摘 要:超速前沖的社會給予人才的期望值日趨升高,而人才素養(yǎng)中至關(guān)重要的一個素養(yǎng)即為高階思維能力。具有高階思維能力,學(xué)生才能深度分析推理、高效答疑解惑,促進自身學(xué)習(xí)水平的提升,而且能適應(yīng)百變不定的社會變化生成動態(tài)創(chuàng)新的思維,為未來更好地工作、生活夯實穩(wěn)固根基。本文結(jié)合高階思維能力的含義說明,從借力激趣教學(xué)、角色互換、建構(gòu)生活情境、實踐中質(zhì)疑和求異、強化學(xué)科滲透融合等多方面闡明了培養(yǎng)高中生高階思維的路徑。
關(guān)鍵詞:生物教學(xué);高中生;高階思維能力
引言:較長時間的高中生物學(xué)堂中,高中生的學(xué)習(xí)潛能都受到了極大的壓制,一方面學(xué)習(xí)質(zhì)量無法得以提升,另一方面學(xué)生的高階思維能力得以大程度抑制。主要體現(xiàn)在:學(xué)生掌握生物知識以認(rèn)知、理解和硬性記憶為主要學(xué)習(xí)方式,從思維的角度,學(xué)生缺乏這種對新知獨立探究、分析、全方位思考和創(chuàng)新的高階思維能力,此現(xiàn)象發(fā)生的癥結(jié)就是忽略了高階思維的培養(yǎng),他們的思維總是呈現(xiàn)低階的狀態(tài)?!渡镄抡n標(biāo)》特別強調(diào):這門學(xué)科教學(xué)的根本任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生深度思考、拓展思維、持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的科學(xué)素養(yǎng)。生物課程科學(xué)素養(yǎng)具體包括多角度觀察、深度思考、批判糾錯、答疑解惑、創(chuàng)造拓展等綜合能力,科學(xué)素養(yǎng)的核心便是培養(yǎng)高階思維能力。同時,培養(yǎng)發(fā)展高階思維能力也是生物教學(xué)的根本目標(biāo)之一,必須將其作為一項艱巨任務(wù)常抓不懈。
一、高階思維的含義說明
教育家布魯姆及相關(guān)學(xué)者依據(jù)人們思維的深淺、難易程度,將整個思維系統(tǒng)自低向高細(xì)分為記憶、掌握、應(yīng)用、解析、評判、創(chuàng)新等階梯狀模式,而解析、評判、和創(chuàng)新最高三階梯的思維則稱為高階思維。筆者總結(jié)多年來多位學(xué)者觀點,總結(jié)高階思維的含義,主要指建立在較高層次認(rèn)知能力、心智行為基礎(chǔ)上的突破性創(chuàng)新性思維,高階思維能力就是能找到新知識和舊知識之間的鏈接點,建構(gòu)起新舊知識錯綜復(fù)雜關(guān)系的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),求解答案、質(zhì)疑批判、突破常規(guī)、創(chuàng)新拓展的深度思維能力。
二、生物教學(xué)中培養(yǎng)高中生高階思維能力的路徑
(一)借力激趣教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生比較、分析、歸納的能力
比較、分析、歸類是建立高階思維的重要思維能力,在生物學(xué)習(xí)過程中,將新知系統(tǒng)中兩個對象在特征、異同點、優(yōu)劣點、實質(zhì)方面進行全方位比較分析,逐漸在腦海中建構(gòu)起系統(tǒng)的知識框架結(jié)構(gòu),深化對知識點的掌握和深度思考。比如,授課“種群”一節(jié)內(nèi)容時,教師首先將春運時車站擁擠的人流、瘋長的水葫蘆和捕殺鯨魚等一系列圖片展現(xiàn)給大家,并播放了細(xì)菌分裂的動畫視頻問大家:分析細(xì)菌怎樣繁殖呢?這些都和今天所講新課“種群數(shù)量變化”密切相關(guān),怎樣把控水葫蘆快速瘋長?怎樣保護鯨魚的種族數(shù)量?繼而進入到新課學(xué)習(xí)中,內(nèi)容豐富的圖片、生動趣味的情境,貼近新知的問題為學(xué)生分析掌握種群的概念提供了前提條件,接下來為了學(xué)生能掌握另一個“種族密度”的概念,與之前的概念進行全面的比較和分析,歸納出系統(tǒng)的知識點,緊接著播放這樣一組視頻影像:選擇70只梅花鹿給耳朵上釘上金屬圈,等整體數(shù)量均混之后,隨機選取了60只發(fā)現(xiàn)僅有2只,估算梅花鹿的種群數(shù)量約是多少?教師緊跟學(xué)生深化的思維,隨即設(shè)置有難度的問題:假設(shè)再次抓捕中梅花鹿的金屬圈脫落,N值有何變化?第二次比第一次抓捕難度更大,N值變化情況?為確保結(jié)果精確度,給動物做標(biāo)記要注意什么?學(xué)生對于問題的解讀逐漸形成了新的思維著落點,通過比較、分析和歸納,已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一種高階思維能力,可以說,比較、分析、歸納使學(xué)生的思維逐漸升級。
