姜玉蓮 解月光

摘要：新技術(shù)、新媒體的發(fā)展使人類前所未有地減輕了低階知識(shí)與能力的負(fù)荷，對于21世紀(jì)的公民而言，更需要具備完成復(fù)雜任務(wù)、解決劣構(gòu)問題的高級(jí)綜合能力，即高階思維（Higher-Order Thinking）。高階思維結(jié)構(gòu)具有整體性、發(fā)展性、社會(huì)性、復(fù)雜性和難以測評(píng)性。當(dāng)前已有的各種與高階思維能力相關(guān)的測量量表，雖然能對高階思維某一方面的傾向性或行為過程做出一定的評(píng)價(jià)，但缺乏對課堂教學(xué)情境中高階思維發(fā)展過程及其能力的整體性評(píng)價(jià)和操作性指導(dǎo)，更忽略了對同伴情感支持、自我效能感和自我調(diào)節(jié)等非智力因素在高階思維發(fā)展中的觀測。因此有必要從課堂情境出發(fā)，探究高階思維結(jié)構(gòu)的測量模型。通過探索性結(jié)構(gòu)方程建模（ESEM）形成的高階思維結(jié)構(gòu)模型，包括創(chuàng)造性策略、問題解決過程以及批判性調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)3個(gè)二階因素，以及創(chuàng)新性思維、決策能力、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)、問題解決能力、同伴情感支持、自我效能感、批判性思維、自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)等8個(gè)一階因素。該模型不僅關(guān)注思維技能與問題解決能力的行為特征，還考慮了情感與動(dòng)機(jī)的作用。這對于全面認(rèn)識(shí)高階思維發(fā)展過程與活動(dòng)的整體性具有一定的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高階思維結(jié)構(gòu)；課堂情境；因素分析；ESEM；測量模型

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-5195（2017）03-0094-11 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2017.03.012

一、問題提出

近年來，數(shù)字化給傳統(tǒng)教育體系帶來巨大沖擊，大量記憶性和檢索性工作被信息技術(shù)所代替，高階思維（Higher-Order Thinking）作為完成復(fù)雜任務(wù)、解決劣構(gòu)問題的高級(jí)綜合能力（鐘志賢，2004），在世界各國國家戰(zhàn)略與學(xué)習(xí)研究中都受到了前所未有的重視。

高級(jí)思維技能是在思維過程、思維策略和具體問題情境中逐漸養(yǎng)成的。深層次學(xué)習(xí)、問題解決、良好的思維品質(zhì)以及思維的自我監(jiān)控等智力與非智力因素之間的相互作用是高階思維形成的過程。反映在課堂教學(xué)情境中，就是具體的教與學(xué)活動(dòng)。那么，課堂情境作為學(xué)生高階思維發(fā)展的重要場所，怎樣才能使學(xué)生的高階思維潛能得到很好的發(fā)展呢？布魯姆思維類型分類系統(tǒng)中，將分析、綜合、評(píng)價(jià)作為高階思維（王帥，2011）。雖然這種分類為具體的教學(xué)實(shí)踐提供了便利的圖式，但實(shí)際上思維與其他客觀現(xiàn)實(shí)世界的事物和現(xiàn)象一樣，具有客觀世界的整體性、復(fù)雜性和統(tǒng)一性，也就決定了人的思維是一個(gè)系統(tǒng)性結(jié)構(gòu)。林崇德教授（2007）在系統(tǒng)科學(xué)、結(jié)構(gòu)主義、辯證唯物主義理論基礎(chǔ)上構(gòu)建了思維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型，并認(rèn)為人體之間智力差異的根本原因在于思維結(jié)構(gòu)的差異。只要解決了人類思維結(jié)構(gòu)的問題，人類智力的種種問題都可以迎刃而解。高階思維作為具體思維發(fā)展到抽象思維的高級(jí)綜合能力的具體體現(xiàn)，也應(yīng)該從整體性出發(fā)進(jìn)行探索。因此，高階思維結(jié)構(gòu)的研究可以使人們更深入地了解高階思維系統(tǒng)內(nèi)各組成要素之間相互聯(lián)系、相互作用的方式以及存在、運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)與發(fā)展變化，更好地促進(jìn)課堂情境中高階思維問題的探索。

