的艺术家学生，其作品被评为比那些在这个阶段花费较少时间的艺术家更有创意和原创性[37]。这些研究人员推测，在这一初始阶段考虑更广泛的选择范围，他们能够提出更具原创性和活力的解决方案。
此外，在比较经验丰富的教师和正在学习成为教师的初级高等教育学生的方法时，发现经验丰富的教师在假设课堂环境中，与高等教育学生相比，花费了更多的时间进行备课[37]。此外，这些教师对模糊定义和明确定义的问题都提供了更多显著的解决方案。因此，这意味着成功的解决问题与花费在找到正确问题和考虑多种解决方案上的时间有关。
我们从支持解决问题的概念化时间与解决方案质量之间直接关系的文献中可以得出的一条教学启示是，教师应该鼓励学生尽可能多地花时间在这个阶段[37]。通过提供这些知识并监控学生的解决问题过程，以确保他们在概念化问题时“停留”一段时间，我们或许可以促进有效的解决问题[37]。
问题表示指的是如何组织关于特定问题的已知信息[37]。在问题的抽象表示中，我们只是思考或谈论问题，而没有外部视觉化表示[37]。在具体表示问题时，这是通过在纸上、电脑等上创建数据的视觉表示来完成的，例如图表、故事、符号、图片或方程式。这些视觉表示[37]可能会有所帮助，它们可以帮助我们跟踪问题的解决方案和步骤，这在遇到复杂问题时尤其有用。
例如，如果我们看看邓克尔的佛教僧侣例子[37]
早上，一位佛教僧侣在日出时分走出屋外，开始攀登山峰前往山顶的寺庙。他在日落前到达寺庙。几天后，他从寺庙出发，在日出时分开始下山，下山的速度比上山时快。你能指出僧侣在一天中的同一时刻经过的山路上的一处位置吗？[37]
仅使用抽象思维，这个问题似乎无法解决，因为信息量巨大，语言表达方式以及问题中存在大量无关信息。通过使用视觉表示，我们能够在脑海中形成这两个点相交的位置的图像，并且能够更好地找到解决方案[55]。
研究支持在遇到难题时使用视觉表示的好处。Martin 和 Schwartz[56]发现，在遇到困难的任务时，人们更多地使用外部表示，并且他们可以间歇性地访问资源，这表明这些表示在问题过于复杂而无法在没有外部辅助的情况下解决时被用作工具。结果发现，虽然创建初始视觉表示本身需要花费时间，但那些创建这些视觉表示的人以更高的效率和准确性解决了任务。
另一个好处是，这些视觉表示可以通过帮助我们克服认知偏差来培养解决问题的能力。在 Chambers 和 Reisberg 进行的一项研究中[57]，参与者被要求查看下面的图片，然后闭上眼睛并形成一个心理图像。当被要求回忆他们对照片的心理图像并查看照片是否有其他可能的解释时，没有一个参与者能够做到。然而，当参与者获得照片的视觉表示时，他们能够快速地操纵照片的位置，从而提出对照片的其他解释。这表明，学习者如何在教育中使用视觉表示来抵消思维定势，这将在下一节中讨论。
如上所示，依赖抽象思维常常会使一个人的认知资源超负荷，因为短期记忆一次只能容纳七个信息项目[37]。许多问题超过了这些限制，使我们无法在工作记忆中保留解决问题所需的所有相关信息[37]。因此，这意味着在提出问题时，教师应该以书面或视觉形式来表示它们，以减少认知负荷。最后，另一个启示是，作为教师，我们可以通过向学生展示可以用来显示与问题相关的相关信息的各种外部表示来提高解决问题的能力。这些表示可能包括不同类型的图表、表格和图像，它们都可以作为学生提出有效解决方案、表示相关信息和减少认知负荷的工具。
如上所述，有很多技巧可以促进解决问题的过程，但是也有一些因素会阻碍这一过程。例如：一个人的过去经验常常会阻碍解决问题，因为它们可能会成为寻求新颖的解决方案、方法或想法的障碍[58]。
思维定势指的是一个人在处理任务时倾向于受其过去经验的影响[58]。思维定势指的是我们局限于使用过去有效的解决方案，而不是寻求替代方法。思维定势在某些情况下可能是有用的，例如使用以前有效的策略，我们可以快速找到解决方案。然而，它们也可能排除其他潜在的、更有效的解决方案。
功能性固着是一种思维定势，指的是我们倾向于关注物体的特定功能（即我们传统上使用它的用途），而忽略了该物体其他潜在的新颖功能[37]。
功能性固着的一个经典例子是蜡烛问题[59]。假设你在一个桌子上，桌子上放着一个装满钉子的盒子、一支蜡烛和火柴，然后你被要求尽快将点燃的蜡烛安装在软木板墙上，并确保蜡烛不会滴在桌子上。由于功能性固着，你可能首先倾向于将蜡烛钉在墙上，因为这通常是钉子的用途，这与本实验中的参与者类似。但是，这是错误的解决方案，因为它会导致蜡烛滴在桌子上。
最有效的解决方案需要你将装钉子的盒子视为蜡烛的平台，而不是它传统的作为容器的用途。清空盒子后，我们可以用它作为蜡烛的平台，然后用里面的钉子将盒子固定在墙上。最初很难找到这个解决方案，因为我们倾向于专注于盒子盛放钉子的功能，并且难以赋予盒子另一种功能（例如，作为平台而不是容器）。这个实验证明了先验知识如何导致思维定势并阻碍解决问题。
正如McCaffrey（2012）提出的[60]，克服功能固着的一种方法是将物体分解成各个部分。在这样做的过程中，我们可以提出两个基本问题：“它可以进一步分解吗？”以及“我对该部分的描述是否暗示了某种用途？”。为了解释这一点，我们可以使用McCaffrey的钢环8字形示例。在这个场景中，受试者得到两个钢环、一根蜡烛和一根火柴，他们被要求将两个钢环做成一个8字形。观察提供的工具，他们可能会认为蜡烛的蜡在加热后可能可以将两块钢连接在一起。但是，蜡不够坚固。这给他们留下了一个问题，他们如何连接两个钢环使其成为一个8字形。
由于只剩下灯芯作为工具，并且将其标记为工具，我们就会固着于将灯芯的主要功能视为发出光线，这阻碍了我们想出创建8字形的解决方案的能力。为了有效地解决问题，我们必须进一步分解我们对灯芯的概念。将灯芯视为一根普通的蜡制绳子，我们就能克服功能固着，看到绳子的其他功能。通过这样做，我们可能会得出结论，并将蜡制绳子视为可以用来将两个环绑在一起。为了证明这种方法的有效性，McCaffrey（2012）发现接受这种技术训练的人解决问题的数量比对照组多67%[60]。
鉴于这种方法的有效性，这意味着我们可以通过教授学生考虑：“物体是否可以进一步分解”[60]和“该部分的描述是否暗示了某种用途”来促进发散性思维，通过这样做，我们可以教学生将物体分解成最纯粹的形式，并使问题的模糊特征变得显著。这与之前讨论的概念化思想相关，即通过将时间集中在定义问题上而不是根据我们自己的先入为主的观念得出结论，可以提高解决问题的效率。在下一节中，我们将讨论专家在解决问题时使用的策略。
许多研究人员认为，有效的解决问题依赖于两个重要变量：我们在尝试解决特定类别的问题方面的经验数量[61]，我们之前已经通过证明在通过参与基于问题的学习方法来练习解决问题可以提高解决问题的能力来解决这个问题。但是，第二个需要考虑的因素是我们需要利用的领域特定知识的数量[61]。专家拥有大量的领域知识，这使他们能够有效地将知识应用于相关问题。专家对其领域的知识组织良好，这会影响他们注意什么以及如何安排、表示和解释信息，这反过来使他们能够比新手更好地回忆、推理和解决问题[62]。
在比较专家和新手解决问题的策略时，专家能够围绕其领域中重要思想或概念的深层结构组织他们的知识，例如解决问题需要哪种解决方案策略[63]。相比之下，新手根据问题的表面结构（例如问题中出现的物体）来对问题进行分组[63]。
专家在解决问题的开始阶段比新手花费更多的时间来分析和识别问题。专家在实施解决方案之前会花费更多时间进行思考和计划，并使用有限的一套策略，这些策略最适合让他们获得更丰富、更有效的解决方案[64]。
此外，专家会比新手进行更深入、更完整的解决问题表示，使用外部表示（如草图和图表）来表示信息并解决问题。通过这样做，他们能够更快地解决问题并提出更好的解决方案[65]。
鉴于以上文献，很明显，解决问题和专业知识是重叠的，因为专家使用的关键策略也被提供为有效的解决问题策略。因此，我们可以得出结论，与新手相比，专家不仅拥有丰富的领域知识，而且还了解并实施最有效的策略，以便更有效地解决问题[65]。在下一节中，我们将讨论解决问题与批判性思维之间的联系。
认知辅导是一种智能辅导系统[66]。它可以根据学生的个人基础分配不同的问题，跟踪用户的解题步骤，提供及时的反馈和提示，并实施掌握学习标准[67]。
根据安德森及其同事[67]，使用LISP辅导系统的学生完成问题的速度提高了30%，并且在微型课程中，有43%的学生表现优于得到教师帮助的同龄人。此外，使用具有即时反馈功能的ACT编程辅导系统（APT）的大学生在一个问题集中完成得更快，并且在测试中比接受传统教学的学生成绩高出25%[68]。此外，在高中几何学校环境中，在课堂上使用几何证明辅导系统（GPT）解决问题的学生在随后的测试中比参与传统课堂解决问题活动的同龄人获得了更高的字母等级分数[69]。
1985年，安德森、博伊尔和赖格塞尔将认知心理学学科加入到智能辅导系统中。从那时起，采用这种方法构建认知模型以供学生获取知识的智能辅导系统被称为认知辅导[67]。最广泛使用的认知辅导是Cognitive Tutor®代数I[69]。商标所有者卡内基学习公司正在开发完整的Cognitive Tutor®，包括代数I、II、通往代数的桥梁、几何和综合数学I、II、III。Cognitive Tutor®现在也包括西班牙语模块。
