在初中生物實驗教學中培養批判性思維的幾點想法

戴賓

【摘 要】生物學實驗教學有助于學生養成批判性思維，使學生可以在親歷實驗探究的過程中，進行分析、質疑、反思、論證和自我校準。教師要結合實驗教學創造批判性思維的條件，圍繞實驗方案的設計以及對實驗結果與結論的分析開展思維訓練。

【關鍵詞】初中生物；實驗教學；批判性思維

對于初中生來說，批判性思維的實踐逐漸開始，批判性思維處于萌芽階段。通過生物實驗教學可以使這種開端延伸，使批判性的思考成為習慣，從而達到生物學課程標準中提出的“期待學生養成理性思維的習慣”。

一、結合實驗教學創造培養批判性思維傾向的條件

1.培養學生批判思考的主動性

初中學生學業負擔逐漸加重，相比而言，初中生物學科更強調科學素養和綜合素質的養成，應試的枷鎖不那么沉重，學生更有批判思考的動力。要想發揮這份主動性，并落實到具體的學習過程中，實驗課就是很好的辦法。實驗課本身就是學生比較感興趣的課型，學生也喜歡這種體驗式學習。

要引導學生積極投入批判思維，首先就要結合實驗內容創設情境。只有通過各種情境激發學生的好奇心、求知欲，學生才會積極思考，產生創意，并圍繞創意進行批判思考。比較有效的情境是利用生活經歷、經驗，或者某個事實現象作為課堂的引入。如：地窖中貯存的農作物引發窒息事件，可以讓學生模擬小偵探，引出呼吸作用消耗氧氣的探究試驗。再如：在探究“蚯蚓在什么樣的物體表面爬的快？”這個問題時，可以用人在冰面上奔跑很容易滑倒，但在道路或者跑道上就不會滑倒為例進行引入。

2.鼓勵學生的自主性探究

長期的傳統教學，使學生習慣于老師來說明實驗目的、實驗步驟、實驗結果和實驗結論。而新課標要求我們應該鼓勵學生自主探尋答案，在批判中思考，進行新舊知識的更替。盡量不要把預設好的內容，讓學生被動的無條件的接受。

學生如果真正進行了批判思維的話，他們會非常樂于學習，即使較難的智力任務，他們也能從中找到挑戰和學習的樂趣。比如有的同學提出“滑冰運動員滑的很快，因此人和蚯蚓不同，人在光滑的表面跑的快”，教師需要鼓勵并引導學生提出問題，分析論點，并設計實驗來探究論證。

3.充分尊重學生對問題的觀點，并促進他們之間有效的質疑與交流

如：針對“蚯蚓在什么樣的表面滑的快”的問題，讓學生提出自己的觀點并說出論據支持，如果論據不正確，不急于否定他。我們要特別注意引導學生們進行恰當的交流與質疑，質疑者也應當拿出相應的論據。這種交流要在互相尊重的氛圍下進行，不能讓辯論變成毫無根據的抬杠或者詭辯甚至是互相攻擊。如在巴斯德的曲頸瓶實驗中，有同學認為這個對照實驗的變量并不是空氣中的微生物，而是曲頸瓶和直頸瓶的形狀。有同學支持這個觀點，并提出質疑：這個對照實驗是不是有兩個變量了？教師要引導學生透過現象看本質，思考曲頸和直頸瓶帶來的本質差別，最終得出“看似兩個變量，實際還是一個變量”的結論。

再如：在“探究種子萌發需要的外界條件”的實驗中，當以空氣為變量設計實驗時，為了便于操作，通常是甲組實驗的種子浸泡在適量的水中，而乙組種子用水完全浸沒，以此設置對照實驗。因此會有同學說這個實驗里的變量是水的多少，也有人說是空氣，只有少數人說是“空氣的多少”，通過交流討論能夠使同學們的語言更加規范、準確、嚴謹。有了這樣的辯論過程，學生對知識的理解深刻了，同時也訓練了批判思維。通過在互相尊重基礎上的交流，學生會變得更加自信，愿意表達。

當然，尊重學生的意見不代表沒有原則的濫用表揚和鼓勵。教師有時候為了鼓勵學生的積極性，往往不愿意批判他們的觀點，經常只是簡單評價就結束了對話，常聽到的就是“好的，謝謝你的發言，再想想”等類似語言。結果就是學生也不去思考自己哪里不足，沒有學會反思或者進一步思考。如何平衡好批判性和創造性，這就考驗教師的教學藝術了。批判不等于挑刺、找茬，我們要引導學生之間互相尊重，為學生嘗試批判性討論營造環境。

二、在設計實驗方案的過程中促進學生的批判思維能力

1.重視實驗方案的論證過程

教師要為學生提供不同的實驗器材、實驗材料以及一定的知識背景。批判思維需要一定的知識信息基礎，但如果老師說的太多，學生有可能會失去好奇心和想象力，所以探究性的實驗不要讓學生直接看書獲得實驗步驟。

