指向核心素養發展的高中生物學思維型課堂教學探索

摘" 要：指向核心素養發展的高中生物學思維型課堂教學包括創設認知沖突、引導自主構建、實現自我監控以及激發應用遷移四個方面。本文以“減數分裂”一節內容為例，搭建思維培養平臺，巧設思維培養活動，通過核心問題拆解策略助力學生高階思維發展，引導學生在知識的遷移應用中分析并解決實際問題，進而實現思維的進階，最終實現發展學生生物學學科核心素養的目標。

關鍵詞：高中生物學教學；思維型課堂教學；核心素養

文章編號：1003-7586（2024）12-0046-03

中圖分類號：G633.91

文獻標識碼：B

1" 思維型課堂教學的內涵及意義

思維型課堂教學理論著眼于課堂教學中的思維活動，包括認知沖突、自主構建、自我監控和應用遷移四個方面的基本原理。其中，認知沖突是指學生在認知發展過程中，原有認知結構與現實情境不相符時在心理上所產生的矛盾或沖突。［1］在教學實踐過程中，教師應依據教學目標，結合學生的已學知識，精心創設能引發學生認知沖突的真實情境，并以此搭建思維培養平臺，激發學生的學習興趣，促進學生科學思維的發展。學習是一個主動構建知識體系的過程。在教學實踐過程中，教師應依據學生的生活經驗與已有知識，巧妙設計思維培養活動，引導學生利用已有信息積極思考并構建新知，進而推動其科學思維能力的進步。自我監控作為學生學習能力的核心，要求教師在教學實踐過程中，應注意引導學生對構建新知的過程及學習過程中所采用的思維方式、所學的知識點、所涉及的方法等進行系統梳理與深刻反思。這一環節旨在幫助學生打通表層知識與深層理解之間的壁壘，進而深化知識掌握，形成個性化的認知策略，優化認知結構。應用遷移環節側重學生對所學知識的利用，鼓勵學生將所學知識遷移應用于解決實際問題，進而實現知識的內化與創新。

思維型課堂由教學導入、教學過程、教學反思及應用遷移四個基本環節構成，四個環節相互銜接，共同構成教師教學與學生學習緊密結合的有機系統。學科核心素養是學科教育價值的集中展現，是學生通過系統學習逐步樹立的正確價值觀、必備品格與關鍵能力。思維型課堂教學通過構建認知沖突情境以激發學生的學習興趣，利用歸納概括、演繹推理、模型構建等方法促進學生構建新知，通過自我監控幫助學生深化思維發展，最終讓學生在知識的遷移應用中培養創新能力和問題解決能力，從而全面促進學生生物學學科核心素養的發展。

2" 指向核心素養發展的高中生物學思維型課堂教學實踐

2.1" 教學目標

“減數分裂”是滬科教版普通高中教科書《生物學·必修2·遺傳與進化》（以下簡稱“教材”）中第二章第一節的內容。該內容以學生已掌握的細胞學及有絲分裂知識為起點，從細胞層面與分子層面深入解析減數分裂機制，從而闡釋減數分裂產生染色體數目減半的精細胞或卵細胞的過程，為學生后續探索遺傳信息在有性生殖中的傳遞規律及理解有性生殖后代具有多樣性奠定堅實的基礎。

筆者根據《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）中內容要求、學業要求及學業質量標準，聚焦學生的生物學學科核心素養發展，制定了以下教學目標。