國內(nèi)外一些學(xué)者對思維和創(chuàng)新性思維做了因素結(jié)構(gòu)論、維度結(jié)構(gòu)論、認(rèn)知結(jié)構(gòu)論、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論、發(fā)展階段論等方面的探索，形成了“智力三維結(jié)構(gòu)”“創(chuàng)造力三維模型理論”“布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)”“思維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”“皮亞杰兒童階段發(fā)展論”等經(jīng)典理論，但目前針對高階思維結(jié)構(gòu)的研究還是寥寥無幾，大多是從問題解決、創(chuàng)新性思維、批判性思維等角度間接地討論高階思維問題，或者把元認(rèn)知、批判性思維、問題解決、創(chuàng)造性思維等同于高階思維。這些研究大都是從高階思維發(fā)展的某個(gè)角度提出的，體現(xiàn)了個(gè)體對問題情境的適當(dāng)反應(yīng)過程，以及高階思維發(fā)展過程中某方面的傾向性或某個(gè)行為的過程，并不代表高階思維的整個(gè)活動(dòng)。同時(shí)在研究方法上，已有探索也更多地是停留在價(jià)值、意義的描述上，缺乏具體的流程設(shè)計(jì)和深入的實(shí)證分析。在實(shí)踐應(yīng)用中，雖然出現(xiàn)了“托蘭斯創(chuàng)造性思維測驗(yàn)”等高級(jí)思維能力測量量表，但更多的是關(guān)注思維整體能力的評(píng)價(jià)，對于具體的課堂情境實(shí)踐指導(dǎo)并沒有實(shí)質(zhì)性推進(jìn)。

高階思維作為課堂教學(xué)活動(dòng)中學(xué)習(xí)者高水平的認(rèn)知能力或心智活動(dòng)，其結(jié)構(gòu)很難測量，但可以通過深層次學(xué)習(xí)、問題解決、意義建構(gòu)等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)以及良好的思維品質(zhì)與自我調(diào)節(jié)等智力與非智力因素之間的相互作用，來進(jìn)行高階思維行為、情感及高階思維品質(zhì)特點(diǎn)的識(shí)別（Rupert Wegerif，2009）。而且，高階思維發(fā)展過程是將問題知識(shí)進(jìn)行有意義建構(gòu)的過程。通過高階知識(shí)信息的輸入、學(xué)習(xí)過程體驗(yàn)和反饋評(píng)價(jià)等系統(tǒng)化過程，可以使高階思維發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)者外顯行為來表現(xiàn)。也就是說，高階思維系統(tǒng)屬性決定了高階思維的行為不是一個(gè)孤立的領(lǐng)域，而是由認(rèn)知、情感、動(dòng)作的共同整合，即高階思維學(xué)習(xí)過程始終都是學(xué)習(xí)者依據(jù)自身知道什么、能做什么和對情境有什么樣的感受來表現(xiàn)其行為的。反映在教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和行為特征中，是從行為“統(tǒng)整”角度將行為與智慧、情感和動(dòng)作技能等領(lǐng)域進(jìn)行路徑的整合，以培養(yǎng)具有高階知識(shí)、智慧性情操和高階思維能力勝任力的人（盛群力，2008）?；诖?，本文采用因素分析法，通過對課堂情境中高階思維過程、策略與問題的行為統(tǒng)整表征、狀態(tài)描述等直接觀測指標(biāo)的設(shè)定，萃取出能反映高階思維結(jié)構(gòu)要素之間內(nèi)在聯(lián)系、本質(zhì)特征的潛在變量，為課堂教學(xué)情境中高階思維的培養(yǎng)和設(shè)計(jì)提供實(shí)證性借鑒。

二、研究設(shè)計(jì)

1.研究方法

由于研究之前并不能明確所設(shè)計(jì)的高階思維結(jié)構(gòu)觀測變量和因子之間潛在的關(guān)系結(jié)構(gòu)，因此筆者采用因素分析法對已獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，在確定潛在公因子的基礎(chǔ)上再建立高階思維結(jié)構(gòu)因子模型。探索性因子分析可以尋找公因子來達(dá)到降維、簡化結(jié)構(gòu)的目的，但缺乏對實(shí)際數(shù)據(jù)與理論模型擬合情況的檢驗(yàn)。因此，我們利用了探索性結(jié)構(gòu)方程建模（ESEM）。該方法既能靈活地探索高階思維的因子結(jié)構(gòu)，又可以系統(tǒng)地驗(yàn)證因子模型的功能與優(yōu)點(diǎn)，為高階思維結(jié)構(gòu)潛變量之間的關(guān)系分析提供更適宜的測量模型（麥玉嬌等，2013）。在因子分析與萃取過程中，考慮到高階思維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與整體特征以及各因素間的相關(guān)性，因素分析方法采取能生成相關(guān)矩陣的極大似然法。因子萃取采用斜交轉(zhuǎn)軸法中的Promax（又稱為最優(yōu)斜交法），以使因子相關(guān)聯(lián)。

2.問卷設(shè)計(jì)與樣本調(diào)查

（1）問卷設(shè)計(jì)