认知辅导支持“在实践中学习”的理念，这是人类辅导的重要组成部分，即为学生提供应用目标技能或概念以及内容相关反馈的实践机会[69]。为了监控学生的表现，认知辅导采用了两种算法，模型追踪和知识追踪。模型追踪可以提供即时反馈，并根据学生表现轨迹的每个步骤提供内容特定的建议[67]。知识追踪可以根据对一个人先前知识的计算，为每个用户选择合适的任务以实现掌握学习[67][69]。
认知辅导可以创建并应用于不同的课程或领域以帮助学生学习，还可以作为自适应软件集成到课堂学习中。课程和领域包括初中和高中数学[66] [68] [70]、高等院校的遗传学[71]和编程[67][68][72][73]。
认知辅导对课堂、学生动力和学生成就产生了巨大影响[74]。关于认知辅导的有效性，研究证据支持认知辅导比课堂教学更有效[67][75][76][68]。
认知辅导的理论基础是ACT-R学习和表现理论，该理论区分了程序性知识和陈述性知识。[67] 根据ACT-R理论，程序性知识不能直接被人们吸收，它可以用如果-那么的产生式规则表示。获取程序性知识的唯一途径是学中做。
产生式规则描述了学生，无论他们是初学者还是高级学习者，在一个领域或学科中是如何思考的。[67] 产生式规则可以表示学生的非正式或直觉思维。[77] 这些非正式或直觉的思维方式通常与教科书中教授的不同，学生可能会在校外获得这种思维模式。[78] 启发式方法，例如提供解决问题的行动计划而不是给出具体的运算；[79] 以及非传统策略，例如在解方程时使用图形而不是符号，[69] 也都可以用产生式规则表示。
认知模型是在ACT-R理论和学习者经验研究的基础上构建的。[69] 学习者的所有解题方法和典型错误观念都以产生式系统的方式在认知模型中体现。
| 解代数方程的三种策略 |
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例如，解代数方程2(3+X)=10有三种策略。策略1是在括号内的和(3+X)上乘以2；策略2是将方程两边同时除以2；策略3则显示了未能将2乘以括号内的和(3+X)的错误观念。由于每个任务都有多种方法，学生可以选择自己的解题方式。
模型追踪是一种算法，它可以沿着学生的每个学习步骤向前运行，并提供即时的上下文特定反馈。例如，如果学生选择正确的答案，例如使用策略1或策略2来解方程，认知辅导®将接受该操作并为学生提供下一个任务。如果学生的错误与常见的错误观念相符，例如使用策略3，认知辅导将突出显示此步骤为错误，并提供即时反馈，例如你还需要将X乘以2。如果学生的错误与认知模型中的任何产生式规则都不匹配，这意味着学生没有使用上述任何策略，认知辅导®将以红色斜体标记此步骤为错误。学生在解决问题时可以随时请求建议或提示。根据Corbett的说法，[68] 有三个级别的建议。第一级是完成特定目标；第二级是提供实现目标的一般思路；第三级是为学生提供关于如何在当前情境下解决问题的详细建议。
知识追踪可以监控在解决问题的过程中不断增长的产生式规则数量。每个学生可以在解决问题的每一步中选择一个产生式规则，而认知辅导可以计算出学生学习该特定规则的概率的更新估计值。[68][69] 规则的概率估计值被整合到界面中并在技能计量器中显示。利用概率估计值，认知辅导可以根据学生的个人需求选择合适的任务或问题。
Aleven和Koedinger进行了两个实验，以检验认知辅导®是否能够在高中几何课堂环境中有效地搭建自我解释的脚手架。[66] 研究结果表明，“当学生通过参考解题原则来解释他们的步骤时，使用认知辅导®进行的解题练习会更加有效。”[80]
在几何学习中，当学生在其先验知识中过度概括了产生式规则时，可能会发生这种情况，从而导致浅层编码和学习。例如，学生可能会根据过度概括的产生式规则“如果一个角看起来与另一个角相等，那么它就相等”选择正确的答案并进入下一步，而不是真正的理解。根据Aleven和Koedinger的说法，自我解释可以促进解题练习期间更一般的编码，因为它可以促使学生更多地思考并在几何领域中明确地反思规则。[66]
实验中的所有几何课程都包括课堂讨论、小组活动、讲座以及使用认知辅导®解决问题。在这两个实验中，学生都需要在认知辅导®的帮助下解决问题。但是，认知辅导®提供了两个不同的版本，新版本可以支持自我解释，也称为“边做边解释的引导式学习”，[66] 另一个版本则不支持。新版本中的这些额外功能要求学生通过输入几何原理或参考几何知识在线词汇表中的原理来证明每一步，以及根据学生的个人选择提供解释和解决方案。此外，新版本中的解释形式不同于另一个关于自我解释的实验中提到的基于语音的解释。研究人员发现，使用新版认知辅导®的学生不仅能够更好地给出准确的解释，而且能够更深入地理解领域规则。因此，学生能够更好地将这些学习到的规则迁移到新的情境中，避免浅层编码和学习。
Corbett等人 (2010) 对在美国12所大学的7种不同类型的生物学课程中使用了遗传学认知辅导进行了两次评估。研究结果表明，在高等院校遗传学解题练习环境中实施遗传学认知辅导的有效性。[81]
在第一次评估中，参与者将遗传学认知辅导与他们的课堂活动或家庭作业结合使用。该软件包含16个模块，涵盖5个一般遗传学主题的约125道题。遗传学认知辅导利用遗传学解题知识的认知模型提供逐步帮助，并结合了模型追踪和知识追踪。在预测试卷（平均正确率43%）和后测试卷（平均正确率61%）中，使用遗传学认知辅导的平均提高幅度为18%。在第二次实证评估中，研究人员检验了知识追踪是否能够正确预测学生的知识。研究结果表明，知识追踪算法能够准确地估计每位学生在笔试后测试中的表现。
项目式学习是一种旨在将学生置于学习中心的理念。学习者被期望通过一段时间的深入探究，对复杂挑战或问题做出积极回应，从而在学习中发挥主动作用。项目式学习旨在让学生了解课程内容，同时利用他们已有的知识来解决问题挑战。从根本上说，项目式学习是一种活动，学生基于现实生活中的问题或议题，对某个主题形成理解，并要求学习者在设计学习活动中承担一定程度的责任[82]。Blummenfeld 等人 (1991) 指出，项目式学习允许学生对其最初的问题、活动和成果的性质负责[83]。
项目式学习基于五个标准[84]
| 项目可以是课程的核心或外围。 |
| 项目专注于驱动学生遇到（并与之斗争）学科核心概念和原则的问题或挑战。 |
| 项目让学生参与到建设性的探究中。 |
| 项目在一定程度上由学生驱动。 |
| 项目是现实的，而不是学校式的。 |
挑战基于真实世界的真实问题，要求学习者通过探究过程参与其中，并通过主动或体验式学习来展示理解。例如，小学或中学的学生可能被老师要求解决学校问题——例如如何处理餐厅的堆肥。学生将被鼓励小组合作，在研究、构建和展示其想法的特定标准下，为这个问题制定解决方案，因为学习者在较长一段时间内认知地参与主题内容，从而保持他们的学习动力[83]。其结果是复杂的学习，其成功的定义不仅仅是部分的总和[85]。项目式学习的目标是让学习者协调知识、协作和最终的项目展示技能。这种类型的图式构建允许学习者使用具体训练来执行具体结果。学习者利用先前知识与新信息联系起来，并详细阐述他们对主题的修改后的认知[85]。在项目式学习中，这将构成信息收集和在团队中讨论这些信息以决定小组指导问题最终解决方案的过程。
与基于问题的学习不同，建构主义教学法中的体验式学习是项目式学习的基础，学习者通过对特定驱动性问题的反复试验，寻求现实解决方案，从而展示他们的知识或缺乏知识。体验式学习教育的理念源于约翰·杜威在其著作《教育与经验》中提出的理论。杜威认为，经验被证明是一个持续的学习过程，它能激发好奇心，增强主动性，并推动学习者获得更多知识[86]。通过寻求解决现实世界问题的方案，项目式学习的体验式方面将学习者的解决方案与实践构建联系起来。学习者必须通过研究和在合作小组中共同努力来弥补他们知识的预期差距。项目式学习中的体验式学习专注于通常由教师提出的驱动性问题。正是这一焦点，学生必须用设计的成果做出回应，以展示他们所获得的知识。
项目式学习的建构主义方法论是通过教师提出的引导性发现过程来实现的，这与纯发现不同，纯发现因学生拥有过多自由而受到批评[87]，项目式学习涉及由教师驱动的特定问题，以集中探究过程。这种建构主义教学法已被证明可以促进认知加工，在这样的学习环境中最为有效[87]。项目式学习为学习者提供了寻找自己对教师驱动问题的解决方案的平台，同时也提供了一个发现、分析和展示的体系。因此，项目式学习通过选择、组织和整合知识，提供了有益的认知意义学习[87]。
项目式学习是教育理论的一个分支，它基于通过实践学习的理念。约翰·杜威指出，教师和学校应该帮助学习者通过体验式和建构主义方法，在理论与现实世界之间建立更深层次的联系。杜威指出，教育应该包含一个体验式连续体和教育的民主化，以促进更高质量的人类体验[86]。这两个要素与项目式学习相一致，通过应用真实世界的真实问题和生成成果作为解决方案，以及学习者在小组中协作努力找到自己的解决方案。Blummenfeld 等人提到，项目式学习的价值来自于学生可以联系到的问题，包括个人健康和福利、社区问题或时事[83]。
