专家，是与新手相对应的一个词，专家思维即是与新手思维相对应的概念。专家思维是心理学领域的一个概念，起源于心理学家对国际象棋大师和新手进行的实验。综合不同研究，专家思维可以认为是具有系统的记忆技能和知识图谱，能够从深层次原理角度进行问题表征，以及灵活选择成功的问题解决策略的一种思维方式。

专家思维与新手思维的主要差别在于他们的知识和知识结构不同。专家具有本专业领域丰富的、结构化的知识，且熟知这些知识在现实世界的适用条件；而新手头脑中具有的更多的是零散的、碎片化的知识，且对于其适用情境并不了解。另外，专家和新手调用头脑中的知识选择解决问题的策略和程序也不一样。专家已形成“知识—情境—问题解决”高度关联的认知模型，且具有高度的反思和调控能力；而新手则关注的是单一问题的解决，不能随时调整认知和决策过程。换句话说，专家思维的典型特征是大概念，即专家的知识是通过大概念组织的，反映了专家对学科的理解深度和应用方式。

核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格与关键能力，而关键能力的一个重要方面就是培养学生的问题解决和技术应用能力。因此，专家思维是学生核心素养培育的基本内涵，是培养学生实际问题解决能力的关键。

在科技教育中，经常提到的一个说法是“像科学家一样思考”，那么科学家是如何思考的？怎么能够学习到科学家的思考方式？其实“像科学家一样思考”就是专家思维在科技教育中的具体体现，学生要学习的是科学家面对未知科学问题时，如何调用头脑中的知识，分析、解决问题的思维方法。因此，专家思维是学会学习、实践创新等核心素养的体现，每个学生都应该具有一定领域的专家思维，学校各学科教育中都要加强专家思维的培养。那么，如何通过学校课程培养专家思维呢？目前的学科教学中更多的是传授“专家结论”，大部分学生不了解这些知识结论是如何得到的，即使有些探究性学习，也由于学科限制等，涉及到的知识局限于具体学科具体单元，类似于“带着镣铐跳舞”，对于学生真正形成专家思维的帮助比较有限。

科技实践活动中专家思维的培养思路与策略

开展深度学习，激活惰性知识，奠定专家思维的知识基础

研究表明，与以识记、复述知识等为特征的浅层学习不同，深度学习是学生想要理解，以及从学习内容中提取意义这二者的结合。除了深度理解，深度学习还指向学生的实践应用和创造性解决问题能力的提升。因此，专家思维培养的第一步，就是要开展深度学习，激活学生已经学过的各种知识，让学生在头脑中形成系统概念性知识，在遇到新的问题情境时能够随时调用这些知识。

科技实践活动课程的开展，就是将学生在各学科中学习到的惰性知识激活，创立使用这些惰性知识的真实情境，让学生在真实情境中提取和整合头脑中相关的知识和技能，也就是说让学生知道在什么样的情境下应用学过的知识，在面对新的、陌生的情境时如何调节、修正头脑中的知识，真正能够学会将学过的知识和概念与真实世界情境建立关联，形成理解世界的新方式，让学习真正发生，奠定“像专家一样思考和解决问题”的知识基础。

以“新能源电池的设计与制作”项目为例，在发现制作的铝空气电池存在性能不稳定需要提高电池性能时，教师提出驱动问题，不是直接告诉学生哪些因素会影响电池的性能，而是设计了影响铝空气电池性能的因素的交流研讨，旨在引导学生根据以前学过的影响化学反应速率的因素，如反应物性质、反应温度、浓度、时间、压力等知识，提炼出可能影响铝空气电池性能的因素，然后让学生进行猜想并说明理由。在充分讨论的基础上，提炼出电解质类别及浓度、铝电极的形态、空气电极的形态、电池的组装方式等影响因素。这就是让学生将之前学过的知识应用到新的实际问题情境中，建立知识与真实世界的联系。

以大概念设计科技实践活动课程，构建优质知识结构，培养专家思维

如何设计科技实践活动课的主题内容与目标，对于能否实现培养专家思维的目标至关重要。在中学阶段，科技实践活动属于综合实践活动课程的一部分，没有国家规定的课程内容，可以参考的只有教育部发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》，其给出的总目标是“学生能从个体生活、社会生活及与大自然的接触中获得丰富的实践经验，形成并逐步提升对自然、社会和自我之内在联系的整体认识，具有价值体认、责任担当、问题解决、创意物化等方面的意识和能力。”这是个非常上位的目标，科技实践活动课程的目标与其中“问题解决”的目标更吻合，也就是“能在教师的引导下，结合学校、家庭生活中的现象，发现并提出自己感兴趣的问题。能将问题转化为研究小课题，体验课题研究的过程与方法，提出自己的想法，形成对问题的初步解释。”当然，这个目标也是比较上位的。具体教师如何引导，如何引导学生将问题转化为可以研究的小课题，笔者认为需要教师以大概念的理念设计课程（活动）主题。