鄶芬

1 高階思維的定義

高階思維是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或較高層次的認(rèn)知能力。美國(guó)教育家布盧姆按照認(rèn)知的復(fù)雜程度，將思維過(guò)程具體分為知識(shí)、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)六類(lèi)，其中知識(shí)、理解、應(yīng)用為低階思維，分析、綜合、評(píng)價(jià)為高階思維，后將高階思維修訂為分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造。

2 培養(yǎng)高階思維的原因

（1） 社會(huì)發(fā)展的需要，教育是知識(shí)創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的主要基地，也是培育創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。

（2） 高中教育的需要，《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》提出學(xué)生通過(guò)高中生物課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究的一般方法，具有較強(qiáng)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能、搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。這些都是高階思維的體現(xiàn)。

（3） 迎接高考的需要，近些年的高考試題正在逐步實(shí)現(xiàn)從知識(shí)立意向能力立意的轉(zhuǎn)變，從低階思維向高階思維的轉(zhuǎn)變。

這就要求教師緊跟時(shí)代的脈搏，從社會(huì)需求本位的角度，從人本發(fā)展的角度，加快克服和糾正以講授為主體的傳統(tǒng)課堂，改變過(guò)分注重培養(yǎng)學(xué)生記憶、理解與應(yīng)用的低階思維能力的弊端，大力倡導(dǎo)有利于提高人才素質(zhì)的高階思維能力的推行。

3 培養(yǎng)學(xué)生高階思維的方式

3.1 創(chuàng)設(shè)思維情境

蘇聯(lián)心理學(xué)家贊可夫曾指出：“教學(xué)法一旦觸及學(xué)生的情緒和意識(shí)領(lǐng)域，觸及學(xué)生的精神需求，學(xué)生對(duì)某一教學(xué)情境很感興趣，這種教學(xué)法就能發(fā)揮高度有效的作用?！币还?jié)課要達(dá)到良好的教學(xué)效果，教師必須重視創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極的思維和思考，引導(dǎo)他們參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。新課的導(dǎo)入方式?jīng)Q定了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和態(tài)度，決定了其學(xué)習(xí)的遷移速度，決定了學(xué)生情感投入程度。例如植物的向光性、色盲檢測(cè)卡、礦泉水標(biāo)簽、醫(yī)用ATP注射劑、小故事等都是生物教師可以利用的資源。一個(gè)好的教學(xué)情境可以讓學(xué)生帶著興趣和問(wèn)題進(jìn)入新課，將學(xué)生的注意力引導(dǎo)到最佳的思維狀態(tài)，調(diào)動(dòng)其思維，也提高了他們自主解決問(wèn)題的熱情。這是高階思維能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

3.2 培養(yǎng)問(wèn)題意識(shí)

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和闡述問(wèn)題可能比解決問(wèn)題更重要?！睂W(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程是其知識(shí)體系主動(dòng)構(gòu)建的過(guò)程，教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)條件和機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和探究問(wèn)題并獲得結(jié)論，讓每個(gè)學(xué)生都有“問(wèn)題”意識(shí)，遇到個(gè)人解決不了的問(wèn)題由小組討論解決。這樣才能讓學(xué)生成為課堂真正的主人，還能培養(yǎng)學(xué)生分析、評(píng)價(jià)以及協(xié)作探究的能力。

例如關(guān)于植物向光性圖片的分析，有以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1） 圖中植株的生長(zhǎng)方向有什么特點(diǎn)？

（2） 是哪種環(huán)境刺激引發(fā)了這株植物生長(zhǎng)方向的改變？

（3） 這種改變有什么適應(yīng)意義？

（4） 植物為什么具有向光性？你能借助實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論嗎？

（5） 生長(zhǎng)素為什么在單測(cè)光的照射下分布不均勻？

假設(shè)1：生長(zhǎng)素在胚芽鞘尖端進(jìn)行了橫向運(yùn)輸；

假設(shè)2：光照促使生長(zhǎng)素分解，導(dǎo)致背光側(cè)生長(zhǎng)素比向光側(cè)多。

你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明自己的觀點(diǎn)嗎？你還能提出其他的假設(shè)嗎？

