以高階思維為核心的高中生物學高效課堂構建策略探究

摘 要：為提升高中生物學教學中學生的高階思維能力，文章分析了高階思維在現代教育中的重要性及當前高中生物學教學的局限性，提出構建以高階思維為核心的課堂策略。通過探討課程設計原則、教學內容的選擇與組織，以及多樣化教學方法與策略，強調了問題驅動、任務導向、跨學科整合等創新教學模式對學生思維能力培養的作用。文章分析認為采用以上策略不僅能夠提升學生的科學素養和思維深度，還能有效促進高中生物學教學質量的全面提高。

關鍵詞：高階思維能力；高中生物學教學；課程設計；教學策略；跨學科整合

中圖分類號：G633.91"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1673-8918（2024）50-0122-03

在現代教育中，高階思維能力被視為培養全面發展人才的關鍵因素，故學生面對的是如何有效處理和應用大量信息的挑戰。在高中生物學教學中，傳統的知識傳授模式已不能滿足培養學生深入理解和創新思維的需求。重塑課堂，促進高階思維的發展，已成為教育改革的核心任務。文章將探討構建以高階思維為核心的高中生物學課堂策略，從課程設計、教學內容選擇與組織、教學方法等方面提出系統性的改進建議。

一、 高階思維在教育中的重要性

高階思維涵蓋分析、評價和創造等多層次思維活動，是現代教育體系中不可或缺的組成部分。在信息化時代，學生面臨的不僅是信息數量的急劇增加，還有如何有效處理和應用信息的挑戰。高階思維能力的培養有助于學生在復雜信息環境中準確識別有價值的信息，理性評估信息的可靠性，并以創造性的方式解決問題。在學科教學中，尤其是高中生物學等領域，高階思維的引入和培養能夠深化學生的學習體驗和提升學習效果。通過系統的分析、綜合和創造性思維訓練，學生可以在知識的理解和應用上達到更高層次，建立更為系統和深刻的知識結構，增強學習的自主性和探究性。高階思維在跨學科領域的應用，能夠幫助學生將不同學科的知識融會貫通，培養其解決復雜問題的綜合能力。培養高階思維能力還有助于創新能力的發展，通過提升學生的分析、評價和創造能力，激發其創新潛力，使其在科研和實際工作中展現出獨特的創造力和解決問題的能力。在現代社會中，創新已成為推動社會進步和經濟發展的關鍵力量，培養具有高階思維能力的學生有助于未來社會的可持續發展。

二、 高中生物學科的教學現狀與挑戰

（一）傳統教學模式的局限性

當前高中生物學教學的傳統模式面臨諸多問題，嚴重制約了教學效果和學生高階思維能力的發展。傳統教學過于注重知識的記憶和復述，忽視了對學生思維能力和實踐能力的培養。教師常采用灌輸式教學方法，注重生物學概念和原理的傳授，缺乏對知識理解、應用和創新的引導，導致學生的學習興趣不高，思維發展受到限制。教學方法單一，主要依賴講授法，缺乏現代教學方法的有效應用，課堂互動性和學生參與度不足，制約了學生自主構建知識的能力。受應試教育影響，教學內容趨于片面化，學生的學習多停留于表面，未能深入理解和探究學科本質。實驗教學形式化的問題普遍存在，缺乏實際探究和動手操作的機會，學生在科學探究能力方面的培養受到限制。學科之間的聯系也未能在教學中得到充分體現，跨學科的綜合思維難以建立。信息技術在生物學教學中的應用相對不足，多數教師僅停留在基礎技術的使用階段，未能有效利用虛擬實驗、數據分析軟件等現代教育技術，影響了教學手段的多樣性和有效性。當前的評價方式主要依賴紙筆測試，難以全面反映學生的高階思維能力和實踐能力，缺乏項目評估、實驗報告等多元化的評價手段，使得學生的學習成果和能力發展無法得到真實體現。