项目式学习的基础还在于让·皮亚杰的工作，他推测学习者最好以建构主义的方式学习——利用先前知识作为新学习和联系的基础。学习者的智力从同化学习者环境中的事物发展到通过适应多个新图式并同化所有这些经验知识来改变其原始图式[88]。皮亚杰相信学习者自己发现新知识，但如果没有合作，个人将无法连贯地组织他们的解决方案[87]。项目式学习承认皮亚杰关于集体交流的必要性及其在为学习者构建新知识中的作用的观点。
项目式学习被认为对学习者有益，体现在获得知识、沟通和创造力等方面。在处理单一挑战的过程中，学习者获得了更深层次的知识。此外，由于项目式学习的协作性，沟通、领导力和人际交往能力得到了增强。学生能够更长时间地记住内容，并对他们正在学习的内容有更深入的理解。至少有四条认知研究线索支持项目式学习[84]——动机、专业知识、情境因素和技术。
以学习和掌握学科内容为中心的学生的动机更有可能持续参与他们的工作[89]。因此，项目式学习摒弃公开竞争，转而采用合作目标，以减少对个别学生的威胁，并增强对学习和掌握的关注[84]。项目式学习旨在让学生能够共同实现目标，而不必担心报复或个人批评。例如，Helle 等人完成了一项对信息系统设计学生的学习，这些学生被要求在七个月的时间内完成一项特定的任务。学生填写了关于他们在完成此任务期间的体验的调查问卷，以确定他们的动机水平。Helle 等人检查了项目组中学习者的动机，发现内在动机增加了 0.52 个标准差，这表明项目式学习小组更常使用自我激励来完成作业。此外，这项研究暗示，对于自我调节能力最低的人来说，内在动机有了大幅提升[90]。
许多学生的元认知和自我调节技能不足，而这些技能对于学生在各个领域的学习发展至关重要[84]。在项目式学习体系中，学生与教师之间的关系允许教师使用支架，为学生引入更高级形式的探究进行模仿，因此中学生及以上年龄的学生非常有能力进行有意义的学习并取得复杂成果[91]。然后，学习者将在这个系统中独立发展额外的技能，并最终成为专家。
从情境的角度来看，当所使用的材料尽可能地接近现实生活时，情境认知就能得到最好的体现[84]。因此，项目式学习让学习者对在学校之外完成类似任务充满信心，因为他们不再将学科视为知识转移的人为界限。Gorges和Goke（2015）通过一项在线调查研究了学生对自己在高中主要科目中的能力认知与其将这些技能应用于现实世界问题的关联性。正如Gorges和Goke[92]所报道的，学习者表现出对解决问题技能的信心，以及如何将其学习应用于现实生活情境，并且使用项目式学习的学生在数学（标准差0.77）、历史（标准差0.72）等科目中，自我效能感和能力自我概念都有所提高[92]。因此，学生更有可能在学术环境之外运用领域特定知识，因为他们更有信心。此外，在课程结束后立即与12周到2年后对学生进行的比较，其效果表明项目式学习有助于保留大量知识[92]。
技术的使用允许学习者通过提供包含数据、扩展交互和协作以及模拟人工制品使用的环境，获得更真实的体验[84]。学习者在使用技术时，可以通过拥有更多自主权来寻找知识并与小组成员联系，从而增强项目式学习的益处。当学生必须为他们真实的难题寻找创新解决方案时，创造力就会得到增强。例如，正如Hung和Hwang[93]所述，在小学课堂中通过项目式学习使用数字讲故事技巧，收集数据（照片）以帮助回答关于全球变暖的具体项目问题，显著提高了测试成绩（标准差0.64）。同样，为了找到答案，学习者必须获取广泛的知识，通常会跨越不同的学科。最终结果是，项目由学生小组解决，他们利用自己的知识和获取的额外知识（通常通过技术）来构建针对特定问题的解决方案。
教育工作者在项目式学习实施中面临挑战
[edit | edit source]反对这种学习方式的主要论点之一是，项目可能变得缺乏重点，并且没有足够的时间在课堂上构建解决方案。教育工作者本身也边缘化了项目式学习，因为他们在实施方面缺乏培训和背景知识。此外，提供有效技术评估的财务限制也让教师望而却步[94]。批评者认为，学生获得的信息可以通过讲座式的教学提供，并且同样有效。此外，危险在于学习者在课堂上花费的时间可能偏离主题，如果他们没有持续专注于任务和学习内容，那么项目将不会成功。具有传统教学背景的教育工作者发现，项目式学习要求教师保持学生与内容的联系并管理他们的时间——这并非所有教师都能做到的[94]。Blumenfeld等人（1998）指出，项目式学习的真正成功始于并终于一个专注的结构，该结构允许教师进行建模、举例、提供建议策略、分发指南、在活动期间提供反馈并允许修改作业[91]。
学习者对通过批判性思维获得真实结果的需求
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项目式学习适用于许多不同的学科，因为它在学习中有着各种各样的应用，并且与21世纪对教育的重新定义（差异化、以技术为中心、协作、跨课程）特别相关。STEM（科学、技术、工程、数学）是21世纪教育的一种形式，它受益于教师使用项目式学习，因为它自然地连接了各个领域。STEM的重点是为中学生做好准备，让他们能够承受高等教育的严酷考验，并能够像在毕业后从事这些工作时那样，在团队中解决复杂问题。许多潜在的职业领域都可以从项目式学习中受益，包括医学、工程、计算机设计和教育。项目式学习让中学生有机会拓宽他们的知识，并在高风险情况下取得成功[95]。此外，这些学生在反思自己的优势和局限性时，也发展了更深入的知识[95]。结果将是培养出具备批判性思维能力，并有机会将其应用于实际情境的学习者。此外，成品的构建是呈现学习真实结果的现实期望。产品结果要求问责制，学习者必须遵守教师的期望以及项目的限制[95]。
学习者受到约束，专注于特定的结果，理解任务的参数，并展示一个可行的产物。这意味着学生将准备好应对高科技、快节奏的工作世界的挑战，在这个世界里，创新、协作和结果导向的产品对于成功至关重要。技术是项目式学习可以应用的一个领域，它可以培养现实世界的应用技能，因此，如果被认为对项目至关重要（就像在许多现实世界的应用中一样），新技术提供的认知工具将是有用的[83]。例如，拥有先前知识的计算机系统设计人员可能知道如何对操作系统进行故障排除，但他们并不真正了解事物如何组合或协同工作，并且对自己的技能有一种错误的安全感[96]。
设计思维作为项目式学习的一个子集
[edit | edit source]利用实用设计流程解决现实世界的问题
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设计思维是一种教学方法，它通过一种基于挑战的解决问题的方法论来进行教学，这种方法论是从项目式学习中衍生出来的。它应该被理解为设计作为其认知兴趣主题的子学科的组合[97]。
设计思维的一个例子是，学习者参与寻找现实世界问题的解决方案。然而，与项目式学习不同，设计思维要求学习者在一个支架流程（图3）中创建实用的解决方案，例如寻找向某个村庄提供清洁饮用水的方法。设计师会考虑社会、经济和政治因素，但会最终呈现一个可供销售的工作原型。因此，可以生产一个供水系统为村民供水，但在考虑材料、资金和当地政策的限制范围内。它指定了同理心、界定、创意、原型和测试等核心原则，以应对设计的挑战。从目标（解决方案）出发，强调通过设计进行创造性和实用的决策，以实现未来更好的结果。它借鉴了一种思维方式，这种思维方式需要深入研究问题的细节，以找到基于解决方案的结果的隐藏参数。实现的目标随后成为进一步设定目标和解决问题的起点。[97]
这种教育方法基于这样一个前提：现代世界充满了人为构建的事物，并且我们的文明在历史上一直依靠这些人工制品来推动我们在技术进步方面的进步。设计思维的创始人之一赫伯特·西蒙指出，学生今天所处的世界比自然世界更具人造和人工的特征[98]。设计思维的挑战在于通过增强学生的创造性思维能力来促进创新[99]。设计思维是一种将传统教育项目构建成基于项目的思维的工具。范·梅里恩布鲁尔（2004）将设计学习视为完整任务练习的脚手架。它降低了内在的认知负荷，同时学习者可以在最简单的已解决示例中进行练习[87]。因此，设计思维目前正变得流行起来，因为它能够在学习者所知与学习者在21世纪技能和学习的背景下所发现的内容之间架起桥梁。此过程的另一个示例是设计一种供儿童使用的产品以增加他们的体力活动（参见关于设计思维的视频），并且可以使用设计思维的脚手架来解释。
| 设计步骤 | 结果 |
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了解人们 - “如何使使用运动传感器设备更具吸引力？” 询问来自美国各地的孩子们分享他们的喜好、习惯和挫折。采访主流儿童，以及非常活跃或非常久坐的儿童。处于极端状态的孩子更善于表达主流中等儿童的需求。 |
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寻找模式 - 在便利贴上捕捉访谈结果以进行整理。寻找创造机会的模式。一些孩子表达了在玩游戏时社交的需求，而另一些孩子则表示他们在运动时喜欢与他人交谈。 |
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设计原则 - 研究制定了一些应用于该项目的具体设计原则 - “始终促进社交互动”、“尽早提高奖励以提高依从性”、“激励家庭活动，而不仅仅是儿童活动”、“特别关注宅家儿童”。这些原则成为设计原型的指导方针。 |