目前從課堂情境視角直接進(jìn)行高階思維過程、策略與問題情境評(píng)價(jià)的量規(guī)并不多見。本研究根據(jù)前期文獻(xiàn)分析和課堂實(shí)際觀察，發(fā)現(xiàn)“推理策略”“問題解決方法”“決策技能”“高級(jí)思維技能”“批判性思維”“創(chuàng)造性思維”等思維策略與高階思維能力之間具有密切的聯(lián)系。因此，在進(jìn)行高階思維結(jié)構(gòu)問卷設(shè)計(jì)時(shí)，我們主要利用課堂情境中“高階思維與問題解決”“創(chuàng)造性思維”“批判性思維”以及“分析、判斷、推理、決策”認(rèn)知過程等具體行為與活動(dòng)外在表征來間接評(píng)定學(xué)生的高階思維水平。同時(shí)，我們也綜合考慮了情感、價(jià)值觀、社會(huì)支持等非智力因素在思維發(fā)展中的重要性，尤其是“自我調(diào)節(jié)”“自我效能”“同伴情感互助”對高階思維發(fā)展的促進(jìn)。

在具體設(shè)計(jì)中，我們參照國內(nèi)外心理學(xué)及教育專家從元認(rèn)知、問題解決能力、創(chuàng)造性思維、批判性思維以及自我調(diào)節(jié)、自我效能感等各個(gè)視角進(jìn)行的高階思維過程與能力研究，如Borich和Tombari對美國中小學(xué)設(shè)計(jì)的《高級(jí)思維和問題解決核查表》，余平教授在此基礎(chǔ)上針對中國課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的《創(chuàng)造力及高層次思維能力的行為表現(xiàn)量表》和《創(chuàng)造性思維策略使用核查表》，美國學(xué)者M(jìn)ontgomery的《問題解決量規(guī)》、黃茂在等設(shè)計(jì)的《問題解決能力的評(píng)分指標(biāo)》等（余林，2007；Robert L. Linn等，2003）。除此之外，我們還借鑒了《加利福尼亞批判性思維傾向》、方平教授的《自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)量表》、Schwarzer《自我效能量表》中的行為傾向、情感參與及感受的觀測指標(biāo)。依據(jù)高階思維的智力因素、非智力因素、思維發(fā)展及社會(huì)化認(rèn)知理論等，我們形成了《高階思維結(jié)構(gòu)行為表征與情感體驗(yàn)核查表》，主要包含動(dòng)機(jī)與自我效能感、自我學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)與控制、同伴問題解決活動(dòng)、創(chuàng)造性思維與遷移能力、批判性思維傾向、問題解決策略與能力、判斷與決策能力等160項(xiàng)觀測指標(biāo)。為了使觀測指標(biāo)更加科學(xué)化，我們選擇了北京市中小學(xué)校各一所進(jìn)行預(yù)研究并組織中小學(xué)教師與相關(guān)學(xué)者進(jìn)行專家會(huì)議論證。根據(jù)預(yù)研究回收的89份問卷與數(shù)據(jù)分析，刪掉觀測指標(biāo)12項(xiàng)；根據(jù)專家會(huì)議又刪掉了18項(xiàng)觀測指標(biāo)。最后調(diào)整得到的高階思維結(jié)構(gòu)觀測指標(biāo)共130項(xiàng)，均采用六級(jí)李克特量表計(jì)分，其中“1”代表“非常不認(rèn)同”，“2”代表“不認(rèn)同”，“3”代表“部分不認(rèn)同”，“4”代表“部分認(rèn)同”，“5”代表“認(rèn)同”，“6”代表“非常認(rèn)同”。

（2）樣本調(diào)查

在課堂實(shí)地聽課和訪談的基礎(chǔ)上，我們按照分層隨機(jī)抽樣方法，選擇發(fā)達(dá)地區(qū)、中等發(fā)達(dá)城市、縣級(jí)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，對北京市區(qū)、山東青島市區(qū)、山東濟(jì)寧地區(qū)（梁山縣城、曲阜鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、江蘇無錫與泰州地區(qū)、長春市區(qū)6個(gè)地區(qū)，12所不同年級(jí)、不同發(fā)展水平的中小學(xué)，進(jìn)行問卷發(fā)放。問卷發(fā)放均采取了課堂現(xiàn)場填寫與回收方式。本次研究共回收問卷1565份，有效問卷1505份。總樣本被隨機(jī)分成兩類獨(dú)立樣本。其中656份樣本做探索性因素分析，男女生各占44.97%與55.03%，年級(jí)與地區(qū)分布如圖1、圖2。另外849份樣本做ESEM與驗(yàn)證性因素分析，男女生各占48.4%與50.5%，缺失值占1.1%，年級(jí)與地區(qū)分布如圖3、圖4。兩類獨(dú)立樣本的男女比例、年級(jí)與區(qū)域分布基本均衡。

（3）樣本檢驗(yàn)

在具體分析之前，我們對兩類獨(dú)立樣本分別進(jìn)行了正態(tài)分布檢驗(yàn)、信度與效度檢驗(yàn)。正態(tài)分布檢驗(yàn)可以更好地選擇因子旋轉(zhuǎn)方法，信度檢驗(yàn)反映的是問卷測量所得結(jié)果的一致性和穩(wěn)定性，效度檢驗(yàn)反映了問卷測量所得結(jié)果的準(zhǔn)確性和有用性。