不難看出，前三個(gè)問(wèn)題屬于低階思維層次，而后兩個(gè)問(wèn)題是高階思維層次。

又如，在介紹植物細(xì)胞的吸水和失水（圖1）時(shí)，提出以下問(wèn)題：

你能預(yù)測(cè)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果嗎？為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的變化？

這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，卻要求學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用能力。高階思維的問(wèn)題設(shè)置是建立在低階思維的基礎(chǔ)上的，在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些基礎(chǔ)知識(shí)后，教師可以提出一些體現(xiàn)高階思維的問(wèn)題。這樣日積月累之后，學(xué)生也會(huì)養(yǎng)成提出問(wèn)題的習(xí)慣。在筆者講授單倍體概念時(shí)，學(xué)生提出了這樣一個(gè)問(wèn)題：蜜蜂的性別到底是由什么決定的？筆者并沒(méi)有回答他，而是呈現(xiàn)了這樣一道題：（2005年北京理綜）蜜蜂是具有社會(huì)性行為的昆蟲(chóng)。一個(gè)蜂群包括一只蜂王、幾只雄蜂和眾多工蜂。蜂王專(zhuān)職產(chǎn)卵，雄蜂同蜂王交尾，工蜂負(fù)責(zé)采集花粉、喂養(yǎng)幼蟲(chóng)、清理蜂房等工作。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：未受精卵發(fā)育成雄蜂，受精卵發(fā)育成雌性的蜂王或工蜂，這表明密蜂的性別由 決定。并且同時(shí)提出問(wèn)題：你能通過(guò)所學(xué)知識(shí)列舉生物性別決定的方式嗎？學(xué)生通過(guò)思考和研究很容易就整理出了相關(guān)知識(shí)。由一個(gè)知識(shí)點(diǎn)引發(fā)出另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，不僅有知識(shí)的遷移，還鍛煉了學(xué)生的思維，起到了很好的效果。

在講人類(lèi)遺傳病的時(shí)候，學(xué)生問(wèn)：高齡產(chǎn)婦所生子女的壽命是不是更短？筆者詢問(wèn)學(xué)生的想法，他說(shuō)因?yàn)榧?xì)胞中端粒的長(zhǎng)度是有限的，如果分裂次數(shù)多，那形成的生殖細(xì)胞內(nèi)端粒的長(zhǎng)度就減少了，所生子女的孩子壽命不就短嗎？筆者很驚嘆于學(xué)生的思維能力，借著這個(gè)問(wèn)題，給學(xué)生呈現(xiàn)了兩個(gè)事實(shí)：事實(shí)1：精子的端粒要比體細(xì)胞長(zhǎng)，體細(xì)胞缺失端粒酶活性就會(huì)逐漸衰老，而生殖細(xì)胞系的端粒卻可以維持其長(zhǎng)度；事實(shí)2：在人體內(nèi)端粒酶出現(xiàn)在大多數(shù)的胚胎組織、生殖細(xì)胞、炎性細(xì)胞、更新組織的增生細(xì)胞以及腫瘤細(xì)胞中。另外，引出了2009年兩位女科學(xué)家因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理而獲諾貝爾獎(jiǎng)的事實(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生活生產(chǎn)實(shí)踐中，為國(guó)家的發(fā)展做貢獻(xiàn)。

3.3 參與課堂講授

只有學(xué)生學(xué)得精彩才是教學(xué)真正的精彩。課堂中要體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生的思維得到提高和發(fā)展，教師可以讓學(xué)生參與課堂講授，以培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)和分析和解決能力。例如：已知一批胚的基因型為AA和Aa的豌豆種子，其數(shù)目之比為1∶2。將這批種子種下，自然狀態(tài)下（假設(shè)結(jié)實(shí)率相同）其子一代中胚的基因型為AA、Aa、aa的種子數(shù)之比為（ ）

