高中生物教學中高階思維能力的培養

高懌

【摘 要】高級思維是指發生在較高認知水平層次上的心智活動或較高層次的認知能力，培養學生的高階思維是我們每一位教師的課堂追求。在生物課堂教學中，要關注高階思維教學內容的滲透，關注課堂教學方式，關注實驗教學，關注深層次概念圖導學等，培養學生的高階思維能力。

【關鍵詞】高中生物；教學；高階思維；培養

發展學生的思維能力，是高中教學的重要任務之一。創造性地運用所學知識解決問題，讓學生敢于突破原有的思維方式去思考、獲得創造性的學習成果則離不開高階思維的發展。因此，培養學生的高階思維能力是我們每位教師的課堂追求。

1.高階思維的界定

關于高階思維的界定，國外比較被大家認可的是布魯姆的“認知目標分類”。布魯姆在其《認知領域·教育目標分類》中認為思維從低層次到高層次有六種級別，分別是識記、領會、應用、分析、綜合、評價。其中，識記、領會、應用屬于低階思維，分析、綜合、評價屬于高階思維。

國內對高階思維的研究較晚，我國著名學者鐘志賢認為高級思維是指發生在較高認知水平層次上的心智活動或較高層次的認知能力，主要由問題求解、決策、批判性思維以及創造性思維等能力構成。

2.生物課堂教學中高階思維能力培養的關注點

在傳統課堂教學中，教師滿堂灌，學生被動地接受知識點，機械性地死記硬背結論等現象比較普遍。這樣的教學仍停留在培養學生的低階思維層次上，不利于學生能力的發展。因此，教師在課堂教學中要關注如何有效地促進學生高階思維能力的發展。

2.1關注課堂中高階思維教學內容的滲透

為了培養學生的高階思維能力，可以在教學中利用生物問題有目的地滲透高階思維的內容，讓學生體會不同的思維方法，從而提高學生思維能力。

案例1：在講“酶的專一性”時，筆者給學生提供了以下實驗材料：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林試劑、碘液、清水、燒杯、滴管、酒精燈等，請學生設計實驗探究酶的專一性。學生設計出的方案如下：

方案1：

（1）取2支潔凈的試管，編號1、2；

（2）分別加入2ml淀粉溶液；

（3） 分別加入1ml淀粉酶溶液和1ml蔗糖酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測。

方案2：

（1）取2支潔凈的試管，編號1、2；

（2）分別加入2ml蔗糖溶液；

（3） 分別加入1ml淀粉酶溶液和1ml蔗糖酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測。

學生設計的這兩組實驗都是用了一種底物、兩種酶。筆者引導學生，能不能用兩種底物一種酶呢？于是學生又設計出了另兩種方案。

方案3：

（1）取2支潔凈的試管，編號1、2；

（2）分別加入2ml淀粉溶液和2ml蔗糖溶液；

（3）分別加入1ml淀粉酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測。

方案4：

（1）取2支潔凈的試管，編號1、2；

（2）分別加入2ml淀粉溶液和2ml蔗糖溶液；

（3）分別加入1ml蔗糖酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測。

學生設計的這四個方案都用斐林試劑鑒定產物的生成，筆者又引導學生，能不能用碘液鑒定底物有沒有被消耗呢？于是，學生發現方案1、方案3、方案4都可以用碘液檢測。這時，筆者再次引導學生，如果某個物質在反應前后用碘液檢測都不顯藍色，那我們是不能確定它是否被分解了的。學生們恍然大悟，方案3和方案4中的底物蔗糖和生成物葡萄糖、果糖用碘液檢測都不顯藍色，這樣蔗糖是否被酶分解是無法確定的。在課堂上，教師要留給學生思考的空間和平臺，這樣能更好地培養學生的分析、綜合、評價等方面的高階思維能力。

2.2關注課堂教學方式，培養學生的高階思維能力

課堂教學方法有很多，大家都比較熟悉的有“問題教學法”“探究式教學法”“拋錨式教學法”等，在使用這些教學方法的過程中，要落實“分析、評價、創造”這幾個關鍵詞，那高階思維能力的培養就能落實在生物課堂教學中。

案例2：在講“物質跨膜運輸的實例”這節內容時，筆者和學生分析了滲透作用的原理，第一，要有半透膜；第二，半透膜兩側的溶液要有濃度差。兩個條件都符合時，就能發生滲透作用，即水透過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液擴散。然后讓學生分析動物細胞的失水和吸水情況，學生很快分析出了動物細胞中細胞膜作半透膜，將動物細胞放入外界溶液中時，細胞膜兩側的溶液就有濃度差，就能發生滲透作用失水或者吸水。接著，筆者又讓學生分析植物細胞的失水和吸水情況。植物細胞中哪個部分作半透膜呢？這下熱鬧了，有的說細胞膜作半透膜；有的說液泡膜作半透膜；有的說細胞膜和液泡膜一起作半透膜；還有的說細胞膜、液泡膜和兩膜之間的細胞質一起作半透膜。筆者沒有直接給出答案，而是組織學生進行辯論，在辯論的過程中，要說出自己的理由。進行激烈地辯論，學生發現，只有細胞膜、液泡膜和兩膜之間

