概念教学中培养高中生高阶思维的探讨
李雨璠张彤
（河南大学生命科学学院河南开封475001）
高阶思维是科技社会创新型人才的必备品质，提升学习者的高阶思维水平是国内外教育改革的重要任务。《普通高中生物学课程标准（2017版）》（以下简称《课程标准》）将科学思维纳入到了核心素养的范畴，科学思维中的建模思维、批判性思维、系统性思维和创造性思维都属于高阶思维。高阶思维对应高级认知活动，抽象概念是发展高级认知能力的基础，概念获得和思维发展相互成就、相互融通。因此，生物学概念教学是提升高中生高阶思维的主要途径，《课程标准》中也强调了生物学概念教学的重要性。然而，现有的以理解记忆为主的概念教学无法适应高阶思维培养的要求。教师如何在概念教学中关注学生思维进阶的生长点，将思维要素融入教学各环节，形成有效的课堂路径，并完善思维评价体系，促进概念内化的同时注重培养生物高阶思维是未来生物学课程教学亟待解决的问题。
思维是课堂教学中教师与学生的核心活动，依据布鲁姆教育目标分类学，生物学高阶思维能力是学生在面对真实情境下复杂的生物学问题时，具备的高认知水平的应用、分析、评价、创新思维能力。将高阶思维能力进一步细化，得出生物学高阶思维能力的要素及对应表现（表1）。在概念教学中，教师根据教学内容选择合适的要素开展训练，能够将思维动态发展融入课堂。
表1生物高阶思维能力的要素及相应表现
依据思维型课堂的原理与要求，以及生物学概念教学的科学性、主体性、探究性与系统性基本原则，在概念教学中培养高阶思维能力的路径需要教师在学生获得、内化新概念的过程中融入针对不同要素能力的训练，发展生物学高阶思维能力。
在概念形成之初，教师选择易于学生置身感受的真实情境，激发求知欲，有效提高课堂参与度。在情境中学生从个人经验出发，在学习动机与思维目的驱动下，从感性材料中获取体验信息，从“理解”这一低阶思维能力过渡到“应用”与“分析”的高阶思维能力。在体验型的真实情境中，学生主动建构概念，感受认知、环境与身体的有机统一，进而提升分析与创造能力。
例如，针对生态系统的信息传递的教学，教师可以播放微视频，展示生物与生物、生物与环境之间信息传递的实例，如孔雀开屏、萤火虫发光、光与植物开花、飞蛾扑火等。学生在真实情境中体会自然界的“信息”，形成初步概念。教师再请学生诵读“红尘雾里醉梳妆，巧戏鲜花品蜜香”“窈窕淑女，君子好逑”“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知”等反应信息传递的古诗词，引导学生质疑：花朵如何吸引蝴蝶？不同生物有哪些求偶方式？小鸭如何感知季节的变化？学生合作总结并区别化学信息、行为信息与物理信息，明确构成“信息源”“信道”“信息受体”等概念，突出发展归纳推理和抽象概括能力。除了通过具体事例让学生理解信息传递在生态系统中的重要作用，教师还可以创设体验型的情境，引导学生实地感受生态系统中的信息传递在农业生产方面的应用。真实情境利于激发学生的思维能力由低阶向高阶的转变，教师在概念教学中应注重区分组织各种真实案例，调动学生动用决策、组织、归因、评价等能力。
为深化理解概念，在真实情境下建立真实的学习任务，学生体验理解分析任务，调动高阶思维能力参与任务完成，对概念再理解、再内化，实现对知识的自我建构过程。设置的任务需具挑战性、递进性、针对性以及深层性，能在强化概念的同时锻炼提升学生应用、分析、评价的高阶思维能力，从而使概念学习的思维倾向更加稳定。在各类任务探究中，学生思维外显化，通过教师适时的评价和调整，学生能够体验思维深化的质变过程，系统地构建概念网络。
例如，在构建主动运输与胞吞胞吐的概念时，教师围绕肾脏的功能设置资料分析任务，学生在回忆尿液形成过程的同时，通过分析每日原尿与尿液中Na+与葡萄糖的量及其进出肾小管上皮细胞的方式，逐步建构主动运输的概念。学生阅读蛋白质等生物大分子被重吸收的资料，理解细胞膜的流动性、能量、特定蛋白识别的作用，厘清胞吞胞吐的运输条件，实现概念的深度理解。教师以探究糖尿、尿毒症的具体病因以及人工肾原理检验学生对概念的灵活应用。学生经历知识由点到线再到面的逐级延伸，最后独立完成本章内容概念图的构建，形成系统的概念网络，在理解主动运输与胞吞胞吐的内涵与特征基础上，培养了资料分析、归纳总结等能力。这个过程创造了课堂思维互动和自我监控的良好条件，能够有效训练学生高阶思维。学生在任务驱动下，需做出合理的判断、解释和评价，在清晰的逻辑关联中强化概念。
高阶思维是在疑问、探究、解问、反思中积累提升的。解决实际问题和自我能力提升是学习的最终目的。学生在面临新的问题时，应利用已有经验与实践交互作用，进行概念的识别、选择、推理等一系列思维活动，寻找问题解决的创造性方案。学生在头脑风暴中利用高阶思维解决真实问题。教师指导学生在实践中反思，促进学生深层次理解概念，在高级认知活