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AI时代,高阶思维才是不可替代的!

来源:日期:2026/10/15 9:50:08
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AI时代,

高阶思维才是不可替代的!


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一个不得不面对的问题

如果学生问“圆的面积公式是什么”,AI三秒钟就能给出答案,还能附上推导过程和10道例题。那我们花大量时间让学生背诵公式、反复刷题,意义何在?

这不是危言耸听。布鲁姆教育目标分类学将认知分为六个层次:记忆、理解、应用、分析、评价、创造。AI正在快速覆盖前三个层次,而真正不可替代的,是后三个层次——分析、评价、创造。

这正是我们开展“指向高阶思维发展的小学数学学思课堂行动研究”的根本原因。

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哪些正在被AI替代?

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记忆层,几乎全面替代。圆的面积公式、乘法口诀、运算定律的字母表达式……AI不仅能秒答,还能用多种方式解释。学生再花大量时间背诵,边际效益越来越低。

理解层,正被逐步覆盖。“用自己的话说一说什么是平均数”“解释平行四边形面积公式的推导过程”——AI能生成清晰的解释,甚至能根据学生的年龄调整语言难度。

应用层,正被快速替代。“已知半径5厘米,求圆的面积”“计算114×21”——这类标准情境下的套用计算,AI不仅算得又快又准,还能给出分步解析。

问题在于:如果教学停留在“记住公式、听懂讲解、会做套题”,那么学生辛苦训练的能力,恰恰是AI已经做得更好的能力。知识本身不是目的,通过知识学习形成的思维能力才是目的。

哪些才永远不会被替代?


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分析层,AI能给答案,但给不了“学生自己的分析”

案例1:《多位数乘两位数》竖式中的“12为什么是12个十”

学生面对竖式中第二层积“12”时,需要借助长方形面积模型,分析“12×3对应36个一,12×10对应12个十”的面积块差异,自己发现“数位对齐”的本质是“计数单位不同”。AI可以告诉学生“因为第二层表示12个十”,但学生自己“拆解问题、对比面积块、发现计数单位差异”的过程,是AI无法替代的。

这个分析过程形成的“计数单位”意识,远比记住“末位对齐”的规则重要。当学生未来面对小数乘法、分数乘法时,这种“计数单位”的分析思维会自动迁移,而AI不能替学生完成这次思维迁移。

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案例2:《鸽巢问题》中“总有”“至少”的含义拆解

“7只鸽子飞进3个鸽笼,总有1个鸽笼至少飞进几只?”学生需要自己拆解“总有”是什么意思、“至少”是什么意思,对比枚举法和假设法的优劣,分析“为什么要平均分”。AI可以给出结论“3只”,但学生自己“拆解关键词、对比两种方法、发现最不利原则”的过程,才是思维发展的核心。

学生未来面对复杂社会问题时,需要的正是这种“拆解模糊概念、对比多种方案”的分析能力。

评价层:AI能给判断,但给不了“学生自己的评断”

案例1:《分段计费问题》中的方案评判

学生面对出租车计价(3km以内8元,超过部分每千米1.5元)、水费收取(12t以内每吨2.5元,超过部分每吨3.8元)、停车收费(1小时以内5元,超过部分每小时2.5元,购物还享受停车优惠)三种情境,需要评判“哪种分段规则更合理”“为什么不足1km要按1km计算”。AI可以列出三种规则的计算结果,但学生依据“公平性”“可操作性”“成本覆盖”等标准做出自己的价值判断,是AI给不了的。

这个评价过程形成的“依据标准做出判断”的能力,是未来公民参与公共决策的基础素养。

案例2:《植树问题》中“哪种情况最特殊”的评价

学生面对“两端都栽、只栽一端、两端不栽”三种情况,需要评价“哪种情况棵数与段数的关系最特殊”“为什么封闭图形棵数等于段数”。这种基于数学本质的评价,需要学生自己发现“一一对应”思想在三种情况中的不同表现,AI无法替代。

学生未来面对“哪个方案更优”“哪个证据更可靠”这类问题时,需要的正是这种“依据数学本质做出评价”的能力。

创造层:AI能生成方案,但给不了“学生自己的创造”