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使之具体化 - 这些原则如何才能转化为可用产品？根据这些原则创建原型。 |
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坚持迭代 - 使用纸笔创建电子设备用户界面的模型，并用纸板和胶带创建设备。创建数字和物理模型供儿童测试并提供反馈。最终结果是根据此反馈改进的模型。 |
设计思维可以追溯到特定的学者，包括赫伯特·西蒙、唐纳德·肖恩和奈杰尔·克罗斯。西蒙于1969年发表了他关于在职业教育中发现的差距的研究结果。他观察到自然科学的技术，以及科学努力在复杂系统的底层自然世界中展现简洁性，并且西蒙确定人工世界也是如此[100]。这不仅应该包括科学背后的过程，还应该包括艺术和人文科学，例如音乐也涉及像数学一样的形式模式（西蒙，136）。因此，每个人的创造性设计都基于一种共同的语言及其应用。肖恩作为麻省理工学院的福特城市规划和教育教授，在他关于设计思维的共情特征的基础上，将这一过程称为解决问题的艺术和直觉过程[101]。肖恩意识到设计过程的一部分也是在批判性思维和构思过程中必须涉及的行动反思[100]。此外，问题的解决方案不在于教科书，而在于设计师自己构建对情况的理解的能力[100]。克罗斯将这些早期的思想融合到围绕教育的教学法中，指出设计思维应该成为科学和人文科学通识教育的一部分[97]。他暗示，鼓励学生使用这种思维方式将提高非语言思维和交流的认知发展[97]。
设计思维遵循从理论到实践的特定流程。它依靠指导式学习来促进有效的学习者解决方案，并且超越了探究，因为有人认为探究不起作用，因为它超出了长期记忆的限制[97]。设计思维要求学习者对其过程进行元分析。创造力（创新思维）在设计思维中通过对记忆激活中刺激的散焦和集中注意力的研究得到体现[97]。胡等人（2010）通过让小学生在四年内通过特定的课程技巧对特定的设计项目使用批判性思维的逻辑方法，培养了他们中断思维的过程。结果表明，这些学生的思维能力有所提高（SD 0.78），并且这些影响具有长期迁移作用，提高了学生的学业成绩[102]。这表明在创造过程中使用了发散性和收敛性思维，并且这两种思维过程都被认为在创造力过程中很重要（Goldschmidt，2016，第2页），并展示了与长期记忆相关的更高阶思维。设计思维特别地证明了学习者发展的能力
设计思维的批评者评论说，设计本身并不是一种科学或认知学习方法，由于使用了直觉过程，它是一种非科学活动[97]。学习者并没有真正参与认知实践（科学推理过程）。然而，克罗斯的信念是，设计本身是一门需要研究的科学，因此可以用系统可靠的研究方法来研究[97]。此外，肖恩指出，理论与实践之间存在联系，在设计思维中意味着对将理论思想发展成现实世界原型有一种忠诚度[101]。设计思维是一个科学认知实践的过程，确实构成了技术理性[101]，并且使用这种实践来理解其设计的局限性，其中包括反思性实践和元认知。此外，这种教学法是大多数思想的理论与实践之间自然差距的应用，通过允许学习者超越正常的教学和实践来尝试新的和创新的事物以找到解决方案。设计思维拒绝基于客户或专家认可而获得的启发式反应，以采取一种不可预见的形式[101]。
设计思维非常适合与围绕技术素养的21世纪技能一起使用。具体来说，它旨在帮助学习者培养创造力和批判性技能，以应用技术。设计是一种独特的思维形式，它创造了一种定性的关系来满足某种目的[103]。此外，在一个迅速技术化的世界里，设计思维能够根据感觉做出决定，能够关注细微差别，并评估自己行为的后果[103]。设计师需要能够跳出人们认为可接受的解决方案的范围，并寻求使用当前的技术。因此，使用设计思维的学习者将所有形式的技术都视为潜在的解决方案。原型设计可能不仅包括硬件应用，还包括软件的使用。增强现实和虚拟现实等尖端技术将成为设计挑战的可接受解决方案形式。因此，设计思维的具体应用适用于需要技术适应和创新的学习领域。具体来说，K-12 BC 新课程（2016）特别关注应用设计、技能和技术，要求所有学生在整个教育生涯中都了解设计思维及其在技术进步中的应用。因此，设计思维是参与学生批判性思维过程的相对且必不可少的组成部分。
论证是为某个想法收集和传达理由的过程，即提出和陈述论点的行为。除了清晰的沟通之外，批判性思维（CT）还能使论证更加有力。它是一个人理性解决问题、议题和争议以及解答疑问的过程[104]。
论证实践包含两个维度：对话和结构[105]。论证性讨论中的对话侧重于特定的言语行为——通过语言进行的行动（例如，接受、拒绝、反驳等）——这些行为有助于推进说话者的立场。论证的结构有助于区分讨论中的不同观点，并突出说话者正在辩论的立场[105]。
反对这种学习方式的主要论点之一是，项目可能变得缺乏重点，并且没有足够的时间在课堂上构建解决方案。教育工作者本身也边缘化PBL*，因为他们缺乏实施方面的培训和背景知识。此外，为通过技术提供有效评估而产生的额外财务限制也让教师望而却步（Efstratia，2014，第1258页）。批评者认为，学生获得的信息可以通过讲座式教学来提供，并且同样有效。此外，危险在于学习者在课堂上花费的时间可能会偏离主题，如果他们没有持续专注于任务和学习内容，那么项目将不会成功。具有传统教学背景的教育工作者发现，项目式学习需要教师维持学生与内容的联系并管理他们的时间——这并非所有教师都能做到（Efstratia，2014，第1258页）。
项目式学习适用于许多不同的学科，因为它在学习中具有多种应用，并且与21世纪教育的重新定义（差异化、以技术为中心、协作、跨课程）特别相关。STEM（科学、技术、工程、数学）是21世纪教育的一种形式，它受益于教师使用项目式学习，因为它在领域之间自然地架起了桥梁。STEM的重点是为中学生做好准备，让他们能够应对高等教育的严谨要求，并能够像在毕业后从事这些工作时一样，在团队中解决复杂问题。许多潜在的职业领域可以从项目式学习中受益，包括医学、工程、计算机设计和教育。
项目式学习让中学生有机会拓宽他们的知识，并在高风险情况下取得成功（Capraro 等人，2013，第 2 页）。此外，这些学生在反思自己的优势和局限性时，也发展了知识深度（Capraro 等人，2013，第 2 页）。结果将是培养了批判性思维并有机会将其应用于实际情境的学习者。此外，完成产品的构建是呈现学习真实成果的现实期望。产品成果需要问责制，以及学习者对教师期望以及项目约束的遵守（Capraro 等人，2013，第 2 页）。学习者被要求专注于特定成果，了解任务的参数，并展示一个可行的成果。这意味着学生将准备好迎接高科技、快节奏工作世界的挑战，在这个世界里，创新、协作和成果导向型产品对于成功至关重要。技术是项目式学习可以应用的一个领域，可以通过培养现实世界应用中的技能来实现。例如，拥有先前知识的计算机系统设计人员可能知道如何对操作系统进行故障排除，但他们并不真正了解事物如何组合或协同工作，并且对自己的技能有一种虚假的安全感（Gary，2013，第 1 页）。
设计思维遵循从理论到实践的特定流程。它依靠引导式学习来促进有效的学习者解决方案，并且超越了探究，因为有人认为探究不起作用，因为它超出了长期记忆的限制（Lazonder 和 Harmsen，2016，第 2 页）。设计思维要求学习者对其过程进行元分析。创造力（创新思维）在设计思维中通过对记忆激活中刺激的离焦和集中注意力的研究得以体现（Goldschmidt，2016，第 1 页）。Hu 等人（2010）通过让小学生在四年时间里针对特定设计项目使用批判性思维的逻辑方法，并通过特定的教学技巧，培养了一种破坏性思维的过程。结果表明，这些学生的思维能力有所提高（SD 0.78），并且这些影响具有长期迁移作用，提高了学生的学业成绩（Hu 等人，2010，第 554 页）。这表明在创造过程中使用了发散思维和收敛思维，并且这两种思维过程都被认为在创造力的过程中很重要（Goldschmidt，2016，第 2 页），并证明了与长期记忆相关的更高阶思维。设计思维特别证明了学习者发展的能力。
允许一个人产生、分析和评估论点的论证的心理过程[106]。这些阶段将在本章后面详细讨论。
| 1. 产生 | 一个人如何为立场、观点或主张产生理由。 |
| 2. 分析 | 评估所提议论点的有效性。 |
| 3. 评价 | 探讨论证的不同观点。 |
论证不仅影响批判性思维的发展，反之亦然，它也影响学习的许多其他方面。例如，一项在初中科学课堂上进行的研究表明，当学生参与论证时，他们大量借鉴了他们先前的知识和经验[107]。论证不仅使学生能够运用他们的先前知识，还帮助他们巩固知识，并在更高层次上阐述他们对该学科的理解[107]。这些只是论证如何影响除批判性思维发展之外的其他学习方面的一些例子。
视频：教育中的论证：https://www.youtube.com/watch?v=YHm5xUZmCDg
推理与批判性思维（CT）在教学中似乎存在密切的关系。许多研究表明，这两者之间可以相互影响。数据表明，当 CT 融入教学时，会影响学生进行推理的能力[108]，涉及批判性思维和创造性思维的任务必须具有论证性[109]，并且论证分析和讲故事可以提高 CT[110]。换句话说，CT 和推理似乎都影响着学生彼此的发展，并且都影响着学习和认知的其他方面。
