指向核心素養(yǎng)發(fā)展的高中生物學(xué)思維型課堂教學(xué)探索

摘" 要：指向核心素養(yǎng)發(fā)展的高中生物學(xué)思維型課堂教學(xué)包括創(chuàng)設(shè)認知沖突、引導(dǎo)自主構(gòu)建、實現(xiàn)自我監(jiān)控以及激發(fā)應(yīng)用遷移四個方面。本文以“減數(shù)分裂”一節(jié)內(nèi)容為例，搭建思維培養(yǎng)平臺，巧設(shè)思維培養(yǎng)活動，通過核心問題拆解策略助力學(xué)生高階思維發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生在知識的遷移應(yīng)用中分析并解決實際問題，進而實現(xiàn)思維的進階，最終實現(xiàn)發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目標。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué)教學(xué)；思維型課堂教學(xué)；核心素養(yǎng)

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(xué)的內(nèi)涵及意義

思維型課堂教學(xué)理論著眼于課堂教學(xué)中的思維活動，包括認知沖突、自主構(gòu)建、自我監(jiān)控和應(yīng)用遷移四個方面的基本原理。其中，認知沖突是指學(xué)生在認知發(fā)展過程中，原有認知結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實情境不相符時在心理上所產(chǎn)生的矛盾或沖突。［1］在教學(xué)實踐過程中，教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)目標，結(jié)合學(xué)生的已學(xué)知識，精心創(chuàng)設(shè)能引發(fā)學(xué)生認知沖突的真實情境，并以此搭建思維培養(yǎng)平臺，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，促進學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。學(xué)習是一個主動構(gòu)建知識體系的過程。在教學(xué)實踐過程中，教師應(yīng)依據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗與已有知識，巧妙設(shè)計思維培養(yǎng)活動，引導(dǎo)學(xué)生利用已有信息積極思考并構(gòu)建新知，進而推動其科學(xué)思維能力的進步。自我監(jiān)控作為學(xué)生學(xué)習能力的核心，要求教師在教學(xué)實踐過程中，應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生對構(gòu)建新知的過程及學(xué)習過程中所采用的思維方式、所學(xué)的知識點、所涉及的方法等進行系統(tǒng)梳理與深刻反思。這一環(huán)節(jié)旨在幫助學(xué)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(yōu)化認知結(jié)構(gòu)。應(yīng)用遷移環(huán)節(jié)側(cè)重學(xué)生對所學(xué)知識的利用，鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識遷移應(yīng)用于解決實際問題，進而實現(xiàn)知識的內(nèi)化與創(chuàng)新。

思維型課堂由教學(xué)導(dǎo)入、教學(xué)過程、教學(xué)反思及應(yīng)用遷移四個基本環(huán)節(jié)構(gòu)成，四個環(huán)節(jié)相互銜接，共同構(gòu)成教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習緊密結(jié)合的有機系統(tǒng)。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科教育價值的集中展現(xiàn)，是學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習逐步樹立的正確價值觀、必備品格與關(guān)鍵能力。思維型課堂教學(xué)通過構(gòu)建認知沖突情境以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，利用歸納概括、演繹推理、模型構(gòu)建等方法促進學(xué)生構(gòu)建新知，通過自我監(jiān)控幫助學(xué)生深化思維發(fā)展，最終讓學(xué)生在知識的遷移應(yīng)用中培養(yǎng)創(chuàng)新能力和問題解決能力，從而全面促進學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2" 指向核心素養(yǎng)發(fā)展的高中生物學(xué)思維型課堂教學(xué)實踐

2.1" 教學(xué)目標

“減數(shù)分裂”是滬科教版普通高中教科書《生物學(xué)·必修2·遺傳與進化》（以下簡稱“教材”）中第二章第一節(jié)的內(nèi)容。該內(nèi)容以學(xué)生已掌握的細胞學(xué)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(shù)分裂機制，從而闡釋減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的精細胞或卵細胞的過程，為學(xué)生后續(xù)探索遺傳信息在有性生殖中的傳遞規(guī)律及理解有性生殖后代具有多樣性奠定堅實的基礎(chǔ)。