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案例1:《图形的旋转》中“定点轨迹溯源”方法的创造

学生需要自主设计“定点轨迹溯源”的方法,用描摹关键点轨迹来判断旋转中心和旋转方向。这个方法是学生自己“发明”的,AI无法替代。学生未来面对没有现成方法的新问题时,需要的正是这种“自己发明方法”的创造力。

案例2:《面积》单元中“教室铺地砖”方案的多维决策

学生需要自主设计“教室铺地砖”的方案,在“A型地砖每块3元、B型地砖每块10元”的对比中,创造性地提出“总价比较”“块数比较”“施工便利性比较”的多维决策方案。这种创造性解决问题,是AI给不了的。

学生未来面对“预算有限、需求多元”的真实问题时,需要的正是这种“多维权衡、创造性决策”的能力。

案例3:《百分数》复习课中“家庭节水分段奖励方案”的创编

学生需要自主创编“家庭节水分段奖励方案”,将分段计费模型迁移到真实生活情境中,设计出有创意的解决方案。这种创造,是AI无法替代的。学生在未来面对“如何设计一个激励制度”“如何优化一个流程”这类问题时,需要的正是这种“迁移模型、创造性设计”的能力。

学思课堂在做什么?

我们开展的“指向高阶思维发展的小学数学学思课堂行动研究”,核心就是把课堂重心从“记忆、理解、应用”转向“分析、评价、创造”。

第一,用“学情调研”暴露真实起点。课前用2—3道题了解学生的已有经验,不铺垫、不复习,让学生独立作答,真实暴露思维起点。比如《多位数乘两位数》调研“12×13怎么算”,发现25.58%的学生能正确计算但说不清算理——这就是教学的真正起点。

第二,用“学习任务”替换“教学流程”。设计2—3个层层递进的学习任务,每个任务按“独学悟思—合学辨思—展学亮思—评学反思”四环开展。学生在任务中自主探究,教师在关键处追问点拨。

第三,用“精准追问”推动思维进阶。“你喜欢哪种方法?为什么?”“12为什么是12个十?”“如果乘数是三位数,竖式会有几层积?”——这些追问直指分析、评价、创造层级,让思维从浅层走向深层。

第四,用“认知冲突”激活深度思辨。“三道作品结果都是156,但竖式中12的位置不同,到底哪种对?”“面积相等的两个图形,周长一定相等吗?”“看上去一样,真的一样吗?”——冲突驱动学生主动辨析、论证、判断。

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第五,用“结构关联”实现知识整合。结构关联承担知识系统化建构的核心功能。在《一个数除以小数》中,通过“一看、二移、再除”的结构关联路径,帮助学生建立“转化思想”的整体认知——单位换算、商不变规律,两条路径汇聚到“转化”这一核心思想。学生跳出孤立知识点的狭隘视角,建立彼此互通、结构严整的知识网络,实现从散点记忆向系统认知的高阶跃升。

第六,用“分阶练习”满足差异化需求。分阶练习是贯穿课内巩固与课后作业的长效载体。基础达标层面向全员必做,夯实认知底盘;能力提升层设置变式题、多解法题,考查知识拆解与灵活运用;拓展挑战层设计情境开放、条件不足的复杂问题,引导优等生开展创新建构。《分段计费问题》中,基础层完成出租车计价基本计算,提升层对比水费、停车费的异同,挑战层自主设计“共享充电宝租借方案”——不同思维水平的学生都能在最近发展区获得进阶体验。

AI时代,教育的价值排序正在重构。记忆性知识教学价值大幅下降,理解与应用正被AI逐步覆盖。真正不可替代的,是分析、评价、创造——这正是布鲁姆分类学的高阶层次,也是学思课堂的核心追求。

学到的数学知识可能会被遗忘,但在分析、评价、创造过程中形成的思维能力,会伴随学生一生。当学生能够拆解复杂问题、评判多种方案、创造性地解决真实问题,他们就拥有了AI无法替代的能力。

让学习真实发生,让思维清晰可见。这不仅是学思课堂的使命,更是AI时代数学教育的必然选择。

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创作:工作室

制作:段利涛

校验:禹金萍

审核:丁雪娟