CT 有助于评估进行论证所需的信息。它有助于判断每个立场的有效性。它用于评估来源的可信度，并帮助从多个角度看待问题。CT 和推理的要素具有许多共同特征。例如，审查陈述的证据和反证以及支持这些主张的信息，都是构建合理论证和批判性思维的方面。
本节将探讨 CT 如何明确地影响一个人根据上述四个 CT 组成部分进行推理和论证的能力。首先，需要考察 CT 的各个方面以及它们如何受到推理的影响。第一个组成部分，知识，正如 Bruning 等人（2011）所述，积极地塑造了人们解决问题的方式[111]。因此，学生必须对他们正在争论的任何事物都有扎实的知识基础。能够利用有根据的信息来有效地分析新信息的可靠性，对于希望提高推理能力的学生来说至关重要。CT 的第二个对推理很重要的组成部分是 **推理**。正如 Chesñevar 和 Simari（2007）在他们关于我们如何发展论证的研究中所讨论的那样，推理和 **演绎** 是从已知或已证明的知识中得出新结论的必要方面[112]。
换句话说，能够根据已知信息得出结论对于发展和阐述论证至关重要。此外，使用 **归纳**（CT 过程的一部分）对推理也很重要。正如 Bruning 等人所建议的那样，能够根据已知信息得出一般性结论是 CT 过程的一个重要组成部分[111]。Ontañón 和 Plaza（2015）认为，可以通过相互交流在推理中使用归纳法。此外，利用小组所有成员能够提供的信息进行一般性结论的归纳，表明了互动如何通过在推理中使用归纳法变得有益[113]。因此，可以看出 CT 中一个重要部分的归纳法如何对推理和协作产生重大影响。CT 的最后一个组成部分，它在与推理的关系中可能是最重要的，就是 **评估**。Bruning 等人指出的评估组成部分包括分析、判断和权衡。这是构建成功论证的三个基本方面 [111]。Hornikx 和 Hahn（2012）为推理的三个关键要素提供了一个框架，这些要素与 Bruning 等人的三个 CT 方面紧密相关[106]。
Hornikx 和 Hahn 在他们的研究中关注的推理三个方面是论证的 **提出**、**分析** 和 **评估**[106]。提出论证使用了 CT 的关键方面；必须对想要坚持的论证进行评估、分析、判断和权衡。论证分析和 CT 中的分析是密不可分的，为了构建一个成功且得到充分支持的论证，必须对信息和观点进行批判性分析。此外，评估在推理中的使用方式与它从 CT 中派生出来的方式类似。评估来源和信息的可靠性是寻找可以帮助人们做出明智决定的文章和论文的重要组成部分。批判性思维中评估的最后一个方面是元认知，即思考思考或监控自己的想法 [111]。监控自己的想法并花时间理解自己做出的决定的合理性也是推理的重要组成部分。根据 Pinto 等人的研究，一个人的推理能力与元认知之间存在很强的相关性。[114] 换句话说，思考自己想法和这些想法的有效性的能力与形成合理论证的能力呈正相关。将思想转化为言语/论证表明 CT 戏剧性地影响了推理，然而一些研究表明，两者也以不同的方式相互作用。从所呈现的研究中可以清楚地看出，推理受到 CT 技能（如知识、推理、评估和元认知）的很大影响。但是，也有强烈的迹象表明，在课程中教授 CT 可以增强推理能力。Bensley 等人（2010）进行的一项研究表明，与未接受 CT 指导的小组相比，当 CT 技能直接融入课程中时，接受 CT 指导的学生在论证分析能力方面取得了显著进步[115]。可以提出许多关于特定 CT 技能对推理的影响的论点，但这项研究表明，一般性 CT 的明确教学也可以提高学生更有效地分析论证的能力。应该考虑到，如果教师希望在课堂上培养推理和 CT，则应建立本章后面提到的技能计划。
推理是 CT 过程的一部分，它阐明了推理并增强了一个人评估可行信息的能力。从某种意义上说，它是元认知的一部分，因为一个人需要评估自己的想法。CT 技能（如归纳和/或演绎）用于创建结构化和清晰的论证。
Glassner 和 Schwarz（2007）的研究表明，推理位于批判性思维和创造性思维的交汇点。他们认为，推理（既是批判性的又是创造性的）是通过青少年中的推理进行的。他们认为，推理不断受到其他观点和信息的影响。通过推理来管理对新信息的创造性和批判性思考的能力 [116]。容纳、评估和对新信息持开放态度的来回过程可以被认为是批判性思维和创造性思维共同发挥作用。然而，一个人根据信息得出结论的方式是通过权衡这些信息，然后成功地得出关于学生得出的解决方案有效性的结论。推理如何帮助学生培养 CT 技能也存在明显的相关性。
很明显，CT 可以直接影响推理，但这种关系也可以被视为双向的，推理教学可以发展 CT 技能。Gold 等人的一项研究表明，可以通过在教学中使用论证分析和讲故事来培养 CT 技能[117]。这项研究表明，论证和论证分析不仅对学生有益，而且对老年人也有益。这项研究以成熟的成人管理人员作为参与者。文章概述了四种 CT 技能，这些技能可以通过使用论证分析和讲故事来影响：修辞、传统、权威和知识的批判。这四种 CT 技能比许多高中教授的技能要深得多，而且非常重要。推理以一种能够让人们更好地看待自己对这些事物的看法的方式影响 CT 的能力，对于培养个人价值观以及能够利用推理和 CT 批判这些价值观（当遇到新信息时）至关重要。推理影响个人分析自己传统和知识的能力，这对所有学生都很重要，因为它可以让他们更好地了解自己重视什么。
论证对高中生的批判性思维技能和创造性思维技能都有益。Demir 和 İsleyen（2015）的研究表明，基于科学学习方法的论证在九年级学生中提高了这两种类型的思维[118]。学生利用论证培养批判性思维和创造性思维的能力被认为是非常有益的，如前所述，创造性和批判性思维技能利用论证作为推理手段得出结论，因此，教学中的论证也培养这两种能力也就不足为奇了。总之，可以清楚地看出，论证与批判性思维之间存在联系，以及批判性思维技能子集中许多技能之间也存在联系。对这两个概念的明确教学似乎促进了彼此的发展，并且可以被视为互补的。本章的下一节将探讨如何在课程中教授这些方面会带来哪些好处，以及它们如何在培养健全的推理能力以及帮助学生终身受益的技能方面携手并进。
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构建批判性思维教学的有效方法是将思维技能组织成清晰且循序渐进的步骤。这些步骤的顺序有助于引导学生将这些步骤内化，以便将其应用到日常生活中。通过采用演绎法，从更广泛的技能开始，逐渐缩小到特定任务的技能，帮助学生从他们已知的事物开始，并通过批判性思维产生他们以前不知道的事物。本着批判性思维的精神，学生对自己技能的意识在他们的学习中也发挥着重要作用。在课堂上，应该鼓励他们反思完成目标的过程，而不仅仅是结果。通过鼓励反思，学生可以更加了解任务所需的必要思维技能，例如论证。
批判性思维和论证的教学首先倾向于使用批判性思维技能。在设计批判性思维教学计划时，必须能够批判性地评估和评价不同的方法，并对哪种方法最适合自己的课堂做出明智的决定。关于批判性思维教学，有多种方法。描述性模型包括对“良好”思维如何发生的解释。具体而言，它侧重于诸如启发式方法等思维策略来评估信息以及如何做出决策。规定性模型包括对良好思维应该是什么的解释。从某种意义上说，这些模型提供了一个原型，“处方”，说明什么是良好思维。这种方法的适用性相对较低，并且对高阶思维提出了很高的期望标准。除了评估哪种方法最适合他们之外，在教授批判性思维之前，教师需要仔细选择他们希望学生学习的特定类型的批判性思维技能。此过程涉及评估诸如年龄范围、绩效水平以及课堂的认知能力等因素，以便创建一个能够使大多数（如果不是全部）学生受益的项目。作为教育工作者，需要考虑的教学的最后一个方面是将使用直接或间接教学来教授批判性思维。直接教学是指对批判性思维技能的明确教学，强调思维的规则和步骤。当问题的解决方案有限或认知任务简单时，这种方法最有效。相比之下，间接教学是指以学习者为中心的教学类型，侧重于学生构建自己对思维的理解。当问题模棱两可、不清楚或开放解释（例如道德或伦理决策）时，这种方法最有效[111]。
间接批判性思维教学的一个例子是通过撰写文献综述的过程。根据 Chandler 和 Dedman 的说法，掌握收集、评估和撰写文献综述以及总结研究结果的技能需要批判性思维。在教学笔记中，他们评估了一个 BSW（社会工作学士）项目，该项目致力于提高本科生的批判性思维能力。具体而言，他们断言，诸如创建文献综述等实践写作作业有助于学生将修订和反思结合起来，同时扩展他们的思维以评估对某个主题的多重视角。他们发现，在将作业重新定义为促进学生成为批判性审阅者的工具后，学生将文献综述视为课程材料的总结，以及提高批判性阅读和写作技能的机会。通过在讨论期间提问，引导学生分析文章的权威性和可信度。学生积极寻求更多证据来支持他们主题的文章。他们发现，学生在 BSW 项目结束时成功地创建了内容综合良好的文献综述[119]。该项目通过教师与学生之间的对话以及同伴互动，对批判性思维技能进行了隐性教学。教师没有明确说明学习批判性思维的具体技能或步骤，而是引导学生通过作业练习批判性思维。当学生完成作业时，他们需要运用推理、分析和推理技能，以便综合并围绕他们发现的证据得出结论。通过作业实际应用批判性思维技能，帮助学生通过间接教学发展批判性思维。