對于樣本的正態(tài)性檢驗(yàn)，我們選用偏度峰度檢驗(yàn)法。經(jīng)檢驗(yàn)，兩類獨(dú)立樣本的偏度系數(shù)和峰度系數(shù)絕對值大部分均小于 1，極個(gè)別小于 2，偏度系數(shù)和峰度系數(shù)具有顯著性，基本符合正態(tài)性分布。信度檢驗(yàn)選擇Cronbach's Alpha信度系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Cronbach's Alpha信度系數(shù)在0.9以上，問卷的信度非常好，穩(wěn)定性和內(nèi)在一致性非常高（Dimiter M. Dimitrov，2015）。效度檢驗(yàn)主要是對內(nèi)容效度和結(jié)構(gòu)效度進(jìn)行分析。由于在問卷編制過程中，已經(jīng)對測驗(yàn)項(xiàng)目與所涉及的內(nèi)容范圍進(jìn)行了符合性判斷；且通過專家會(huì)議法對問卷內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此，問卷的測量內(nèi)容及范圍的科學(xué)性和準(zhǔn)確性已經(jīng)得到驗(yàn)證。結(jié)構(gòu)效度采取的是KMO（取樣適當(dāng)性）和巴特利特球形檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：探索性因素分析樣本KMO（取樣適當(dāng)性）=0.961，Bartlett's（8256）=37149.197，p<0.001，量表非常適合因素分析；驗(yàn)證性樣本KMO=0.989，p<0.001，達(dá)到了顯著性水平。

3.工具選擇與統(tǒng)計(jì)分析過程

ESEM是在測量模型部分使用了類似于 EFA 模型的 SEM因子分析方法。目前在EFA應(yīng)用較多的是SPSS，ESEM支撐比較良好的工具是Mplus。因此我們在研究中綜合使用了SPSS的探索性因素分析和Mplus的探索性結(jié)構(gòu)模型（ESEM）。具體作法是：首先，通過SPSS工具對高階思維結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索性因素分析，初步確定高階思維因子數(shù)目；其次，通過Mplus工具進(jìn)行二次探索性因素分析、探索性結(jié)構(gòu)方程建模（ESEM）和驗(yàn)證性分析，比較兩種軟件分析后的探索性因子結(jié)構(gòu)和擬合指標(biāo)；最終確定公因子數(shù)量，再根據(jù)模型簡約化原則，對一階因素進(jìn)行二階分析，得出能反映高階思維要素關(guān)系的測量結(jié)構(gòu)模型。

三、高階思維結(jié)構(gòu)因子分析過程與發(fā)現(xiàn)

由于高階思維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特征和測量難度，我們先利用SPSS探索性因素分析的成熟技術(shù)，初步確定公因子數(shù)目；再利用Mplus可以設(shè)定獲得多個(gè)公因子模型結(jié)果及可以對擬合指數(shù)比較的特點(diǎn)，從擬合指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)并最終確定最優(yōu)公因子；最后利用Mplus因子探索與驗(yàn)證的雙重功能，對探索出的最優(yōu)公因子進(jìn)行探索性結(jié)構(gòu)方程建模（ESEM）和二階測量模型建立。

1.SPSS探索性因素分析與公因子數(shù)目判斷

（1）觀測指標(biāo)篩查

根據(jù)Kaiser（1970）的觀點(diǎn)， KMO的值至少要在0.50以上，才可以進(jìn)行因子分析，KMO值在0.9以上，極其適合進(jìn)行因子分析。對高階思維問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO和Bartlett初始檢驗(yàn)，得出樣本的KMO（取樣適當(dāng)性）=0.961，Bartlett's（8256）=37149.197，p<0.001，表明量表適合于進(jìn)行探索性因素分析。萃取特征值大于1的因子，共有20個(gè)公因子，總解釋方差為67.159%。

高階思維結(jié)構(gòu)探索性因素初步分析結(jié)果顯示：雖然觀測變量總解釋方差大于50%，但有一些觀測變量的因子載荷較?。ǖ陀?.3），且一些公共因子僅有兩個(gè)觀測指標(biāo)（每個(gè)公共因子不低于3個(gè)觀測指標(biāo)），可見初始得出的因子不屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此，對于因素載荷低于0.3的觀測變量逐條刪除后再進(jìn)行新的因素分析，直至所有觀測指標(biāo)的因子載荷均達(dá)到0.50以上（共刪除61項(xiàng)題目）。刪除后數(shù)據(jù)結(jié)果是：KMO（取樣適當(dāng)性）=0.969，達(dá)到“極佳”水平，表示變量間有公共因子存在；Bartlett球形檢驗(yàn)的值為23345.202（自由度為1770），顯著性概率值p=0.000<0.05，表示總體相關(guān)矩陣間有公共因子存在。因而KMO系數(shù)檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)均表明變量適合進(jìn)行因子分析。