A. 3∶2∶1 B. 1∶2∶1

C. 3∶5∶1 D. 4∶4∶1

在講解這道題的時(shí)候，學(xué)生板書(shū)了如圖1所示內(nèi)容。

在書(shū)寫(xiě)之后，學(xué)生馬上就意識(shí)到自己忽略了題干的2個(gè)重要信息——豌豆和自然狀態(tài)下，同時(shí)知道了自己錯(cuò)在哪里。“學(xué)生講”能暴露學(xué)生對(duì)知識(shí)的錯(cuò)誤理解和缺漏，也能激發(fā)學(xué)生思維。教師要巧妙搭臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生講述相關(guān)知識(shí)，講述教材重難點(diǎn)，講述實(shí)驗(yàn)原理和方法，講述審題方法和解題思路，講述解題中出現(xiàn)的錯(cuò)誤等。這樣，不僅可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，活躍了思維，而且還提高了他們的語(yǔ)言表述能力。

3.4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

列寧說(shuō)過(guò)“理論由實(shí)踐賦予活力，由實(shí)踐來(lái)修正，由實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)?！鄙锸且婚T(mén)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，高中生物教學(xué)更離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神。在講“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多學(xué)生提出了改進(jìn)措施：（1） 在盛有氫氧化鈉溶液的錐形瓶后再加一個(gè)盛有澄清石灰水的錐形瓶檢驗(yàn)二氧化碳是否除凈，更合理；（2） 教材中裝置B不能完全保證無(wú)氧環(huán)境，可以將錐形瓶加滿酵母菌培養(yǎng)液，再用注射器抽取多余培養(yǎng)液，就能真正滿足酵母菌的無(wú)氧環(huán)境。教師出示了2010年長(zhǎng)春市的一?？荚囋囶}，習(xí)題如下：兩個(gè)生物興趣小組分別對(duì)酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答：

甲興趣小組想探究的具體問(wèn)題是：酵母菌是否在有氧、無(wú)氧條件下均能產(chǎn)生CO2，現(xiàn)提供若干套（每套均有數(shù)個(gè)）實(shí)驗(yàn)裝置如圖2中的a～d所示。

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號(hào)，并按照實(shí)驗(yàn)的組裝要求排序（裝置可重復(fù)使用）。有氧條件下的裝置順序： （用箭頭和圖中序號(hào)表示）；無(wú)氧條件下的裝置順序： （用箭頭和圖中序號(hào)表示）。

這道題本身不難，但如果只是記憶，學(xué)生不一定能連接的很準(zhǔn)確，如果思考了，也實(shí)踐了，那就容易的很。

又如在講“探究影響酶活性條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生設(shè)計(jì)了的實(shí)驗(yàn)方案如下：

