例析高中生物學教學中批判性思維的培養途徑

何顯華 高 峰

（1.廣東省肇慶市高要區第一中學 廣東肇慶 526100）

（2.華南師范大學生命科學學院 廣東廣州 510631）

在科學與經濟迅猛發展的21世紀，創新是發展的主旋律，而批判性思維則是創新的重要基礎。我國教育部頒布的《普通高中生物學課程標準（2020年版）》（以下簡稱《課程標準》）中強調，要培養學生批判性思維的能力，使學生在其終身發展過程中能夠更有效地作出決策，更高效地解決問題。當前中學教學對學生批判性思維的培養不到位，大多數學生不具備對所學知識和觀點提出質疑和批判性想法的能力，缺乏創新意識。如何培養批判性思維仍然是教學研究的一個重點。

1 批判性思維的含義和要素

很多學者曾對“批判性思維”的定義進行了闡述，但是目前關于“批判性思維”的概念還沒有統一的看法。綜合前人的研究，本研究定義批判性思維主要包含批判性思維傾向和批判性思維技能兩個方面，其核心是批判性思維技能，具體的要素見表1。

表1 批判性思維的要素

2 批判性思維的培養途徑

2.1 改變傳統教學觀念，鼓勵大膽質疑

在教學中，學生是課堂的主體，教師則是學生的引導者和知識的促進者。培養學生的批判性思維，教師在生物學課堂中需要改變傳統“師道尊嚴”的教學觀，營造民主、和諧的課堂氣氛，鼓勵學生大膽質疑，使學生真正成為課堂的主角。在學生提出質疑和個人見解時，教師應傾聽學生的想法。該做法有利于學生打破常規思維，鍛煉學生的批判性思維，提升學生的生物學核心素養。

2.2 巧用教材的“批判性思維”欄目

人教版高中生物學教材專門設置了培養學生批判性思維的欄目（表2），此欄目的內容多以生活素材或問題的形式出現，旨在引導學生思考和進行探究，具有很強的啟發性。

表2 人教版高中生物學教材中“批判性思維”欄目

以“既然人類很難消化纖維素，為什么一些科學家還將纖維素等其他糖類稱為人類的‘第七類營養素’呢？”為例，在學習此欄目的內容之前，學生已經了解到細胞中的糖類分為單糖、雙糖和多糖三種，其中纖維素是植物多糖。很多學生認為纖維素只能被牛、羊這些植食性動物分解利用，而不能被人體分解，也有部分學生認為牛、羊和人都是不能分解纖維素的。針對不同的觀點，教師需要引導學生說出自己的想法和理由，師生進行互評。接著，教師提出問題：既然人體不能分解利用纖維素，為什么科學家還要將其稱為“營養素”呢？教師通過此問題引起學生注意，鼓勵學生查閱資料，并呈現有說服力的論據，從而解決疑團，以此鍛煉學生的批判性思維。

2.3 挖掘教材中的“邊角材料”

包春瑩指出教材中批判性思維培養的欄目和篇幅并不多，但并不意味著批判性思維的培養不重要，這要求教師要懂得挖掘教材中的“邊角材料”，如“探究·實踐”“辯論會”“拓展應用”“異想天開”等，引導學生多角度思考問題，潛移默化地提高學生的批判性思維能力。

以“轉基因產品是否安全？”這一問題為例，其來源是《選擇性必修三·生物技術與工程》103頁的“辯論會”，該欄目探討了轉基因產品的安全性問題，意在引導學生獨立思考，搜集證據來表述自己的觀點。目前，轉基因成果不斷涌現，帶來便利的同時，其安全性成為關注焦點。在教學中，教師可以讓學生了解相關的理論，將多方的資料和觀點進行比較，最終得出學生自己判斷和結論。接著，班里組織辯論會，并由教師比較正方和反方的觀點，總結轉基因產品優點和缺點，從而引導學生要理性看待轉基因技術和產品。這樣課堂不僅有趣味性，而且在辯論過程中學生的思維會發生激烈碰撞，這有利于學生批判性思維的提升。

