教育中，思维的培养比知识传授更重要！

教育不仅是知识的传授，更是思维能力的培养。教育情境中经常提及“逻辑思维”“批判思维”“创新思维”，以及“科学思维”“空间思维”“系统思维”“工程思维”等概念，培养这些思维被确立为教育的目标。由于思维的抽象性和复杂性，教育者在思维能力培养上容易陷入误区，影响学生思维能力的发展，从而导致了当前对教育的很多诟病。为了避开这些误区，教育者不仅需要深刻了解思维的定义、内涵和外延，还需要了解思维的运行规律，包括其心理和大脑机制，更需要掌握符合大脑活动规律并经过科学验证的思维能力培养方法。本文将从心理学与脑科学的研究出发，介绍思维的概念和评价标准，思维活动和发展的大脑机制，并提出基于脑科学的思维能力培养的建议。

思维的概念和评价标准

从广义的角度来说，我们对客观事物概括和间接的认识都属于思维，它参与人类所有的认知或者智力活动。通俗而言，思维涵盖了对事物的根本特征和事物间关系的认识。例如，对地理中的大陆性气候这个概念的认识，不仅需要了解其特征以及和其他类型的气候的差异，还需要了解形成该类气候所需要的条件以及影响因素等。同样，对数学、物理、化学的很多概念和知识，不仅需要准确界定其特征，还需要明确它们和其他概念的关系，从而达到对客观事物全面、系统和准确认识的目的。

对思维的划分和描述可以有很多不同的方式和维度，其中比较常见的有两类：一是对不同思维模式的描述，二是对思维的品质进行刻画和评价。所谓的思维模式，就是一种思考问题的方式，比如具象思维、抽象思维、归纳思维、演绎思维、求同思维、求异思维、正向思维、逆向思维等。这些类似于计算机的不同算法，对事物的特征进行不同的加工和处理，从而得到不同的结果。不同的人由于过去知识经验和人格特点的差异，可能形成不同的思维模式；而经过长期的训练，可以形成一些稳定的思维习惯。针对不同的问题，可能需要采用不同的思维模式更加适合；如果能掌握更多的思维模式，并能够灵活应用，对于思维能力的培养是非常好的。

从思维的品质出发，心理学家林崇德教授进行了近60年的思维心理学研究，在其著作《我的心理学观：聚焦思维结构的智力理论》中，仔细剖析了思维的特性、分类和结构，总结出五项思维品质：深刻性、灵活性、敏捷性、批判性和创造性。具体而言，深刻性反映思维活动的深度和难度，表现为利用事物的特征，正确把握事物之间的关系；灵活性反映思维活动的灵活程度，表现为举一反三；敏捷性反映思维活动的速度，表现为准确而快速地产生正确答案；批判性反映思维活动的独立思考和评论，表现为对知识产生背后的过程、理论、方法等是否能正确分析；创造性反映思维活动的创新程度，表现为尽可能多地从崭新的角度产生正确答案。林崇德教授指出，提升思维的品质是培养思维能力的关键突破口。

思维能力培养和教育目标实现紧密相关

思维能力培养在教育目标中占据着重要作用，这一点在教育目标的分类理论中得到了充分体现。该理论最早由美国教育心理学家本杰明·布卢姆提出，后被洛林·安德森等人进行修订。他们将认知过程（思维）由浅到深分为了六个层次：记忆、理解、应用、分析、评价和创造。这六个层次是环环相扣的，其中记忆是对知识的认识和记忆；理解是把握知识的含义；应用是把学到的知识应用于新的情境或者能够解决实际问题；分析是把复杂的知识分解开来，并理解各部分之间的联系；评价是对事物本质的价值做出理性、深刻的判断；创造是以分析为基础，对原知识进行改造、扩充、完善并形成新的知识和理论。

可以看到，思维能力和教育目标具有非常紧密的关系。一方面，教育目标的实现需要以思维能力的发展为基础，这需要符合个体思维发展的年龄特征和个体差异。记忆和理解需要思维的敏捷性和深刻性，应用和分析则需要思维的深刻性和灵活性，评价和创造需要思维的批判性和创造性。另一方面，教育目标实现的过程也是思维能力培养和思维品质提升的过程。为了实现教育的目标，他们为每一层目标设定了大量的教学活动。在日常的教学活动中常规化设置这些教学活动，非常有助于培养学生的思维品质。