方案1：（1） 取3支潔凈的試管，編號(hào)1、2、3。

（2） 分別加入2 mLH2O2溶液。

（3） 分別放入37 ℃、沸水和冰水中5 min。

（4） 分別加入1 mLH2O2酶溶液，搖勻后，5min。

方案2：（1） 取3支潔凈的試管，編號(hào)1、2、3。

（2） 分別加入2 mL可溶性淀粉溶液。

（3） 各加入1 mL淀粉酶溶液，搖勻后，靜置5min。

（4） 分別放入60℃、沸水和冰水中靜置5 min。

（5） 各滴入1滴碘液，然后搖勻。

方案3：（1） 取3支潔凈的試管，編號(hào)1、2、3。

（2） 分別加入2 mL可溶性淀粉溶液。

（3） 另取3支試管，編號(hào)A、B、C，各加入1 mL淀粉酶溶液。

（4） 將1和A、2和B、3和C分別放入60℃、沸水和冰水中5 min。

（5） 將1和A、2和B、3和C混合搖勻5 min，維持各自溫度。

（6） 各滴入1滴碘液，然后搖勻。

方案4：（1） 取3支潔凈的試管，編號(hào)1、2、3。

（2） 分別加入2 mL可溶性淀粉溶液。

（3） 另取3支試管，編號(hào)A、B、C，各加入1 mL淀粉酶溶液。

（4） 將1和A、2和B、3和C分別放入60℃、沸水和冰水中靜置5 min。

（5） 將1和A、2和B、3和C混合搖勻維持各自溫度5 min。

（6） 各滴入2 mL斐林試劑，然后搖勻后水浴加熱。

經(jīng)過(guò)學(xué)生討論后，前兩組的學(xué)生意識(shí)到了方案的錯(cuò)誤，而后兩組的學(xué)生爭(zhēng)執(zhí)不下。筆者將班級(jí)的學(xué)生分成兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一組按照方案3，一組按照方案4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，學(xué)生得出了相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)斐林試劑為堿性，已經(jīng)使酶失活，改變溫度后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也沒(méi)有影響，但從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性來(lái)講，方案3更好。學(xué)生通過(guò)思考也真正明白了教材中“建議用過(guò)氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響，用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響”這句話的真正含義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神。不論是什么樣的課堂，教師都要在課堂留給學(xué)生思維的平臺(tái)和思維的空間，這樣才能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決、概括、歸納、創(chuàng)造等方面的高階思維能力。

3.5 改編設(shè)計(jì)習(xí)題

蘇霍姆林斯基說(shuō)過(guò)：“學(xué)生的學(xué)習(xí)是積極的思考活動(dòng)，是學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立的過(guò)程，是研究性學(xué)習(xí)的活動(dòng)。其核心是思考，是觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括、推理、判斷等一系列思維活動(dòng)的高度綜合?！绷?xí)題是教學(xué)鞏固的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果學(xué)生能在試題上下點(diǎn)功夫，那一定會(huì)取得良好的教學(xué)效果。日常教學(xué)中筆者會(huì)指導(dǎo)學(xué)生整理錯(cuò)題和積累新知識(shí)，在一定時(shí)間后會(huì)讓學(xué)生針對(duì)自己的錯(cuò)題反思后改編一個(gè)新的試題，然后將學(xué)生改編的有價(jià)值的習(xí)題整理出來(lái)，重組出小題篇，印發(fā)給全班的學(xué)生當(dāng)做隨堂練習(xí)，有些不嚴(yán)密但共性的問(wèn)題拿到課上討論。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性高漲，總是期待下次的隨堂練習(xí)會(huì)出現(xiàn)自己的名字。在這樣的思考與反思中，培養(yǎng)了學(xué)生的分析與創(chuàng)新能力。以下列舉學(xué)生改編的2道選擇題：

① 下列關(guān)于真核生物的描述正確的是（ ）

A. 構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)主要是磷酸、脂肪和固醇

B. 只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸的真核生物（如蛔蟲(chóng)），其細(xì)胞內(nèi)無(wú)線粒體

C. 其遺傳物質(zhì)為DNA或RNA

D. 所有細(xì)胞內(nèi)都含染色體，且具有細(xì)胞周期

② 用32P標(biāo)記某生物體細(xì)胞內(nèi)的一對(duì)同源染色體上的兩個(gè)DNA分子，將該細(xì)胞放在不含32P的培養(yǎng)基上連續(xù)進(jìn)行兩次分裂，具有放射性的子細(xì)胞個(gè)數(shù)不可能是（ ）

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

在教學(xué)時(shí)，筆者也會(huì)布置開(kāi)放性的問(wèn)題給學(xué)生思考，例如對(duì)于2007年廣東高考生物試卷中酵母菌產(chǎn)生分泌蛋白的問(wèn)題等。優(yōu)秀課堂是讓學(xué)生帶著問(wèn)號(hào)來(lái)的，也應(yīng)是讓學(xué)生帶著問(wèn)題走的，讓學(xué)生帶著更深的問(wèn)題離開(kāi)課堂。