论证图是一种可视化论证的方法。以下是论证图软件的链接
https://www.rationaleonline.com/
http://www.argunet.org/editor/
http://debategraph.org/planet
https://www.truthmapping.com/map/1021/#s7164
这些项目通过替代的教学方法（如解决问题）来帮助培养批判性思维技能。它们通常针对特殊人群，例如有学习障碍或认知缺陷的学生。
CoRT（认知研究信托）项目基于德博诺的理念，即思维技能应该作为一门学科在学校教授[120]。思维材料旨在提高思维技能。该技能项目采用格式塔方法，强调解决问题的感知因素。它通常持续两年，适用于广泛年龄段的儿童。课程旨在培养创造性思维、解决问题以及人际交往能力。材料分为 6 个单元，涵盖计划、分析、比较、选择、评估和生成替代方案等主题。一个典型的单元包含涵盖单个主题的小册子，然后使用练习项目进行示例。小册子通常在小组环境中有效。这些单元的重点是练习思维技能，因此大部分教学时间都花在练习小册子中提出的主题上[111]。
关于这个独立项目的许多实证研究都围绕创造性思维的发展展开，但是，与本章提到的其他项目相比，它相对更广泛。CoRT 项目已被证明可以提高天才学生的创造力。Al-Faoury 和 Khwaileh（2014）评估了 CoRT 对天才学生创意写作能力的有效性。学生参加了预测试，评估了撰写创意短篇故事的流畅性、灵活性和原创性[120]。实验组的学生总共学习了 20 节 CoRT 课程，其中 10 节来自 CoRT 1“广度”，10 节来自 CoRT 4“创造力”，持续三个月，而对照组则接受了传统的创意写作课程。后测遵循与预测相同的参数，并通过比较前后测分数来分析结果。研究人员发现 CoRT 对实验组的流畅性、灵活性和原创性得分有统计学意义的影响。实验组在这三个要素中的平均得分均高于对照组[120]。这些发现表明，CoRT 项目有助于天才学生提高创意写作技能，如通过使用修辞手法（隐喻、类比等）、通过对话发展人物以及控制复杂结构所体现的[120]。写作的灵活性和流畅性也适用于论证和批判性思维的实践。在培养表达和修改想法的能力方面，学生可以将这些技能从创意写作转移到批判性思维和论证等高阶认知过程。
FIE 是一种专门的项目，专注于调解学习体验，旨在培养批判性思维和解决问题的能力。调解是指学生与调解者之间互动中的学习。类似于维果茨基的支架理论，调解以学生为中心，并依赖于四个参数：意图性、互惠性、超越性和意义。[121] 意图性强调了调解与互动之间的区别，学生和调解者心中有一个共同的目标。互惠性涉及调解的学生为中心的理念，学生的反应比学业成绩更重要。超越性侧重于调解的关联性，它鼓励形成超越直接材料范围的联想和应用。最后，调解中的意义是指学生和调解者明确地识别“为什么”和“为了什么”，这促进了调解过程中两者之间的对话。[121][122]
用于促进教学的“工具”是一系列纸笔练习，旨在练习内化高阶思维策略。这些工具涵盖了分析感知、空间组织、分类、比较等多个领域。该项目的实施因国家而异，也取决于目标人群。一个典型的项目包含 14 个单元，每周进行 3-4 次课程，每次持续数小时，由经过培训的 IE 工作人员和教师负责实施。[121]
生产性思维项目包括培养计划能力、生成和检验假设以及创造新想法。该项目设计为 15 个课时的课程，旨在在一个学期内完成。项目的目标人群是高年级小学生。课程通过使用叙事小册子进行管理，通常采用类似侦探的方式解决问题，学生扮演解决谜团的侦探。一系列结构化的步骤引导学生达成特定课程目标。[123] 在阅读小册子或故事之后，会提供补充问题，以便学生应用和练习所学技能。[111]
理想问题解决者将问题解决构建为 5 个步骤，使用首字母缩略词 IDEAL。首先，(I)dentify（识别）问题，解决者需要找出问题是什么。其次，(D)efine（定义）问题，在尝试解决问题之前，需要对整个问题有一个清晰的认识。第三，(E)xplore（探索）备选方案，这意味着解决者需要评估可用的潜在解决方案。第四，(A)cting（行动）于计划，即应用解决方案并执行解决问题的行为。最后，(L)ooking（观察）效果，包括对所选解决方案后果的评估。IDEAL 具有灵活性，可以适应广泛的年龄范围和不同的能力水平，并可以应用于不同的领域，如写作或物理学。[111]
论证的研究是教育领域一个相对较新的研究领域，但已被认为对几乎所有教育环境都至关重要。小学、中学和大学现在都强调在课堂上使用论证，因为它被认为是世界各地职业和教育环境中进行沟通和辩论的最佳方式。[124] Crowell 和 Kuhn 进行的一项纵向研究表明，帮助学生获得论证技能的有效方法是在课堂上和家庭作业中持续而密集地应用论证。[124] 在这项纵向研究中，学生接触了各种不同的方法，从中获得了论证能力。所采用的活动，如同伴合作、使用电脑、反思活动、个人论文和小组作业，都对论证教学具有重要意义，尽管目前尚不清楚哪些方法最有效。[124] 数据还表明，所有学生都达到了类似的论证能力水平，无论他们在研究开始之前论证测试的得分如何。这表明，即使是看似没有论证技能的学生也可以被指导成为与同伴一样熟练或比同伴更熟练，而这些同伴在研究开始时测试成绩高于他们。[124]
Crowell 和 Kuhn（2011 年）的研究强调合作对话活动是培养论证技能的实用干预措施。研究人员实施了一项纵向论证干预措施，使用主题循环来构建中学哲学课程[125]。学生每周上课两次，每次 50 分钟，持续三年。干预措施如下：首先，将学生分成小组，每个小组站在论证的同一立场，围绕主题生成想法（“赞成”和“反对”小组）。然后，来自任何一方的个人通过电子媒介与对方辩论。最后，学生参与全班辩论。这三个阶段分别称为赛前、比赛和赛后。干预结束后，要求学生撰写关于该主题的个人论文，以此评估他们的论证技能[125]。结果表明，干预组在生成双重视角论证方面有所增加。此类论证要求论证者假设与自己立场相反的立场，并推论其含义。这种类型的论证反映了更高阶的推理，需要对多种观点进行批判性评估。这些结果直到第二年才开始出现，并且仅在第三年才被发现具有统计学意义，这表明论证技能的培养轨迹比其他低阶认知技能更长[125]。通过这种独立的干预措施，对话活动的合作方面促进了良好论证所需的智力倾向的发展[125]。
进一步的研究表明，通过使用合作讨论和论证对话进行教学是一种有效的教学策略[105]。通过论证，学生可以获得概念知识以及这些概念背后的基础思想。在构建论证时，学生需要生成前提，通过公认的定义或主张为论证提供结构。论证帮助学生揭示和澄清误解，并阐述背景知识。论证的上述两个维度——对话和结构——通常用于评估和衡量论证表现[105]。具体而言，通过师生对话，可以指导学生根据专家的辩证决策给出某些论点和反驳[105]。这种支架帮助学生进行更批判性的评估，更深入地探讨讨论的话题。
在一项使用内容和功能编码方案研究同伴对话和同伴-专家对话配对中论证行为的研究中，Macagno、Mayweg-Paus和Kuhn（2014）发现，通过学生-专家对话，学生能够在之后的论证中处理与手头问题根源相关的抽象概念（例如，伦理原则、价值冲突），相比之下，同伴对话则做不到[105]。专家采用了更具体、更复杂的方法来反驳学生的论点，例如，提出解决手头问题的替代方案，这反过来又增强了学生在后续元对话中的表现[105]。结果表明，通过合作活动进行论证的实际应用有助于培养论证技能。类似于批判性思维技能的发展，与其进行教学，不如通过在互动环境中实践论证来进行隐性指导，从而促进其发展。
围绕在课堂上应用论证的大量文献都围绕着科学领域展开。论证通常被用作科学学习中的一种工具，以增强批判性思维技能、提高课堂参与度，并激活围绕主题的先前知识和信念[105]。为了阐明和完善科学理论和知识，科学家本身也利用论证[104]。Jonassen和Kim（2010）断言，科学教育工作者往往比其他学科更重视论证的作用[126]。论证支持学习如何解决科学中的结构良好问题和结构不良问题，并由此扩展到日常生活。具体来说，结构不良问题更多地反映了日常的实际问题，在这些问题中，目标和限制不明确，存在多种解决途径以及多种评估可能解决方案的因素[104]。
通过论证，学生学习使用合理的推理和批判性思维来评估和证明他们对问题的解决方案。例如，结构良好的问题可能是物理课上提出的问题，其中具体的定律和公式决定了问题的解决途径，或者是在教科书章节末尾找到的复习题，这些问题需要应用有限的概念和理论。结构不良的问题可能是找到某个人患心脏病的原因。除了需要评估的各种不同形式的心脏病之外，多种发育和生活方式因素也导致了这个问题。这种问题需要应用来自其他领域的知识，例如营养、情绪健康和遗传学。由于结构不良问题没有明确的答案，因此学生有机会提出论点来证明他们的解决方案[104]。通过实践解决科学中的此类问题，学生可以使用批判性思维来发展他们的论证能力。
一个人愿意争论以及一个人争论的能力也在科学学习中发挥着重要作用[127]。因为科学在其核心本质上是非常具有争论性的。