（二）高階思維在高中生物學教學中的地位

在高中生物學教學中，高階思維能力的必要性源于生物學科的本質特征、科學探究的需求、多學科交叉融合的趨勢、社會問題的復雜性以及生物學快速發展的態勢。生物學作為研究生命現象和規律的自然科學，要求學生具備分析、綜合、評價和創造等高階思維能力，以便深入理解生態系統平衡等復雜概念。科學探究是生物學教學的重要組成部分，高階思維能力是設計實驗、控制變量、解釋數據及提出新假設的基礎。現代生物學科的發展呈現出明顯的多學科交叉特點，如生物信息學和生物工程的興起，要求學生能夠跨學科思考并解決復雜的生物學問題。生物學與諸多重大社會問題密切相關，如環境保護和基因編輯。這些問題的復雜性需要學生具備高階思維能力，以進行深入理解和理性決策。然而目前高中生物學教學在培養學生高階思維能力方面仍存在顯著不足。教學目標往往側重于知識的記憶和理解，忽視了思維能力的培養；教學內容局限于教材，缺乏對前沿知識的引入，影響了學生的深度思考；教學方法仍以傳統講授法為主，探究式學習等促進高階思維發展的方法應用不足；實驗教學缺乏探究性和開放性，評價方式單一，無法全面反映學生的高階思維水平；教師在設計和實施高階思維教學活動的能力尚待提高。

三、 構建以高階思維為核心的高中生物學課堂策略

（一）課程設計原則

構建以高階思維為核心的高中生物學高效課堂需要遵循一系列科學的課程設計原則。這些原則既要培養學生的高階思維能力，又要符合生物學科特點及高中學生的認知特征。目標導向原則強調課程目標應明確包含高階思維能力的培養，采用修訂版布魯姆教育目標分類學，使目標涵蓋分析、評價和創造等高階認知過程。螺旋上升原則要求課程設計遵循認知發展規律，逐步提高思維難度，通過螺旋式課程結構反復深化核心概念的認知要求和思維層次。問題驅動原則則是以真實的生物學問題或社會議題作為驅動力，激發學生的深入思考和探究。跨學科整合原則重視生物學與其他學科的聯系，培養學生的綜合思維能力，實踐探究原則強調課程應包含充分的實踐活動，提供運用高階思維的機會。個性化學習原則要求課程設計考慮學生的個體差異，提供多樣化的學習路徑和任務選擇，形成性評價原則強調評價貫穿學習全過程，多元化評價方式有助于全面評估學生的高階思維能力。技術支持原則強調利用現代教育技術，情境創設原則倡導通過真實情境或模擬研究環境的發展來培養學生的高階思維。反思與遷移原則要求課程設計包含反思環節，引導學生內化高階思維策略并學會遷移應用。

（二）教學內容的選擇與組織

在構建以高階思維為核心的高中生物學高效課堂中，教學內容的選擇與組織應圍繞生物學核心概念、前沿知識、跨學科內容、實際問題等多個方面進行科學設計。內容應以核心概念為導向，如圍繞“適應”展開，涵蓋形態、行為、生理等多個維度，幫助學生深入理解生物學的基礎理論。適當引入前沿知識，如CRISPR基因編輯等最新研究成果，激發學生的探索興趣，培養分析和評價能力。跨學科內容整合如生物信息學、生物物理學等，有助于學生綜合運用不同學科知識解決問題。實際問題導向的內容選擇，如“新冠疫情與病毒變異”的專題，鼓勵學生運用生物學知識分析社會熱點。通過科學探究過程的融入，讓學生體驗提出假設、設計實驗、分析數據的全過程，培養科學思維方法。歷史發展視角可以通過引入科學發現的歷史背景和科學家的研究過程，增強學生的科學思維方法和創新精神。教學內容應層次化設計，滿足不同水平學生的需求，鼓勵所有學生在適應自己能力的層次上獲得發展。通過案例教學，例如分析“福島核事故后的生態系統變化”，鍛煉學生的問題分析和批判性思維。實驗技能與方法的內容應注重實踐操作，如設計PCR技術學習單元，提升學生的實驗能力。教學內容還應包括涉及倫理和社會影響的主題，如“基因編輯嬰兒”事件，培養學生的價值判斷能力。

