高中生物學教學中學生批判性思維能力的培養

秦　琦

高中生物學教學中學生批判性思維能力的培養

秦琦

（山東省聊城市莘縣第一中學，山東聊城252400）

高中生物作為一門生命認知科學，其在多元化的生物現象中需要學生做好相應的觀察和分析，進而使得學生能夠將理論和實踐充分聯系起來。而在生物學科教學中，教師也需要為學生提供“質疑——求證——判斷”學習平臺，進而使得學生能夠形成批判性思維能力。尤其在新課標指出了高中生物應培養學生的批判性思維，使學生能主動反思、質疑，形成獨立分析、動手操作的良好學習習慣。受應試教育的影響，許多學生都缺乏自主學習的意識，在學習中只是聽從教師指導，缺乏質疑教師的意識和勇氣，這不僅阻礙了學生個性化的發展，也不利于他們批判性思維的培養。因此，高中生物教師應轉變教學理念，整合生物資源進行批判性思維培養，使學生成為敢于質疑、堅持自我的人才。本文將基于“質疑——求證——判斷”學習模型的構建角度出發，對其具體教學策略進行分析。

高中生物；實驗；批判性思維

批判性思維是理性研究、科學決策與學習創新的核心能力，同時也是促進學生深度學習的重要途徑。當前在新課背景下高中生物教學需要為學生提供更加廣闊的思維訓練平臺，使其能在“質疑——求證——判斷”學習模型引導下對生物學科中的現象進行分析質疑，而后通過整合教材內容以及實驗現象的方式求證基本現象，以此使得學生能夠從具體生物現象探究中強化批判性思維能力，進而更好地培養其核心素養能力。批判性思維是高中生物核心素養的重要內容，要求學生在高中生物教學中勇敢質疑、創新，對權威提出挑戰，在批判中形成獨特的生物認知。高中生物課程中蘊含了許多科學家的智慧，這為學生提供了許多批判的機會。在教學中教師可以借助問題教學、實驗教學等多種生物活動鼓勵學生根據生物依據提出質疑，從而引發他們對生物知識的探究，逐漸形成批判性的學習思維。

一、高中生物教學中進行批判性思維培養的調查

本文采取抽樣調查的方式隨機對300名高中生進行調查，發現有65.3％的學生具備一定的批判性思維，3％的學生具備強烈的批判意識，而其余學生缺乏尋求事情真相、質疑、分析的能力。雖然大部分高中生仍然具備很強的知識探索意識，但批判性思維能力還有待加強。筆者在調查高中生物教學中批判性思維培養中發現大部分教師都認為學生應該具備批判性思維，但部分教師對批判性思維理解不正確，認為批判性思維就是否定他們的觀點，這一調查結果與教師的專業素養也有一定關系。另外有50％的教師認為批判性思維的培養能使學生在學習中做出正確的決策，對生物學習有一定幫助，在認同批判性思維的培養上有65％的教師認為批判性思維是當代高中生的必備能力。綜合調查結果可以看出：大部分教師對學生批判性思維的培養處于積極的態度，對批判性思維的認知也比較正確，但由于缺乏培養經驗，運用的培養策略不恰當，導致學生批判性思維發展不成熟。因此教師應結合學生的生物基礎和素養制定培養策略，確保學生批判性思維的良好發展。

同時，通過調查發現，很多高中學生都沒有做過生物實驗，甚至都沒有教師演示過生物實驗的過程。究其原因，一方面是因為生物課時比較緊，教師沒有過多的時間進行實驗教學。另一方面則是因為學生缺乏生物實驗的設備。基于此，生物教師應積極拓展一些課外的實踐活動，以此增加生物教學實踐，同時還可以根據學生的學習興趣，引導學生組織生物興趣小組，讓學生從生活中尋找一些生物實驗需要的器具，進而對生物實驗開展學習。例如，在學習人教版生物《觀察植物細胞的質壁分離和復原》這個實驗內容時，通過這個實驗，讓學生了解顯微鏡的基本構造，并在實驗過程中掌握顯微鏡的基本操作方法，特別是高倍顯微鏡的使用方法。另外，由于這個生物實驗是觀察性的生物實驗，在實驗過程中，教師要引導學生注意觀察實驗對象的變化，鍛煉學生的觀察能力和總結能力，讓學生通過實驗對象的變化總結生物規律，以此形成生物實驗報告，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，進而提升學生的學習效率和學習質量，促進學生的生物核心素養和綜合能力。

