李小岑 徐 揚(yáng) 羅紅梅

（1.北京市一六一中學(xué) 北京 100053）

（2.北京教育學(xué)院數(shù)學(xué)與科學(xué)教育學(xué)院 北京 100120）

（3.北京教育學(xué)院學(xué)科教育學(xué)研究中心 北京 100120）

生命科學(xué)是一門(mén)探究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)。高中階段生物學(xué)課程的終極目標(biāo)是要提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平，并通過(guò)學(xué)生高階思維的形成，幫助學(xué)生增強(qiáng)在真實(shí)情境中的問(wèn)題解決能力，逐步樹(shù)立學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀。

1 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對(duì)于學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的價(jià)值

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在解決真實(shí)生物學(xué)問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的必備品格和關(guān)鍵能力，對(duì)于學(xué)生高階思維的培養(yǎng)具有重要的價(jià)值和意義。特別是在以生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨的教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)該采用何種單元教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方式，才能培養(yǎng)出學(xué)生的高階思維？下面以“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”這一單元教學(xué)為例，淺談學(xué)生高階思維的培養(yǎng)以及增值評(píng)價(jià)的過(guò)程。

2 基于高階思維能力培養(yǎng)與評(píng)價(jià)的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)

關(guān)于高階思維（high-order thinking，HOTS）這一概念，最早是由布盧姆在1956年所提出的。其理論依據(jù)了學(xué)習(xí)者個(gè)體思維的復(fù)雜程度，將思維進(jìn)一步劃分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造6個(gè)層次，其中，后三級(jí)水平被歸屬于高階思維的范疇。此后，美國(guó)批判性思維理論的創(chuàng)始人R.H.Ennis將其總結(jié)為人類能夠?qū)σ恍┏橄蟮膯?wèn)題進(jìn)行思考，并且善于對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，依靠邏輯思維能力對(duì)結(jié)果進(jìn)行推斷的過(guò)程。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)界普遍認(rèn)為，高階思維是人類在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力，包含了人們對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題的探究、批判、創(chuàng)造等方面的綜合能力。因此，這種高階思維的形成往往需要一個(gè)單元課程作為載體，并通過(guò)不同的單元組合模塊，才能幫助學(xué)生從簡(jiǎn)單思維搭建的問(wèn)題入手，并逐步過(guò)渡到高階思維能力的形成。

2.1 逐層推進(jìn)，基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)提升學(xué)生的思維能力

依據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的相關(guān)要求，學(xué)生在本單元學(xué)習(xí)中對(duì)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能觀的理解，將有利于學(xué)生從微觀層面更好地理解生命的本質(zhì)，同時(shí)也能夠在學(xué)科核心素養(yǎng)的指引下，逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)生高階思維培養(yǎng)在教學(xué)目標(biāo)中的落實(shí)和分解，如圖1所示。

圖1 大單元教學(xué)中具體目標(biāo)在不同課程章節(jié)中的邏輯分布（以“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”大單元教學(xué)為例）

在本單元教學(xué)中，教師高度關(guān)注不同課時(shí)模塊間的邏輯聯(lián)系，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，建立了不同課時(shí)教學(xué)內(nèi)容間的內(nèi)在進(jìn)階關(guān)系（圖2），并采用逐層深入的方式，前期注重學(xué)生低階思維結(jié)構(gòu)的搭建，后期幫助學(xué)生在真實(shí)情境中對(duì)于已經(jīng)形成的低階思維進(jìn)行整合和評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步形成高階的思維能力。具體而言，教師在第一、二、三課時(shí)，側(cè)重于學(xué)科重要概念的落實(shí)（包括實(shí)踐活動(dòng)，科學(xué)史），幫助學(xué)生進(jìn)行概念知識(shí)體系的搭建，助力生命觀念的形成。在第四課時(shí)的設(shè)計(jì)中，教師利用“生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)的機(jī)制”的科研案例，重點(diǎn)發(fā)展分析、綜合、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新等能力，達(dá)到高階思維能力培養(yǎng)的至高點(diǎn)。

圖2 課時(shí)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在進(jìn)階關(guān)系

不同課時(shí)內(nèi)容作為高階思維培養(yǎng)的承接載體，利用不同課時(shí)中多元化的教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)于學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。首先，教師利用豐富的科學(xué)史實(shí)，設(shè)置問(wèn)題串，引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型、提出假說(shuō)，使學(xué)生學(xué)習(xí)根據(jù)科學(xué)史實(shí)驗(yàn)提出假說(shuō)、驗(yàn)證和修正模型。其次，教師以探究性問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，提出問(wèn)題：“植物細(xì)胞進(jìn)入高濃度溶液環(huán)境和清水中會(huì)有什么變化？”并以此問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)踐“植物細(xì)胞的失水與吸水”的具體過(guò)程。此外，教師還可結(jié)合案例，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念。最終，學(xué)生通過(guò)教師給出植物細(xì)胞“酸生長(zhǎng)”特性研究的科學(xué)史素材，進(jìn)行一系列的高階思維活動(dòng)，如分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，闡明實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)一步提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)并繪制分子機(jī)制邏輯通路圖。以上不同的課時(shí)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了課程內(nèi)容的逐層推進(jìn)，提升學(xué)生的思維能力。