的細胞質一起作半透膜時，才能完整地解釋植物細胞的失水和吸水情況。辯論中，學生還發現了細胞膜、液泡膜和兩膜之間的細胞質伸縮性要比細胞壁大，植物細胞才能失水或者吸水。

這節課在時間安排上“浪費”了不少時間，但是卻給學生留下了很深刻的印象。這不僅是知識點的落實，更使學生的思維得到了訓練。辯論、演講等形式能給學生提供自由、開放的思維空間，對學生高階思維能力的培養很有幫助。

2.3關注實驗教學，發展學生的高階思維能力

在李秉德教授主編的《教學論》中認為：實驗法是在教師指導下，利用一定儀器設備，在一定條件下引起某些事物或現象的發生和變化，使學生在觀察或研究和獨立操作中獲取知識，形成技能、技巧的方法。通過實驗，不僅可以使學生加深對知識點的理解，而且有利于培養他們的創新精神和嚴謹的科學態度，更有利于學生主體地位的發揮。

案例3：在講“酵母細胞的固定化”這個實驗時，為了能讓學生對這個實驗有更深地理解，筆者將教材上的實驗進行了改進。筆者將學生分成四大組進行實驗，第一組學生嚴格按照教材要求進行實驗；第二組學生按照教材要求配制各種實驗所需溶液，但是在將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl■溶液中這一步加快推進注射器的速度（教材要求恒定的速度）；第三組學生在配制海藻酸鈉溶液這一步用2g海藻酸鈉（教材要求是0.7g海藻酸鈉），其他步驟都與教材相同；第四組學生也在這一步作改動，改用0.2g海藻酸鈉（教材要求是0.7g海藻酸鈉），其他步驟都與教材相同。四組學生都很順利地完成了實驗，但是卻出現了不同的實驗現象。第一組得到了光滑且圓整的凝膠珠，第二組得到了帶狀或長條裝的凝膠珠，第三組也得到了帶狀或長條狀的凝膠珠，第四組得到的凝膠珠顏色比其他三組淺得多。學生們通過討論和分析得出，做這個實驗時海藻酸鈉溶液的濃度十分關鍵，如果海藻酸鈉溶液濃度過高，形成的凝膠珠不是圓形；如果海藻酸鈉溶液濃度過低，形成的凝膠珠顏色過淺。另外，注射器推進的速度也很關鍵，推進速度過快，形成的凝膠珠也不是圓形。

實驗能很好地解決學生的困惑，也能使學生對知識點留下更深的印象，同時實驗還能培養學生的探究能力和創新精神。當然教師在過程中要做好實驗設計工作，給學生留出思考的時間，在學生困惑的時候，教師要適時引導，從而培養學生分析、綜合、評價等方面的高階思維能力。

2.4深層次概念圖導學，啟發學生的高階思維

認知科學證明，結構有助于長時間記憶，有助于概括理解，有助于難題的解決。而概念圖基于這一認識，把知識高度濃縮，并將各種概念及其關系進行加工、概括，對已知或未知的知識進行層次排列，幫助學生組織和構建知識體系，從而提高學習效果。高中生物概念是學生學習生物知識的基石，掌握正確且清晰的概念，有助于學生提高解題技能，但是高中生物概念繁多且瑣碎，這給學生的記憶帶來了很大難度。在教學中利用好概念圖導學，能很好地啟發學生的高階思維能力。

案例4：在講“雜交育種和誘變育種”這節內容時，筆者將前面“染色體變異”一節中提到的單倍體育種和多倍體育種和本節內容作了整合，讓學生思考：可以用哪些育種方法利用已有的高產不抗病小麥和低產抗病小麥培育出高產抗病小麥？然后再怎么培育出籽粒比較大的高產抗病小麥？筆者在課堂中一步步引導學生將幾種育種方法作了整合，最后總結出了如下概念圖：

教師還可以引導學生自己畫概念圖，如果一位學生能將一節課的教學內容用概念圖的形式完整地概括、總結，那他應該已經基本掌握了本節課的重點和難點。而且每位學生的思維角度不同，所畫的概念圖也會有所不同，教師可以和學生一起分析評價，從而挖掘學生的高階思維能力。

3.總結

在整個生物課堂教學中，教師可以根據不同的教學內容選擇不同的方法來培養學生的高階思維能力。學生是主體，教師更多起到的是引導作用。教師要給學生提供質疑和答疑的時間，要給學生提供動手操作的空間，要給學生提供修改和完善的機會，要鼓勵學生大膽嘗試、勇于創新，真正意義上培養學生的問題求解能力、決策能力、批判性思維能力以及創造性思維能力。

【參考文獻】

[1]鐘志賢.促進學習者高階思維發展的教學設計假設[J].電化教育研究，2004（11）

[2]王海瑋，魯華.運用“ATDE”教學模式 發展學生高階思維能力[J].中學生物學，2015（7）：15-17

[3]田奇林.授人以“漁場”，發展學生的高階思維能力[J].中學生物教學，2014（4）：8-10