把握素养的内核：四种学科思维形式解析

学科教育不仅仅是学科知识的教育，更是终身发展素养的教育！而没有思维，真正的学习行为不可能发生，素养难以形成。因此，我们的学科课堂教学还要有思维的深度参与。

本文中，国家义务教育科学课程标准修订专家组成员、科学特级教师李霞带来新课标下学科思维形式的分类解读，并借助案例解析不同学科中思维形式的内涵，帮助教师把握思维在教学中的应用，以更好开展课堂教学改革，发展核心素养。

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编辑/肖梅香  统筹/孙习涵

本文为思维智汇第795篇原创文章

周一

深度

阅读本文，你将收获以下内容：

※ 有哪些学科思维形式？这些思维如何发生？

※ 不同学科中的思维形式有何内涵体现？

学生真正学习行为的发生，有三个维度：

第一个维度是行为参与，在课堂上认真听讲，坐直身子认真写作业。

第二个维度是思维参与，在课堂上积极思考、积极应对、互相交流。

第三个维度是情感参与，学生真正投入自己的情感，从他的兴趣发展到志趣，这需要一个漫长的培养过程。

其中，思维的深度参与，支撑了行为和情感的参与。在课堂教学中深刻认知和理解学科思维，把握不同学科中思维形式的内涵，才能以思维型教学驱动学生深度学习，有效落实素养培养。

新课标中学科思维的四种形式

新课标对基础教育阶段一至十二年级各学科要培养的核心素养都进行了汇总，其构成要素如下表所示。

不同阶段的学科课程标准，都从4个维度来定义“学科核心素养”构成。

一是学科观念，我们习惯上也称它为学科知识，但学科观念强调学科知识被掌握并根植在脑海里，随时能够被调用。

二是学科思维，不同学科对于学科思维的表述不一样，语文是思维能力，数学是数学思维，科学和物、化、生都是科学思维，地理则是综合思维，英语学科将其表述为思维品质。

三是学科能力，将学科思维独立出来后，剩下的具有学科特色的那部分东西就是学科能力。当然，广义上来说学科思维本身也是一种学科能力。

四是学科情感态度，比如数学的以数据说话、科学的实证精神等这些情感、态度、价值观维度的东西。

学科核心素养的核心是思维。新课标对不同学科的思维形式进行划分并提出培养要求：

如语文学科从小学一年级到高中十二年级，都强调直觉思维、形象思维、逻辑思维、辩证思维和创造思维5种思维形式的培养。对于这5种思维形式，在课程标准中，又给出了其下位的思维方法。

数学思维在义教阶段分散在数学观察、数学思维、数学语言各个部分，到高中阶段数学思维独立出来，分为数学抽象、逻辑推理、数学建模和直观想象4个上位维度。

科学思维包括推理论证、模型建构、质疑创新，从1-12年级都是这样规定的。

聚焦这些思维，以语文、数学、科学三门学科为例来谈学科思维的异同点：

语文学科从思维形式分解到思维方法；

科学学科从思维方法上升到思维形式；

数学学科也是从一个又一个的思维方法上升到思维形式；

经过归纳，学科思维有4种主要的思维形式：形象思维、抽象思维、直觉思维和创造性思维。

其中，抽象思维又叫逻辑思维，在西方表现为基于证据、严谨、严密的形式逻辑思维，在东方表现为对立统一发展观的辩证思维，东西方对逻辑思维的理解不同但在互相加速学习中，这是人类思维的一种进步。

思维的发生离不开感觉、知觉，否者容易遗忘。随着时间的推移，被记住并能在头脑中浮现的记忆的表象，才能成为思维的材料。

4种主要的学科思维形式都是以思维的材料作为分类依据的。

• 形象思维
  
  

表象是事物不在眼前，但留在我们脑袋中的形象，以表象为思维材料的就是形象思维，具有形象性、动态性、创造性。

• 抽象思维
  
  

抽象思维是使用已知的概念判断推理，来反映对事物的理性认识。

抽象思维是以概念判断和推理为主要形式，脱离了事物的形象，是完全在头脑中进行的一系列的分析、判断、综合、抽象、概括、质疑，包括形式逻辑和辩证逻辑。

• 直觉思维
  
  

直觉思维是不受固定的逻辑约束，直接领悟事物本质的一种特殊的思维形式。

直觉思维好的人，首先他有丰富的生活经验，第二他掌握了相对比较丰富的本领域的或者其他相关领域的知识，使得他能够在刹那间调动有用的信息，帮助分析判断，在自己还没有意识到的时刻就做出决策。

直觉思维的思维材料既包括形象思维的表象、抽象思维的概念，还包括个人的经验，因此直觉思维具有整体性，而且是反应极其迅捷的一种思维形式，随着情境的不同反应也不同，具有突发性和随机性。

• 创造性思维
  
  