（2）探索性因素萃取

因子萃取結(jié)果并不是唯一的，也不能說哪一種因子萃取的結(jié)果是絕對正確的，因子萃取是綜合判斷的一個(gè)過程。目前因子萃取主要依據(jù)特征值大于1、碎石圖、公因子累積解釋方差最低要求達(dá)到50%以上等原則。但每一種準(zhǔn)則都有其內(nèi)部局限性，因而一些研究者建議使用多種準(zhǔn)則來確定模型中因子的萃取?？紤]到本次研究的樣本數(shù)量，我們參照Kaiser特征值大于1、碎石圖檢驗(yàn)法、方差百分比三種因子萃取原則。

根據(jù)特征值大于1的因子萃取原則，再綜合考慮共同性、載荷系數(shù)、累積方差貢獻(xiàn)率和一致性系數(shù)等指標(biāo)，共產(chǎn)生三種因子萃取結(jié)果，見表1。其中，7個(gè)公因子和8個(gè)公因子共同性都在0.4以上；8個(gè)公因子和9個(gè)公因子的載荷系數(shù)都在0.5以上，均達(dá)到了理想的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。綜合考慮發(fā)現(xiàn)，8個(gè)公因子無論在數(shù)據(jù)上還是理論解釋上相對其他兩類都更為理想一些。

2.Mplus因素分析與擬合度評(píng)價(jià)

模型擬合度評(píng)價(jià)一般通過模型擬合指數(shù)判斷。模型擬合指數(shù)通常分為三種：絕對擬合指數(shù)、相對擬合指數(shù)及信息指數(shù)，其中信息指數(shù)較少使用。不同類別的模型擬合指數(shù)可以從模型復(fù)雜性、樣本大小、相對性與絕對性等方面對理論模型進(jìn)行度量。Mplus提供的模型擬合指標(biāo)及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見下表2（王孟成，2014）。

對三類公因子的探索性擬合指標(biāo)結(jié)果比較（見表3），發(fā)現(xiàn)8個(gè)公因子模型的χ2/df、TLI、CFI和RMSEA幾項(xiàng)指標(biāo)最佳，9個(gè)公因子模型的AIC和SRMR兩項(xiàng)指標(biāo)最佳，7個(gè)公因子模型的BIC指標(biāo)最佳。綜合考慮各項(xiàng)模型擬合指標(biāo)，8個(gè)公因子模型χ2/df、TLI、CFI與RMSEA等各項(xiàng)絕對和相對擬合指標(biāo)都符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，信息指標(biāo)AIC和BIC與其他兩類公因子差異性較小。因此，8個(gè)公因子模型擬合指數(shù)是最好的。另外從Mplus探索性因素分析碎石圖趨勢分析來看，也是在8個(gè)公因子地方出現(xiàn)拐點(diǎn)（見圖5）。

將Mplus與SPSS的8個(gè)因子探索性結(jié)果進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)（表4），8個(gè)公因子包含的觀測變量是相同的，不同的是Mplus分析的一些觀測變量出現(xiàn)了跨因子現(xiàn)象，也就是一個(gè)觀測變量可能對兩個(gè)因子都有解釋，這正是Mplus的特點(diǎn)之一，這也說明了高階思維結(jié)構(gòu)因素之間的相關(guān)性。

但是這8個(gè)公因子模型是否經(jīng)得起驗(yàn)證性因子分析呢？我們利用驗(yàn)證性樣本，分別將SPSS與Mplus萃取的8個(gè)公因子在Mplus中進(jìn)行驗(yàn)證性因素分析，發(fā)現(xiàn)8個(gè)公因子的觀測變量與以上兩種工具分析的探索性因素觀測指標(biāo)是一樣的，因子載荷差異性也不大，所得到的驗(yàn)證性擬合指標(biāo)比較良好。但同時(shí)值得關(guān)注的是，驗(yàn)證性因子分析（CFA）中每個(gè)觀測指標(biāo)只能隸屬于一個(gè)因子，而在其他因子上的負(fù)荷限定為零，這種限定往往會(huì)高估因子之間的相關(guān)以及與外部變量間的關(guān)系，從而影響研究的真實(shí)性。為此，我們又采用了探索性結(jié)構(gòu)模型（ESEM）。

3.Mplus探索性結(jié)構(gòu)模型

探索性結(jié)構(gòu)方程建模（ESEM）是Muthen等人在2009年提出的新因子分析方法。這種方法整合了探索性因子分析（ EFA） 和 CFA 兩種因子分析方法的功能和優(yōu)點(diǎn)，可以通過簡單的設(shè)定獲得多個(gè)公因子模型結(jié)果，并能對得到的多個(gè)公因子模型進(jìn)行擬合指數(shù)比較，有效地克服了EFA 和 CFA 兩種因子分析中存在的問題。目前這種方法已經(jīng)在各類研究中得到廣泛應(yīng)用。由于高階思維結(jié)構(gòu)難以觀測的復(fù)雜特征，本文將主要基于ESEM進(jìn)行研究。這樣既可以靈活地探索高階思維的因子結(jié)構(gòu)，又可以系統(tǒng)地驗(yàn)證其因子模型，為高階思維結(jié)構(gòu)潛變量之間的關(guān)系分析提供更適宜的測量模型。

