高中生物教學(xué)中高階思維能力的培養(yǎng)

高懌

【摘 要】高級(jí)思維是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或較高層次的認(rèn)知能力，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維是我們每一位教師的課堂追求。在生物課堂教學(xué)中，要關(guān)注高階思維教學(xué)內(nèi)容的滲透，關(guān)注課堂教學(xué)方式，關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)，關(guān)注深層次概念圖導(dǎo)學(xué)等，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

【關(guān)鍵詞】高中生物；教學(xué)；高階思維；培養(yǎng)

發(fā)展學(xué)生的思維能力，是高中教學(xué)的重要任務(wù)之一。創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，讓學(xué)生敢于突破原有的思維方式去思考、獲得創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)成果則離不開(kāi)高階思維的發(fā)展。因此，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力是我們每位教師的課堂追求。

1.高階思維的界定

關(guān)于高階思維的界定，國(guó)外比較被大家認(rèn)可的是布魯姆的“認(rèn)知目標(biāo)分類”。布魯姆在其《認(rèn)知領(lǐng)域·教育目標(biāo)分類》中認(rèn)為思維從低層次到高層次有六種級(jí)別，分別是識(shí)記、領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)。其中，識(shí)記、領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用屬于低階思維，分析、綜合、評(píng)價(jià)屬于高階思維。

國(guó)內(nèi)對(duì)高階思維的研究較晚，我國(guó)著名學(xué)者鐘志賢認(rèn)為高級(jí)思維是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或較高層次的認(rèn)知能力，主要由問(wèn)題求解、決策、批判性思維以及創(chuàng)造性思維等能力構(gòu)成。

2.生物課堂教學(xué)中高階思維能力培養(yǎng)的關(guān)注點(diǎn)

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師滿堂灌，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)點(diǎn)，機(jī)械性地死記硬背結(jié)論等現(xiàn)象比較普遍。這樣的教學(xué)仍停留在培養(yǎng)學(xué)生的低階思維層次上，不利于學(xué)生能力的發(fā)展。因此，教師在課堂教學(xué)中要關(guān)注如何有效地促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展。

2.1關(guān)注課堂中高階思維教學(xué)內(nèi)容的滲透

為了培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，可以在教學(xué)中利用生物問(wèn)題有目的地滲透高階思維的內(nèi)容，讓學(xué)生體會(huì)不同的思維方法，從而提高學(xué)生思維能力。

案例1：在講“酶的專一性”時(shí)，筆者給學(xué)生提供了以下實(shí)驗(yàn)材料：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林試劑、碘液、清水、燒杯、滴管、酒精燈等，請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究酶的專一性。學(xué)生設(shè)計(jì)出的方案如下：

方案1：

（1）取2支潔凈的試管，編號(hào)1、2；

（2）分別加入2ml淀粉溶液；

（3） 分別加入1ml淀粉酶溶液和1ml蔗糖酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測(cè)。

方案2：

（1）取2支潔凈的試管，編號(hào)1、2；

（2）分別加入2ml蔗糖溶液；

（3） 分別加入1ml淀粉酶溶液和1ml蔗糖酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測(cè)。

學(xué)生設(shè)計(jì)的這兩組實(shí)驗(yàn)都是用了一種底物、兩種酶。筆者引導(dǎo)學(xué)生，能不能用兩種底物一種酶呢？于是學(xué)生又設(shè)計(jì)出了另兩種方案。

