高階思維培養(yǎng)視角下的高中生物教學策略研究

摘 要：隨著社會的快速發(fā)展和科技的進步，高中生物教學需要適應新的教育需求和學生的學習特點.然而，現(xiàn)有的教學方法和策略往往偏重知識的傳授和記憶，缺乏對學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策略，以提高學生的思維能力和綜合素質(zhì).

關(guān)鍵詞：高階思維；高中生物；教學策略

中圖分類號：G632

文獻標識碼：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，中學一級教師，從事高中生物教學研究.

美國心理學家本杰明·布魯姆的認知目標分類法將認知能力分為六個層次：記憶、理解、應用、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)注學生對知識的掌握，更強調(diào)學生對知識的理解、應用和創(chuàng)造.高階思維能力培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)學生的批判性思維、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)學生的高階思維.

1 問題驅(qū)動式課堂

在教學過程中設計適當?shù)膯栴}，通過解決問題，激發(fā)學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］.

在教學過程中，教師要注重問題的設置.問題要層層深入，不僅要有基礎性問題，還要有能夠培養(yǎng)學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？在這種題的設置中，前者是基礎性問題，考查的是學生對知識的理解.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，重點考查學生對知識的應用能力以及創(chuàng)新思維.

在問題類型上，教師可以設置開放性問題、引導性問題、想象性問題、比較性問題和探究性問題.（1）開放性問題鼓勵學生進行深入思考和探索.這種問題沒有一個確定的答案，可以引導學生進行推理、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）引導性問題，可以幫助學生思考和理解生物學的概念和原理.這種問題可以引導學生逐步思考，從簡單到復雜，從具體到抽象.例如，可以問學生如何通過觀察細胞的結(jié)構(gòu)來推斷細胞的功能，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)學生的思維和創(chuàng)造力.這種問題可以讓學生進行設想、預測和推測，培養(yǎng)他們的想象力和推理能力.例如，可以問學生如果某個生物的環(huán)境發(fā)生改變，它會如何適應和演化.（4）比較性問題，讓學生進行對比和分析.這種問題可以幫助學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，可以問學生為什么某個生物在某個環(huán)境中更適應生存，與其他生物相比有什么優(yōu)勢和劣勢.（5）探究性問題，鼓勵學生進行實驗和調(diào)查.這種問題可以引導學生進行實踐操作和科學探究，培養(yǎng)他們的實踐能力和問題解決能力.例如，可以問學生如何設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生的高階思維能力.這種教學方法強調(diào)學生的主動參與和探索，通過開展實驗和探究活動，學生可以培養(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入，并提出問題：葉綠體為什么呈現(xiàn)綠色？從而激發(fā)學生的探索欲望和實踐動力.接著可以引領(lǐng)學生設計實驗，讓學生自主設計實驗方案，確定變量和控制條件，以及評估實驗結(jié)果的有效性.這種實驗設計能力的培養(yǎng)可以提高學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，學生需要交流反思，并在教師的引導下，不斷對實驗進行改進.如通過設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的過程，有助于學生學會與他人合作、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，并進行科學推斷.

3 SSI教學

SSI教學是一種以社會科學問題為基礎的教學方法，通過引入真實世界中的復雜、有爭議和具有社會意義的科學問題，從而培養(yǎng)學生的高階思維能力.一般而言，社會科學性議題可以分為4類：人類健康型、環(huán)境保護型、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性議題.

正如議題所示，SSI教學鼓勵學生對于復雜問題進行批判性思考，它要求學生能夠?qū)碗s問題進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教學模式中，學生需要學會分析不同的證據(jù)，包括科學研究、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)了學生的分析能力.同時，學生也需要對不同觀點進行評估，通過考慮每個觀點的邏輯合理性、科學基礎、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)了學生的推理能力和論證能力.因為SSI教學涉及多個學科領(lǐng)域的知識和概念，所以要求學生整合不同學科的知識來解決問題.學生需要運用生物學、化學、環(huán)境科學、社會科學等多個學科的知識和方法，因此也可以發(fā)展學生的跨學科思維能力.

4 思維導圖教學

思維導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，它可以幫助學生整理和組織知識，促進高階思維能力的培養(yǎng)^［5］.例如，在細胞呼吸的類型和過程章節(jié)的學習中，我們可以作出如圖1所示的思維導圖幫助我們加強對知識的理解.通過該思維導圖，可以知道細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，反應場所分別為細胞質(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)均為分解有機物并釋放能量.

分析，學生可以培養(yǎng)批判性思維能力.最后，思維導圖可以促進學生的問題解決能力.通過思維導圖的形式，學生可以將問題進行分解和分析，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)設問題、實驗探究、SSI教學以及思維導圖的構(gòu)建，能夠激發(fā)學生的求知欲和好奇心，使他們在學習過程中主動思考和探索，學會邏輯性批判性看待問題.很大程度地發(fā)展了學生分析、批判、創(chuàng)新等高階思維，從而提高學生自主解決問題的能力.

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

參考文獻：

［1］ 紀雪利.高階思維視角下的地理自主探究學習設計：以《月球基地應該是什么樣子》為例［J］.中學政史地（教學指導版），2016（3）：61-62.

［2］ 顧曉東.問題群引領(lǐng)高階思維發(fā)展［J］.江西教育，2020（5）：52-54.

［3］ 何紅星.深度學習視域下高中生物學實驗高階思維培養(yǎng)與實踐：以“綠葉中的色素提取和分離”為例［J］.生物學教學，2021，46（7）：53-54.

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

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