（1）通過模擬細胞減數分裂過程中染色體排布的活動過程，體驗并理解減數分裂期間染色體的動態變化，培養模型和建模的科學思維。

（2）通過闡明有性生殖過程中生殖細胞經過減數分裂產生染色體數目減半的雌雄配子，并通過受精作用確保子代體細胞染色體數目與親代相同，培養生命觀念。

（3）依據染色體行為對減數分裂各時期進行排序，并描述各時期細胞中染色體行為變化的主要特征，培養歸納與概括的科學思維。

（4）通過分析21-三體綜合征（又稱唐氏綜合征）的成因，認識遺傳因素與環境因素在疾病發生中的作用，倡導健康生活方式，培養社會責任意識。

2.2" 教學策略

2.2.1" 創設認知沖突，搭建思維培養平臺

教師通過介紹3月21日是世界唐氏綜合征日創設情境，隨后展示正常人體細胞染色體示意圖，并介紹唐氏綜合征患者的21號染色體數量較常人多出一條，引導學生產生認知沖突，進而提出問題：患者體內多出的21號染色體源自何處？由此，教師引出本節課的核心議題：減數分裂過程中染色體的行為變化是怎樣的？

設計意圖：此設計旨在通過構建一個特定的情境，即唐氏綜合征患者21號染色體數量異常，使學生在情境中產生疑問和認知沖突，從而為學生搭建思維培養平臺，激發學生的思維活力，引導學生帶著問題進行深入探索從而實現深度學習。

2.2.2" 引導自主構建，巧設思維培養活動

學生已初步掌握有絲分裂過程中染色體的行為變化，并能夠理解有絲分裂確保子細胞與體細胞染色體數目一致的方式，本節課將引導學生從細胞水平和分子水平深入剖析減數分裂產生染色體數量減半的精細胞或卵細胞的過程。鑒于有絲分裂與減數分裂在染色體行為變化上存在高度相似性，教師可引導學生進行類比學習，學生通過將已掌握的有絲分裂知識合理遷移運用至減數分裂的探究過程中，完成減數分裂過程中染色體行為變化的探究。

為實現這一目標，教師可通過播放減數分裂的視頻動畫，并設計一系列問題串引導學生思考，鼓勵學生根據已掌握的有絲分裂知識進行推測，最終完成減數分裂過程中染色體行為變化的探究。

設計意圖：學生通過對有絲分裂知識的遷移運用，結合視頻動畫提供的信息，推導出減數分裂過程中染色體的行為變化。教師通過巧設思維培養活動，引導學生自主完成染色體行為變化的探究，從而培養學生的邏輯推理能力，促進其科學思維的發展。

2.2.3" 實現自我監控，助力高階思維發展

教師提出本節課的核心問題：“為什么同一雙親的子代之間的性狀存在差異”并進一步將問題細化為“如果只考慮非同源染色體的自由組合，一個男性可以產生多少種不同的配子”

在教學實踐過程中，為了更有效地協助學生思考并解答相關問題，教師可引導學生構建染色體模型來模擬減數分裂過程中染色體的行為變化，從而將抽象問題具象化、靜態問題動態化，以此促進問題的解決。學生依據生物學事實和證據，運用模型與建模方法，對生命現象及其規律進行準確的探索與歸納，這一過程有助于進一步發展其生物學學科核心素養。［2］在學生完成模型構建后，教師可以設置展示與分享環節，讓學生通過學生間的互動以及師生間的交流，共同探討與分析同一雙親的子代之間性狀存在差異的原因，從而深化學生對減數分裂中非同源染色體自由組合以及聯會時非姐妹染色單體間可能發生交叉互換的理解。

設計意圖：在建模過程中，教師通過實施問題拆解策略，有效引導學生深入思考并進行自我監控，以激發學生關于核心問題的探討。此過程旨在引導學生從低階思維活動（如理解與記憶）逐步過渡到高階思維活動（如分析與綜合），在拓寬學生思維視野的同時，幫助學生深入理解減數分裂中同源染色體分離的意義，并培養其生命觀念。

2.2.4" 激發應用遷移，分析解決實際問題

教師提出問題：唐氏綜合征患者多出的一條21號染色體是什么原因導致的？嘗試運用一對染色體構建模型分析患者父母的21號染色體可能在減數分裂過程中的哪個環節出現了異常？在學生分析過程中，教師應引導學生將所學知識遷移應用于構建親代減數分裂模型，并推測出現異常的階段。隨后，教師介紹相關的疾病預防措施，并提及聯合國大會已將3月21日定為世界唐氏綜合征日，以增強社會對唐氏綜合征患者的包容與關愛。