方案3：

（1）取2支潔凈的試管，編號(hào)1、2；

（2）分別加入2ml淀粉溶液和2ml蔗糖溶液；

（3）分別加入1ml淀粉酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測(cè)。

方案4：

（1）取2支潔凈的試管，編號(hào)1、2；

（2）分別加入2ml淀粉溶液和2ml蔗糖溶液；

（3）分別加入1ml蔗糖酶溶液，充分搖勻；

（4）用斐林試劑在溫水浴下檢測(cè)。

學(xué)生設(shè)計(jì)的這四個(gè)方案都用斐林試劑鑒定產(chǎn)物的生成，筆者又引導(dǎo)學(xué)生，能不能用碘液鑒定底物有沒(méi)有被消耗呢？于是，學(xué)生發(fā)現(xiàn)方案1、方案3、方案4都可以用碘液檢測(cè)。這時(shí)，筆者再次引導(dǎo)學(xué)生，如果某個(gè)物質(zhì)在反應(yīng)前后用碘液檢測(cè)都不顯藍(lán)色，那我們是不能確定它是否被分解了的。學(xué)生們恍然大悟，方案3和方案4中的底物蔗糖和生成物葡萄糖、果糖用碘液檢測(cè)都不顯藍(lán)色，這樣蔗糖是否被酶分解是無(wú)法確定的。在課堂上，教師要留給學(xué)生思考的空間和平臺(tái)，這樣能更好地培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合、評(píng)價(jià)等方面的高階思維能力。

2.2關(guān)注課堂教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力

課堂教學(xué)方法有很多，大家都比較熟悉的有“問(wèn)題教學(xué)法”“探究式教學(xué)法”“拋錨式教學(xué)法”等，在使用這些教學(xué)方法的過(guò)程中，要落實(shí)“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”這幾個(gè)關(guān)鍵詞，那高階思維能力的培養(yǎng)就能落實(shí)在生物課堂教學(xué)中。

案例2：在講“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，筆者和學(xué)生分析了滲透作用的原理，第一，要有半透膜；第二，半透膜兩側(cè)的溶液要有濃度差。兩個(gè)條件都符合時(shí)，就能發(fā)生滲透作用，即水透過(guò)半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散。然后讓學(xué)生分析動(dòng)物細(xì)胞的失水和吸水情況，學(xué)生很快分析出了動(dòng)物細(xì)胞中細(xì)胞膜作半透膜，將動(dòng)物細(xì)胞放入外界溶液中時(shí)，細(xì)胞膜兩側(cè)的溶液就有濃度差，就能發(fā)生滲透作用失水或者吸水。接著，筆者又讓學(xué)生分析植物細(xì)胞的失水和吸水情況。植物細(xì)胞中哪個(gè)部分作半透膜呢？這下熱鬧了，有的說(shuō)細(xì)胞膜作半透膜；有的說(shuō)液泡膜作半透膜；有的說(shuō)細(xì)胞膜和液泡膜一起作半透膜；還有的說(shuō)細(xì)胞膜、液泡膜和兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)一起作半透膜。筆者沒(méi)有直接給出答案，而是組織學(xué)生進(jìn)行辯論，在辯論的過(guò)程中，要說(shuō)出自己的理由。進(jìn)行激烈地辯論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，只有細(xì)胞膜、液泡膜和兩膜之間

的細(xì)胞質(zhì)一起作半透膜時(shí)，才能完整地解釋植物細(xì)胞的失水和吸水情況。辯論中，學(xué)生還發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜、液泡膜和兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)伸縮性要比細(xì)胞壁大，植物細(xì)胞才能失水或者吸水。

這節(jié)課在時(shí)間安排上“浪費(fèi)”了不少時(shí)間，但是卻給學(xué)生留下了很深刻的印象。這不僅是知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)，更使學(xué)生的思維得到了訓(xùn)練。辯論、演講等形式能給學(xué)生提供自由、開(kāi)放的思維空間，對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)很有幫助。

2.3關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力

在李秉德教授主編的《教學(xué)論》中認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)法是在教師指導(dǎo)下，利用一定儀器設(shè)備，在一定條件下引起某些事物或現(xiàn)象的發(fā)生和變化，使學(xué)生在觀察或研究和獨(dú)立操作中獲取知識(shí)，形成技能、技巧的方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，不僅可以使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，而且有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，更有利于學(xué)生主體地位的發(fā)揮。