比如：“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快？”在選擇蚯蚓時，有人提出要用兩條蚯蚓做實驗，有人提出只能用一條蚯蚓做實驗。在判斷快慢時，有的測量單位時間內蚯蚓爬的距離，有的計算單位距離里時間的長短。教師鼓勵學生比較論證，然后再選擇不同的可行的方案。通過這樣的論證培養學生認知成熟度，即審慎地去接受多種解決問題的方法。

再簡單的初中生物實驗，如果缺少了物理、化學等知識背景，學生要想設計出完整的方案也是不容易的。教師通過組織學生不斷完善實驗方案，可以讓學生漸漸熟悉這種論證過程，培養批判的思維習慣。

2.開展不同實驗方案的對比分析

同一個實驗在不同的教材上有不同的實驗方案，在同一個教材的不同版本中也有不同的實驗方案。比如蘇教版《生物學》七年級上冊中的“光合作用需要二氧化碳的實驗”，通過對比分析舊教材和新教材（2012修訂版）中的兩個實驗配圖，讓學生理解教材為何要修改。再比如，比較“口腔內的化學性消化”實驗和“綠葉在光下制造淀粉”的實驗，分析為什么兩個水浴加熱裝置不一樣。比較不同的實驗方案，為學生開展批判思維提供了開闊的視野和豐富的素材。教師應當用心研究教材，做好歸納整理，還可以對比各種版本教材，汲取精華。

3.善用反例，培養發現問題的能力

有些實驗措施學生乍一看不能明白為什么要這么做，教師可以采取“增減法”對實驗做一些錯誤的修改，然后由學生去發現增減后的錯誤及原因。如：在“植物的蒸騰作用”實驗中，用塑料袋包住整個花盆，要求學生比較教材配圖，說出教材配圖中塑料袋僅僅包住莖和葉的原理。再如：在“綠葉在光下產生淀粉”的實驗中，用黑紙片只遮住葉片部分上表面，對比教材配圖中上下兩面都遮住部分葉片。通過這些錯誤的實驗操作示例，既可以培養學生發現問題的能力，又能夠提高學生設計實驗方案的嚴謹性、周密的思維。

三、反思實驗結果與結論，培養學生質疑——論證及自我校準能力

1.鼓勵學生勇敢質疑實驗結果與實驗結論

面對與理論結果不同的實驗結果，學生應該勇敢提出問題，共同分析交流，不盲從，而要理性的去看待實驗結果。如：在“口腔內的化學性消化”實驗中，加了唾液和加了清水的試管在水浴后滴加碘液，理論上試管中會分別出現變藍和變黃褐色的現象。但在實際實驗時，卻出現兩個試管都變藍的現象。這可能與很多因素有關：淀粉太多，唾液不夠，水浴溫度沒控制好，水浴時間不夠等。教師應當引導學生結合自己的實驗過程具體分析。

再如：在實際操作“植物的呼吸作用消耗氧氣”的實驗過程中，裝有新鮮蔬菜和燙過的蔬菜的錐形瓶中，燃燒的小木棒都可能熄滅。這是因為瓶里的水蒸汽太多，或是因為錐形瓶口太狹窄導致操作失誤。

2.引導學生反思、自我校準

對以上的實驗過程和結果進行反思，成敗歸因。找到不足之處后，修改實驗方案，再次實驗驗證。如：在重新設計“口腔內的化學性消化”實驗時，教師要引導學生考慮加入到試管中的淀粉的量以及水浴的時間等。饅頭屑如果消化較慢，可以用淀粉糊（1%濃度，防止高溫糊化產生糊精）；唾液不夠的話，可以準備一些刺激物（話梅或醋等）等等。

在“植物呼吸作用產生二氧化碳”實驗里，用兩個黑色塑料袋分別裝燙過的和新鮮的蔬菜，經過一段時間后，理論上燙過的蔬菜是不會進行呼吸作用產生二氧化碳的。在實施過程中，有的小組提前了2～3天準備實驗裝置，導致燙過的蔬菜腐爛分解產生二氧化碳，實驗結果就是兩個黑色塑料袋里的氣體都使澄清石灰水變渾濁。通過調整實驗方案，縮短實驗準備時間，就可以得到正常結果和結論了。

實驗教學經常容易出現各種意外狀況，這些豐富的素材能夠使學生充分反思自我，再經過自我校準后，最終使得實驗成功。通過這樣的不斷訓練，學生既體驗了科學研究的過程，又培養了批判性思維能力，還增強了自信心。

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（論文項目：本文系南京市“十二五教育科學規劃課題”“提升城郊初中生綜合表現力的校本課程實踐研究”（編號：L/2013/248）的研究成果。）