將ESEM模型與CFA擬合結(jié)果發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證性模型的卡方自由度比、TLI和RMSEA幾項(xiàng)指標(biāo)均高于ESEM模型，這與CFA限制某些因子負(fù)荷為零會(huì)高估因子負(fù)荷、因子相關(guān)與外部變量的關(guān)系，從而使數(shù)值增高有很大的關(guān)系。為了更好地進(jìn)行因素模型之間的比較，表5把Mplus的EFA擬合指標(biāo)進(jìn)行了整體比較，發(fā)現(xiàn)：EFA的TLI和RMSEA幾項(xiàng)指標(biāo)也均高于ESEM模型，ESEM的CFI、SRMR均高于EFA與CFA?？梢?，ESEM是比較理想的高階思維結(jié)構(gòu)測量模型。

將Mplus分析的探索性結(jié)構(gòu)模型與驗(yàn)證性因素分析的因子載荷比較發(fā)現(xiàn)，8個(gè)公因子包含的觀測變量是相同的。由于CFA限制因子負(fù)荷為零的原則，高估了因子之間的關(guān)系和載荷，所得出的因子載荷要高于ESEM的因子載荷。根據(jù)萃取因子載荷不低于0.3的原則，刪除了Q21觀測指標(biāo)，這樣最后保留了59個(gè)觀測指標(biāo)，因子載荷數(shù)值介于0.3～0.776，符合因子萃取的要求，見表6。

對各因子包含的觀測指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行整體分析：第一個(gè)因子包含17個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)生如何運(yùn)用新穎獨(dú)特的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，命名為創(chuàng)造性思維，符號(hào)為F1。第二個(gè)因子包含12個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)生識(shí)別問題與解決的能力，命名為問題解決能力，符號(hào)為F2。第三個(gè)因子包含7個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)習(xí)中同伴的相互幫助和支持，命名為同伴情感支持，符號(hào)為F3。第四個(gè)因子包含8個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)生在學(xué)習(xí)中如果進(jìn)行判斷和選擇，命名為推理與決策能力，符號(hào)為F4。第五個(gè)因子包含5個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了對他人觀點(diǎn)的態(tài)度和行為合理性評(píng)價(jià)，命名為批判性思維，符號(hào)為F5。第六個(gè)因子包含4個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)生在學(xué)習(xí)中如何進(jìn)行計(jì)劃和安排，命名為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)，符號(hào)為F6。第七個(gè)因子包含3個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)生在元認(rèn)知過程中的反思性評(píng)價(jià)，命名為元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)，符號(hào)為F7。第八個(gè)因子包含3個(gè)觀測指標(biāo)，解釋了學(xué)生對于自己完成一個(gè)任務(wù)時(shí)的動(dòng)機(jī)與自我評(píng)價(jià)，命名為自我效能感，符號(hào)為F8。具體高階思維結(jié)構(gòu)ESEM測量模型和因子命名分析說明如圖6和表7所示。

4.二階因子分析與測量模型建立

對相關(guān)系數(shù)矩陣與測量模型分析發(fā)現(xiàn)，因子之間相關(guān)系數(shù)高于0.7以上，說明因子之間存在高度的相關(guān)性和潛在的二階因子，可以更抽象地概括與解釋。因此，在一階因子分析基礎(chǔ)上，我們又進(jìn)行了二階測量模型分析，但二階模型必須滿足兩個(gè)條件：一階因子之間相關(guān)性較高，且二階模型與一階模型相比擬合度不能惡化，在理論上對能對一階模型進(jìn)行更高層次的解釋和抽象概括。將已確定的一階數(shù)據(jù)進(jìn)行ESEM二階因子提取，因子預(yù)設(shè)為2個(gè)、3個(gè)和4個(gè)。當(dāng)提取4個(gè)公因子時(shí)，模型未被識(shí)別。以下為提取2個(gè)、3個(gè)二階公因子模型擬合結(jié)果（表8）與因子載荷表（表9、表10）。

從模型擬合結(jié)果來看，提取2個(gè)公因子模型的卡方自由度比、TLI、CFI、AIC、BIC、RMSEA均優(yōu)于提取3個(gè)公因子的模型，且提取3個(gè)公因子模型的RMSEA 90%置信區(qū)間的上限值為0.064，大于提取2個(gè)公因子模型的上限值。綜合來看，提取2個(gè)公因子的模型擬合結(jié)果優(yōu)于提取3個(gè)公因子的模型擬合結(jié)果。

