高中生物教學中高階思維能力的培養(yǎng)

胡振杰

摘要：高中生學習生物知識能增進對大自然的了解，如了解植物、動物的科學知識。在高中生物教學中，以實驗的形式研究生物知識，能強化學生學習效果，培養(yǎng)學生高階思維能力。文章討論高中生物教學中的高階思維能力，并總結高中生物教學中高階思維能力的培養(yǎng)策略，包括設計系統(tǒng)全面的復習教學方案;通過生物實驗引導學生思路;通過生物教材，培養(yǎng)學生整合思維;總結章節(jié)內容，強化概括能力;科學設置問題，鍛煉判斷能力這五個方面。

關鍵詞：高中生物;高階思維能力;整合思維;概括能力

一、高中生物教學中的高階思維能力概述

教育界對高階思維能力沒有統(tǒng)一的標準。中國教育界普遍認為高階思維能力包括創(chuàng)新能力、解決問題能力、決策能力和批判能力。布盧姆是美國著名的教育學家，他對人類的認知和思維有深入的研究，并根據(jù)人類思維復雜程度的不同，將人類思維分為六種：屬于低階思維的記憶、理解和應用，屬于高階思維的分析、綜合和批判。約翰·杜威對高階思維能力的培養(yǎng)也有研究，他認為思維是需要鍛煉的，當思維受到引導，在解決問題時才能達到足夠深度。

思維培養(yǎng)的整個過程要有計劃、有組織，促進思維發(fā)展可以通過提問、對話和討論的方式實現(xiàn)。在處理一些比較復雜的問題時，人類的高階思維能力就會體現(xiàn)出來。高中生物教學需要培養(yǎng)學生的高階思維能力，包括培養(yǎng)學生主動解決復雜問題能力、創(chuàng)新能力、判斷能力、分析綜合能力、概括能力和批判能力。

二、高中生物教學中高階思維能力的培養(yǎng)策略

（一）設計系統(tǒng)全面的復習教學方案

教師要想培養(yǎng)高中生的高階思維能力，可以從培養(yǎng)學生的分析能力、綜合能力和批判能力三方面入手。如要想培養(yǎng)學生的分析能力，教師就需要引導學生對整體進行分解，綜合能力與分析能力是相互對應的關系，當有考慮整體的需要時，綜合能力就會發(fā)揮作用。又如培養(yǎng)高中生的高階思維能力，教師可通過復習教學來實現(xiàn)。復習過程就是要再學習、再認識知識的過程，復習教學具備重復性的特征，重溫學習過的知識是一個非常重要的學習環(huán)節(jié)，通過總結學習過的知識，再次記憶和理解學習過的生物知識，提高學生學習能力的同時，成功培養(yǎng)學生的分析思維、綜合思維和批判思維。復習高中生物知識點時，學生要通過分析和綜合，發(fā)現(xiàn)不同知識點之間存在的細微相同點，并分別列出不同之處。這就是利用高階思維處理知識點，方便學生之后去記憶，最終內化知識點。比如，當學生完成了生物知識點的復習后，要達到的標準是拿出一個主題詞就能聯(lián)想到相關知識點。

教師制訂的復習教學策略應體現(xiàn)系統(tǒng)化和全面性的特點。教師提出生活中實際發(fā)生的情況，引導學生用學過的生物知識解決，真正將學到的知識應用于解決實際問題。比如，人教版高中必修一第三節(jié)“遺傳信息的攜帶者——核酸”的復習內容共有三個部分，分別是核酸的分類、核酸的結構、核酸的功能。在這一小節(jié)中，較為復雜的知識點是核酸的結構，DNA和RNA都是核酸，但二者又不是同一種核酸，從它們各自的結構就可以看出，DNA的構成是脫氧核苷酸，數(shù)量為兩條，而RNA的構成是核糖核苷酸，數(shù)量只有一條。比較法是一種有效的分析手段，學生將DNA和RNA的不同之處詳細甄別出來，進行深度思考，借助對比和總結，提高了分析知識的高階思維能力。通過對比，學生會發(fā)現(xiàn)DNA和RNA所具備的共同點是有核苷酸，不同點是核苷酸的種類與核苷酸的數(shù)量。