筆者根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）中內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求及學(xué)業(yè)質(zhì)量標準，聚焦學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，制定了以下教學(xué)目標。

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

（2）通過闡明有性生殖過程中生殖細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)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(shù)目與親代相同，培養(yǎng)生命觀念。

（3）依據(jù)染色體行為對減數(shù)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(yǎng)歸納與概括的科學(xué)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(huán)境因素在疾病發(fā)生中的作用，倡導(dǎo)健康生活方式，培養(yǎng)社會責任意識。

2.2" 教學(xué)策略

2.2.1" 創(chuàng)設(shè)認知沖突，搭建思維培養(yǎng)平臺

教師通過介紹3月21日是世界唐氏綜合征日創(chuàng)設(shè)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(shù)量較常人多出一條，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生認知沖突，進而提出問題：患者體內(nèi)多出的21號染色體源自何處？由此，教師引出本節(jié)課的核心議題：減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化是怎樣的？

設(shè)計意圖：此設(shè)計旨在通過構(gòu)建一個特定的情境，即唐氏綜合征患者21號染色體數(shù)量異常，使學(xué)生在情境中產(chǎn)生疑問和認知沖突，從而為學(xué)生搭建思維培養(yǎng)平臺，激發(fā)學(xué)生的思維活力，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題進行深入探索從而實現(xiàn)深度學(xué)習。

2.2.2" 引導(dǎo)自主構(gòu)建，巧設(shè)思維培養(yǎng)活動

學(xué)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(shù)目一致的方式，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生從細胞水平和分子水平深入剖析減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細胞或卵細胞的過程。鑒于有絲分裂與減數(shù)分裂在染色體行為變化上存在高度相似性，教師可引導(dǎo)學(xué)生進行類比學(xué)習，學(xué)生通過將已掌握的有絲分裂知識合理遷移運用至減數(shù)分裂的探究過程中，完成減數(shù)分裂過程中染色體行為變化的探究。

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

設(shè)計意圖：學(xué)生通過對有絲分裂知識的遷移運用，結(jié)合視頻動畫提供的信息，推導(dǎo)出減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化。教師通過巧設(shè)思維培養(yǎng)活動，引導(dǎo)學(xué)生自主完成染色體行為變化的探究，從而培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，促進其科學(xué)思維的發(fā)展。

2.2.3" 實現(xiàn)自我監(jiān)控，助力高階思維發(fā)展

教師提出本節(jié)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(chǎn)生多少種不同的配子”

在教學(xué)實踐過程中，為了更有效地協(xié)助學(xué)生思考并解答相關(guān)問題，教師可引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建染色體模型來模擬減數(shù)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(tài)問題動態(tài)化，以此促進問題的解決。學(xué)生依據(jù)生物學(xué)事實和證據(jù)，運用模型與建模方法，對生命現(xiàn)象及其規(guī)律進行準確的探索與歸納，這一過程有助于進一步發(fā)展其生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。［2］在學(xué)生完成模型構(gòu)建后，教師可以設(shè)置展示與分享環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過學(xué)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(xué)生對減數(shù)分裂中非同源染色體自由組合以及聯(lián)會時非姐妹染色單體間可能發(fā)生交叉互換的理解。

設(shè)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(dǎo)學(xué)生深入思考并進行自我監(jiān)控，以激發(fā)學(xué)生關(guān)于核心問題的探討。此過程旨在引導(dǎo)學(xué)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(xué)生思維視野的同時，幫助學(xué)生深入理解減數(shù)分裂中同源染色體分離的意義，并培養(yǎng)其生命觀念。

