以高阶思维为核心的高中生物学高效课堂构建策略探究

摘 要：为提升高中生物学教学中学生的高阶思维能力，文章分析了高阶思维在现代教育中的重要性及当前高中生物学教学的局限性，提出构建以高阶思维为核心的课堂策略。通过探讨课程设计原则、教学内容的选择与组织，以及多样化教学方法与策略，强调了问题驱动、任务导向、跨学科整合等创新教学模式对学生思维能力培养的作用。文章分析认为采用以上策略不仅能够提升学生的科学素养和思维深度，还能有效促进高中生物学教学质量的全面提高。

关键词：高阶思维能力；高中生物学教学；课程设计；教学策略；跨学科整合

中图分类号：G633.91"" 文献标识码：A"" 文章编号：1673-8918（2024）50-0122-03

在现代教育中，高阶思维能力被视为培养全面发展人才的关键因素，故学生面对的是如何有效处理和应用大量信息的挑战。在高中生物学教学中，传统的知识传授模式已不能满足培养学生深入理解和创新思维的需求。重塑课堂，促进高阶思维的发展，已成为教育改革的核心任务。文章将探讨构建以高阶思维为核心的高中生物学课堂策略，从课程设计、教学内容选择与组织、教学方法等方面提出系统性的改进建议。

一、 高阶思维在教育中的重要性

高阶思维涵盖分析、评价和创造等多层次思维活动，是现代教育体系中不可或缺的组成部分。在信息化时代，学生面临的不仅是信息数量的急剧增加，还有如何有效处理和应用信息的挑战。高阶思维能力的培养有助于学生在复杂信息环境中准确识别有价值的信息，理性评估信息的可靠性，并以创造性的方式解决问题。在学科教学中，尤其是高中生物学等领域，高阶思维的引入和培养能够深化学生的学习体验和提升学习效果。通过系统的分析、综合和创造性思维训练，学生可以在知识的理解和应用上达到更高层次，建立更为系统和深刻的知识结构，增强学习的自主性和探究性。高阶思维在跨学科领域的应用，能够帮助学生将不同学科的知识融会贯通，培养其解决复杂问题的综合能力。培养高阶思维能力还有助于创新能力的发展，通过提升学生的分析、评价和创造能力，激发其创新潜力，使其在科研和实际工作中展现出独特的创造力和解决问题的能力。在现代社会中，创新已成为推动社会进步和经济发展的关键力量，培养具有高阶思维能力的学生有助于未来社会的可持续发展。

二、 高中生物学科的教学现状与挑战

（一）传统教学模式的局限性

当前高中生物学教学的传统模式面临诸多问题，严重制约了教学效果和学生高阶思维能力的发展。传统教学过于注重知识的记忆和复述，忽视了对学生思维能力和实践能力的培养。教师常采用灌输式教学方法，注重生物学概念和原理的传授，缺乏对知识理解、应用和创新的引导，导致学生的学习兴趣不高，思维发展受到限制。教学方法单一，主要依赖讲授法，缺乏现代教学方法的有效应用，课堂互动性和学生参与度不足，制约了学生自主构建知识的能力。受应试教育影响，教学内容趋于片面化，学生的学习多停留于表面，未能深入理解和探究学科本质。实验教学形式化的问题普遍存在，缺乏实际探究和动手操作的机会，学生在科学探究能力方面的培养受到限制。学科之间的联系也未能在教学中得到充分体现，跨学科的综合思维难以建立。信息技术在生物学教学中的应用相对不足，多数教师仅停留在基础技术的使用阶段，未能有效利用虚拟实验、数据分析软件等现代教育技术，影响了教学手段的多样性和有效性。当前的评价方式主要依赖纸笔测试，难以全面反映学生的高阶思维能力和实践能力，缺乏项目评估、实验报告等多元化的评价手段，使得学生的学习成果和能力发展无法得到真实体现。