（二）通過生物實驗引導學生思路

高考考試說明中的生物實驗與教材所明確的生物實驗是一致的。落實教材設置的實驗教學，能促進高中生在探究活動中體驗到學習的樂趣，也有利于培養(yǎng)學生的高階思維能力。學生通過完成生物實驗，對生命運動的本質有深刻的認識，并通過實驗總結生命運動的規(guī)律。生物實驗課上開展的實驗活動不是盲目的，而是教師有計劃、有組織地引導學生進行的，可以充分調動學生的理性思維，且學生在實驗期間還會用到大量的理論知識。

高中生物教材中的實驗題目有多種類型，如人教版高中生物必修一第三章“細胞的基本結構”中的“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”，該實驗需要學生密切觀察，并記錄實驗現(xiàn)象，這能有效鍛煉學生的觀察能力。又如，第二章“組成細胞的分子”第一小節(jié)“細胞中的元素和化合物”中的“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”，這個驗證類實驗是提出一個觀點，通過實驗來驗證，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度，讓學生養(yǎng)成用事實說話的好習慣。再如，第五章“細胞的能量供應和利用”中的“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”，這個探究類實驗可以鍛煉學生的動手操作能力，促使高中生形成科學的探究思路。

在生物實驗課上，教師應重視對學生的引導，有時也需要為學生演示實驗，促使學生認真做生物實驗。一般的生物實驗會經(jīng)歷以下過程：第一，實驗想法的產(chǎn)生;第二，實驗方案的策劃;第三，動手操作獲得實驗結果并進行記錄和整理;第四，分析并撰寫實驗報告。每一個過程都需要學生有深度的思考，也會有相應的結果產(chǎn)生。做生物實驗期間，學生能夠自然進入解決現(xiàn)實問題的狀態(tài)，通過分析實驗結果，鍛煉分析能力。在解決生物實驗預設問題中，學生主動解決復雜問題的高階思維能力又會得到有效鍛煉。在落實分組實驗的過程中，生物教師應做到有效組織，采用恰當?shù)姆椒ㄖ敢龑W生，規(guī)范學生的操作。在實際操作期間，學生會感受到教材給出的實驗方案非常嚴謹規(guī)范，而且可操作性比較強，從而在頭腦中形成規(guī)范的實驗探究思路，這是后續(xù)學習能取得較好成績的保證。

（三）通過生物教材，培養(yǎng)學生整合思維

高中生的年齡在15歲到19歲之間，這個年齡段的學生思維獨立性比較強，經(jīng)常處于一種矛盾的狀態(tài)，有著明顯的與眾不同的心理狀態(tài)。皮亞杰對人類認知發(fā)展階段有深入的研究，認為高中生的發(fā)展處于形式運算階段的后期，是形成邏輯推理思維的關鍵時期。在高中三年的學習生活中，學生會接觸到大量的科學知識，接觸到的內容也非常深奧，學生需要有概括能力、批判能力和邏輯推理的能力。例如高一時，學習的主要任務是完成整個知識體系的構建，高二的學習難度會上升一個層次，高三復習知識更加具有系統(tǒng)性，也有很強的綜合性。學生不僅要把這些知識都聯(lián)系起來記憶，還要具備邏輯推理能力，在分析生物問題時可以從多個層次和多個方向入手，善于運用整合思維分析問題。

以人教版高中生物教材必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》為例，這本書共有六個章節(jié)，對學生的思維能力、批判能力、整合能力、分析能力都有很高的要求。整本書內容豐富且多樣化，編排知識的順序是個體、群落、生態(tài)系統(tǒng)、保護生態(tài)環(huán)境，構成了一個連貫的體系。教師要求學生整合教材知識，鍛煉學生概括總結能力和創(chuàng)新能力，同時提高學生的實踐能力?！叭梭w的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”這一章節(jié)圍繞著細胞生存環(huán)境展開，教師向學生介紹的知識有細胞外液、滲透壓和調節(jié)酸堿度，以及整個內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)。在講授這一章節(jié)時，教師應借助教材的知識培養(yǎng)學生的整合思維，經(jīng)過微觀世界、個體、宏觀世界，在學生的頭腦中建立獨立的知識體系，提高學生的分析整合素質。

