高中生物教学中学生高阶思维能力的培养

苏启金

随着信息时代的发展和社会对人才需求的变化，传统的死记硬背已无法满足学生发展所需。本文以高中生物教学中学生高阶思维能力的培养为主题，分析目前教学中存在的问题，探讨如何培养学生的高阶思维能力，以期促进学生思维能力发展。

高中生物课程教学旨在培养学生的科学素养和思维能力，高阶思维能力正是其中的重要组成部分。目前教学中普遍存在教师过分注重知识传授、课堂单一呈现和评价方式单一等问题，导致学生的高阶思维能力得不到持续发展。教师亟需探讨如何在高中生物教学中培养学生的高阶思维能力，以满足现代社会对人才的需求。

一、高中生物教学中培养学生高阶思维能力的意义

进入新时代，创新能力、解决问题的能力和批判性思维能力越来越受到重视，这些能力都是高阶思维能力的表现，对其适应现代社会需求至关重要。

首先，高阶思维能力可以使学生更加主动、积极地参与学习，激发学生思考和探索的欲望，从而拓展学习的深度和广度。

其次，高阶思维能力可以使学生更好地理解和应用所学知识，培养自主学习能力，提高学习效率。

再次，高阶思维能力是一种终身学习的能力，能够让学生独立思考、持续学习和不断适应变化的社会需求，从而在未来面对各种挑战时能够更好地解决问题。

最后，高阶思维能力可以培养学生的创新精神和团队合作能力，使学生更具有解决问题、发现问题和解决社会问题的能力。这样的能力是现代社会所需要的，能够帮助学生更好地参与社会实践，为社会发展作出贡献。

二、高中生物教学中的问题

当前，高中生物教学中培养学生高阶思维能力存在一些問题，包括教学方法、教育理念以及学生自身等诸多影响因素。

首先，教学方法的单一性是一个问题。目前，很多高中生物课堂还停留在传统的讲授和记忆模式中，缺乏启发式的教学方法。这种单一的教学方式导致学生只注重基础知识的掌握，缺乏对知识的深入理解和应用。

其次，传统的教育理念对高阶思维能力的培养造成了一定的限制。传统的教育理念和评价体系侧重于对学生记忆能力的评估，忽视了对学生综合分析能力和创新能力的培养。

最后，学生自身因素也是影响高阶思维能力培养目标的一大因素。有些学生存在学习心态问题，过于注重成绩分数，缺乏对知识的探索和追求。为了解决这个问题，学校和家庭应该共同努力，培养学生的学习兴趣和学习能力，鼓励学生主动思考和独立学习，为其提供良好的学习环境和资源支持。

三、高中生物教学中培养学生高阶思维能力的方法

（一）提出挑战性问题

教师提出具有一定难度和深度的问题，能够引发学生的深入思考，增强学生探索欲望，促使学生运用已掌握的知识分析、推理和解决问题。在教学设计中，教师可以有意识地将一些挑战性的问题融入教学内容中。这些问题不局限于书本上的例题，而是一切能够启发学生思考、探究的问题。教师可以引导学生思考问题的背景、原因和影响，激发学生的好奇心和思辨精神，在学生遇到困惑或无法得到答案时给予提示，提供适当的支持和指导，鼓励学生尝试新的思路和方法。

以“走近细胞”教学为例。教师可以向学生介绍细胞的基本概念和特点，让学生对细胞有一个初步的认识，然后将学生分为若干小组，每个小组围绕细胞的相关问题进行讨论和研究。在讨论过程中，教师适时引导学生关注问题的核心，让学生更深入地了解细胞的相关知识。在小组讨论的基础上，教师可以组织学生进行实践操作，如观察显微镜下的细胞样本，让学生直观地感受细胞的形象和结构。

在实践与理论相结合的学习过程中，学生可以更好地理解和掌握细胞的知识，培养观察能力和高阶思维能力。在教学过程中，教师还需关注学生的个体差异，针对不同学生的认知水平和学习能力进行针对性指导，确保每名学生都能在小组合作中发挥自己的优势，实现共同进步。