（二）高阶思维在高中生物学教学中的地位

在高中生物学教学中，高阶思维能力的必要性源于生物学科的本质特征、科学探究的需求、多学科交叉融合的趋势、社会问题的复杂性以及生物学快速发展的态势。生物学作为研究生命现象和规律的自然科学，要求学生具备分析、综合、评价和创造等高阶思维能力，以便深入理解生态系统平衡等复杂概念。科学探究是生物学教学的重要组成部分，高阶思维能力是设计实验、控制变量、解释数据及提出新假设的基础。现代生物学科的发展呈现出明显的多学科交叉特点，如生物信息学和生物工程的兴起，要求学生能够跨学科思考并解决复杂的生物学问题。生物学与诸多重大社会问题密切相关，如环境保护和基因编辑。这些问题的复杂性需要学生具备高阶思维能力，以进行深入理解和理性决策。然而目前高中生物学教学在培养学生高阶思维能力方面仍存在显著不足。教学目标往往侧重于知识的记忆和理解，忽视了思维能力的培养；教学内容局限于教材，缺乏对前沿知识的引入，影响了学生的深度思考；教学方法仍以传统讲授法为主，探究式学习等促进高阶思维发展的方法应用不足；实验教学缺乏探究性和开放性，评价方式单一，无法全面反映学生的高阶思维水平；教师在设计和实施高阶思维教学活动的能力尚待提高。

三、 构建以高阶思维为核心的高中生物学课堂策略

（一）课程设计原则

构建以高阶思维为核心的高中生物学高效课堂需要遵循一系列科学的课程设计原则。这些原则既要培养学生的高阶思维能力，又要符合生物学科特点及高中学生的认知特征。目标导向原则强调课程目标应明确包含高阶思维能力的培养，采用修订版布鲁姆教育目标分类学，使目标涵盖分析、评价和创造等高阶认知过程。螺旋上升原则要求课程设计遵循认知发展规律，逐步提高思维难度，通过螺旋式课程结构反复深化核心概念的认知要求和思维层次。问题驱动原则则是以真实的生物学问题或社会议题作为驱动力，激发学生的深入思考和探究。跨学科整合原则重视生物学与其他学科的联系，培养学生的综合思维能力，实践探究原则强调课程应包含充分的实践活动，提供运用高阶思维的机会。个性化学习原则要求课程设计考虑学生的个体差异，提供多样化的学习路径和任务选择，形成性评价原则强调评价贯穿学习全过程，多元化评价方式有助于全面评估学生的高阶思维能力。技术支持原则强调利用现代教育技术，情境创设原则倡导通过真实情境或模拟研究环境的发展来培养学生的高阶思维。反思与迁移原则要求课程设计包含反思环节，引导学生内化高阶思维策略并学会迁移应用。

（二）教学内容的选择与组织

在构建以高阶思维为核心的高中生物学高效课堂中，教学内容的选择与组织应围绕生物学核心概念、前沿知识、跨学科内容、实际问题等多个方面进行科学设计。内容应以核心概念为导向，如围绕“适应”展开，涵盖形态、行为、生理等多个维度，帮助学生深入理解生物学的基础理论。适当引入前沿知识，如CRISPR基因编辑等最新研究成果，激发学生的探索兴趣，培养分析和评价能力。跨学科内容整合如生物信息学、生物物理学等，有助于学生综合运用不同学科知识解决问题。实际问题导向的内容选择，如“新冠疫情与病毒变异”的专题，鼓励学生运用生物学知识分析社会热点。通过科学探究过程的融入，让学生体验提出假设、设计实验、分析数据的全过程，培养科学思维方法。历史发展视角可以通过引入科学发现的历史背景和科学家的研究过程，增强学生的科学思维方法和创新精神。教学内容应层次化设计，满足不同水平学生的需求，鼓励所有学生在适应自己能力的层次上获得发展。通过案例教学，例如分析“福岛核事故后的生态系统变化”，锻炼学生的问题分析和批判性思维。实验技能与方法的内容应注重实践操作，如设计PCR技术学习单元，提升学生的实验能力。教学内容还应包括涉及伦理和社会影响的主题，如“基因编辑婴儿”事件，培养学生的价值判断能力。