前三种思维形式用到的材料，创造性思维都会用到，有新颖性、独特性，关键要有价值，才能称之为创造性思维。

通过以下案例可以认知不同思维形式的发生过程，进一步把握每一种思维形式的特点和差异。

“ 

形象思维发生过程：

下图的动物是一匹狼，成年人能轻松辨认，但幼龄学童没见过狼，就会联想这和他见过的狗很像，会不会是同一种动物？这个时候发生的就是形象思维。形象思维主要通过联想和想象发生，且伴随着特别快的情绪反应，比如语文课堂上，学生读课文，一旦入情入境，马上感动到掉眼泪。

形象思维是天然性快速，易于触发情感，但缺少证据和逻辑支撑，有些时候容易出错。不过也不能说形象思维不好，而是它作为思维的一种形式具备这种特点。

抽象思维发生过程：

对比幼龄学童，年龄大一些的学生，他的认知更加完善，他也觉得图片中的动物像狗，但他听过“大尾巴狼”这个俚语，于是他不仅想到狼的尾巴比较大，还会仔细去观察，发现图上动物的尾巴果然毛绒绒的又长又大，和他见到的狗尾巴不是一回事儿，符合“大尾巴狼”这个口语化命题，他利用这个命题和概念做出了一个判断：这个动物是狼。

得到狼这个结论，他头脑中还会浮现另一个已有概念：狼是会咬人的。那他还能推断出第二个结论：遇到狼，会威胁自己的安全，要躲开。到这里，从前面的形象思维里加入概念进行判断推理，发生的就是抽象思维。

直觉思维发生过程：

再来看高年级的学生，他掌握的知识经验更多了，不仅知道狼会咬人，还知道狼的生理习性，会奔跑不会爬树。假设他遇到狼，第一时间他的反应不仅是赶快跑，还会看周边有没有树，找棵树爬才能自保。

这个行为就是基于形象思维和抽象思维基础上的一个综合结果判断，是建立在足够丰富的知识的基础上，触发的直觉思维的过程。

”

如上思维的发生过程，在不同年龄阶段形象思维和抽象思维的占比不一样，越低年级段的学生形象思维的成分越多，随着年龄增大，知识、经验、技能掌握得越来越多，就越来越偏向于抽象思维。

解析不同学科中的思维形式及其内涵

以语文、数学、科学为例，解析不同学科中的思维形式及其内涵。

1

语文思维形式及其内涵

语文思维是对有形的客观世界和无形的内心世界，在丰富情感的推动下，运用多种表象概念，通过汉语进行认识与表述、鉴别与欣赏、鉴别与吸收、审美与创造，从而达成一种形象化的典型化的认识和反应的过程。

• 语文中的直觉思维

案例：元曲《天净沙秋思》

这首诗前三句是9个并列的词，没有任何逻辑推理关系存在，但诗人用一句“夕阳西下，断肠人在天涯”将情感注入，这个时候就有对表象的加工——语文上把它叫意象。

9个意象单位形成3句话，共同构成1个意境——太阳是将要落下的夕阳，乌鸦是昏聩的，树也枯了，马也是又老又瘦的，就像我（诗人）年老体衰，虽有才华但在仕途上始终不得志，不由发出旅途中的暮年感慨，更加思念故乡，长叹“断肠人在天涯”。

诗人的“情感注入”缔造的意境，使得毫无逻辑关系的事物得以串联并整体把握，这种高超的意境传达，体现的就是直觉思维。

• 语文中的形象思维

案例：石壕吏

杜甫写“暮投石壕村，有吏夜捉人”。

这个时候，我们一般推理作者肯定不是看着官吏在抓壮丁，而是在他小屋里听着外面的声音，形成了一系列的想象出来的东西。文章所写的都是通过听到的“想象出来”再造的一个形象，然后获得一种体验理解“吏呼一何怒，妇啼一何苦”，把他的思想情感表达出来，这是一种典型的形象思维的表达形式。

• 语文中的抽象思维

案例：惊弓之鸟

小学课文《惊弓之鸟》里，更赢说：“鸟飞得慢，我就判定它受箭伤，伤口没有愈合还在作痛，所以飞得慢；叫得悲惨，可以推断它孤单失群得不到帮助，它的叫声是想给燕群一个信号。听到弦响，觉得箭要射到它，是一种条件反射，就拼命往高处飞，一使劲，伤口又裂开，更加疼痛肯定要掉下来。”

如果我们拿科学推理的逻辑来判断，这个案例不严密的地方很多，但放到文学角度来说，这也是一个较为复杂连续的演绎推理过程。

2

数学思维的内涵及其形式

数学的研究对象是现实生活中的数量关系和空间形式，即数与形；途径就是对现实世界的抽象，基于抽象结构，通过符号运算、形式推理，还有模型建构等方式来理解和表达现实生活中事物的概念、性质、关系、规律。数学学科思维最后指向的是概念、性质、关系和规律。