從表9與表10分析，將F1-F8提取兩個(gè)公因子時(shí)，公因子一包含F(xiàn)1、F4、F5、F7，公因子二包含F(xiàn)2、F3、F6、F7和F8，其中F7對公因子一和公因子二都有解釋，即F7是跨荷因子，這也是ESEM在提取因子時(shí)候不同于其他因素分析工具的優(yōu)勢。將F1-F8提取三個(gè)公因子時(shí)，公因子一包含F(xiàn)5，公因子二包含F(xiàn)1、F4、F7，公因子三包含F(xiàn)2、F3、F6、F7和F8。其中F7同樣對公因子一和公因子三都有解釋。兩種二階公因子提取的因素載荷都不低于0.3，但提取3個(gè)公因子時(shí)有1個(gè)公因子觀測指標(biāo)只有F5，因此，提取2個(gè)公因子優(yōu)于提取3個(gè)公因子。

為了更好地分析出高階思維結(jié)構(gòu)的二階因子，我們根據(jù)思維結(jié)構(gòu)的因素結(jié)構(gòu)論、維度結(jié)構(gòu)論、認(rèn)知結(jié)構(gòu)論、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論、發(fā)展階段論等文獻(xiàn)分析，結(jié)合高階思維本質(zhì)、思維過程、思維策略及問題情境等因素，初步設(shè)定6種二階高階思維模型假設(shè)（見表11）。

其中模型1～2主要依照因素結(jié)構(gòu)論設(shè)定，模型3～6主要從認(rèn)知過程視角設(shè)定。模型1與模型2中的X1為認(rèn)知因素，X2為非認(rèn)知因素，X3為同伴情感支持，X4為元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)。模型1與模型2的最大區(qū)別是模型1把同伴情感支持、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)作為單獨(dú)的二階因子，強(qiáng)調(diào)了同伴情感支持、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)是高階思維結(jié)構(gòu)的重要要素。模型3～6中的X1為創(chuàng)造性策略，X2為問題解決過程；X3在模型4～6中指代不同，分別為批判性思維、批判性自我調(diào)節(jié)以及同伴情感支持；X4為元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)。模型3～6的主要區(qū)別是模型4把批判性思維作為獨(dú)立的二階因子，強(qiáng)調(diào)了批判性思維在高階思維認(rèn)知中的重要性；模型5把批判性思維與自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)共同作為獨(dú)立的二階因子，強(qiáng)調(diào)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)在批判性思維中的重要性；模型6把同伴情感支持、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)單獨(dú)作為二階因子，突出同伴情感支持、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)在高階思維認(rèn)知中的重要性。對各模型驗(yàn)證擬合結(jié)果比較分析見表12。

對模型擬合指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)：模型5和模型6的模型擬合結(jié)果較好，其次是模型3與模型4，模型1與模型2也滿足了擬合指標(biāo)要求。而且這6種擬合結(jié)果都沒有惡化一階模型擬合指標(biāo)。結(jié)合二階因素之間的相關(guān)性與理論分析，模型2與模型5無論從擬合指標(biāo)還是理論分析都比較合理。模型2是從因素結(jié)構(gòu)論把高階思維結(jié)構(gòu)一階因素抽象概括為認(rèn)知要素與非認(rèn)知要素兩個(gè)靜態(tài)的二階因素模型，模型5是從認(rèn)知結(jié)構(gòu)論把一階因素解釋成更抽象的創(chuàng)造性策略（X1）、問題解決過程（X2）與批判性調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)（X3）三個(gè)動(dòng)態(tài)的二階因素模型。兩種模型沒有優(yōu)劣區(qū)別，只是概述的角度不同，但也更加說明了高階思維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與多樣性。相對于因素結(jié)構(gòu)論，我們更關(guān)注課堂情境中創(chuàng)造性策略、問題解決過程與批判性調(diào)節(jié)等高階思維活動(dòng)，這也與布魯姆把分析、綜合、創(chuàng)造作為高階思維相契合，高階思維的目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。因此本研究采用模型5作為高階思維二階測量模型。

5.高階思維結(jié)構(gòu)測量模型

通過綜合運(yùn)用SPSS與Mplus工具的優(yōu)勢與特點(diǎn)，我們通過探索性因素分析、探索性結(jié)構(gòu)一階測量模型與二階測量模型的研究，最后得出在課堂情境中高階思維8個(gè)一階因子、3個(gè)二階因子的測量模型結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

