摘要:思维是衔接不同维度核心素养的关键,多维素养的培养要以思维进阶为基础。本文探讨思维进阶的教学策略,从低阶思维、高阶思维和思维进阶三个方面着手,促进学生思维品质进阶发展,落实高中生物学学科素养的教学目标。
关键词:思维进阶,高中生物学,教学策略
《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》指出,生物学教学应以思维培养为核心目标,通过加强对其他素养的培养,推进学生多维素养协同发展。为了使学生的思维品质得到锻炼,教师既要讲授和帮助学生巩固基础教学知识,也要培养学生的生物学学科思维,在课堂教学实践中落实思维进阶的改革要求。教师可以分别从低阶思维、高阶思维和思维进阶三个方面,构建基于思维进阶的高中生物学教学策略。
一、低阶思维的教学路径
低阶思维是学生思维培养的基础,在教育目标分类中,低阶思维对应的是知识、领会与运用,要想巩固生物学教学的低阶思维,教师可以从情境认知、抽象系统、批判思维三个方面入手。
1.建立情境认知
低阶思维的第一步是理解,而情境是帮助学生理解知识、融入学习氛围的一种有效方式。良好的氛围能够使学生产生学习主动性,理解概念并建构知识结构。为了使学生理解基础的生物学概念,教师可以通过建立生动的教学情境,使学生形成主观性认识,积极探究概念的内涵和外延。
例如,在“植物生命活动调节专题”的探究中,教师可以为学生播放视频,展示含羞草对外界刺激作出的反应、捕蝇草对昆虫的刺激作出的反应,以及向日葵对太阳光的刺激作出的反应等。在视频中,学生会直观看到:植物生活在一定的环境中,当环境给予某种刺激时,植物能作出反应。通过观察,学生会产生学习兴趣,形成情境认知,从而了解生物对刺激作出反应的基本概念。
2.概括抽象系统
当学生巩固基础性知识后,教师要引导学生概括抽象系统。一方面,要引导学生主动梳理,建构知识框架和知识系统,通过思维导图或知识结构图建构模型,使学生对知识形成系统化认识。另一方面,要鼓励学生把零散的生物学知识串联起来,认识到知识间存在的联系,促进学生概括抽象系统,形成主观性认识。在主动梳理和串联知识后,学生会逐步通过现象归纳出知识间的联系,建构知识体系,推进思维的深度发展和系统化发展。
例如,在本课的探究中,学生通过梳理植物运动的知识,认识到植物的向性运动,如向日葵的茎具有向光生长的特点、枝干临水植物的根又具有向地生长的特点等。在串联推理中,学生会明确引发行为的因素,也会认识到植物的感性运动,如捕虫草捕捉小虫、植物落叶和开花时间的变化等。通过对激素的主动梳理,学生还会认识生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落素、乙烯等激素,并明确它们各自的作用。
3.拓展批判思维
学生在认知与领会生物学知识后,就要通过扩展批判思维对知识加以运用。在生物学知识的探究中,教师要引导学生把握知识的内涵和外延,从感性认识逐步上升为理性认识,实现认知能力的提升。为此,要引导学生拓展批判思维,通过辩证分析的方式进行思考和推理,促进学生逐步运用知识,实现思维从低阶向高阶的进化。在这个过程中,教师要引导学生明确区分概念、解剖各个因素之间的联系和区别,从而探究本质和内涵,达到对知识的灵活应用。
例如,在本课的探究中,教师可以组织学生通过小组讨论探究生长素的特征,促使学生在沟通中客观地思考与分析问题。在探究中,教师可以鼓励学生思考:“胚芽鞘尖端真的会产生某种物质吗?这种物质为什么会影响下面部分的生长呢?”学生结合詹森(P.Boysen-Jensen)实验图主动观察和思考,认识到“刺激”可以透过琼脂片传递给下部。通过对拜尔(A.Paal)实验图的分析,他们会发现胚芽鞘尖端产生的刺激是其下部分分布不均匀造成的。通过主动分析和探究,学生会认识到,可能是一种化学物质导致胚芽鞘的尖端产生刺激,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘弯曲生长。
