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        高中生物教學(xué)中高階思維能力的培養(yǎng)

        2022-05-30 09:25:24胡振杰
        知識窗·教師版 2022年8期
        關(guān)鍵詞:概括能力高階思維能力高中生物

        胡振杰

        摘要:高中生學(xué)習(xí)生物知識能增進(jìn)對大自然的了解,如了解植物、動物的科學(xué)知識。在高中生物教學(xué)中,以實(shí)驗(yàn)的形式研究生物知識,能強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)效果,培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力。文章討論高中生物教學(xué)中的高階思維能力,并總結(jié)高中生物教學(xué)中高階思維能力的培養(yǎng)策略,包括設(shè)計(jì)系統(tǒng)全面的復(fù)習(xí)教學(xué)方案;通過生物實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生思路;通過生物教材,培養(yǎng)學(xué)生整合思維;總結(jié)章節(jié)內(nèi)容,強(qiáng)化概括能力;科學(xué)設(shè)置問題,鍛煉判斷能力這五個方面。

        關(guān)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)。中國教育界普遍認(rèn)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(xué)家,他對人類的認(rèn)知和思維有深入的研究,并根據(jù)人類思維復(fù)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(yīng)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(rèn)為思維是需要鍛煉的,當(dāng)思維受到引導(dǎo),在解決問題時才能達(dá)到足夠深度。

        思維培養(yǎng)的整個過程要有計(jì)劃、有組織,促進(jìn)思維發(fā)展可以通過提問、對話和討論的方式實(shí)現(xiàn)。在處理一些比較復(fù)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(xué)需要培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,包括培養(yǎng)學(xué)生主動解決復(fù)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(xué)中高階思維能力的培養(yǎng)策略

        (一)設(shè)計(jì)系統(tǒng)全面的復(fù)習(xí)教學(xué)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(xué)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(xué)生的分析能力,教師就需要引導(dǎo)學(xué)生對整體進(jìn)行分解,綜合能力與分析能力是相互對應(yīng)的關(guān)系,當(dāng)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(fù)習(xí)教學(xué)來實(shí)現(xiàn)。復(fù)習(xí)過程就是要再學(xué)習(xí)、再認(rèn)識知識的過程,復(fù)習(xí)教學(xué)具備重復(fù)性的特征,重溫學(xué)習(xí)過的知識是一個非常重要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),通過總結(jié)學(xué)習(xí)過的知識,再次記憶和理解學(xué)習(xí)過的生物知識,提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的同時,成功培養(yǎng)學(xué)生的分析思維、綜合思維和批判思維。復(fù)習(xí)高中生物知識點(diǎn)時,學(xué)生要通過分析和綜合,發(fā)現(xiàn)不同知識點(diǎn)之間存在的細(xì)微相同點(diǎn),并分別列出不同之處。這就是利用高階思維處理知識點(diǎn),方便學(xué)生之后去記憶,最終內(nèi)化知識點(diǎn)。比如,當(dāng)學(xué)生完成了生物知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)后,要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是拿出一個主題詞就能聯(lián)想到相關(guān)知識點(diǎn)。

        教師制訂的復(fù)習(xí)教學(xué)策略應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)化和全面性的特點(diǎn)。教師提出生活中實(shí)際發(fā)生的情況,引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的生物知識解決,真正將學(xué)到的知識應(yīng)用于解決實(shí)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(fù)習(xí)內(nèi)容共有三個部分,分別是核酸的分類、核酸的結(jié)構(gòu)、核酸的功能。在這一小節(jié)中,較為復(fù)雜的知識點(diǎn)是核酸的結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)就可以看出,DNA的構(gòu)成是脫氧核苷酸,數(shù)量為兩條,而RNA的構(gòu)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(xué)生將DNA和RNA的不同之處詳細(xì)甄別出來,進(jìn)行深度思考,借助對比和總結(jié),提高了分析知識的高階思維能力。通過對比,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)DNA和RNA所具備的共同點(diǎn)是有核苷酸,不同點(diǎn)是核苷酸的種類與核苷酸的數(shù)量。