人脑思维活动的脑机制

脑科学的研究为我们揭示思维的本质和大脑的运行规律提供了全新的视角。我们选择几个和思维教育密切相关的研究发现进行一个概述。

大脑信息表征的层级性是思维从具体到抽象的神经基础。人脑中知识存储的主要区域在感知运动皮层、颞叶皮层和顶下小叶。这些区域从初级皮层到高级皮层，所加工的信息越来越复杂和抽象。例如，初级视觉皮层（V1）处理简单线条朝向等信息，到了更高级的视觉皮层（V2）处理线条组合成的形状，到枕叶前部和颞叶下部的脑区处理整个物体（比如视觉呈现的汉字和动物图片等），然后到颞顶联合皮层同时负责视觉（汉字书写）和听觉（汉字发音）等多感觉通道的信息，到了颞极负责抽象的语义。在这个层次的最顶层，海马则负责把全脑各个模态，各个脑区的抽象信息进行整合和关联，帮助我们建立知识之间非常丰富的联系。大脑这种层级性的信息存储模式，是实现我们进行具体到抽象的思维活动的神经基础。

有效的学习活动能够促进知识网络的形成。大脑这种层次性的存储模式，也意味着知识的存储是分布式的，不同的区域负责不同的信息，不同层级的脑区也负责不同抽象层度的信息。为了实现从具体到抽象的深刻性，实现举一反三的灵活性，需要我们形成横向和纵向紧密联系的知识网络。所以，培养思维能力，需要有效促进知识网络形成的方法。

心理学和脑科学的研究发现，一些有效的学习方式，包括分散学习的方式和以测代练的学习方式，不仅能够促进知识的长期保存，还能够促进知识的灵活应用。比如：与重复阅读文章相比，在阅读后回答问题能更好地记忆文章中的内容，同时在间隔一段时间后回答延伸性问题时表现更好。另外，大量的研究表明，睡眠不仅仅是大脑精力的恢复，也是形成知识网络的重要过程。在睡眠过程中，新学的知识和头脑中已有的知识都会被重新激活，并进行重新组织，从而形成一个有机的知识网络，这在心理学中被称为图式。图式实际是一个结构化的知识，是我们实现新信息的快速学习和灵活应用的基础。最后，体育锻炼不仅能促进新陈代谢，为大脑组织提供充足的氧气和营养，还能促进记忆的巩固和知识体系的建立。

前额叶是提高思维品质的核心中枢。前额叶不仅是人类与猿猴大脑的最大差异所在，还是个体最后达到成熟的大脑区域之一。脑科学家们认为前额叶就像计算机中的CPU一样，负责起大脑的高级认知能力，如短暂存储信息、选择性注意、对比分析、整合和概括化信息等，这些能力在思维灵活性、深刻性、敏捷性、批判性和创造性中都具有非常关键的作用。以类比推理为例，它是教育者在教学中经常运用的一种方法，让学生根据已经掌握的知识去学习新的知识，或者解决新的问题，例如在学习电子和原子核关系时，可以用环绕太阳旋转的地球来比喻环绕原子核旋转的电子。准确使用和理解类比体现了思维的灵活性和深刻性。脑科学家们发现，左侧前额叶皮层是负责关系表征和类比推理的关键脑区，其各个子区参与类比推理的不同过程中，如抑制无关信息、识别事物间关系以及根据已知关系进行推测等。在创造性思维的测试，研究者要求人们在有限的时间内尽可能多地提出一些物品的用途，包含日常不会用到的用途。例如，提起袜子我们想到的是穿在脚上保暖，但有的人能想出来袜子也可以用来滤水。这个任务是对思维灵活性、敏捷性和创造性的评估。结果发现，高创造力得分的人更多地利用大脑的前额叶，不断提出创新的答案。

个体的思维能力和模式具有重要的差异。正如每个人都有独特的指纹，脑科学家发现大脑也存在这种特异性的神经“指纹”，即大脑连接图谱。人类大脑的各个脑区之间是相互连接的，每个人特定的连接模式分布在整个大脑中，在额顶网络中具有特异性。通过识别这种个性化的大脑连接图谱，脑科学家们可以判断被试是否在认真完成任务，以及对其思维能力进行描述，例如擅长什么或者哪方面的能力有待提高，甚至是用来预测个人的流体智力水平。这些研究发现，个体的知识基础、思维能力和思维模式均存在显著的差异，这体现在大脑的连接模式中，思维能力的培养一定要注重这些个体差异。