二、高阶思维的教学方法
高阶思维的方向是自主思考,在教育目标分类中,高阶思维对应的是分析、综合、评价三大领域。要引导学生思维从低阶进阶到高阶,教师可以从挖掘探究、举一反三、开放创新三个角度着手。
1.挖掘探究
高阶思维在分析领域的重要表现是刨根问底、挖掘探究。教师要让学生在课堂上动起来,鼓励学生通过主动思考和分析来实现深度挖掘,以帮助学生在探究中把握知识规律。学生通过深度挖掘可以透过现象探究本质,形成对知识的系统化认识,提高分析问题和解决问题的能力,提升思维品质。
例如,在本课的探究中,教师可以展示温特(F.W.Went)实验图,让学生观察思考:“温特的实验有何缺陷?温特实验的结论是什么?”通过对现象的观察和知识的分析,学生会认识到温特的实验没有遵循单一变量原则,无法排除琼脂片导致胚芽鞘生长的可能性。通过挖掘和思考,学生也会认识到胚芽鞘尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端向下运输,可以促进胚芽鞘下部生长。在情境中,教师可以鼓励学生继续探究“这种物质是什么物质”,让学生通过主动挖掘,学会深度学习,由此把握知识本质。
2.举一反三
高阶思维在综合能力的培养上需要举一反三,迁移应用。《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》指出,学生要对生物学概念由感性认识上升为理性认识,通过循环归纳的方式演绎推理过程,活跃逻辑思维。在生物学知识探究中,教师要鼓励学生迁移应用知识,通过重组结构的方式举一反三,建构系统化的知识体系,达到对生物学知识的深层次理解和认识。教师要设计知识迁移环节,引导学生运用新知识分析和解决问题,实现认知能力的提升。
例如,在本课的探究中,教师可以让学生分析生长素对果实发育的作用,并弄清培养无籽番茄的具体做法。学生通过所学的生长素等植物激素概念,以及向光原理、顶端优势原理,举一反三,串成思维链条,从而实现知识的迁移应用,在实践中完成思维的高阶发展。
3.开放探究
提高学生的开放探究和创新思维是高阶思维教学领域的重要目标之一。为了促进学生的思维进阶,教师要基于评测创设情境试题,引导学生学会分析问题和解决问题,并在实践中提升动手能力,对问题形成自己的认知和评价,提升思维品质,实现高阶发展。在创设情境试题时,教师要以学科核心素养为指导,力争开放创新,为学生设计探究任务,鼓励学生在实践中从不同角度思考问题,激发学生的创新思维。
例如,在本课的探究中,教师可以引导学生进行设计创新,寻找发现生长素的其他途径和方法,鼓励学生从生物学独特的视角来审视学科内容和结构,用科学的方法开展创新实践,促进学生思维的拓展延伸。通过对任务的探究和思考,学生会主动创设情境,围绕所学知识具体问题具体分析,在思考中运用模型,通过建模提高解决问题的能力,推进思维向高阶方向发展,实现综合素质的提升。
三、思维进阶的实践策略
基于低阶思维与高阶思维的教学理论,教师要从实践出发,逐步形成概念梳理、认知整合与具体分析的梯度策略,推动学生思维进阶发展。
1.梳理概念结构,循序渐进发展
思维进阶的课堂实践要抓紧概念梳理。高中生物学中的概念结构体系由次位概念、重要概念、大概念组成,各种概念之间通过学科逻辑联系起来。厘清这些概念结构,需要学生在掌握生物学知识的基础上,探究知识的联系和应用,并最终进行实践和加以创新。这种梯度教学的方法必须掌握循序渐进的要领,遵循进阶思维的发展规律。为此,教师要引导学生聚焦概念,通过对概念的逐步建构来促进学生的思维进阶,实现从基础到强化、从低阶思维到高阶思维的提升。