設計意圖：教師以首尾呼應的方式，引導學生運用所學理論知識深入分析唐氏綜合征的成因，培養其運用所學知識解決實際問題的能力，從而深化學生對減數分裂過程的理解，促進其科學思維能力的提升。同時，教師通過介紹疾病預防措施及世界唐氏綜合征日的確立，增強學生對該疾病的認識，激發其對唐氏綜合征患者的同情與關愛之心，進而培養其社會責任意識。

3" 思維型課堂教學在高中生物學教學中的運用與思考

3.1" 指向思維發展的教學目標是重點

教學目標在實施《課程標準》、規劃教學計劃、整合教學內容、明確教學導向、確定教學重點、選擇教學方法以及安排教學過程等方面均起著至關重要的作用。在高中生物學思維型課堂教學中，教學目標需要聚焦于學生科學思維的培養，彰顯生物學學科核心素養對發展學生思維能力的指引作用。教師在設計教學目標時，應融入科學思維能力的培養要素，預設思維訓練活動的預期成效，使學生能夠清晰地理解并完成學習任務。

3.2" 激發思維動力的教學情境是基石

生物學作為一門與生活實際聯系緊密、強調運用科學思維解決實際問題的學科，其教學情境的創設顯得尤為重要。基于生活實際、聚焦社會熱點、關注學科前沿的教學情境不僅能激發學生的思維活力，還能促使學生在綜合運用所學知識解決實際問題的過程中實現思維層次的提升。因此，教師在備課過程中應深入研讀《課程標準》，充分利用教材中與生活實際緊密相關的欄目，做好學情分析，成為生活中的敏銳觀察者，力求將生物學學科核心知識與社會生活實踐融合起來，以此激發學生的思維動力。對于學生而言，只有具備在真實情境中解決復雜問題的素養與思維能力，才能夠真正達成生物學學科核心素養發展的目標。

3.3" 發展核心素養的教學活動是助力

在以發展核心素養為教育目標的課程理念下，教師在課堂教學中應巧妙設計思維培養活動。高中生物學思維型課堂教學的核心在于教學活動，且活動中應充分體現學生的主體性。教師可以通過引導學生在探究、實踐、歸納的過程中深入思考。學生通過構建實物模型、繪制思維導圖、進行討論分享等方式將思維過程可視化，在不斷的自我評價中重構、整合、升華思維，從而推動自身核心素養的發展。

3.4" 助力思維進階的教學問題是關鍵

高質量育人方式和教學改革的深化，依賴于高質量教學過程與教學方法的突破，而這又離不開高質量教學問題的精準設計。基于真實情境的教學問題設計是思維型課堂教學的精髓，真實情境下的教學問題能夠引領學科教學，使教學回歸本質。教學問題的設計直接影響著學生的思維發展過程。教師在設計教學問題時，應準確把握學生的認知與思維發展特點，在學生思維發展的關鍵點設計緊扣生物學學科核心概念的問題，引導學生循序漸進地思考，使其在思考、討論、解決問題的過程中，實現思維的進階。

4" 結語

綜上所述，思維型課堂教學通過創設認知沖突情境，引導學生自主構建知識體系，不斷進行自我評價，探究生物學內容，理解生物學本質，進而實現知識的遷移與應用，學會分析并解決實際問題，提高課堂效率，促進了其生物學學科核心素養的發展。

參考文獻

［1］林崇德，胡衛平.思維型課堂教學的理論與實踐［J］.教育研究與評論（小學教育教學），2010（9）：92.

［2］丁志鋒.淺議模型建構在高中生物教學中的教學價值及策略優化［J］.中學生物學，2021，37（4）：22-24.