（三）教學方法與策略

在高中生物課堂中，為有效促進學生的高階思維能力發展，應采用多樣化的教學方法和策略。探究式學習作為一種以學生為中心的教學方法，通過引導學生像科學家一樣思考和行動，能夠培養其分析、評價和創造等高階思維技能。例如，在研究植物生長因素時，學生需提出問題、形成假設、設計實驗、收集數據、分析結果并得出結論，全面鍛煉其科學探究能力。問題驅動學習是一種以真實問題為驅動的學習方法，學生在解決復雜問題的過程中學習知識和技能。在探討外來物種入侵對生態系統的影響時，學生需要研究物種特征、分析生態影響、評估控制方法并設計管理方案。這一過程要求學生綜合運用所學知識，進行深入分析和創造性思考。討論式教學通過鼓勵學生表達觀點、傾聽他人、辯論和反思，提升其批判性思維和溝通能力。以基因編輯技術的倫理問題為例，學生通過辯論賽形式，就“是否應該允許對人類胚胎進行基因編輯”這一辯題展開深入討論，需準備論據、反駁對手，并在辯論中動態調整觀點。這不僅培養了學生的思辨能力，也促進了他們對倫理問題的深刻理解。

四、 案例分析與教學建議

（一）成功教學案例分析

廣東廣雅中學的“為思維而教”理念通過重塑教學策略和課堂模式，成功提升了學生的高階思維能力和科學素養，為現代教育提供了重要的實踐范例。學校的生物學課堂不再是單純的知識填充，而成為“深度思維的舞臺”。教師通過情境創設、任務驅動和項目學習等方法，引導學生主動參與到生物學問題的探索和解決中。具體而言，在探討如何保持圖書館旁魚池的清澈水質時，學生們摒棄了化學治理的方法，選擇了鋪設石子，創造微型生態系統，展示了他們在實際生活中應用生物學知識的能力。這種教學模式強調“從問題意識到問題解決”，推動了學生思維的深度發展。通過多年的探索和調整，廣雅中學的教師團隊扮演著“思維建筑師”的角色，不再僅是知識的傳遞者，而是引導學生思考和探究的引路人。該校的經驗表明，注重思維能力培養的教育改革需要長期的實踐和不斷的優化，才能真正促進學生的綜合素養和創新能力的提升。

（二）教學建議

基于廣東廣雅中學“為思維而教”理念的實踐成果，教學建議應側重于深化問題驅動的教學設計，強調通過具有挑戰性和啟發性的情境創設，引導學生主動探究并解決問題，培養批判性思維和創新能力。因此，教師應加強任務驅動與項目學習的結合，鼓勵學生在實踐中運用生物學知識進行跨學科探究，培養團隊合作和綜合能力。評價機制應多元化，結合過程性評價和終結性評價，全面評估學生的思維過程和學習效果，同時引入自評和互評環節，促進學生反思與成長。教師的專業發展和教學能力是高效課堂的關鍵，應通過專業培訓和教學研究共同體的建設，提升教師在情境創設、任務設計等方面的能力。跨學科整合與合作也應得到重視，設計跨學科主題單元或項目，促進學生綜合運用多學科知識，增強綜合思維能力和科學素養。

五、 結論

構建以高階思維為核心的高中生物學課堂，能夠有效提升學生的思維能力和科學素養，推動教學質量的全面提升。通過優化課程設計、豐富教學內容和創新教學方法，實現了思維能力的培養與學科知識的深度融合。未來的教育實踐應繼續探索更加多元化的教學策略，注重跨學科整合與實踐應用，為培養具有批判性思維和創新能力的高素質人才提供更加堅實的基礎。

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課題項目：衢州市教育科學規劃2024年度一般課題“指向高階思維的高中生物高效課堂模式實踐”（立項編號：QY25007）階段性研究成果。

作者簡介：林玲玲（1992～），女，漢族，浙江溫州人，衢州市求益中學，研究方向：生物學、教育學。