如果学生在早期就能参与到论证中，那么他们对特定内容（如科学）的知识就会得到极大的增长。其主要原因是论证性话语，能够与他人意见相左非常重要，因为青少年正处于一个从根本上说是社会化的年龄（即初中到高中），利用这种社会能力至关重要，因为此时的学生可能会有信心与他人意见相左。当学生在课堂环境中与他人就论点产生分歧时，这给了他们一个解释他们思考材料方式的机会。将自己对某个主题的想法和观点进行口头表达，可以极大地帮助学习该主题[127]。它还允许学生反思和扩展他们的想法，因为他们必须将其呈现给课堂，这有助于学习。这也为学生提供了识别他们对所学主题的任何误解的机会，因为他们很可能会收到来自课堂上其他人的反驳性论点[127]。所有这些因素都是批判性思维的方面，并有助于学生学习概念和概念改变，而这正是学习的全部意义所在。青少年的社会行为特征可以提供一个窗口，通过这个窗口，论证可以以戏剧性的方式促进他们在科学学习中的学习[127]。
历史教育为学习者提供了丰富的机会来发展他们的问题解决和批判性思维能力，同时拓宽他们对人类状况的视野。历史研究解决了知识差距；具体来说，它是我们对当今知识和“曾经发生过的无限、无组织且不可知的任何事物”之间的差异。[128]长期以来，人们一直认为历史研究需要批判性思维和分析性问题解决能力。为了精通历史研究，学习者必须解读和构建我们如何了解过去，以及过去与我们称之为历史的知识体系之间的联系。[129]不幸的是，历史教育已被降级为仅仅回忆事实信息——过度使用死记硬背和选择题测试——所有这些都脱离了当今的语境。这种方法无助于激发对历史的热爱，也无助于支持学习者构建对过去和现在如何联系的理解。
另一方面，多年来，科学和数学的研究一直以通过解决问题活动发展技能为中心。学生学习基本技能，并通过一系列越来越复杂的问题来建立这些技能，以进一步加深他们对科学理论和数学关系的理解。具体到科学教育，学习者被教导要像科学家一样思考，并使用科学方法来解决问题。如果这种方法对科学和数学教育有效，为什么不能将其用于历史教学？[128]。因此，为了培养历史思维能力，教师有必要教授专业历史学家使用的策略和问题解决方法。然而，与科学和数学不同，我们在历史中解决的问题通常定义不明确，并且可能无法以确定的意义得到解答，这使得学生更难学习和迁移这些技能。下一节将解决这些挑战，并为通过“六大历史思维概念”（2013）进行历史思维教学提供支持。
基于多年的研究和第一手课堂经验，Seixas 和 Morton（2013）建立了一套六种能力，这些能力对于发展历史思维技能至关重要。就像上面讨论的科学和数学教育一样，历史教育的“六大要素”方法允许学习者从简单的任务过渡到高级的任务。此外，这种方法旨在帮助学习者“从依赖于容易获得的、常识性的过去概念，转向使用该文化最强大的智力工具来理解历史”。（第1页）[128] 此外，“六大要素”的概念向学习者揭示了我们在尝试构建过去的历史时遇到的困难。“六大要素”能力包括：历史意义、证据、连续性和变化、因果关系、历史视角和伦理维度。
历史意义
为了培养对历史的批判性视角，学习者必须识别和定义使某些事物（例如，人物、事件、社会变革）具有历史意义的品质，以及为什么他们应该花时间学习这些事物。以教科书为主要信息来源的行为主义历史教育方法导致学习者在学习过去方面变得被动。教科书成为他们需要了解什么的权威。此外，仅仅使用教科书教授国家历史可能会导致“主导叙事”的产生，从而限制学生接触到他们国家过去的有争议内容。[130] 通过将重点从教科书转移开来，学习者可以通过遵循历史学家研究过去所采取的步骤并构建他们自己的“关于历史意义的理性决策”来进一步提高他们的批判性思维能力。[128] 然而，即使学习者被提供了原始来源的证据来构建过去的叙述，但没有被教导去认识历史思维的主观方面——为什么选择这些证据，为什么选择这个主题，以及为什么它们都具有历史意义——他们可能无法认识到人类动机对历史理解构建的影响。与依赖于“理性主义的实证定义”的科学探究不同，历史思维要求学习者承认人类动机——他们在研究过去时的动机、他们的导师选择特定研究主题的动机以及过去生活中人们的动机。[131]
Seixas & Morton（2013）列举了构建历史意义的两个要素：“我们今天生活中存在的大而引人注目的问题，例如环境可持续性、正义、权力和福利”以及“其历史意义有待商榷的特定事件、对象和人物”（第16页）。[128] 这两个要素的交汇点就是历史意义的所在。在这里，补充Freedman（2015）关于批判性历史推理的定义是有益的。批判性历史推理要求我们认识到，历史研究并非客观。历史学家“通过他们提出的问题和提出的理论来构建他们的研究”，因此，历史学习者必须分析“历史叙事的完整性及其强调和省略的模式”（第360页）。[131] 批判性历史推理的目标是“有意识地意识到自己所采用的框架及其带来的可能性和限制”（第360页）。[131] 因此，历史学家和历史学习者都必须认识到，历史意义是赋予的，而不是过去的固有特征，而且重要的是，它会发生变化。
证据
Seixas 和 Morton（2013）描述的第二套能力基于使用证据来解决关于过去的问题。在一项关于评估来源文件所涉及的认知过程的研究中，Wineburg（1991）列出了三种启发式方法：印证、溯源和语境化。印证是指将一个证据与另一个证据进行比较，溯源是指在阅读或查看材料之前识别证据的作者，语境化是指将证据置于特定的时间和地点（第77页）。[132]
这项研究利用专家/新手设计来比较历史学家和高中生如何理解历史文献。Wineburg（1991）认为，历史学家之所以在任务中更成功，并不是因为科学和数学中常见的“模式驱动的处理”，而是通过构建“针对此特定事件定制的特定语境模式”来构建[历史]事件模型（第83页）。[132] 此外，与学生相比，历史学家对历史文献的来源表现出更大的重视。这表明学生没有将文献的作者与来源的可靠性联系起来。正如 Wineburg 所说，历史学家理解“没有自由漂浮的细节，只有与证人相关的细节，如果证人可疑，那么他们的细节也是可疑的”（第84页）。[132] 这项研究表明，通过教授历史学家构建历史所使用的认知策略，可以提高历史理解的潜力。
过去的多种叙述存在，因为个人将其自身价值观和经验带入对历史证据的解读。认识到这一点可能会促使学习者超越对历史描述的表面接受，并引导他们采取更批判性的历史视角。基于探究的引导式发现活动，例如Freedman（2015）的越南战争叙事研究，表明学生可以通过探索原始来源文件并将他们的叙述与标准化叙述（即教科书）进行比较，从而提高他们对自身和他人的历史“框架”构建方式的认识。[133] 通过让学习者将历史视为对证据的解释，而不是一成不变的知识体系，我们可以通过学习者基于证据进行推断并构建论证来支持他们的推断来促进批判性思维。
连续性和变化
培养对连续性和变化的理解需要学习者认识到，这两个要素在历史年表中相互重叠；有些事物在发生变化的同时，另一些事物却保持不变。如果学生能够在自己的生活中认识到连续性和变化的过程，他们就应该能够将这种理解转移到他们对过去的研究中。[134] 应该鼓励学生描述和质疑历史变化的速度和深度，并考虑是否应该将这种变化视为进步或衰退。[134] 当然，将历史变化评估为正面或负面取决于观察者的视角。贯穿历史的连续性示例是文化认同的发展。Carretero 和 van Alphen（2014）在他们对阿根廷高中生主导叙事的学习中探讨了这一概念。他们认为，身份对于促进历史教育很有用，但也可能导致学习者混淆过去和现在（或现在主义）的误解，例如，当使用“我们”来讨论参与过去胜利的战役或革命的人们时，这些战役或革命塑造了一个国家（第308-309页）。[130] 因此，教授学生区分不同历史时期是有益的。然而，历史的**断代**，就像知识领域中的其他一切一样，是基于解释的，并且取决于历史学家提出的问题。[134]
诸如互动时间轴、叙事历史游戏和在线讨论小组等教育技术可以帮助学习者建立过去和现在之间的联系。例如，文明博物馆提供了一个关于加拿大医疗保健史的教学工具（http://www.museedelhistoire.ca/cmc/exhibitions/hist/medicare/medic01e.shtml）。互动时间轴允许学生通过直观地展示这些元素在历史时间中的位置，从而了解连续性、变化、因果关系和后果之间的联系。此外，通过选择强有力的探究性问题来引导学习者探索互动时间轴，可以提高学生的理解力并促进历史思维的发展。例如，对欧洲文艺复兴的调查可以用以下问题来构建：“欧洲的每个人都以同样的方式经历了文艺复兴吗？”这样的问题是开放式的，以便不限制学生探究的方向，同时也暗示了文艺复兴的变化与欧洲社会连续性之间的关系。支持历史思维的其他教育技术示例包括“我们所有人世界历史”（http://worldhistoryforusall.sdsu.edu/）项目。该网站提供世界历史单元，分为大规模和局部规模的主题，并按历史时期组织。课程计划和资源可能允许学习者将当地问题与影响世界历史的更广泛的全球状况联系起来。最后，Blackenship（2009）的一项案例研究表明，在线讨论小组有助于培养批判性思维，因为教师可以通过它了解学生的思维过程，从而促进形成性评估并为教师所需的教学干预类型提供信息。Blackenship（2009）引用了其他支持使用在线讨论的研究，因为它允许学习者在回应讨论提示之前收集自己的想法；他们有更多时间获取先前知识并考虑自己的想法。[135]