案例3：在講“酵母細(xì)胞的固定化”這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能讓學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)有更深地理解，筆者將教材上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。筆者將學(xué)生分成四大組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第一組學(xué)生嚴(yán)格按照教材要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；第二組學(xué)生按照教材要求配制各種實(shí)驗(yàn)所需溶液，但是在將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl■溶液中這一步加快推進(jìn)注射器的速度（教材要求恒定的速度）；第三組學(xué)生在配制海藻酸鈉溶液這一步用2g海藻酸鈉（教材要求是0.7g海藻酸鈉），其他步驟都與教材相同；第四組學(xué)生也在這一步作改動(dòng)，改用0.2g海藻酸鈉（教材要求是0.7g海藻酸鈉），其他步驟都與教材相同。四組學(xué)生都很順利地完成了實(shí)驗(yàn)，但是卻出現(xiàn)了不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。第一組得到了光滑且圓整的凝膠珠，第二組得到了帶狀或長(zhǎng)條裝的凝膠珠，第三組也得到了帶狀或長(zhǎng)條狀的凝膠珠，第四組得到的凝膠珠顏色比其他三組淺得多。學(xué)生們通過(guò)討論和分析得出，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)海藻酸鈉溶液的濃度十分關(guān)鍵，如果海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高，形成的凝膠珠不是圓形；如果海藻酸鈉溶液濃度過(guò)低，形成的凝膠珠顏色過(guò)淺。另外，注射器推進(jìn)的速度也很關(guān)鍵，推進(jìn)速度過(guò)快，形成的凝膠珠也不是圓形。

實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫亟鉀Q學(xué)生的困惑，也能使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)留下更深的印象，同時(shí)實(shí)驗(yàn)還能培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神。當(dāng)然教師在過(guò)程中要做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工作，給學(xué)生留出思考的時(shí)間，在學(xué)生困惑的時(shí)候，教師要適時(shí)引導(dǎo)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、評(píng)價(jià)等方面的高階思維能力。

2.4深層次概念圖導(dǎo)學(xué)，啟發(fā)學(xué)生的高階思維

認(rèn)知科學(xué)證明，結(jié)構(gòu)有助于長(zhǎng)時(shí)間記憶，有助于概括理解，有助于難題的解決。而概念圖基于這一認(rèn)識(shí)，把知識(shí)高度濃縮，并將各種概念及其關(guān)系進(jìn)行加工、概括，對(duì)已知或未知的知識(shí)進(jìn)行層次排列，幫助學(xué)生組織和構(gòu)建知識(shí)體系，從而提高學(xué)習(xí)效果。高中生物概念是學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)的基石，掌握正確且清晰的概念，有助于學(xué)生提高解題技能，但是高中生物概念繁多且瑣碎，這給學(xué)生的記憶帶來(lái)了很大難度。在教學(xué)中利用好概念圖導(dǎo)學(xué)，能很好地啟發(fā)學(xué)生的高階思維能力。

案例4：在講“雜交育種和誘變育種”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，筆者將前面“染色體變異”一節(jié)中提到的單倍體育種和多倍體育種和本節(jié)內(nèi)容作了整合，讓學(xué)生思考：可以用哪些育種方法利用已有的高產(chǎn)不抗病小麥和低產(chǎn)抗病小麥培育出高產(chǎn)抗病小麥？然后再怎么培育出籽粒比較大的高產(chǎn)抗病小麥？筆者在課堂中一步步引導(dǎo)學(xué)生將幾種育種方法作了整合，最后總結(jié)出了如下概念圖：

教師還可以引導(dǎo)學(xué)生自己畫(huà)概念圖，如果一位學(xué)生能將一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容用概念圖的形式完整地概括、總結(jié)，那他應(yīng)該已經(jīng)基本掌握了本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。而且每位學(xué)生的思維角度不同，所畫(huà)的概念圖也會(huì)有所不同，教師可以和學(xué)生一起分析評(píng)價(jià)，從而挖掘?qū)W生的高階思維能力。

3.總結(jié)

在整個(gè)生物課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的方法來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。學(xué)生是主體，教師更多起到的是引導(dǎo)作用。教師要給學(xué)生提供質(zhì)疑和答疑的時(shí)間，要給學(xué)生提供動(dòng)手操作的空間，要給學(xué)生提供修改和完善的機(jī)會(huì)，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試、勇于創(chuàng)新，真正意義上培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題求解能力、決策能力、批判性思維能力以及創(chuàng)造性思維能力。

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