基于脑科学的思维能力培养建议

通过对思维概念、评价标准和大脑机制的介绍，我们发现思维的教育和培养具有重要的几个特征。首先，思维的培养需要针对具体的教学内容，并和日常教学活动紧密结合；其次，思维培养的目的一方面是要形成一个具体抽象结合、紧密联系和能灵活应用的知识体系，另一方面也要培养能迁移到新知识学习和新场景应用的能力；第三，思维能力的培养是在个体思维发展水平和思维特点的基础上逐步建构的过程，也是对大脑已有连接模式的一个再塑造的过程。结合已有的研究成果，我们对教育者提出如下几个建议：

以布卢姆教育目标分类为指导，把思维能力培养贯穿于日常教学的每一个环节。思维能力的培养落实于具体的教学课程，必然与相应的学科知识相关。教师需要转变教学的观点，把思维的培养放在比知识的传授更为重要的位置。同时，教师需要根据知识的特点、知识获取的顺序、学生认知能力的特点以及学生的个体特性，精心设置教育的目标，并安排与之相对应的教育活动。与此相对应，我们也建议仅仅把某些课程，比如STEM课程、创客课程作为思维培养的课程，或者开设专门的思维课程；也不建议把思维的培养简单地异化为发散思维、脑筋急转弯，或者一些固化的思维模式、答题模式的培养。

重视认知功能训练，实现大脑功能提升。前额叶是对知识进行分析、加工、综合、分析和创新的重要区域。大量的研究发现，通过后天训练和教育，可以有效改善和提高前额叶的功能。比如，一些工作记忆和执行功能的训练，可以有效改变前额叶的神经元数量、白质纤维连接和神经递质的活性，以及在瑞文推理等高级思维活动中的表现。为促进学生前额叶功能的发展，教育者们需要充分认识到认知训练在促进思维能力中的作用，脑科学家们需要进一步开发有效的认知训练手段；同时，双方要紧密合作，实现这些认知训练手段与日常教学活动更加自然和充分的融合。

科学运用思维导图等思维训练工具。在思维能力的培养中，有很多思维训练工具可以帮助我们形成有效的思维模式。比如，思维导图就是一种重要的工具，帮助我们去梳理知识的本质特征和知识之间的关系。例如概念的属性可以用气泡图和圆圈图来表示，对比关系可以用双重气泡图，类别关系可以用树状图，因果关系可以用流程图，整体和部分的关系可以用括号图，类比关系可以用桥状图等等。全面、充分、合理地使用不同类型的思维导图，可以帮助学生更好地理清知识之间的各类关系，形成有机的知识体系，并培养合理的思维模式和习惯。

转变教育模式，从“教师教”转变到“学生学”。每个人都具有独特的思考方式，在大脑中存在特异性的神经“指纹”。教师和学生在思维上很可能存在众多不同，教师自身成熟和系统的知识体系投射到学生头脑中可能会变得支离破碎。由学生主动进行输出，更能促进学生对知识的掌握、理解和运用。从输入到输出的转变，也是从知识灌输到知识生长的转变，是帮助学生形成有机知识体系的重要方法。妥善设置教学安排，比如分组讨论、翻转课堂、活动展示和各种综合的作业类型，都是鼓励学生输出的有效方式。

推动融合性课程和项目制学习。项目制学习的根本在于以问题为中心，打破知识之间的边界，从而有助于形成有机联系的知识体系。在这个过程中，老师需要站在更高的视角，主动打破知识在课时、学期、年级，乃至学科之间的壁垒，按照知识之间的内在联系来进行教学。另外，布置更加综合性的作业，比如画报、主题展示、读书笔记、项目报告、实践活动等等都是比简单复习或者考试更好的方法，因为这些形式有助于形成综合的知识体系。

使用科学高效的学习和记忆方式。科学的学习和记忆方法可以提高学习效率、实现知识长期保持和灵活应用。因此，在教学活动中科学使用这些学习方式，可以促进学生思维能力的发展。另外，科学降低学习负担，给学生更多的体育锻炼时间、午休时间，以及晚上更充足的睡眠时间，不仅可以促进学生的思维能力发展，还能让学生身心得到健康发展。

总之，思维能力的培养是学校教学的重要目标。知识的传授固然重要，但我们不能满足于知识的死记硬背，而是要应用和创新。基于对思维的本质特点、评价标准和大脑规律的介绍，我们相信广大教育实践工作者能够在上述原则的基础上，结合学生和学科的特点，进行创造性的应用和发展，从而形成更多更好的思维能力培养方法，为国家和未来培养更多的思维型人才。

作者 | 刘楚麒 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室博士研究生

薛贵 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授