二、促進批判性思維培養的學習模型

批判思維是以邏輯推理為基礎的理性反思思維，同時也是強化質疑精神以及求證心理的重要方式，其中主要根據發現的問題和證據，對其作出評估和提出初步解決辦法的能力。批判思維過程以杜威“反思”理論為基礎，以“質疑”和“求證”兩大要素為基礎，進而使其能夠在反思和質疑中分析客觀事實，并以客觀事實和證據為基礎，做出合理的論證和判斷。批判思維本身是中性的，并不是對所有理論的推翻重建，而是基于已經存在的觀點為基礎的批判思考過程，實際上就是深度學習的過程。在“質疑——求證——判斷”學習模型中主張明確學生的主體性，引導其大膽質疑并對已存在的觀點進行理性探討，同時還需要引導其充分認知到在認證過程中尚未得到確立之前不能馬上接受或反對，這實際上就是延遲判斷。學生的批判性思維要在深入分析的基礎上提出問題、收集證據，進行檢驗和論證，然后才能做出判斷，即學生不僅需要培養質疑精神，同時還需要切實落實好實踐內容。筆者通過實踐建構起“質疑——求證——判斷”學習模式（如圖1），以促進批判性思維的培養，引導學生在思考中提出問題，在論證中檢驗求證，并作出理性判斷，用批判性思維探究生命科學問題，進而為促進學生的深度學習創造條件。

三、基于“質疑——求證——判斷”學習模型的教學策略

（一）反思觀點，證據與論證過程

批判性思維需要杜絕盲目性接受現成觀點的現象，對不同的生命科學現象也不能輕易做出判斷，因此教師需要引導學生對生物現象進行系統化的反思，進而使其能夠在明晰的觀點下理解生命科學的基本內涵，并通過支撐數據的全面性和真實性，使得論證過程更加具有合理性。在批判性思維形成的過程中需要減少個人經驗以及主觀情感的摻雜性，以此使得學生能夠在獲得鼓勵的基礎上提出質疑。

以《DNA是主要的遺傳物質》一課為例，“肺炎雙球菌體外轉化實驗”分別以DNA、蛋白質、多糖為變量探索生物的遺傳物質，得出“DNA是使肺炎雙球菌發生轉化的因子”的結論，大多數學生在具體分析實驗設計思路、過程和結果后都表示認同。但是，有一部分學生看完實驗設計后也有疑問，核酸包含DNA和RNA兩種類型，這個實驗是不是把RNA作為實驗變數，而這一結論是否可信？教師鼓勵學生提出疑問，并建議學生在課后查閱有關資料進行深入討論。

（二）基于問題搜集證據，檢驗求證

批判思維的本質就是能提出適當的問題，做出合理的論證。在此基礎上，教師應引導學生對問題收集進行綜合證明，通過自主思考和合作討論分析求證，進而作出針對性的思維判斷。

針對“肺炎雙球菌體外轉化實驗”的質疑，學生們翻閱有關資料，重新檢視實驗的設計及運作后發現，當時科學家對RNA的認識的確不夠，艾弗里對被加熱殺死的S-型肺炎雙球菌的主要生化成分作了酶解試驗，證實DNA是引起肺炎雙球菌轉化的因素。而在艾弗里在研究中引入RNA，并通過實驗排除了RNA。所以，艾弗里試驗的設計思想本身是合理的。

（三）作出判斷并說明建議或觀點

在判斷的過程中對驗證結果提出否定以及肯定意見并不難，難的是將相關的論證過程中呈現出來。在教學過程中，教師要引導學生根據“自主”“理性”進行判斷，引導學生轉換視角觀察問題，善于分析、表達自己的觀點，提出建設性的意見，同時接受別人的檢驗。

針對“肺炎雙球菌體外轉化實驗”的質疑與求證過程具有鮮明的批判性，經過反復研讀資料，學生認為，艾弗里實驗的變量設定較科學、全面，有效排除了RNA作為肺炎雙球菌轉化因子的可能。但是這些材料并未考慮到艾弗里關于RNA的相關研究，因此建議未來該教材可以更全面地還原這段生物學科歷史，由此增強學生深入學習生物知識的深度。

四、高中生物教學中進行批判性思維培養的策略

（一）創設問題情境，鼓勵學生質疑

想要在高中生物教學中培養學生批判性思維，就必須打破傳統教學模式對學生的思維限制，鼓勵學生大膽質疑和探究。但由于學生長期處于被動的學習狀態，很難主動提出質疑，因此教師可以創設問題情境激發學生的質疑意識，鼓勵學生在分析問題、討論問題中發表自己的見解，逐漸形成質疑和批判的學習習慣。例如在《細胞的能量供應和利用》的教學中，需要讓學生掌握酶在細胞代謝中的作用、本質和特性，在導入環節教師可以借助生活案例提出問題，如“人每天要吃很多食物，可不論是什么都能被我們的胃消化，食物在我們的身體里進行了怎么樣的消化過程？”以此構建問題情境，引出“酶”這一主題。接著提問學生“酶是什么”“人體的細胞代謝都是依靠酶嗎”“科學家對酶有怎樣的研究”，讓學生閱讀課本實驗找出答案。在不斷提問解答的過程中，學生已經具備了獨立提問的能力。教師可以試著讓學生針對實驗提出問題，如“一二號的實驗現象說明了什么”“實驗中的材料可以用其他物質替換嗎”“三四號實驗說明了什么”，在教師、學生的互動提問中引發學生對生物知識的深入思考，并形成質疑、批判的習慣。

