指向高阶思维培养的高中生物实验课堂策略探析

摘要：近年来，高中生物实验课堂在教育教学改革中扮演着越来越重要的角色。随着社会对高素质人才的需求不断增加，我们需要培养具备高阶思维能力的学生。然而，传统的实验教学模式难以满足这一需求。因此，本文将探析高阶思维培养的策略，以提升高中生物实验课堂的教学效果。

关键词：高阶思维培养；高中生物；实验课堂；教学策略

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2023）-46-

引言

高中生物实验课堂是培养学生科学思维和实践能力的重要环节，而高阶思维则是培养学生科学素养的关键。因此，设计和实施针对高阶思维培养的实验课堂策略至关重要。

一、培养高阶思维能力的必要性

（一）适应未来社会的需求

随着科技的快速发展和社会的不断变化，我们正处于一个面临复杂问题和挑战的时代。传统的教育模式注重基础知识的传授，而忽视了学生应对复杂问题和创新解决方案的能力。培养高阶思维能力可以帮助学生更好地应对未来社会的需求。例如，批判性思维能力可以使他们质疑和评估信息的可靠性，判断事物的优劣；创造性思维能力可以使他们提出新颖的想法和解决问题的方法；解决问题的能力可以让他们更好地分析和解决实际问题。这些能力将使他们成为未来社会中具有竞争力的个体。

（二）促进终身学习和职业发展

在现今社会中，知识的更新迭代速度越来越快。学生仅仅掌握基础知识是远远不够的，他们需要具备终身学习的能力。培养高阶思维能力可以激发学生的兴趣和学习动力，使他们具备主动学习和自主探究的能力。这种学习方式不仅可以帮助他们掌握新知识和技能，还能培养他们批判性思维和创造性思维能力，使他们更好地适应职业发展和不断变化的工作环境。此外，从长远来看，高阶思维能力也有助于个体的职业发展。在竞争激烈的职场上，具备高阶思维能力的个体更容易获得事业上的突破和成功。

二、高中生物实验课堂培养高阶思维能力的策略

（一）设计开放性实验题目

通过设计开放性实验题目，鼓励学生进行自主思考和探究，培养他们的探索精神和创新能力。在高中生物实验课堂中，教师可以设计一些开放性的实验题目，要求学生独立思考并提出解决方案。例如，可以让学生研究某种影响植物生长的因素，如光照强度、温度等，并设计实验来验证自己的假设。通过这样的实验设计，学生需要进行信息搜集、假设提出、实验方案设计等一系列高阶思维活动。他们需要思考实验参数的选择、数据的采集和分析，从而培养他们的科学研究和创新能力。通过开放性实验题目，学生在实验中将更加自由地探索和发现。这可以激发他们的好奇心和创造力，培养他们主动学习和积极探索的能力。他们将不再囿于简单的操作步骤，而是追求独立思考和创新解决方案。这样的实验体验将使学生更深入地理解生物学的基本原理和概念，并培养他们的观察、实验设计和分析数据的能力。

（二）引导学生进行实验设计

假设教师正在教授高中生物学相关的光合作用实验。传统的实验教学通常会给出特定的实验题目和步骤，而学生只需按照指示进行实验。然而，为了培养学生的高阶思维能力，教师可以采取不同的方法。教师可以引导学生一起讨论光合作用的研究背景和重要性。通过激发学生的兴趣和好奇心，他们将能够意识到光合作用对植物生长和生态系统的重要性。接下来，教师可以提出一个开放性的问题，如：“不同光照条件下植物的光合作用效率是否有差异？”或“如何确定光照强度对光合作用速率影响的最佳实验条件？”这样的问题可以引导学生思考和探索，鼓励他们提出自己的问题和假设。随后，教师可以组织学生进行小组讨论，让他们提出解决问题的可能方案和实验设计。学生可以考虑使用不同的光照强度、不同光谱的光源或不同植物种类来设计实验。讨论的过程中，教师可以引导学生思考如何控制变量、收集和分析数据，并确保结果可靠和准确。在实验过程中，教师应提供必要的指导和资源，例如介绍相关实验方法和操作技巧，让学生有清晰的实验步骤和安全意识。然而，在实验设计方面，教师应尽量避免对学生的想法进行干预，鼓励他们保持独立思考和创新解决方案的能力。

（三）提供实验数据分析和讨论环节

在实验课堂上，设置数据分析和讨论环节，引导学生对实验结果进行深入分析和讨论，促进他们的逻辑思维和科学推理能力。实验数据的分析和讨论是培养高阶思维能力的重要环节。在实验课堂上，教师可以要求学生对实验结果进行展示，包括数据的整理和图表的绘制。然后，引导学生对数据进行深入分析，例如，通过计算平均值和标准差等统计方法，结合生物知识进行结果的解释和推断。通过数据分析和讨论，学生将学习如何从现有数据中提取有用的信息，并运用科学知识进行解释和推理。他们需要思考数据的变化趋势、异常点的原因以及对实验假设和目标的验证。这样的分析过程将培养学生的逻辑思维、推理能力和判断能力，使他们能够更深入地理解科学实验所揭示的规律和原理。

（四）鼓励学生进行实验报告和展示

鼓励学生进行实验报告和展示，让他们在实践中提升表达能力和沟通能力，培养他们的综合能力。实验报告和展示是学生在实验课堂中展示实验成果和研究过程的重要环节。通过书面报告或口头展示，学生需要整理和总结实验数据、结果和结论，并清晰地陈述问题、方法和研究背景。这种表达和沟通的过程不仅需要学生具备严密的逻辑思维和科学推理能力，还需要他们提高综合能力，将复杂的实验过程和结果进行简洁而准确的描述。通过实验报告和展示，学生能够提高自己的表达能力和沟通能力，并将学到的知识应用于实践中。

结束语

通过以上探析，我们可以看出，高中生物实验课堂是培养学生高阶思维的重要场所。设计开放性实验题目、引导学生进行实验设计、提供实验数据分析和讨论环节以及鼓励学生进行实验报告和展示等策略可以有效促进学生的探索精神、创新能力、科学研究能力、逻辑思维和科学推理能力。这些策略的实施将有助于提高高中生物实验课堂的教学质量，培养学生的科学素养和综合能力，为他们未来的学术和职业发展奠定坚实基础。

参考文献

[1]陆敏.指向高阶思维培养的高中生物实验课堂策略探析[J].考试周刊，2023，（45）：117-120.

[2]冯伟.高中生物高效教学课堂的构建思考[J].家长，2023，（01）：180-182.

[3]张华锋.探析高中生物实验教学高效课堂构建[C]//廊坊市应用经济学会.对接京津——新的时代基础教育论文集.江西省南昌市十九中学;，2022：3.