高阶思维视域下初中生物教学的实践探索

　　文/ 广州市第二中学 周建湘

　　高阶思维是指在较低水平的认知基础上进阶发展，突出主动性、辩证性、逻辑性以及创新性等方面的思维认知方式。传统的初中生物教学模式由于应试压力较小往往采用教师讲解、学生强硬记忆的低阶思维学习模式，限制了学生核心素养的发展。教师应及时地转变课堂教学模式，通过问题导向、支架建构、思维可视化以及实验探究等手段促进学生的思维进阶发展，培养其高阶思维能力。

　　一、问题导向，启迪辩证思维

　　问题导向，启迪辩证思维策略主要通过课堂教学问题的设置，从多方面认识和分析生物学问题，从而打开学生的思维角度，促使其辩证地观察问题。因此，教师应针对教学内容提供多方面辩证性的生物问题，既要突出课堂教学的重难点内容，又要引导学生的辩证思维进阶发展。

　　通过问题或者现象的引导，让学生自主提出疑问，培养学生的质疑能力是发展辩证思维的基础。在学习“植物生长素的发现”这一小节内容时，首先布置课外实践活动，让学生观察学校小花园或者公园里植物的生长方向有什么特征。然后在课堂教学时提出导向型问题：“当你观察这种植物时，你发现了什么现象或问题？”引导学生对现象提出质疑和思考。在问题引导下学生提出猜想：“这种盆栽植物正在向光生长。” 接下来教师继续引导：“为什么植物会向光生长，准备怎么验证？”最后教师通过多媒体设备展示历代科学家的向光性实验研究，引导学生在思辨过程中进一步完善对于植物生长过程的认知，促进辩证思维的发展。

　　由此可见，教师适时地给出导向性问题，可充分地带动学生的辩证思维发展，通过问题和现象引导激发学生的探究兴趣和质疑精神，促成高阶思维的发展。

　　二、搭建支架，发展逻辑思维

　　逻辑思维是生物高阶思维的主要体现之一，同时也是学科核心素养的重要组成部分。传统教学模式往往注重纯粹的知识讲解，缺少了知识学习支架的搭建，导致学生“知其然而不知其所以然”，因此在高阶思维视域下的生物课堂中教师要注重学习支架的搭建，强化生物逻辑思维框架，促进学生逻辑思维的发展。

　　设置具有阶梯行、层次性的学习任务或者课堂问题，可以有效地搭建学习的“脚手架”，引导学生分析、探究、突破，感受学习的逻辑性。比如，在学习“流动的组织——血液”这一小节时，需要深度理解血液的流动组织架构，通过学习支架的搭建，让学生经历血液流动组织架构的推导过程，掌握其中蕴含的逻辑思维方式。首先布置低阶思维对应的任务“从课本中搜索血液中包含哪些物质？物质各自的作用是什么？红细胞为什么可以运输氧气？抗凝剂会导致什么现象？”为学生搭建血液组织学习支架的“地基”。在此基础上设置“脚手架”问题：“根据血液的成分分析，为什么会出现分层现象？总结血液的组织模型。”在完成高阶任务的过程中，学生的思维跟着任务的节奏，深刻地认识到血液由血浆和红细胞共同构成，可以实现物质运输的功能，所以血浆和红细胞两者构成了重要的缔结组织，同时由于其90% 的成分是水，具有流动的特征，所以将其命名为流动的组织。

　　在一系列的阶梯任务中，前四个任务可以通过教材学习直接得出结论，思维层次较低属于学生认知学习的“地基”，后面的任务则需要学生进行高阶思维活动，通过分析血液组成和功能间的逻辑性，基于逻辑思维实现功能组织和组成架构的分析，弄清知识点之间的逻辑关系。

　　三、绘制导图，生成聚合思维

　　初中生物聚合思维是指能够借助各种思维导图形式对已知的零散知识点进行聚合汇总，利用多样化的思维导图形式实现思维可视化，从而直观地实现思维的表达与聚合，将与问题核心相关联的内容放在一张思维导图内，直观地体现出知识的框架和逻辑关系，促进聚合思维的生成。

　　概念图式、鱼骨图、维恩图、流程图等，是常见且高效的导图绘制形式，分别适用于不同的场合，对于发展学生的聚合思维有着积极的意义。比如，在学习“动物的运动和行为”这一小节时，需要清晰地掌握动物的运动相关概念、类型和机理。对于这一需求，最合适的方式是利用概念图示，为学生提供可视化的概念模型建构的高阶思维过程。首先将动物的运动这一核心作为概念图示的主体放在图示的中心，然后根据概念聚合的几种要素依次对图示进行补充，要清楚运动对于生命体的意义，即生物体为什么要运动，包括捕食、躲避天敌和繁衍等几种主要原因。接下来对常见生物的运动进行分类，从运动的区域不同可以分为水陆空三种，并且一次给出典型的动物类别。最后则深入分析生命体实现运动过程的内在机理，其本质是在神经组织支配下，肌肉、骨骼以及关节协调作用所产生的生命活动，并且大多数运动都利用了杠杆原理，以骨骼作为杠杆，关节作为支点，通过肌肉的牵引提供动力，共同完成运动活动。

　　上述教学设计中，通过概念图式的绘制得到了以概念主体为核心，意义、机理以及常见类别等作为骨干的概念聚合体，用清晰可见的图示为学生提供可视化思维过程，有效地促进了学生概念理解能力以及逻辑分析的能力，促进了聚合思维的发展。

　　四、自主实验，深化创新思维

　　实践探究是学生观察生物现象总结生命活动规律必不可少的途径和手段。同时，实验设计和操作过程也是发展学生创新思维的主要途径，教师应结合生物实验教学，引领学生自主设计实验内容和流程，培养学生实验兴趣的同时促进发展创新性思维。

　　对现有实验教学形式进行创新性的改进是深化学生创新思维的有效方法。例如，在教学“人体内废物的排出”这一单元内容时，对于其中器官“肾小球”的作用，在传统课堂中往往通过几幅图片配以相应的文字进行解释，为使学生有更直观的理解，教师要鼓励学生大胆设计实验流程。学生利用塑料盐水瓶、塑料管、活性炭、纱布、墨水、烧杯、橙汁等设计实验如下：在瓶子上钻高低两个孔，插入塑料管，高的是入球小动脉，低的是出球小动脉。管子是肾小管。用纱布把活性炭包好放到瓶子底部，这相当于肾小球。向入球小动脉注入红色橙汁液体。观察从出球小动脉和肾小管流出的液体颜色及成分。当肾小球的通透性增大时，观察肾小管里的液体颜色。实验现象明显，学生进行实验后容易掌握原尿的形成，原尿的成分与血液的成分的异同。入球小动脉和出球小动脉里流的都是动脉血，从肾小管中流出的无色的液体说明原尿中不含红细胞、白细胞和血浆蛋白。

　　上述自主实验设计和操作过程中，学生利用简单的器材和操作对课本中的复杂生命活动过程进行了直观展示，不仅更深刻地理解了生命活动的各阶段流程和现象，同时也在实验设计的过程中打破传统的思维禁锢，实现创新思维的发展。

　　综上所述，思维进阶是促进学生综合素养发展重要的方式，教师应重视学生高阶思维的培养，转变传统教学模式，通过实验创新、问题引导等多元化的手段优化课堂教学，促进学生高阶思维的有效发展。

　　责任编辑 黄博彦

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