（二）引导批判性思维

批判性思维是指学生能够主动、有目的地思考，并从不同的角度评估和判断信息的能力。首先，在教学中，教师可以引入一种新的概念或实验结果，鼓励学生就其可能的原因或解释进行猜测和讨论，提出不同的观点，并引导学生通过查找资料、进行实验或展开辩论来支持或反驳这些观点。

其次，教师可以设立探究性任务，启发学生的批判性思维。例如，要求学生进行科学实验或小型研究项目，自主设计实验方案、收集数据并分析结果，思考实验的可靠性和有效性，并帮助学生分析结果，得出结论。

最后，教师可以使用多媒体资源和真实案例激发学生的批判性思维，如展示真实的科学研究成果、生物技术应用或争议性的生物学问题，引导学生思考其科学可行性、伦理问题或社会影响。

以“细胞的生命历程”教学为例。教师可以运用多媒体资源如视频、图片和动画等，生动地展示细胞的生命历程，使学生对这一复杂过程有更直观地认识。在此基础上，引导学生分析科学研究成果，了解细胞生命历程中的各种机制和原理。通过对比不同研究者的观点和实验成果，学生可以学会批判性地看待科学问题，培养独立思考能力。教师还可以引入具有伦理争议的生物学问题，如基因编辑、克隆技术等，引导学生在了解科学原理的基础上思考这些技术的伦理问题和潜在社会影响。这种方式有助于培养学生关注生物学发展动态的意识和积极参与社会讨论的能力。

（三）开展小组合作学习

小组合作学习可以促进学生的互动和合作，激发学生思考和解决问题的能力。在组织小组合作学习时，首先，教师应当根据学生的兴趣、能力和学习风格进行合理分组。不同小组之间的差异性应尽量缩小，同一小组包含各能力层的学生，以便学生可以相互借鉴和支持，共同进步。

其次，教师可以设计一些启发性的任务或问题，让学生在小组内进行合作探究。教师在小组合作学习中扮演着引导者的角色，应明确小组合作学习的目标，给予学生适当的指导和反馈，如提供相关的学习资源和参考文献，指导学生从中找到合适的解决方案。

最后，教师还可以定期组织小组讨论和分享，加强学生之间的交流和合作，促进彼此的学习和进步。学生可以根据自己的兴趣和能力选择课题、提出问题并分工合作，进行深入研究和探索。

以“减数分裂”教学为例。教师应当给予学生一定的自主权，鼓励学生尝试新的思路和方法，并为学生提供必要的支持和指导。这样的教学策略有利于激发学生的学习兴趣，使学生更加投入地参与到课题研究中，培养学生的创新思维和实践能力，为学生的未来发展奠定基础。在小组合作学习中，学生不仅需要掌握相关的学科知识，还需要学习合作与沟通的技巧，包括如何有效地表达自己的观点、如何倾听他人的意见以及如何协调分歧和达成共识。这些技能对于学生的个人成长和团队协作至关重要，是学生未来生活和发展中必不可少的素养。

（四）提供多样化的学习资源

丰富多样的学习资源可以激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识视野，培养学生的批判性思维和创新能力。教师可以提供多种形式的学习材料，如文本、图片、视频、音频等，满足不同学生的学习需求。例如，对于视觉学习者，教师可以提供丰富的生物图片或动画；对于听觉学习者，教师可以录制讲解音频或使用科普视频。这样的多样化学习资源可以激发学生的学习兴趣，也提供了不同的视角和观点，促使学生进行思考和探索。

互联网上存在大量的生物学习资源，如在线课程、科普文章、科学网站等，教师可以指导学生如何使用这些资源进行自主学习。通过互联网资源，学生可以接触到最新的科学研究成果和应用实践，了解科学家的工作方法和思维方式，提升自身的批判性思维和创新能力。

以“遗传和染色体”教学为例。首先，教师可以引入真实案例或個人故事，激发学生的学习兴趣和思考。这些真实案例可以是科学家的研究经历、生物技术的应用案例或生物学中的伦理问题等。教师讲述这些真实故事，能够引导学生思考科学的社会影响、伦理道德以及科学创新的价值等问题。学生可以通过分析和讨论案例获得批判性思维的锻炼，培养学术素养和高阶思维能力。