• 数学中的形象思维

举例，学了小数之后，教师在如下图所示数轴上指明两个已知点分别是0.1，0.5，那么接下去标注出来的两个未知点应该是多少？

这时候，学生还没有数轴的概念，很可能会继续按照小数的定义给出错误答案：0.2，0.7；这个阶段学生还是形象思维主导，数轴对他们来说是抽象的，以抽象思维为主导的学习中，教师需要借助一个和数轴类似的实体模型比如尺子作为形象材料，帮助学生完成学习。   

• 数学中的抽象思维

匈牙利的数学家路沙·彼得写的一本书《数学的探索与旅行》里有一个“烧水”的案例。

假设在你面前有煤气灶、水龙头、水壶和火柴，现在的任务是要烧水，你应当怎么做？

我们认为的步骤一定是：装水、打火、烧水；

接着，书本给出第二个问题：

假设所有的条件都不变，只是水壶里已经有足够的水了，那么你该怎么办？

我们思考的一定是：直接打火烧水。

数学思维并非如此，路沙在书里提到，第一个问题和第二个问题的答案一样：还是装水、打火、烧水。

我们会疑惑：不是已经有水了吗？

路沙在这本书里给的答复是：“为了让整个思维过程更简洁，能够形成一种模型，我宁可把水壶里的水倒掉，然后还是按接水、点燃煤气灶、烧水的程序走，这样就可以把第二个问题归并到第一个问题里，形成一个思维模式。”

数学思维可以把纷繁复杂的各种变式归结成一种模型，模型占用大脑的位置很小，可迁移就能够解决很多的问题。烧水案例，是一个典型的数学抽象思维的过程。

• 数学中的直觉思维

当年被称为数学神童的高斯 ，就是在计算1加到100时 ，立即感觉到1 100 ，2 99， ... ，50 51的计算方式 ，然后迅速算出101*50=5050。

在解决数学问题时应学会运用直觉思维去猜答案、猜过程、猜方法 ，如此，直觉思维就会在数学中广泛发挥它的作用

彭加勒说过，逻辑用于证明，直觉用于发明。直觉思维，是不受逻辑规则约束直接领悟事物本质的一种思维方式，是直接反映数学对象、结构以及关系的思维活动。

3

科学思维的内涵及形式

如上所述，数学是讲究逻辑的学科，科学则是讲究逻辑下实证的学科。当下，人类面临太多的现实困难和问题。基于现实问题发现这个问题的本质属性、内在规律和发展的基本联系，这就是科学学科要做的事情，也决定科学学科在目前的重要地位。

• 科学学科中的抽象思维

科学上的发明很多，而每一件发明都离不开抽象思维。

比如：遗传学之父孟德尔，原来是一名神父，非常热爱科学。他利用教堂里的空地种了大概8万棵左右的豌豆。为什么要统计种了多少棵呢？因为他要做实证，让豌豆自交、杂交看性状的遗传。有多少棵豌豆有某个规律，都是要依靠数据统计出来的，所以他种了8万棵豌豆，这个数字必须清楚。

孟德尔发现子一代高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子二代全是低茎豌豆。子二代低茎豌豆进行自交之后，到了子三代，发现祖辈高茎和矮茎的性状都遗传下来。孟德尔不仅用豌豆也用其它植物做实验，通过反复的推理、论证、实证过程，才确定遗传学的三大规律：分离定律、自由组合定律、连锁与互换定律。

这就是典型的抽象思维过程，完全依靠逻辑，在逻辑的基础上推理、论证、实证，并反复持续这个过程直到结论的确立。

• 科学学科中的直觉思维
  

科学上的直觉思维案例也很多，举例：上上个世纪苯分子出现时，所有的证据都表明苯分子非常对称。但是科学家想不出，6个碳原子和6个氢原子究竟是怎样完全对称地排列，形成稳定的分子呢？

德国化学家凯库勒天天都在想这事，直到他梦见一条蛇咬住了自己的尾巴，在他眼前旋转。惊醒之后，他依靠直觉思维将这个环状迁移过来，于是由六个碳原子首尾相接的环状苯分子结构就出现了。

• 科学学科中的创造性思维

爱因斯坦说：“我的所有发现皆非出于理性思维。”“想象比知识更重要 ”。这些都指向科学学科里的“创造性思维”。

他想象：乘坐一艘光速飞船，从地球出发，到达宇宙中的某一个地方，如果要坐着飞船返回，能不能回得来呢？然后给出一个大胆的创想：如果能回来，那么宇宙一定是弯曲的。在这个开脑洞的创想的基础上，科学界一点点建立了黑洞理论，这是一种创造性思维的体现。

作者 | 李霞

编辑 | 肖梅香

统筹 | 孙习涵