例如,在本课的探究中,教师要引导学生理解生长素、植物激素、环境因素等概念。学生通过学习了解植物具有向性运动的特点,明确植物存在萌发、生芽、结果、落叶等生命特征,以此作为学习起点,可以探究生长素的存在与作用,进而分析植物激素及其他环境因素调节的作用与意义。在探究的早期阶段,学生会认识到植物生命活动受外界和植物激素等多种因素的影响。经过教师的引导,他们会进一步意识到这一活动的本质是由基因、激素和环境共同构成的调控网络所作用的,从而完成最终的学习目标。
2.认知整合资源,细化进阶任务
思维进阶的课堂实践需要整合资源。在梳理概念要点的过程中,教师要鼓励学生发挥主观能动性,通过认知、整合学习资源的方式细化具体进阶任务,使其从低阶思维逐步走向高阶思维。首先,教师要引导学生以学科知识为依据认知资源,在了解基本学科知识的前提下提升思维素养,使学生生物学思维素养的提升有根基、有思路。其次,要带领学生以次位概念为学习载体整合资源,引导学生用生物学学科素养的视角来审视学科知识和学习方法,促进学生在整合中理解概念,开阔视野,使其对知识形成深刻的认识。
例如,在本专题的内容探究中,教师可以引导学生探究詹森的实验,了解生长素的发现过程,明确胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部;观看拜尔的实验,思考胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的;分析温特的实验,明确胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,温特认为这可能是一种与动物激素类似的物质,并把这种物质命名为“生长素”。借助课上学习资源,学生会了解到生长素的提取是一个缓慢的过程。学生跟随教师对生长素展开探究时,会一步步认识和了解生长素,并逐步认识植物激素。在对知识加以整合拓展之后,学生还会接触生长素的合成、运输和分布等内容,了解植物具有向光性的原因,并通过探究相关实验的方式来深化认识,逐步实现思维的高阶发展。
3.具体分析问题,提高逻辑能力
思维进阶的课堂实践需要具体问题具体分析。在高中生物学的探究中,教师要引导学生带着已有的知识和经验参与到课堂中,通过具体问题具体分析的方式来主动推理探究,解决学生的认知冲突,推进学生思维由低阶向高阶发展。为此,教师要厘清学生学习前的已有概念,并引导学生利用这些概念开启探究和分析之路,鼓励学生通过辨析易混概念、准确把握概念内涵和外延的方式准确理解概念,养成良好的学习习惯。学生在探究中会转变学习方式,结合具体问题进行主动分析。
例如,在探究“生长素相关实验的图解分析”时,教师可以引导学生结合“遮盖类”“暗箱类”“插入类”不同的实验方式,通过分析图解条件的方式来探究知识。在具体的分析中,学生认识到“遮盖类”会出现直立生长和向光生长两种不同结果,“暗箱类”会出现直立生长和向小孔生长的情况,“插入类”可能会出现向右侧弯曲生长、直立生长、向光生长几种不同情况。学生通过具体问题具体分析,可以提高思维的逻辑性,在课堂实践中实现思维品质的提升。
基于思维进阶的高中生物学教学策略,既要巩固低阶思维的基础认识,也要追求高阶思维的发展进阶,在进阶的过程中不能急于求成,要从概念、资源和实践出发,平稳、科学、具体地实现对知识的创新性培养和指导,推进学生在主动学习中促进思维品质的发展,实现思维由低阶向高阶的转变,落实高中生物学学科素养的教学目标。
参考文献
[1]胡建波.四点并举,构建思维进阶的生物学复习课堂———以必修一“组成细胞的分子”章节复习课堂为例[J].教学管理与教育研究,2023(9):67.
[2]王剑锋.基于学习进阶视域的高中生物概念转变探析[J].试题与研究,2023(16):83.
[3]吴春芳.基于核心素养的高中生物主题式教学研究[J].教学管理与教育研究,2023(2):62.
[4]杨严,贺宇.生物学概念学习思维进阶的逻辑建构———以“DNA分子的结构”为例[J].中学生物学,2023,39(6):46.
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