高階思維培養(yǎng)視角下的高中生物教學(xué)策略研究

摘 要：隨著社會的快速發(fā)展和科技的進(jìn)步，高中生物教學(xué)需要適應(yīng)新的教育需求和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點.然而，現(xiàn)有的教學(xué)方法和策略往往偏重知識的傳授和記憶，缺乏對學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng).因此，本文旨在探索高階思維培養(yǎng)視角下的高中生物教學(xué)策略，以提高學(xué)生的思維能力和綜合素質(zhì).

關(guān)鍵詞：高階思維；高中生物；教學(xué)策略

中圖分類號：G632

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0127-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：吳志海（1987.7—），福建省莆田人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中生物教學(xué)研究.

美國心理學(xué)家本杰明·布魯姆的認(rèn)知目標(biāo)分類法將認(rèn)知能力分為六個層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、綜合和評價.其中，分析、綜合和評價三個層次被稱為高階思維層次^［1］.它不僅關(guān)注學(xué)生對知識的掌握，更強調(diào)學(xué)生對知識的理解、應(yīng)用和創(chuàng)造.高階思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新思維、分析能力和問題解決能力，使他們能夠獨立思考、分析復(fù)雜問題、提出新的觀點和解決方案.本文介紹了幾種高中生物教學(xué)中培養(yǎng)高中生高階思維能力的策略，探討如何在課堂上培養(yǎng)學(xué)生的高階思維.

1 問題驅(qū)動式課堂

在教學(xué)過程中設(shè)計適當(dāng)?shù)膯栴}，通過解決問題，激發(fā)學(xué)生思考和提出新的問題，從而培養(yǎng)其批判性思維和創(chuàng)造性思維等高階思維能力^［2］.

在教學(xué)過程中，教師要注重問題的設(shè)置.問題要層層深入，不僅要有基礎(chǔ)性問題，還要有能夠培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的問題.例如，在教授“能量之源——光與光合作用”的課堂知識時，可以提問學(xué)生以下兩個問題：（1）在光合作用中，C、H、O三種元素的轉(zhuǎn)移路線是如何的？（2）請同學(xué)們結(jié)合植物光合作用所需的條件，寫出幾種增加大棚種植作物產(chǎn)量的辦法？在這種題的設(shè)置中，前者是基礎(chǔ)性問題，考查的是學(xué)生對知識的理解.而第二個問題，則將光合作用的原理和實際生活結(jié)合起來，重點考查學(xué)生對知識的應(yīng)用能力以及創(chuàng)新思維.

在問題類型上，教師可以設(shè)置開放性問題、引導(dǎo)性問題、想象性問題、比較性問題和探究性問題.（1）開放性問題鼓勵學(xué)生進(jìn)行深入思考和探索.這種問題沒有一個確定的答案，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理、解釋和分析，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)造性思維.例如，可以問學(xué)生為什么某個生物具有某種特征，或者讓他們解釋某個生物現(xiàn)象的原因.（2）引導(dǎo)性問題，可以幫助學(xué)生思考和理解生物學(xué)的概念和原理.這種問題可以引導(dǎo)學(xué)生逐步思考，從簡單到復(fù)雜，從具體到抽象.例如，可以問學(xué)生如何通過觀察細(xì)胞的結(jié)構(gòu)來推斷細(xì)胞的功能，或者讓他們解釋為什么某個生物在特定環(huán)境中能夠生存.（3）想象性問題可以激發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)造力.這種問題可以讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)想、預(yù)測和推測，培養(yǎng)他們的想象力和推理能力.例如，可以問學(xué)生如果某個生物的環(huán)境發(fā)生改變，它會如何適應(yīng)和演化.（4）比較性問題，讓學(xué)生進(jìn)行對比和分析.這種問題可以幫助學(xué)生理解不同生物之間的相似性和差異性，培養(yǎng)他們的歸納和推理能力.例如，可以問學(xué)生為什么某個生物在某個環(huán)境中更適應(yīng)生存，與其他生物相比有什么優(yōu)勢和劣勢.（5）探究性問題，鼓勵學(xué)生進(jìn)行實驗和調(diào)查.這種問題可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實踐操作和科學(xué)探究，培養(yǎng)他們的實踐能力和問題解決能力.例如，可以問學(xué)生如何設(shè)計一個實驗來探究某個生物的生長速度受什么因素影響.

2 實驗探究式課堂

實驗探究式課堂可以提高學(xué)生的高階思維能力.這種教學(xué)方法強調(diào)學(xué)生的主動參與和探索，通過開展實驗和探究活動，學(xué)生可以培養(yǎng)和發(fā)展他們的觀察力、分析能力、推理能力和解決問題的能力^［3］.

例如，在“綠葉中色素的提取與分離”實驗中，教師可以高倍鏡下葉綠體的照片導(dǎo)入，并提出問題：葉綠體為什么呈現(xiàn)綠色？從而激發(fā)學(xué)生的探索欲望和實踐動力.接著可以引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計實驗，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，確定變量和控制條件，以及評估實驗結(jié)果的有效性.這種實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)可以提高學(xué)生的邏輯思維和實踐能力.對于實驗方案是否可行，教師不作出評判.在實際操作過程中，對于不成功的實驗，學(xué)生需要交流反思，并在教師的引導(dǎo)下，不斷對實驗進(jìn)行改進(jìn).如通過設(shè)置無水乙醇和蒸餾水的對比實驗、選擇新鮮的綠葉、添加適量的碳酸鈣、二氧化硅等方式，增加實驗的合理性，這個過程極大提升了學(xué)生解決問題的能力.而且，在實驗中與同伴合作，共同解決問題和完成任務(wù)的過程，有助于學(xué)生學(xué)會與他人合作、交流和協(xié)調(diào)，提高他們的溝通能力.在實驗結(jié)束之后，學(xué)生需要收集和分析數(shù)據(jù)，并從中得出“綠葉中含有β胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b四種色素”的結(jié)論.這需要學(xué)生具備分析和推理能力，以幫助他們理解和解釋實驗結(jié)果，并進(jìn)行科學(xué)推斷.