(二)通過角色互換,學(xué)生在探究中把握事物的實質(zhì)規(guī)律
對高階思維能力進行培養(yǎng),根本在于課堂主體身份的確認(rèn),師生應(yīng)互換角色,將課堂交給學(xué)生,促進他們自主探究中實現(xiàn)知識體系的構(gòu)建。整個教學(xué)全部依賴于學(xué)生為核心,實現(xiàn)教與學(xué)的完美合一,教師作為主導(dǎo)者傾力營造條件,促使學(xué)生在自主探究中把握事物的實質(zhì)規(guī)律,最后生成個人獨特的學(xué)習(xí)成果和學(xué)習(xí)方法。以授課“生物膜的流動鑲嵌模型”為例,教師秉承學(xué)生為核心的理念,將掌控權(quán)全部賦予學(xué)生促使他們自主構(gòu)建本節(jié)的知識結(jié)構(gòu),共設(shè)置三個探究活動,第一個:請同學(xué)們拿出一張紙,畫一條黑線代表空氣與水的交界面,線上面是空氣,線下面是水。嘗試著畫出磷脂分子在空氣-水的交界面的排布形式。并讓同學(xué)到黑板上用模型模擬磷脂分子的排布。緊跟著展示視頻:20世紀(jì)中期,荷蘭科學(xué)家在人體紅細(xì)胞膜里提取脂質(zhì),得出結(jié)論“細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層”,接下來展開第二個活動:請同學(xué)們在剛才的紙上畫一個圓,代表是細(xì)胞膜,用筆畫出磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布,教師提示細(xì)胞膜應(yīng)兩面都處于水環(huán)境中,學(xué)生經(jīng)過討論很順利建好模型。最后,在展示完羅伯特“三明治”模型實驗、鼠人細(xì)胞融合的實驗后,實施第三個活動:構(gòu)建蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)模型,并加深糖被、糖脂等概念的理解,使細(xì)胞膜流動鑲嵌模型更完善。整堂課的結(jié)構(gòu)是由逐層遞進升級的三個探究活動組成,在活動的中學(xué)生自主探究、推測、建構(gòu),助力了高階思維能力的形成。
(三)建構(gòu)生活情境,培養(yǎng)學(xué)生批判、推理的能力
批判、推理能力指能站在科學(xué)的角度認(rèn)清事物的本質(zhì),客觀評論和批判那些違背規(guī)律的認(rèn)知和觀點,并通過多角度地推理,能更深刻掌握與其相似或?qū)α⑹挛锏谋举|(zhì)屬性。生物課中這些抽象的概念、分子式等知識點是很難理解的掌握的,如果將其轉(zhuǎn)化為具體、現(xiàn)實的事物實現(xiàn)物化效果是很理想的,那么建構(gòu)起生活的情境,實現(xiàn)生活和思維的高度鏈接,從生活中取材逐漸去親近這些抽象的概念和原理就變得更加友好、更加容易吸納消化。當(dāng)我們在講授“酶濃度和底物濃度對酶促反應(yīng)影響”一課知識時,教師蓄意營造出可觀的生活情境做現(xiàn)場模擬演示,將班里50個學(xué)生當(dāng)作酶濃度,操場上一堆磚頭當(dāng)作底物,學(xué)生每人每次只能搬一塊磚頭,教師擺出問題:酶濃度不變,隨底物濃度升高反應(yīng)速度有何變化?根據(jù)這個問題結(jié)合現(xiàn)實情境進行事物實質(zhì)的推理,50個同學(xué)一起去搬磚頭,如果磚頭變成10,速度則為10,磚頭變?yōu)?0,速度即為50,那么磚頭是100,速度還為50,那么學(xué)生很快推理得到結(jié)論:先升高、后平衡,在這個問題解決的基礎(chǔ)上,學(xué)生思維達(dá)到較高點時,緊跟第二題:若底物濃度固定不變,隨酶濃度增加反應(yīng)速率怎樣變化?學(xué)生依據(jù)第一個問題的思路進行推理,推斷出合理的答案:操場有磚頭100塊,假如同學(xué)們?nèi)?0個,速度為10,去100速度為100,去200速度仍為100,抽象的知識在學(xué)生自己的分析推理下不再晦澀難懂,更能輕松地掌握了本課的知識點,而且也推動了學(xué)生高階思維的發(fā)展。
(四)實踐中質(zhì)疑、求異,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維