（四）總結章節(jié)內容，強化概括能力

根據(jù)知識點的特點，生物教材編寫時有詳細的模塊和章節(jié)劃分，知識點之間有聯(lián)系，每一個章節(jié)的內容之間也有聯(lián)系，并不是單獨存在的。因此，教師需要在學生的腦海中架構完整的知識體系，讓一種解決生物問題的思路和方法，可在多個生物問題上應用。在講授生物知識時，教師需注意與學生原有的知識體系相關聯(lián)。經(jīng)過一段時間的學習，高中生原有的知識體系，也逐漸通過概括形成新的知識體系，學生有能力應用已經(jīng)掌握的知識和方法，獨立概括整體內容。

比如，在講授《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》時，教師引導學生概括“動物和人體的生命活動的調節(jié)”這一小節(jié)的內容，學生通過總結分析，認為這一章節(jié)的起點是人體各個生命活動的調節(jié)，然后分析出人體的生命活動調節(jié)主要有神經(jīng)系統(tǒng)、激素、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)和體液。學生在概括總結知識點后，能夠形成整體調節(jié)的概念，然后有意識地參與內環(huán)境的調節(jié)過程教學，可提高學生綜合分析的概括能力。

（五）科學設置問題，鍛煉判斷能力

思考是一種習慣，愛思考的人往往思維也很靈活。為培養(yǎng)學生的高階思維能力，教師需經(jīng)常引導和鼓勵學生深度學習、深度思考。如教師需要創(chuàng)設學習環(huán)境，讓學生經(jīng)過多步的思考最終得到問題的答案。這對學生的思維連貫性提出很高的要求，需要在一步一步地思考中，使用不同的思維，如批判某一條件、整合某兩個條件、總結多個條件等。在深度思考的過程中，學生的毅力、耐力都會受到考驗。因此，在生物教學中，教師要讓學生始終保持深度思考的習慣，鍛煉學生的思維能力，使學生的思維能夠達到一個更高的層次，提升學生的判斷能力。值得注意的是，培養(yǎng)學生的高階思維能力，教師需要日復一日的努力，并在大量的習題中不斷鞏固強化。學生在學習高中生物知識時，習慣進入深度學習的狀態(tài)，在研究復雜知識點的活動中提升自己的判斷能力。

比如，“動物細胞工程”一節(jié)要求學生掌握培養(yǎng)動物細胞的條件、在培養(yǎng)動物細胞過程中細胞的生長條件。學生通過比較動物和植物細胞的生命周期，總結兩者的相同點和不同點。在這一小節(jié)的教學中，教師以鍛煉學生思維能力為目的設置判斷題：培養(yǎng)動物細胞的培養(yǎng)液pH值在6.8～7.0之間。解答這道判斷題要求學生對動物細胞的生長需求有一定了解，動物的生長需求會側面反映出培養(yǎng)動物細胞對培養(yǎng)液pH值的要求。在教學過程中，教師為學生解讀生物實驗中培養(yǎng)動物細胞的過程，重點講解原理、選材和對酶的科學處理，強調所使用的酶不應該是胃蛋白酶，因為胃蛋白酶發(fā)揮作用要求pH值大約為2.0，而培養(yǎng)動物細胞對培養(yǎng)液的要求是pH值在7.2～7.4之間，故判斷題中的說法不對。

綜上所述，要想通過高中生物教學培養(yǎng)學生高階思維能力，教師可從復習環(huán)節(jié)入手，設計體現(xiàn)全面性、系統(tǒng)性的教學方案，鍛煉學生比較分析能力。教師還要重視高中生物分組實驗教學活動，引導學生形成思考問題的基本思路，多方面、多角度提高學生的思維整合能力，強化學生的概括能力，鍛煉學生的判斷能力。

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（作者單位：江蘇省宜興市陽羨高級中學）