因果关系
因果关系的历史思维能力要求学习者熟练掌握识别历史事件的直接和间接原因及其直接和长期后果。有效理解历史变化的原因需要认识到个人的行为以及当时的普遍状况。历史思维要求学生超越简单的直接原因，并将历史视为“相互关联的因果关系网络，每个原因和后果都有各种影响”（第110页）。[134]除了提高对过去的理解之外，这些能力还可以帮助学习者更好地理解当今的冲突和问题。Shreiner（2014）使用新手/专家格式来评估人们如何利用他们对历史的了解来对当前的事件做出合理的结论。与上面讨论的Wineburg（1991）的研究类似，Shreiner（2014）发现专家们更善于将材料置于语境中并使用来源批判性地分析文件，以确定其可靠性和在建立合理判断方面的实用性。此外，研究发现，虽然学生会使用叙事来构建意义，但他们通常会创建纲要式叙事模板——关于过去的概括性陈述，缺乏具体细节和事件。[136]Seixas和Morton（2013）告诫不要使用过于简单的历史时间轴，因为它们可能会造成历史仅仅是一系列孤立事件的误解。该研究表明，遵循时期划分方案并以因果关系以及随时间推移的变化为特征的历史叙事有助于理解当代问题。[134]因此，教育工作者有必要培养学生的这些能力。就像历史变化一样，历史中某些行为的后果可以被视为积极的和消极的，这取决于视角。这将在下面进一步详细讨论。
历史视角与伦理
Seixas和Morton提出的最后两个历史思维能力是历史视角和伦理。历史视角是指分析历史背景，以了解哪些条件会影响历史人物以特定方式看待事件或行为。这可能包括宗教信仰、社会地位、地理位置、时间段、普遍的经济和政治状况以及社会/文化状况。这再次需要对证据进行一些解释，因为我们通常没有证据明确描述历史人物的态度和行动原因。主要来源文件，如信件和日记，可以提供见解，但仍然需要历史学家使用推断来理解这些文件并将信息与更广泛的历史叙事或个人的传记草图联系起来。此外，“硬数据，如出生率和死亡率、结婚年龄、识字率和家庭规模……都可以帮助我们推断人们的经历、想法和感受”（第143页）。[134]当然，我们对过去可以推断多少存在局限性；然而，Seixas和Morton（2013）认为，承认我们对过去了解的局限性是“健康的历史思维”的一部分（第143页）。[134]学习者可以通过观察过去和现在的生活方式和世界观的对比，识别超越时间段的普遍人类特征（例如，对孩子的爱），以及避免**现在主义**和**时代错误**来培养他们对历史视角的理解。[134]当遇到相互冲突的历史记录时，更深入地理解历史视角将对学生有所帮助，因为他们将能够了解历史人物的“出发点”，从而更好地理解他们的行为。历史视角和伦理是相关的。Seixas和Morton（2013）认为，“历史思维的伦理维度有助于使历史研究充满意义”（第170页）。[134]为了理解个人行为的道德原因，我们需要了解历史、地理和文化背景的影响。此外，为了理解过去的伦理后果，我们做出道德判断，这需要“同理心理解；理解我们的道德世界观与他们的道德世界观之间的差异”（Seixas和Peck，2004，第113页）。[137]缺乏历史思维经验的人很难将当今社会的道德标准与过去的社会区分开来。此外，学生往往比批判自己国家的文化更批判其他文化；他们常常为本国行为辩护或合理化。[138]因此，Lopez、Carretero和Rodriguez-Moneo（2014）建议使用不同于学习者本国的国家的民族叙事来更有效地培养批判性历史思维。随着学习者熟练掌握分析过去伦理决策的能力，他们可以将这些技能转化为分析当今的伦理问题。角色扮演是教授历史视角的有用教学策略。传统的面对面课堂允许进行戏剧性角色扮演活动、辩论和模拟法庭，学生可以在其中扮演历史上的个人或社会群体。此外，教育游戏和网站允许在使用角色扮演策略的同时整合技术。Whitworth和Berson（2003）发现，在1990-2000年代，社会研究课堂中的技术主要集中在将互联网用作课堂上原本会呈现的材料的数字版本。他们建议，技术的其他用途——如基于探究的网络探索、模拟和协作工作环境——可以促进互动和批判性思维能力。[139]促进通过角色扮演培养批判性思维的学习对象的一个例子是麦考德博物馆的在线游戏合集（http://www.mccord-museum.qc.ca/en/keys/games/）。具体来说，维多利亚时期和咆哮的二十年代游戏允许学习者在时间段内前进并做出适合该时期历史背景的决策。这些游戏与博物馆收藏的相关资源配对，可以增强学习者对该时期的深入理解。在历史伦理成分的教学策略方面，可以通过历史叙事、辩论历史事件的伦理立场以及评估和批判信息来源以进行伦理判断来探索。
总之，引入专业历史学家研究历史的策略被广泛认为是提高学生历史思维的一种方式。专业历史学家核实记录、批判性分析来源和建立历史背景的认知过程在Seixas和Morton的“六大历史思维概念”（2013）中得到了很好的体现。历史思维使学生具备在历史背景下解决问题并理解过去并将其与现在联系起来的能力，从而拓宽学习者的视野、了解普遍的社会状况并影响他们与世界的互动方式。请参阅历史思维项目的网页（http://historicalthinking.ca/lessons），了解所有历史能力的教学思路。
使用“学术争议” 的技巧可能是教授学生论证和批判性思维技能的有效方法。学术争议涉及将一个由四名学生组成的合作小组分成两对，并分配给他们论点或议题的对立立场，之后这两对学生分别为自己的立场辩论。然后，小组交换立场再次辩论，最后，由四名学生组成的小组被要求提出解决问题的全面方案[140]。这项活动可以有效地指导论证和批判性思维的各个方面，尽管它可能有点过时。该活动本质上是争论性的，要求学生为两套论点提出理由和论点。这种平衡对于论证过程非常重要，因为它为学生提供了评估其论点和对方论点的关键点的机会，这在任何辩论中都可能是有益的。此外，这项活动旨在让学生参与批判性思维的几个方面，例如评估，因为学生必须评估论点的每一方面。它还涉及元认知过程，因为学生必须与同伴一起对自己的论点得出综合结论，这个过程要求他们既要具备分析能力又要具备开放的心态。这项活动是提高批判性思维技能和论证能力的好方法，因为它要求学生保持开放的心态，但也参与分析性辩论。
- 学术争议
- 一种两轮辩论过程，其中一个由4人组成的合作小组被分成对立的两组进行辩论。每组为自己的立场辩护，并在下一轮转向对立立场。
- 算法
- 可以应用于特定问题的程序，如果正确执行，则保证得到正确答案。
- 时代错误
- 将一个时期的特征或事件归因于另一个时期。
- 分析
- 识别和选择相关信息，以便进行进一步的推断和解释。
- 论证
- 使用推理来支持或反驳主张或观点的过程。
- 批判性思维
- 一种反思性思维，包括权衡、评估和理解信息。
- 演绎
- 一种推理类型，其中从一般给定的信息得出具体的结论。
- 描述性模型
- 一种解释良好思维如何发生的教学方法。
- 设计思维
- 以学生为中心的学习，致力于寻找现实世界问题的解决方案。
- 直接教学
- 一种指导性学习方法，直接教授认知技能，并涉及知识从教师到学生的明确传递。
- 批判性思维倾向
- 能够有意识地选择技能，包括参与智力行为的倾向，对可能参与此类行为的机会的敏感性，以及参与批判性思维的一般能力。
- 发散性思维
- 以产生和测试多种多样解决方案为特征的思维。
- 领域特定知识
- 特定领域或领域的知识。
- 认识论信念
- 关于知识的本质和获取的信念。
- 评价
- 分析、判断和权衡等子技能的总称。
- 功能性固着
- 一种偏见，它限制人们只能以日常生活中通常使用的方式使用物体。
- 非结构化问题
- 没有明确的目标、解决路径或预期答案的问题。
- 间接教学
- 以学习者为中心的教学材料，强调学习者如何解释所学材料。
- 归纳
- 一种推理类型，其中从具体信息得出一般结论。
- 推理
- 两种知识单元之间的一种连接或关联。
- 探究式教学
- 一种引导最少的学习形式，允许学生构建自己对材料的理解。
- 知识
- 一个人拥有的信息，这可能包括已知信息之间的联系和关联。
- 元认知
- 人们对自己思想的了解。
- 时期划分
- 将过去划分为不同的时间段（时期）。
- 规定性模型
- 一种解释良好思维的标准和特征的教学方法。
- 现在主义
- 倾向于使用当今的价值观和概念来解释过去事件。
- 基于问题的学习
- 一种以学生为中心的方法，学生通过解决开放式问题或问题的经验来学习特定主题。
- 问题陈述
- 允许问题解决者更好地直观地了解手头的问题，从而帮助他们找到解决方案。
- 问题解决
- 当解决者没有明显的解决方案时，用于实现目标的认知处理。
- 生成
- 论证的生成。
- 基于项目的学习
- 一种以学生为中心的方法，学习者通过特定的设计过程应对复杂的挑战。
- 自我调节
- 在自己的学习中在元认知、行为和动机方面积极主动的过程。
- 技能项目
- 旨在通过替代教学方法（如解决问题）促进批判性思维技能发展的教学课程。
- 结构化问题
- 没有明确的目标、解决路径或预期答案的问题。
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