        (二)通過生物實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生思路

        高考考試說明中的生物實(shí)驗(yàn)與教材所明確的生物實(shí)驗(yàn)是一致的。落實(shí)教材設(shè)置的實(shí)驗(yàn)教學(xué),能促進(jìn)高中生在探究活動中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂趣,也有利于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。學(xué)生通過完成生物實(shí)驗(yàn),對生命運(yùn)動的本質(zhì)有深刻的認(rèn)識,并通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)生命運(yùn)動的規(guī)律。生物實(shí)驗(yàn)課上開展的實(shí)驗(yàn)活動不是盲目的,而是教師有計(jì)劃、有組織地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行的,可以充分調(diào)動學(xué)生的理性思維,且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)期間還會用到大量的理論知識。

        高中生物教材中的實(shí)驗(yàn)題目有多種類型,如人教版高中生物必修一第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”中的“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”,該實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生密切觀察,并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這能有效鍛煉學(xué)生的觀察能力。又如,第二章“組成細(xì)胞的分子”第一小節(jié)“細(xì)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(zhì)”,這個驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)是提出一個觀點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度,讓學(xué)生養(yǎng)成用事實(shí)說話的好習(xí)慣。再如,第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)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(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生的動手操作能力,促使高中生形成科學(xué)的探究思路。

        在生物實(shí)驗(yàn)課上,教師應(yīng)重視對學(xué)生的引導(dǎo),有時也需要為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn),促使學(xué)生認(rèn)真做生物實(shí)驗(yàn)。一般的生物實(shí)驗(yàn)會經(jīng)歷以下過程:第一,實(shí)驗(yàn)想法的產(chǎn)生;第二,實(shí)驗(yàn)方案的策劃;第三,動手操作獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行記錄和整理;第四,分析并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。每一個過程都需要學(xué)生有深度的思考,也會有相應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生。做生物實(shí)驗(yàn)期間,學(xué)生能夠自然進(jìn)入解決現(xiàn)實(shí)問題的狀態(tài),通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,鍛煉分析能力。在解決生物實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)問題中,學(xué)生主動解決復(fù)雜問題的高階思維能力又會得到有效鍛煉。在落實(shí)分組實(shí)驗(yàn)的過程中,生物教師應(yīng)做到有效組織,采用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄖ敢龑W(xué)生,規(guī)范學(xué)生的操作。在實(shí)際操作期間,學(xué)生會感受到教材給出的實(shí)驗(yàn)方案非常嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范,而且可操作性比較強(qiáng),從而在頭腦中形成規(guī)范的實(shí)驗(yàn)探究思路,這是后續(xù)學(xué)習(xí)能取得較好成績的保證。

        (三)通過生物教材,培養(yǎng)學(xué)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(xué)生思維獨(dú)立性比較強(qiáng),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(rèn)知發(fā)展階段有深入的研究,認(rèn)為高中生的發(fā)展處于形式運(yùn)算階段的后期,是形成邏輯推理思維的關(guān)鍵時期。在高中三年的學(xué)習(xí)生活中,學(xué)生會接觸到大量的科學(xué)知識,接觸到的內(nèi)容也非常深奧,學(xué)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(xué)習(xí)的主要任務(wù)是完成整個知識體系的構(gòu)建,高二的學(xué)習(xí)難度會上升一個層次,高三復(fù)習(xí)知識更加具有系統(tǒng)性,也有很強(qiáng)的綜合性。學(xué)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(yùn)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(xué)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(nèi)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(hù)生態(tài)環(huán)境,構(gòu)成了一個連貫的體系。教師要求學(xué)生整合教材知識,鍛煉學(xué)生概括總結(jié)能力和創(chuàng)新能力,同時提高學(xué)生的實(shí)踐能力?!叭梭w的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”這一章節(jié)圍繞著細(xì)胞生存環(huán)境展開,教師向?qū)W生介紹的知識有細(xì)胞外液、滲透壓和調(diào)節(jié)酸堿度,以及整個內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)。在講授這一章節(jié)時,教師應(yīng)借助教材的知識培養(yǎng)學(xué)生的整合思維,經(jīng)過微觀世界、個體、宏觀世界,在學(xué)生的頭腦中建立獨(dú)立的知識體系,提高學(xué)生的分析整合素質(zhì)。