2.4 利用生物科學史培養學生的批判性思維

教材中的生物學科學史和科學家曲折的探索歷程，為培養學生批判性思維提供了豐富的素材。例如，在《必修一·分子與細胞》“對細胞膜結構的探索”教學中，以問題的形式引導學生重走科學家的探索歷程。教師呈現相關資料，引導學生得出細胞膜主要是由蛋白質和脂質構成。接著，教師提問：那么這些大分子蛋白質又是如何排布于磷脂雙分子層之中呢？并展示電鏡下細胞膜暗—亮—暗的三層結構圖片（圖1），同時說明電子束照射大分子物質時，成像黑暗；照射小分子物質時，成像光亮。然后教師請學生根據電鏡圖嘗試擺出蛋白質在磷脂雙分子層的分布。

圖1 細胞膜結構的電鏡照片（放大400 000倍）

學生通過小組合作構建出如圖2所示的結構模型。接著教師提出此模型與當年科學家羅伯特森根據電鏡圖提出的細胞膜結構模型非常類似，并且著重指出羅伯特森認為細胞膜是靜態的統一結構。

圖2 蛋白質—脂質—蛋白質三層細胞膜結構模型

在此基礎上，教師引導學生開展小組討論，請學生結合細胞膜的功能，嘗試評價羅伯特森提出的細胞膜結構模型。通過討論，很多同學會對羅伯特森的細胞膜模型提出質疑和批判：如單細胞生物變形蟲的變形運動和細胞的生長等現象則難以解釋等。在學生疑惑之際，教師展示冰凍蝕刻的細胞膜結構圖，學生恍然大悟，從而修正之前構建的模型，提出細胞中的蛋白質是鑲在磷脂表面，或嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中。教師再提供1970年科學家用熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合的實驗史實。學生分析得出：細胞膜上的蛋白質可以運動，而且細胞膜具有流動性，從而進一步修正了羅伯特森的靜態結構模型。綜上，教師通過改變科學史料的呈現方式，引導學生分析資料、構建模型、批判質疑、修正模型、得出結論，多角度地思考問題，從而培養學生批判性思維。

2.5 開展實驗探究培養學生的批判性思維

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，開展實驗探究可以培養學生科學探究能力，同時可以提升學生批判性思維能力。例如，在高中生物學《必修一·分子與細胞》“探究pH對酶活性的影響”實驗中，有部分學生提出質疑：實驗結果是用斐林試劑對淀粉水解出的還原糖進行測定，那能否改用碘液測定淀粉來反映pH對酶活性的影響呢？面對此類問題，教師不必急于給出答案，可以鼓勵學生改變檢測試劑后進行實驗，根據實驗結果反思實驗的可行性，并分析此實驗不可行的原因，通過該過程培養學生通過科學的方法對問題進行驗證的能力。

又如關于滲透作用實驗，《課程標準》建議開展模擬實驗來探究膜的透性，從而達成相關概念的理解，提升學生生物學核心素養。

教師請學生評價教材中的滲透實驗裝置。學生思考后會發現其存在的一些不足之處，如：漏斗管徑小，加液困難；實驗所用蔗糖溶液顏色偏淺，難以觀察液面變化等。接著，教師鼓勵學生利用課余時間以小組的形式對實驗裝置進行改進，各學生小組發揮奇思妙想，利用豬腸衣作半透膜，紅墨水、紅糖溶液作滲透溶液進行改進。最后小組展示和匯報，生生互評指出各自的優點和不足，集思廣益，互相進步。整個實驗改進過程以問題、評價、匯報、合作、質疑的形式進行，進一步提高學生的批判性思維。

3 總結

綜上所述，在教學中培養學生批判性思維的途徑主要有鼓勵學生大膽質疑，營造民主教學氛圍、巧用教材的“批判性思維”欄目、挖掘教材中的“邊角材料”、利用生物科學史和開展實驗探究。除此之外，教師還可以通過翻轉課堂、校本課程、開放性習題等培養學生批判性思維能力。學生思維的發展是一個循序漸進的過程，因此教師需要轉變傳統教育觀念，多方面、多角度去進行批判性思維教學，提升學生的批判性思維能力和創新能力。