（三）教学方法与策略

在高中生物课堂中，为有效促进学生的高阶思维能力发展，应采用多样化的教学方法和策略。探究式学习作为一种以学生为中心的教学方法，通过引导学生像科学家一样思考和行动，能够培养其分析、评价和创造等高阶思维技能。例如，在研究植物生长因素时，学生需提出问题、形成假设、设计实验、收集数据、分析结果并得出结论，全面锻炼其科学探究能力。问题驱动学习是一种以真实问题为驱动的学习方法，学生在解决复杂问题的过程中学习知识和技能。在探讨外来物种入侵对生态系统的影响时，学生需要研究物种特征、分析生态影响、评估控制方法并设计管理方案。这一过程要求学生综合运用所学知识，进行深入分析和创造性思考。讨论式教学通过鼓励学生表达观点、倾听他人、辩论和反思，提升其批判性思维和沟通能力。以基因编辑技术的伦理问题为例，学生通过辩论赛形式，就“是否应该允许对人类胚胎进行基因编辑”这一辩题展开深入讨论，需准备论据、反驳对手，并在辩论中动态调整观点。这不仅培养了学生的思辨能力，也促进了他们对伦理问题的深刻理解。

四、 案例分析与教学建议

（一）成功教学案例分析

广东广雅中学的“为思维而教”理念通过重塑教学策略和课堂模式，成功提升了学生的高阶思维能力和科学素养，为现代教育提供了重要的实践范例。学校的生物学课堂不再是单纯的知识填充，而成为“深度思维的舞台”。教师通过情境创设、任务驱动和项目学习等方法，引导学生主动参与到生物学问题的探索和解决中。具体而言，在探讨如何保持图书馆旁鱼池的清澈水质时，学生们摒弃了化学治理的方法，选择了铺设石子，创造微型生态系统，展示了他们在实际生活中应用生物学知识的能力。这种教学模式强调“从问题意识到问题解决”，推动了学生思维的深度发展。通过多年的探索和调整，广雅中学的教师团队扮演着“思维建筑师”的角色，不再仅是知识的传递者，而是引导学生思考和探究的引路人。该校的经验表明，注重思维能力培养的教育改革需要长期的实践和不断的优化，才能真正促进学生的综合素养和创新能力的提升。

（二）教学建议

基于广东广雅中学“为思维而教”理念的实践成果，教学建议应侧重于深化问题驱动的教学设计，强调通过具有挑战性和启发性的情境创设，引导学生主动探究并解决问题，培养批判性思维和创新能力。因此，教师应加强任务驱动与项目学习的结合，鼓励学生在实践中运用生物学知识进行跨学科探究，培养团队合作和综合能力。评价机制应多元化，结合过程性评价和终结性评价，全面评估学生的思维过程和学习效果，同时引入自评和互评环节，促进学生反思与成长。教师的专业发展和教学能力是高效课堂的关键，应通过专业培训和教学研究共同体的建设，提升教师在情境创设、任务设计等方面的能力。跨学科整合与合作也应得到重视，设计跨学科主题单元或项目，促进学生综合运用多学科知识，增强综合思维能力和科学素养。

五、 结论

构建以高阶思维为核心的高中生物学课堂，能够有效提升学生的思维能力和科学素养，推动教学质量的全面提升。通过优化课程设计、丰富教学内容和创新教学方法，实现了思维能力的培养与学科知识的深度融合。未来的教育实践应继续探索更加多元化的教学策略，注重跨学科整合与实践应用，为培养具有批判性思维和创新能力的高素质人才提供更加坚实的基础。

参考文献：

［1］鲍善军.一题一课：指向高阶思维能力培养的教学策略研究［J］.小学教学参考，2020（17）：32-34.

［2］易娟.跨学科融合下培养学生高阶思维能力的探索——以高中生物学科研究性学习教学为例［J］.甘肃教育，2023（6）：111-114.

［3］高怿.高中生物教学中高阶思维能力的培养［J］.文理导航，2018（17）：77-78.

［4］廖文飞.高中生物高效课堂构建策略［J］.中华活页文选（高中版），2023（13）：61-63.

课题项目：衢州市教育科学规划2024年度一般课题“指向高阶思维的高中生物高效课堂模式实践”（立项编号：QY25007）阶段性研究成果。

作者简介：林玲玲（1992～），女，汉族，浙江温州人，衢州市求益中学，研究方向：生物学、教育学。