PISA创造性思维能力模型在高中生物学教学中的应用　　

　　《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）明确指出，学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。在此背景下，创造性思维的培养成为当前生物学教学领域的热点问题。课堂作为教学活动的主要场所，是培养学生创造性思维的主阵地。相关研究表明，相较于其他模型，PISA创造性思维能力模型的结构更为清晰简洁，能够有效反映创造性思维的复杂性[1]，在生物学课堂中有巨大的应用价值和潜力。

　　一、PISA创造性思维能力模型概述

　　经济合作与发展组织（OECD）将创造性思维定义为：个体有效参与想法的产生、评价和改进，从而形成原创且有效的解决方案，促进知识提升和想象力有效表达的能力。同时，OECD提出了PISA创造性思维能力模型（见图1），明确了创造性思维的维度和测评领域。其中，产生多样化想法、产生创造性想法以及评估和改进想法是三个具体的评价维度。[2]

　　PISA创造性思维能力模型的测评领域之一是科学问题解决，此领域可应用于设计生物学实验探究问题[3]，能够促使学生展示在解释、假设、得出结论和概念总结等方面的创造性思维能力。该模型要求教师通过创设真实且开放的情境将知识问题化、活动化，引导学生认识实际问题的复杂性并发展解决这些问题所需要的创造力，进而在解决问题的过程中培养学生的学习效能感。

　　

　　PISA创造性思维能力模型同样可以运用在生物学课堂教学中。教师可通过设计问题培养学生生成多样化想法、创造性想法以及评估和改进想法的能力，使学生在学习中逐步发展创造性思维。以下以“DNA是主要的遗传物质”新授课为例，介绍PISA创造性思维能力模型在高中生物学教学中的应用。

　　二、PISA创造性思维能力模型的应用

　　（一）教学思路

　　“DNA是主要的遗传物质”这节课以格里菲斯（F.Griffith）、艾弗里（O.Avery）、赫尔希（A.D.Hershey）和蔡斯（M.C.Chase）的三段科学史为主线，系统性介绍遗传物质的发现过程。在传统教学模式下，本节课通常按时间顺序介绍科学史，重点引导学生分析科学家的实验设计，进而得出相应的结果和结论。但在强调科学思维培养的当下，本节课可从创造性思维的三个维度出发设计科学问题，以促进学生在课堂中生成多样化的想法、创造性的想法，并让学生学会评估和改进想法，进而像科学家一样思考（见表1）。[3]

　　（二）教学过程

　　1.格里菲斯的实验——培养学生生成多样化想法

　　教师介绍关于DNA和蛋白质作为遗传物质的争论，并深入分析遗传物质应具备的特性；依次展示格里菲斯的四组实验，提出“R型和S型细菌混合后为何会产生致病性”的问题。学生分析格里菲斯实验，探讨R型和S型细菌混合后致病性产生的原因。教师介绍格里菲斯实验中死亡小鼠体内发现S型活细菌的现象，并引导学生讨论S型活细菌产生的原因。学生小组讨论S型活细菌产生的原因，并记录多种可能的猜想（见表2）。

　　

　　

　　教师引导学生思考如何验证或排除猜想，最终得出“R型活细菌在S型死细菌的影响下转化为S型活细菌”的结论，并引入转化因子的概念。学生思考验证猜想的方法，最终通过排除法确定上述结论。

　　设计意图：教师通过引导学生对S型活细菌产生的原因进行多角度猜想，不仅能够帮助学生理解格里菲斯实验中转化现象和转化因子的存在，而且能够有效培养学生的发散性思维和多角度思考问题的能力，从而突破本节课的教学难点。

　　2.艾弗里的实验——培养学生生成创造性想法

　　教师引出格里菲斯实验的后续问题，即“格里菲斯提出的转化因子究竟是什么物质？”随后介绍肺炎链球菌中可能是转化因子的化学物质包括多糖、DNA、RNA和蛋白质，并提出问题：如何设计实验找出转化因子？同时，教师需要简要介绍当时具备的技术条件，如酶技术和分离提纯技术等。

　　学生小组合作设计实验找出转化因子，阐述实验思路、预期实验结果以及相应的实验结论。教师根据不同小组的想法，总结出可行的思路（见表3），并明确指出相应的控制变量的原理（加法原理和减法原理）展示艾弗里的实验过程和结果。学生根据艾弗里实验的结果得出实验结论：转化因子很可能就是DNA。

　　

　　设计意图：教师引导学生自主设计实验并思考将不同物质分开的方法，通过对分离提纯、酶解法等不同方法的应用，能够充分培养学生创造性解决问题的能力。教师总结学生的实验设计，指明其中控制实验变量的加减法原理，有助于学生深入理解实验设计的科学性和严谨性。