（二）借助生物實驗，激發批判意識

高中生物是一門自然類學科，需要通過實驗引發學生對自然現象的探索，形成獨立觀察、提問和實驗的生物素養。因此，教師可以借助生物實驗培養學生的批判性思維，讓學生先對生物實驗提出假設，之后動手實驗驗證猜測，再調整實驗方案、重復實驗等，通過一系列的實驗活動形成嚴謹的科學意識，具備批判、質疑的科學素養。例如在《觀察植物細胞有絲分裂》的實驗教學中，教師可先帶領學生復習有絲分裂的相關知識，讓學生說說有絲分裂各時期的變化特點，為實驗提供知識基礎，再讓學生自由結組選擇實驗材料、器械，共同制定實驗計劃，明確有絲分裂的實驗步驟。在這一環節教師可以適當提醒學生，提問學生“應該選取植物的哪個部位進行實驗，如何制作臨時裝片”等，讓學生對實驗有大致的認知。在進行過一輪實驗后，教師應鼓勵實驗失敗的學生反思自己的問題，如自己選取的植物部位是否不對、在裝片時哪一步出現了問題、是否存在解離不充分的問題、觀察有絲分裂主要觀察的是哪個結構的變化等，使學生主動回顧、質疑自己的實驗過程，分析每一個實驗步驟的目的，以此增強學生的批判意識，提高學生的生物實驗能力。

（三）融入科學事例，展示批判思維

只有不斷質疑、不斷探索才能促進科學的發展，高中生物課本中有許多關于科學家質疑、批判的案例，教師可以結合課本內容開展批判性思維教學，用真實的科學案例演示質疑的過程，從而帶動學生的勇敢批判。例如在《孟德爾的豌豆雜交實驗》的教學中，教師可以講述有關孟德爾批判質疑的故事，介紹孟德爾從大學畢業后就開始了長達八年的豌豆實驗，從三十四個豌豆品種中挑出二十二個進行實驗，并在實驗中表現出了極大的耐心和嚴謹的科學精神。在閱讀了達爾文的進化論后調整了自己的實驗重點，并且對玉米、紫羅蘭等植物也進行了實驗，通過這一批判性的行為證明了遺傳規律對大多數植物適用。雖然他知道自己的發現具有跨時代的意義，但并沒有急于發表，而是帶有批判性地反復實驗了很多年。正是因為孟德爾敢于質疑的批判精神和嚴謹的科學態度才推動了人類在遺傳學上的進步。通過這一故事，學生能學習到科學家身上的優秀品質，并逐漸形成批判性思維。

（四）合理選取思辨性案例訓練，促進批判性思維發展

批判思維是獨立于人的主動狀態的自覺反思過程。在高中生物教學的過程中需要以教學案例為線索打破學生的思維定式和慣性。在辯題的選擇上需要注重情景真實性，進而啟發學生能夠結合情境提出思辨性問題，使其能夠在體驗、實踐以及驗證中培養批判性思維能力。

例如，在學習《遺傳信息的攜帶者———核酸》后，可以讓學生們對核酸類保健產品開發價值進行思考和爭論，其中通過正反方的辯論使得學生能夠深入分析核酸的生物內容。其中正方認為，轉基因技術能夠跨越種間生殖隔離，創造出新的、有價值的生物類型，對其研究和應用是生物技術發展的必然，值得肯定和推廣。而反方則針對這一問題進行有針對性的爭論，即，基因改造可能打破生物體生長和繁殖規律，改變生態平衡，進而使得轉基因食品在安全性上難以得到保障。通過兩者之間的相互辯論以及質疑，使其能夠在尋求證據、表達的過程中增強整體的學習深度，進而為培養學生的批判性思維能力奠定良好基礎。

五、結語

總而言之，隨著新課改的推薦，高中生物應重視學生生物素養的培養，通過問題教學、實驗教學等培養學生批判性思維，借助科學家的故事激發出學生的質疑意識，使學生形成積極提問、探索、解答的學習習慣，促進他們科學核心素養的發展。在本文的研究中主要從高中生物教學中進行批判性思維培養的調查研究情況著手，發現當前生物教學過程中培養學生思維能力中存在的不足之處，進而構建“質疑——求證——判斷”的學習模型，并引導學生參與到問題情境創設、生物實驗觀察研究、科學事例分析探究以及思辨性案例訓練中，進而為培養高度的批判性思維能力奠定良好基礎。

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