3.6 運(yùn)用模型建構(gòu)

模型就是通過(guò)對(duì)問(wèn)題現(xiàn)象的分解，利用我們考慮得來(lái)的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所創(chuàng)造出來(lái)的一副圖畫(huà)（錢(qián)學(xué)森）。

生物教材本身就滲透著模型教學(xué)，概念模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型等，而且從2011年新課標(biāo)卷的第32題、2013年山東卷的第6題以及2013年新課標(biāo)Ⅰ卷中關(guān)于8對(duì)等位基因控制性狀的考查發(fā)現(xiàn)，這種題目不僅抽象而且計(jì)算量大，也蘊(yùn)含著一定的思維含量，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)很難完成。如果平日的教學(xué)中，教師能把這些規(guī)律讓學(xué)生有意的建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行更深層次的思考，對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)會(huì)更有效。筆者會(huì)讓學(xué)生建構(gòu)Aa連續(xù)自交、連續(xù)自交逐代淘汰隱性個(gè)體、隨機(jī)交配、隨機(jī)交配并逐代淘汰隱性個(gè)體四種情況下Aa基因型頻率和a基因的頻率的數(shù)學(xué)模型，除了數(shù)學(xué)模型外，還有很多物理模型，例如DNA復(fù)制、血糖調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)模型等。生物學(xué)是一門(mén)綜合的科目，教師可聯(lián)系數(shù)學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)科。模型建構(gòu)有助于學(xué)生理解知識(shí)，更有利于提高學(xué)生的分析和綜合運(yùn)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

3.7 構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

教是為了不需要教……就是說(shuō)咱們當(dāng)教師的人要引導(dǎo)他們，使他們能夠自己學(xué)，自己學(xué)一輩子，學(xué)到老（葉圣陶）。

生物學(xué)科知識(shí)點(diǎn)繁多、易混淆。為了更好地調(diào)動(dòng)知識(shí)，整合知識(shí)，理解和記憶是前提條件，復(fù)習(xí)是強(qiáng)化鞏固的重要方法，筆者會(huì)經(jīng)常給學(xué)生安排構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖的任務(wù)，讓學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn)并畫(huà)出知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。雖然這樣會(huì)占用很多課堂時(shí)間，但知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖不僅能梳理相關(guān)概念原理，還能體現(xiàn)出各知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，對(duì)學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化有著重要的作用。在學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)，每個(gè)人的思維角度不同，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖也不同。通過(guò)教師的分析、評(píng)價(jià)，學(xué)生在合作交流中提高了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還能規(guī)范答題語(yǔ)言，形成自己獨(dú)立的知識(shí)體系。

3.8 引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成反思的習(xí)慣

反思不僅使教學(xué)過(guò)程富有創(chuàng)造性，更重要的是能夠鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，能培養(yǎng)其批判性思維的能力，而且學(xué)生還會(huì)在反思過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)更正，主動(dòng)尋找改進(jìn)的途徑。教師課堂教學(xué)中可以設(shè)計(jì)如下反思環(huán)節(jié)，在課上留出2 min的時(shí)間讓學(xué)生回答：你覺(jué)得本節(jié)課表現(xiàn)最好的組是哪組？你是怎么評(píng)價(jià)的？你們組欠缺在哪里？

總之，高階思維的培養(yǎng)應(yīng)是貫穿于課堂教學(xué)全過(guò)程的，沒(méi)有固定的模式，但突出學(xué)生的主體性，改變學(xué)生被動(dòng)接受的狀態(tài)，是高階思維教學(xué)的關(guān)鍵。培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題提出能力、問(wèn)題求解能力、決策能力、批判性思維能力、信息素養(yǎng)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、兼容能力、獲取隱性知識(shí)能力、自我管理能力和可持續(xù)發(fā)展能力是高階思維的核心，也是高中教學(xué)模式創(chuàng)新追求的宗旨。

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