3 SSI教學(xué)

SSI教學(xué)是一種以社會科學(xué)問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，通過引入真實世界中的復(fù)雜、有爭議和具有社會意義的科學(xué)問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力.一般而言，社會科學(xué)性議題可以分為4類：人類健康型、環(huán)境保護(hù)型、倫理道德型以及資源利用型^［4］.在高中生物中，主要有以下幾種社會科學(xué)性議題.

正如議題所示，SSI教學(xué)鼓勵學(xué)生對于復(fù)雜問題進(jìn)行批判性思考，它要求學(xué)生能夠?qū)?fù)雜問題進(jìn)行深入地分析和評估，并能夠提出有根據(jù)的論點和證據(jù).在SSI教學(xué)模式中，學(xué)生需要學(xué)會分析不同的證據(jù)，包括科學(xué)研究、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、專家意見等，以了解每個觀點的支持和可靠性，從而培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力.同時，學(xué)生也需要對不同觀點進(jìn)行評估，通過考慮每個觀點的邏輯合理性、科學(xué)基礎(chǔ)、實施可行性等因素，發(fā)展自己的邏輯思考和批判性思維.在分析評估證據(jù)之后，學(xué)生還需要將不同的信息整合起來，形成合理的推理鏈條，提出自己的論點，該過程極大培養(yǎng)了學(xué)生的推理能力和論證能力.因為SSI教學(xué)涉及多個學(xué)科領(lǐng)域的知識和概念，所以要求學(xué)生整合不同學(xué)科的知識來解決問題.學(xué)生需要運用生物學(xué)、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會科學(xué)等多個學(xué)科的知識和方法，因此也可以發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科思維能力.

4 思維導(dǎo)圖教學(xué)

思維導(dǎo)圖是一種以圖形化方式展示思維過程和思維關(guān)系的工具，它可以幫助學(xué)生整理和組織知識，促進(jìn)高階思維能力的培養(yǎng)^［5］.例如，在細(xì)胞呼吸的類型和過程章節(jié)的學(xué)習(xí)中，我們可以作出如圖1所示的思維導(dǎo)圖幫助我們加強對知識的理解.通過該思維導(dǎo)圖，可以知道細(xì)胞呼吸分為兩種類型，分別是有氧呼吸和無氧呼吸.有氧呼吸分為三個階段，反應(yīng)場所分別為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜，而無氧呼吸的發(fā)生場所是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其包括酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵兩種類型.大多數(shù)的植物和酵母菌，均發(fā)生酒精發(fā)酵.動物和乳酸菌則發(fā)生乳酸發(fā)酵.有氧呼吸和無氧呼吸具有共同點，其實質(zhì)均為分解有機(jī)物并釋放能量.

分析，學(xué)生可以培養(yǎng)批判性思維能力.最后，思維導(dǎo)圖可以促進(jìn)學(xué)生的問題解決能力.通過思維導(dǎo)圖的形式，學(xué)生可以將問題進(jìn)行分解和分析，找出解決問題的關(guān)鍵點和思路.

5 結(jié)束語

總之，在高中生物階段，通過創(chuàng)設(shè)問題、實驗探究、SSI教學(xué)以及思維導(dǎo)圖的構(gòu)建，能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，使他們在學(xué)習(xí)過程中主動思考和探索，學(xué)會邏輯性批判性看待問題.很大程度地發(fā)展了學(xué)生分析、批判、創(chuàng)新等高階思維，從而提高學(xué)生自主解決問題的能力.

由上述思維導(dǎo)圖可以看出，思維導(dǎo)圖對高階思維的培養(yǎng)有以下作用：首先，思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生整理知識.在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要掌握大量的知識點，而思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生將這些知識點按照層次和關(guān)系進(jìn)行整理，形成清晰的思維結(jié)構(gòu).其次，思維導(dǎo)圖可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力.通過將不同的概念和觀點進(jìn)行組合和連接，學(xué)生可以激發(fā)自己的創(chuàng)新思維能力.思維導(dǎo)圖的非線性結(jié)構(gòu)可以幫助學(xué)生從不同的角度思考問題，從而開拓思維的廣度和深度.學(xué)生可以通過思維導(dǎo)圖的形式，提出新的問題、構(gòu)建新的思維模式，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力.再者，思維導(dǎo)圖可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維.通過對不同觀點和概念的比較和

參考文獻(xiàn)：

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［4］ 文雙.促進(jìn)高中生高階思維能力發(fā)展的生物學(xué)教學(xué)研究［D］.長沙：湖南師范大學(xué)，2016.

［5］ 王劍鋒.探究指向高階思維發(fā)展的高中生物學(xué)教學(xué)策略［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2022（9）：4-6.［責(zé)任編輯：季春陽］