        (四)總結(jié)章節(jié)內(nèi)容,強(qiáng)化概括能力

        根據(jù)知識點(diǎn)的特點(diǎn),生物教材編寫時有詳細(xì)的模塊和章節(jié)劃分,知識點(diǎn)之間有聯(lián)系,每一個章節(jié)的內(nèi)容之間也有聯(lián)系,并不是單獨(dú)存在的。因此,教師需要在學(xué)生的腦海中架構(gòu)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(yīng)用。在講授生物知識時,教師需注意與學(xué)生原有的知識體系相關(guān)聯(lián)。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí),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(xué)生有能力應(yīng)用已經(jīng)掌握的知識和方法,獨(dú)立概括整體內(nèi)容。

        比如,在講授《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》時,教師引導(dǎo)學(xué)生概括“動物和人體的生命活動的調(diào)節(jié)”這一小節(jié)的內(nèi)容,學(xué)生通過總結(jié)分析,認(rèn)為這一章節(jié)的起點(diǎn)是人體各個生命活動的調(diào)節(jié),然后分析出人體的生命活動調(diào)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(xué)生在概括總結(jié)知識點(diǎn)后,能夠形成整體調(diào)節(jié)的概念,然后有意識地參與內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)過程教學(xué),可提高學(xué)生綜合分析的概括能力。

        (五)科學(xué)設(shè)置問題,鍛煉判斷能力

        思考是一種習(xí)慣,愛思考的人往往思維也很靈活。為培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,教師需經(jīng)常引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生深度學(xué)習(xí)、深度思考。如教師需要創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生經(jīng)過多步的思考最終得到問題的答案。這對學(xué)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(jié)多個條件等。在深度思考的過程中,學(xué)生的毅力、耐力都會受到考驗(yàn)。因此,在生物教學(xué)中,教師要讓學(xué)生始終保持深度思考的習(xí)慣,鍛煉學(xué)生的思維能力,使學(xué)生的思維能夠達(dá)到一個更高的層次,提升學(xué)生的判斷能力。值得注意的是,培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,教師需要日復(fù)一日的努力,并在大量的習(xí)題中不斷鞏固強(qiáng)化。學(xué)生在學(xué)習(xí)高中生物知識時,習(xí)慣進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的狀態(tài),在研究復(fù)雜知識點(diǎn)的活動中提升自己的判斷能力。

        比如,“動物細(xì)胞工程”一節(jié)要求學(xué)生掌握培養(yǎng)動物細(xì)胞的條件、在培養(yǎng)動物細(xì)胞過程中細(xì)胞的生長條件。學(xué)生通過比較動物和植物細(xì)胞的生命周期,總結(jié)兩者的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。在這一小節(jié)的教學(xué)中,教師以鍛煉學(xué)生思維能力為目的設(shè)置判斷題:培養(yǎng)動物細(xì)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(xué)生對動物細(xì)胞的生長需求有一定了解,動物的生長需求會側(cè)面反映出培養(yǎng)動物細(xì)胞對培養(yǎng)液pH值的要求。在教學(xué)過程中,教師為學(xué)生解讀生物實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)動物細(xì)胞的過程,重點(diǎn)講解原理、選材和對酶的科學(xué)處理,強(qiáng)調(diào)所使用的酶不應(yīng)該是胃蛋白酶,因?yàn)槲傅鞍酌赴l(fā)揮作用要求pH值大約為2.0,而培養(yǎng)動物細(xì)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(xué)培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力,教師可從復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)入手,設(shè)計(jì)體現(xiàn)全面性、系統(tǒng)性的教學(xué)方案,鍛煉學(xué)生比較分析能力。教師還要重視高中生物分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動,引導(dǎo)學(xué)生形成思考問題的基本思路,多方面、多角度提高學(xué)生的思維整合能力,強(qiáng)化學(xué)生的概括能力,鍛煉學(xué)生的判斷能力。

        參考文獻(xiàn):

        [1]黃小玲.基于平板電腦的高中生物教學(xué)策略探究——以《減數(shù)分裂》為例[J].知識文庫,2021(17).

        [2]戴娟.高階思維能力在高中生物教學(xué)中的培養(yǎng)與應(yīng)用[J].文理導(dǎo)航(中旬),2021(1).

        [3]丁婷,曹燕波.高中生物學(xué)教學(xué)中高階思維能力的培養(yǎng)——以“探討加酶洗衣粉的洗滌效果”為例[J].生物學(xué)通報(bào),2018(2).

        (作者單位:江蘇省宜興市陽羨高級中學(xué))

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