其次，教师可以设计探究性学习任务，让学生主动参与并发现知识，如组织学生进行实验、观察和调查等活动，让学生亲自探索生物学的现象和问题。通过这样的实践活动，学生可以运用所学知识，实现知识的迁移运用，提升批判性思维和问题解决能力；教师也可以在学生实践的过程中提供适当的引导和支持，帮助学生理解和解释实验结果，并将其与生物学知识进行联系。

（五）鼓励创新思维

创新思维是一种超越传统思维模式的能力，能够帮助学生在面对复杂问题时找到独特的解决方法。在高中生物教学中，教师可以设计富有挑战性和趣味性的实验课题，激发学生的创新欲望；引导学生进行科学探究活动，鼓励学生的创新想法；提供一个开放性的问题或挑战，让学生自主思考、提出假设并进行实验或调查来验证假设。在这个过程中，学生需要运用已有知识和技能，发挥创新思维，尝试新的方法和想法。教师可以定期组织学生分享学生的探究成果，给予积极的反馈和鼓励，以激发学生的创新意识和动力，或者组织学生通过项目或课题的形式进行个人或小组的创新研究。

以“身边的生物科学”教学为例。教师可以提供一个主题或问题，以激发学生思考和探究的欲望。例如，“探究身边植物的多样性”或“分析身边环境的生态系统”，这些问题都与学生的日常生活密切相关，能够激发学生的好奇心。接下来，教师要鼓励学生自主选择和设计研究方案。在这一阶段，教师可以提供一些指导性建议，如调查方法、观察技巧等，但不宜过度干预，以免影响学生的独立思考。学生可以根据自己的兴趣和特长选择合适的研究方法，如文献查阅、实地考察、访谈等。在完成研究方案设计后，学生需要进行实验、观察和数据分析等活动。这是整个研究过程的核心环节，也是培养学生实践能力的重要阶段，教师要确保学生在实验过程中遵循科学方法和伦理规范，确保实验安全，同时引导学生学会如何收集、整理和分析数据，培养学生的数据处理能力。

（六）设立评估机制

适当的评估机制可以激发学生的思考能力、创新能力和问题解决能力，帮助学生提高自我认知和自我评价的能力。

首先，评估机制应该注重学生的思维过程而非结果。传统的评估往往只注重学生的知识掌握情况，忽视了学生的思考和解决问题的能力。因此，对于高中生物教学，评估机制应该设计成能够评价学生思维过程的形式，如开放性题目、实验设计题等。这样既能够激发学生的思维能力，又能够全面评价学生的能力。

其次，不同学生具有不同的学习风格和能力基础，因此评估机制应该灵活多样，能够满足不同学生的需求。例如，教师可以设计不同形式的评估题目，包括选择题、填空题、问答题、论述题等，使学生能够充分展示自己的思考能力和表达能力。

再次，评估机制还应该关注学生的学习能力和创新能力。学生通常在自主学习和解决问题的过程中表现出较高的思维能力，教师应当给学生一定的自主权，让学生选择课题、提出问题并以小组或个人的形式进行探究。这种方式不仅可以发展学生的创新思维和问题解决能力，还能提升学生的合作能力与沟通能力。以“人体生命活动的调节”教学为例。教师可以设置合作性的任务，要求学生在小组中共同解决问题，并对学生的合作过程和成果进行评价。

最后，评估机制应该注重学生的自我认知和自我评价，让学生能够了解自己的优势和不足，进行自我反思和调整。因此，评估机制应该设计成能够帮助学生提高自我认知和自我评价的形式。教师可以引导学生进行同伴互评、自我评价，让学生对自己的进步和不足有一个客观的认识。

四、结语

学生高阶思维能力的培养是一个长期而持续的过程，需要学校、教师和家长的共同努力。学校应该提供良好的教学环境和资源支持，教师应该担负起引导和激励学生的责任，而家长则应该给予学生足够的支持。相信通过共同努力，我们能够培养出具备高阶思维能力的学生，助力学生成为未来生物学领域的创新者。这不仅能够推动生物学科的发展，也能够为社会进步和可持续发展作出重要贡献。