培養學生思維能力引導學生深度學習

徐明芳

摘 要：提高學生的科學思維能力，能夠幫助學生構建自我的知識體系，更好地了解知識的來源、內涵與應用，能使學生不僅在課堂上、考試中用到所學的，而且能學以致用，讓學生的學習不止步于學校。形成科學的思維對人的影響是一生的，科學思維的提高能讓學生在進入社會后，依然會積極主動地進行學習，永遠跟上時代的腳步。

關鍵詞：深度學習;教學策略;思維張力;情境;問題意識

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2020）09-015-1

在高中階段進行生物學習，主要目的雖然是為了高考，但不能只為了應對考試而學習。近年來，教育制度改革下的高考試題，越來越重視對學生的思維能力的考查。因此，教師應注重培養學生的科學思維，為學生的終身發展奠基。

一、挖掘知識的思維張力

對于同一個的知識點，每個學生的認知度不盡相同，尤其是面對必須依賴于大腦深層思維活動的構象問題，不同學生的認知過程差異性比較大。這時候就必須通過師生面對面交流對話等多樣化的教學形式促使學生對知識的認知思路的顯性化，讓學生在交流過程中碰撞出思維的火花，引導學生進行深度學習和探討。

以“植物細胞的失水和吸水”為例，在開展探究實驗之前，教師要提前準備好濃度不同的蔗糖溶液（比如準備不同濃度的溶液3種，0.01g/mL 0.3g/mL和0.6g/mL）和另外三種不同的溶液（如氯化鉀、尿素、甘油等）;在進行實驗探究過程中，教師可以出示課前準備好的一系列溶液，引導學生采用不同濃度和種類的試劑探究植物細胞的吸水與失水過程并觀察現象，同時針對實驗過程中出現的一些現象及存在的困惑進行小組探討與交流，通過合作找出具體的改進措施，從而合理解釋實驗中出現的現象。學生在此過程中沖破思維阻礙，形成科學思維的方式。探究實驗操作完成后，教師可組織學生先進行組內研討和交流，分析小組實驗的結果并得出實驗結論，假如學生實驗沒有成，則需要分析為什么會失敗。接下來通過分組內討論、分析，指導學生初步構建如下知識和概念：（1）在一定外界條件下植物成熟的活細胞可以發生滲透作用而產生吸水和失水的現象。當細胞液濃度小于外界溶液濃度是，細胞表現為失水，從而發生質壁分離;當細胞液濃度大于外界溶液濃度，細胞吸水，質壁分離復原。（2）成熟植物細胞的原生質層相當于一層半透膜。（3）原生質層的伸縮性遠遠大于細胞壁的伸縮性。

通過探究實驗，學生不僅鍛煉了思維的靈活性，而且促進了自身的知識與智慧的增長，更拓寬了探究的思路，實現了思維認知的顯性化。

二、創設深度學習的真實情境

在“植物細胞的失水和吸水”實驗教學中，教師可以采用實驗的形式進行導入，具體過程如下：

過程1：將一個蘿卜切開，用打孔器打出二個邊長為2cm正方體蘿卜塊，將其中一個蘿卜塊放入裝有清水的燒杯中浸泡3分鐘左右后，觀察蘿卜塊的變化。

現象：用手碰觸發現蘿卜塊比之前更加硬挺，然后放入打孔器留下的孔中，發現無法將蘿卜塊放入。

過程2：再用鑷子夾取另一個蘿卜塊放入裝有飽和食鹽水的燒杯中，3分鐘后觀察其變化。

現象：用手碰觸發現蘿卜塊明顯比在清水中時候軟，同時又將其放入另一個孔中，發現蘿卜塊比孔小。

完成實驗后教師緊接著提出問題：以上同學們觀察到的這些實驗現象說明了什么問題？學生根據教材中紅細胞的吸水和失水現象，便可判斷出蘿卜細胞也發生了吸水和失水。隨后，教師展示成熟植物細胞的結構模式圖并引出原生質層這一概念，引導學生結合以上實驗現象及植物細胞的有關結構提出一些探究性問題。學生可能會提出下列問題：（1）植物細胞會有怎樣的變化？（2）植物細胞在什么情況下會發生吸水和失水？（3）能否通過植物細胞失水和吸水來測定細胞液的濃度（4）植物細胞是否也是一個滲透系統？教師可針對這些問題組織學生進行討論與交流，指導學生對所提的問題進行篩選，確定有價值的問題進行再實驗和探究。例如，植物細胞發生吸水和失水的條件是什么？原生質層是否相當于半透膜是什么？然后，引導學生閱讀課本滲透作用裝置的形成、發生滲透作用的條件以及植物細胞的結構，并對所提出的問題作出假設。通過真實情境的引入引導學生進行實驗探究，解釋生活中的常識問題，真實情境順著思維的方向走進學生，既能挖掘知識的思維張力，又能體現知識的吸引力。

三、進行“深度”的引導，培養學生的問題意識

“植物細胞的失水和吸水”是高中生物必修一學習中碰到的第一個探究實驗，在以往的生物學習中，學生沒有遇到過這種問題，因此，學生在實驗準備、設計及操作流程等方面能力不足，需要教師根據實驗過程指導。教師可以從實驗材料的選擇，溶液試劑的選取等方面設計以下具有引導和啟發作用的問題串為學生提供實驗設計的思路和方向：（1）應該選擇什么樣的植物細胞進行實驗？（2）該實驗對溶液的濃度和種類有沒有要求？（3）根據滲透作用原理如何創造出細胞內外溶液的濃度差？（4）同時是否需要考慮設置對照？（5）整個實驗過程中需要注意哪些事項？

學生通過討論分析，提出可行的思路，與本組同學交流，看看其他同學是否同意自己的設計思路，考慮是否需要優化方案。當學生確定這一實驗的材料與溶液試劑，理清了實驗的注意事項后，教師可將學生分為若干小組設計實驗探究方案，設計過程中，教師應時刻注意指點學生，請小組成員代表展示本組實驗方案。教師適時對方案進行點評，同時引導其他小組對展示小組的方案進行評價、質疑與改進。小組代表要對其他同學的疑問做出適當合理的解釋。然后，學生達成共識并對實驗可能出現的結果進行預測。最后，各個小組按照最優化的實驗方案完成實驗過程，期間仔細觀察實驗現象并記錄有價值的實驗數據。

總之，教師要時刻認識到學生是主體，要更新教育觀念，尋找新的教育方式，培養學生科學思維，促進學生深度學習。

（作者單位：蘇州市吳江區平望中學，江蘇 蘇州215200）