圖7中X1是創(chuàng)造性策略，包含創(chuàng)新性思維（F1）、決策能力（F4）、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)（F7）；X2是問題解決過程，包含問題解決能力（F2）、同伴情感支持（F3）、自我效能感（F8）、元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)（F7）；X3是批判性調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)，包含批判性思維（F5）、自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)（F6）。在這個(gè)高階思維結(jié)構(gòu)三階測量模型中，元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)（F7）作為跨荷因子貫穿在兩個(gè)二階結(jié)構(gòu)中，說明元認(rèn)知與反思性評(píng)價(jià)一直貫穿于整個(gè)高階思維結(jié)構(gòu)并對創(chuàng)造性策略與問題解決過程發(fā)生顯著作用。從整個(gè)高階思維二階測量模型分析，高階思維一階因子之間、二階因子之間、一階與二階因子之間都具有極高的相關(guān)性，證明了高階思維是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，各個(gè)因素不是獨(dú)立存在的，高階思維過程也是各個(gè)因素之間相互作用的過程。同時(shí)，高階思維測量結(jié)構(gòu)模型也說明了高階思維是在課堂物質(zhì)和文化環(huán)境中，在創(chuàng)造性思維、決策能力、批判性思維、元認(rèn)知評(píng)價(jià)等認(rèn)知因素，自我調(diào)節(jié)、自我效能感與同伴情感支持等非認(rèn)知因素共同作用下，為了達(dá)到某種目的，識(shí)別問題、分析問題和解決問題所需要的高級(jí)綜合能力。

四、討論

結(jié)構(gòu)是指物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)各組成要素之間的相互聯(lián)系、相互作用方式，是人們用來表達(dá)世界存在狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的專業(yè)術(shù)語。思維結(jié)構(gòu)是思維活動(dòng)特征的總和或整體。高階思維結(jié)構(gòu)作為人類大系統(tǒng)中一個(gè)開放系統(tǒng)，既有系統(tǒng)之間的復(fù)雜相互作用，又與外界環(huán)境保持著緊密的聯(lián)系，因此高階思維在本質(zhì)上除了具有整體性、發(fā)展性等特征之外，還具有社會(huì)性、復(fù)雜性和難以測評(píng)性。各種與高階思維能力相關(guān)的測量量表，比如，“托蘭斯創(chuàng)造性思維測驗(yàn)”“加利福尼亞批判性思維傾向”“問題解決能力”等，雖然能對高階思維某一個(gè)方面的傾向性或行為過程做出一定的評(píng)價(jià)，但缺乏對課堂教學(xué)情境中高階思維發(fā)展過程及其能力的整體性評(píng)價(jià)和操作性指導(dǎo)，更忽略了對同伴情感支持、自我效能感和自我調(diào)節(jié)等非智力因素在高階思維發(fā)展中的觀測。

高階思維的系統(tǒng)屬性決定了高階思維的行為不是一個(gè)孤立的領(lǐng)域，而是由認(rèn)知、情感、動(dòng)作的共同整合。高階思維行為的習(xí)得、同化、適應(yīng)和表現(xiàn)水平是由認(rèn)知、情感和動(dòng)作的相應(yīng)類別和成分組成。也就是說，高階思維學(xué)習(xí)過程都是完整的人的整體行為，智慧、情感和身體動(dòng)作在學(xué)習(xí)過程中缺一不可，高階思維發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是以學(xué)習(xí)者外顯行為統(tǒng)整認(rèn)知、情感、動(dòng)作的共同整合。因此，本文從課堂情境出發(fā)，基于高階思維發(fā)展過程行為統(tǒng)整情感、動(dòng)機(jī)的原理，采用因素分析法，通過對高階思維結(jié)構(gòu)進(jìn)行ESEM探索，形成了以創(chuàng)造性策略、問題解決過程和批判性調(diào)節(jié)為核心的二階高階思維結(jié)構(gòu)。在這個(gè)高階思維結(jié)構(gòu)中，不僅關(guān)注創(chuàng)造性思維、決策能力、批判性思維、元認(rèn)知評(píng)價(jià)等思維技能與問題解決能力的行為特征，還關(guān)注自我調(diào)節(jié)、自我效能感、同伴情感支持等情感與動(dòng)機(jī)的作用。反映在具體課堂情境中就是深層次學(xué)習(xí)、知識(shí)建構(gòu)、問題解決等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)以及思維的自我監(jiān)控等智力與非智力因素之間的相互作用。因此，本文基于行為統(tǒng)整形成的3個(gè)二階因素和8個(gè)一階因素的高階思維結(jié)構(gòu)模型對于全面認(rèn)識(shí)高階思維發(fā)展過程與活動(dòng)的整體性具有重要的價(jià)值。但由于高階思維的非線性、復(fù)雜性和難以觀測性，我們對高階思維結(jié)構(gòu)的研究僅僅是從其外在表征——行為統(tǒng)整情感、動(dòng)機(jī)等視角做了一些結(jié)構(gòu)要素和動(dòng)態(tài)特征的初步探索。在測量模型的基礎(chǔ)上，下一步我們將對高階思維結(jié)構(gòu)各因素之間的相互影響及其因果結(jié)構(gòu)效應(yīng)進(jìn)行更加深入地探索。這些系統(tǒng)化的研究將會(huì)為高階思維課堂的教學(xué)培養(yǎng)與整體評(píng)價(jià)提供更加豐富的可操作范式。

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收稿日期 2017-03-26 責(zé)任編輯 汪燕