2.2.4" 激發(fā)應(yīng)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?qū)е碌?？嘗試運用一對染色體構(gòu)建模型分析患者父母的21號染色體可能在減數(shù)分裂過程中的哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了異常？在學(xué)生分析過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識遷移應(yīng)用于構(gòu)建親代減數(shù)分裂模型，并推測出現(xiàn)異常的階段。隨后，教師介紹相關(guān)的疾病預(yù)防措施，并提及聯(lián)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(guān)愛。

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

3" 思維型課堂教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中的運用與思考

3.1" 指向思維發(fā)展的教學(xué)目標是重點

教學(xué)目標在實施《課程標準》、規(guī)劃教學(xué)計劃、整合教學(xué)內(nèi)容、明確教學(xué)導(dǎo)向、確定教學(xué)重點、選擇教學(xué)方法以及安排教學(xué)過程等方面均起著至關(guān)重要的作用。在高中生物學(xué)思維型課堂教學(xué)中，教學(xué)目標需要聚焦于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，彰顯生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對發(fā)展學(xué)生思維能力的指引作用。教師在設(shè)計教學(xué)目標時，應(yīng)融入科學(xué)思維能力的培養(yǎng)要素，預(yù)設(shè)思維訓(xùn)練活動的預(yù)期成效，使學(xué)生能夠清晰地理解并完成學(xué)習任務(wù)。

3.2" 激發(fā)思維動力的教學(xué)情境是基石

生物學(xué)作為一門與生活實際聯(lián)系緊密、強調(diào)運用科學(xué)思維解決實際問題的學(xué)科，其教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)顯得尤為重要?；谏顚嶋H、聚焦社會熱點、關(guān)注學(xué)科前沿的教學(xué)情境不僅能激發(fā)學(xué)生的思維活力，還能促使學(xué)生在綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的過程中實現(xiàn)思維層次的提升。因此，教師在備課過程中應(yīng)深入研讀《課程標準》，充分利用教材中與生活實際緊密相關(guān)的欄目，做好學(xué)情分析，成為生活中的敏銳觀察者，力求將生物學(xué)學(xué)科核心知識與社會生活實踐融合起來，以此激發(fā)學(xué)生的思維動力。對于學(xué)生而言，只有具備在真實情境中解決復(fù)雜問題的素養(yǎng)與思維能力，才能夠真正達成生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的目標。

3.3" 發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)活動是助力

在以發(fā)展核心素養(yǎng)為教育目標的課程理念下，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)巧妙設(shè)計思維培養(yǎng)活動。高中生物學(xué)思維型課堂教學(xué)的核心在于教學(xué)活動，且活動中應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性。教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生在探究、實踐、歸納的過程中深入思考。學(xué)生通過構(gòu)建實物模型、繪制思維導(dǎo)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(gòu)、整合、升華思維，從而推動自身核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3.4" 助力思維進階的教學(xué)問題是關(guān)鍵

高質(zhì)量育人方式和教學(xué)改革的深化，依賴于高質(zhì)量教學(xué)過程與教學(xué)方法的突破，而這又離不開高質(zhì)量教學(xué)問題的精準設(shè)計?；谡鎸嵡榫车慕虒W(xué)問題設(shè)計是思維型課堂教學(xué)的精髓，真實情境下的教學(xué)問題能夠引領(lǐng)學(xué)科教學(xué)，使教學(xué)回歸本質(zhì)。教學(xué)問題的設(shè)計直接影響著學(xué)生的思維發(fā)展過程。教師在設(shè)計教學(xué)問題時，應(yīng)準確把握學(xué)生的認知與思維發(fā)展特點，在學(xué)生思維發(fā)展的關(guān)鍵點設(shè)計緊扣生物學(xué)學(xué)科核心概念的問題，引導(dǎo)學(xué)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(xiàn)思維的進階。

4" 結(jié)語

綜上所述，思維型課堂教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)認知沖突情境，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建知識體系，不斷進行自我評價，探究生物學(xué)內(nèi)容，理解生物學(xué)本質(zhì)，進而實現(xiàn)知識的遷移與應(yīng)用，學(xué)會分析并解決實際問題，提高課堂效率，促進了其生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻

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

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