2.2 多元評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生高階思維能力的自然形成

評(píng)價(jià)作為學(xué)生高階思維能力發(fā)展的推進(jìn)元素，應(yīng)促進(jìn)教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的“完美融合”。首先，評(píng)價(jià)方式應(yīng)體現(xiàn)多樣性和多元化。在本單元的教學(xué)中，教師除了采用傳統(tǒng)的作業(yè)習(xí)題、紙筆測(cè)驗(yàn)等結(jié)果性評(píng)價(jià)外，還嘗試了將評(píng)價(jià)嵌入教學(xué)過(guò)程，關(guān)注形成性評(píng)價(jià)。例如，制作學(xué)案對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行記錄。隨堂的小組討論、實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)過(guò)程，關(guān)注增值評(píng)價(jià)效果。教師可以利用學(xué)生親手制作細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型，從模型的科學(xué)性角度以及展示環(huán)節(jié)的作品介紹情況來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。此外，教師還對(duì)學(xué)生的課堂行為進(jìn)行了觀察，將學(xué)生自評(píng)、互評(píng)與師評(píng)相結(jié)合，量化結(jié)果（表1）。

表1 針對(duì)學(xué)生課堂行為的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)觀察量表

教師基于以上的評(píng)價(jià)量規(guī)，對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)行為進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以上的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生能夠落實(shí)知識(shí)性內(nèi)容，并且能參與到情境教學(xué)中，提升分析和解決問(wèn)題的能力。在模型制作活動(dòng)中，通過(guò)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的方式，從教師的課堂觀察和學(xué)生的自評(píng)、互評(píng)結(jié)果看，隨著不同課時(shí)的推進(jìn)，學(xué)生思維能力得到培養(yǎng)，核心素養(yǎng)水平得到提升。第一和第二課時(shí)中，在科學(xué)史分析和探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，26%的學(xué)生能夠達(dá)到水平三，18%的學(xué)生達(dá)到水平四。而隨著課程內(nèi)容的逐層深入，學(xué)生的高階思維開(kāi)始形成，尤其是第四節(jié)課生長(zhǎng)素作用機(jī)制的探討中，學(xué)生表現(xiàn)出極大的參與熱情和良好的思維品質(zhì)。35%的學(xué)生達(dá)到水平三，24%的學(xué)生達(dá)到水平四。學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)從原有的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極的分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并大膽地表達(dá)。

3 基于高階思維培養(yǎng)的單元教學(xué)反思

3.1 關(guān)注單元教學(xué)的整體設(shè)計(jì)，建立課時(shí)間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系

在本大單元教學(xué)中，教師高度關(guān)注單元教學(xué)的整體設(shè)計(jì)，注重前后課時(shí)之間的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)。例如，先完成“探究植物細(xì)胞失水和吸水的實(shí)驗(yàn)”，有了觀察下一課時(shí)再引申出自由擴(kuò)散的概念，借此發(fā)展學(xué)生的基于實(shí)證的推理分析、從具體到抽象、歸納與概括等科學(xué)思維能力。在單元最后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析真實(shí)科研情境，回扣主題，對(duì)整個(gè)單元進(jìn)行總結(jié)提升。這些做法都能幫助學(xué)生更好地通過(guò)概念學(xué)習(xí)和探究活動(dòng)形成生命觀念，發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)。

3.2 遵循核心素養(yǎng)的內(nèi)在屬性，教學(xué)活動(dòng)聚焦學(xué)生高階思維的培養(yǎng)

科學(xué)史素材的剖析、探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施、模擬實(shí)驗(yàn)和模型制作等學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生較好地發(fā)展了歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維和創(chuàng)造性思維等科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容還貫穿滲透生命的物質(zhì)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀、生命的系統(tǒng)觀、適應(yīng)與進(jìn)化觀等生命觀念教育，并用以解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)與社會(huì)生活的鏈接，在落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的同時(shí)，聚焦學(xué)生的分析、綜合、評(píng)價(jià)與創(chuàng)造等高階思維能力培養(yǎng)。

3.3 以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生高階思維的自然形成，成為學(xué)習(xí)的一個(gè)部分

在本單元教學(xué)中，教師加入了形成性評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)模式不以教師作為單一評(píng)價(jià)主體，而是把“評(píng)價(jià)權(quán)”還給學(xué)生，使評(píng)價(jià)成為師生共同參與的活動(dòng)，更加全面、客觀地綜合評(píng)價(jià)學(xué)生，幫助學(xué)生在評(píng)價(jià)中學(xué)習(xí)，用發(fā)展的眼光看待學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的成長(zhǎng)，使學(xué)科核心素養(yǎng)和高階思維能力能夠得到最大限度的發(fā)展。方式多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，立體地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)每一個(gè)學(xué)生的閃光點(diǎn)。量化的教學(xué)評(píng)價(jià)更加有利于對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行精準(zhǔn)分析。教師結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)“水平一、二、三、四”的等級(jí)劃分以及賦分，能夠清晰地顯示學(xué)生所達(dá)到的素養(yǎng)水平和各項(xiàng)高階思維能力的提升程度，有利于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)行為，并能對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行及時(shí)反饋，讓學(xué)生能更好地做自我評(píng)價(jià)和積極主動(dòng)地自我調(diào)整。