高阶思维技能层级演化中的中介机制：基于中国科学教育的纵向研究

本研究通过纵向设计揭示了初中生高阶思维技能(HOTS)的层级发展机制，发现特定HOTS(S-HOTS)通过链式中介路径促进复杂HOTS(C-HOTS)，其中模型构建和系统思维是关键中介变量，为科学教育中阶梯式教学策略提供了实证依据。

　　

Highlight

本研究成功构建了九种中介模型，通过为期十一周的三次形成性评估和两次总结性评估的纵向数据，揭示了特定高阶思维技能(S-HOTS)之间以及S-HOTS与复杂高阶思维技能(C-HOTS)之间的内在演化机制。

Discussion

研究验证了所有假设的中介模型：证据推理技能不仅直接促进批判讨论技能，还通过系统视角、模型构建或系统思维的链式中介路径产生间接影响。模型构建和系统思维在连接早期发展和后期发展的HOTS中展现出关键桥梁作用，其效应值显著高于直接效应（β_链式 = 0.42 vs β_直接 = 0.21）。这些发现支持了"较低阶S-HOTS是较高阶S-HOTS发展基础"的理论框架。

Conclusion

该研究首次在初中生物科学领域揭示了多层级HOTS发展的具体路径，证实了模型构建技能在连接证据推理与系统思维中的核心作用（p < 0.001），为设计符合技能层级发展规律的科学课程提供了重要启示。

Author contributions

张诗怡：负责数据分析、方法验证及论文撰写；林平婷：数据收集与软件处理；夏晓军：研究设计与方法论；白毅：概念验证；邓慧华：研究构思与论文指导。

Ethics approval

研究遵循《赫尔辛基宣言》，经东南大学研究伦理委员会批准（2015ZDKYSB062），所有参与者均签署知情同意书。

Foundation

本研究得到中央高校基本科研业务费专项资金资助（2242024S30006）。

Declaration of competing interest

所有作者确认论文无利益冲突，同意投稿至《Thinking Skills and Creativity》。