高階思維能力其中關(guān)鍵的一點就是創(chuàng)新思維,教師應(yīng)組織學(xué)生提煉出教材或其他它渠道的貼近新授內(nèi)容的實驗課題,在切身實踐中由淺入深地思考,不遵循常規(guī)思路,大膽質(zhì)疑、創(chuàng)新求異、多向思維,催使他們自身的創(chuàng)新潛能都得到充分發(fā)揮。
例如,開展“加酶洗衣粉的洗滌效果”實操活動時,教師安排學(xué)生對這個實驗內(nèi)容展開現(xiàn)場模擬,開始的時候,將沾有醬油漬的布條放在洗衣粉溶液里,用自由溫控的攪拌器以同樣速度攪拌一樣的時間,通過實驗得到如下結(jié)果
接下來有的學(xué)生提出了這樣的溫度差異跨度太大,應(yīng)先設(shè)置最高溫度,再以20度為一個梯度逐層得出洗滌的結(jié)果,多組數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得的結(jié)論說服力會更強,還有的學(xué)生提出方案,在多塊布條的不同位置分別沾上油漬、奶漬、墨水等,使用多種品牌的加酶洗衣粉對多塊布條的污漬進行洗滌測試,得出測試結(jié)果如下表所示:
其中以坐標(biāo)軸形式進行填寫,x表示橫向比較中的效果等級,Y表示縱向中去除不同污漬的效果等級,用1~4標(biāo)注出效果的等級,最后要求學(xué)生將實驗結(jié)果與大家一起匯報分享,教師對不合理不完善之處要求學(xué)生修改,并想出更多更新的實驗思路和方法,以充分煥發(fā)出學(xué)生生物學(xué)習(xí)的創(chuàng)新欲求。
(五)實現(xiàn)學(xué)科滲透融合,強化知識互通巧用的能力
高階能力其中對于理解能力方面的要求,就是學(xué)生能思維變通、融會貫通,高度融合各方面知識巧妙解決多種問題。在生物教學(xué)中強化與其他學(xué)科的滲透融合,使學(xué)生在多個維度促進了生物知識的理解和應(yīng)用,而且掌握了如何抓住學(xué)科之間相通的契合點,增強了生物知識在各學(xué)科、各領(lǐng)域應(yīng)用的能力,促成了綜合能力的生成。
例如,講授“物質(zhì)跨膜運輸”知識過程中,便可以和語文學(xué)科相結(jié)合增加知識的趣味性,引入“愛蓮說”中一句“蓮出淤泥而不染,濯青蓮而不妖”牽引著學(xué)生的思路進入到新課學(xué)習(xí)中,鋪設(shè)文言文的語文開場情境作鋪墊,蓮花這個植物在淤泥里怎樣吸收水分、營養(yǎng)和代謝廢物的呢?這都是通過細(xì)胞膜來完成的,接下來便利用視頻動畫播放細(xì)胞膜的組成、結(jié)構(gòu)和功能等,并設(shè)置問題:植物細(xì)胞會失水嗎?什么情況下植物細(xì)胞會失水?什么情況下細(xì)胞膜會吸水呢?和語文學(xué)科的融合使生物學(xué)習(xí)變得更有樂趣。
同時,生物學(xué)習(xí)也需要借助化學(xué)的分子式來解答問題,生物原理和化學(xué)的融合以下題為例:核酸是由核苷酸鏈接成長鏈的,建構(gòu)成模型后,采用以下評價給學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)提供了科學(xué)依據(jù),圖中所示分子結(jié)構(gòu)式為某種核苷酸,已知分子結(jié)構(gòu)式的左上角基團為堿基———腺嘌呤。仔細(xì)觀察回答問題
1.該核苷酸的生物學(xué)名稱是腺嘌呤核糖核苷酸
2.該核苷酸是構(gòu)成哪一種核酸的原料RNA。
生物與其他學(xué)科的融合,深化了學(xué)生對抽象知識的認(rèn)知思維,掌握起來更加具體深刻,對于高階思維能力的提升大有裨益。
結(jié)束語
以往注重學(xué)科知識技能的掌握,盡管是學(xué)科教學(xué)必須完成的基本任務(wù),卻無法滿足自身發(fā)展、社會前沖的雙向需要。新時期更需要具有高階思維、科學(xué)精神和大膽創(chuàng)新的人才,高中生物教學(xué)應(yīng)將高階思維培養(yǎng)滲透進每個細(xì)節(jié)和全過程中,有所針對、有所側(cè)重采取多元化的教學(xué)設(shè)計,不斷探索實踐,以獲得豐富的高階能力培養(yǎng)的經(jīng)驗。
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作者簡介:王珅(1980.10).女,漢族,籍貫:福建寧德市,學(xué)歷:大學(xué)本科,單位:福建省寧德第一中學(xué),目前職稱:中學(xué)一級,研究方向:中學(xué)生物教學(xué)與研究