從“想當(dāng)然”到科學(xué)思維

摘 要：發(fā)展科學(xué)思維要破除“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤。目前大多數(shù)學(xué)生“想當(dāng)然”式的思維方式普遍存在，成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維這一核心素養(yǎng)的阻礙。為此，教師需要在日常教學(xué)過程中避免“想當(dāng)然”式的思維方式，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤；核心素養(yǎng)；科學(xué)思維

文章編號(hào)：1003-7586（2024）06-0092-03 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

最近，在神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的教學(xué)過程中學(xué)生連續(xù)出現(xiàn)的“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤引起了筆者的思考。

1 學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤

人教版普通高中教科書《生物學(xué)·選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第2章第1節(jié)“神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”中提到：外周神經(jīng)系統(tǒng)分布在全身各處，包括與腦相連的腦神經(jīng)和與脊髓相連的脊神經(jīng)，并且都具有傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng)。

當(dāng)筆者進(jìn)行該內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，剛好聽到學(xué)生在討論教材中描述的腦神經(jīng)和脊神經(jīng)都含有傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng)。學(xué)生認(rèn)為：書上講腦神經(jīng)和脊神經(jīng)都是成對(duì)存在的，因此每對(duì)神經(jīng)都是由一條傳入神經(jīng)和一條傳出神經(jīng)組成的。另一位學(xué)生反駁：每一對(duì)神經(jīng)在身體兩側(cè)應(yīng)該對(duì)稱，如果一條傳入神經(jīng)和一條傳出神經(jīng)組成一對(duì)，那么身體的一邊只有傳入神經(jīng)，另一邊只有傳出神經(jīng)顯然是不合理的，這里的意思應(yīng)該是每對(duì)神經(jīng)中的每一條都既包含傳入神經(jīng)又包含傳出神經(jīng)。事實(shí)上，第二位學(xué)生聽上去相對(duì)嚴(yán)密的邏輯其實(shí)卻是一個(gè)“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤。人的腦神經(jīng)一共有12對(duì)，在這12對(duì)腦神經(jīng)中，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅷ對(duì)是傳入神經(jīng)；第Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ對(duì)是傳出神經(jīng)；第Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ對(duì)是混合神經(jīng)，即既包括傳入神經(jīng)，又包括傳出神經(jīng)。脊神經(jīng)是由脊髓發(fā)出的成對(duì)神經(jīng)，人體共有31對(duì)，都是混合神經(jīng)。

在當(dāng)天的作業(yè)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生描述出人在安靜狀態(tài)下，副交感神經(jīng)活動(dòng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)時(shí)的生理變化。一位學(xué)生提出安靜狀態(tài)時(shí)副交感神經(jīng)活動(dòng)會(huì)使血管舒張。其依據(jù)是教材上寫道，當(dāng)人體交感神經(jīng)興奮時(shí)會(huì)使血管收縮，而交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)對(duì)同一器官的作用往往是相反的，所以學(xué)生認(rèn)為副交感神經(jīng)活動(dòng)應(yīng)該會(huì)使血管舒張。這又是一個(gè)很典型的“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤。事實(shí)上，交感神經(jīng)的分布廣泛，幾乎全身所有內(nèi)臟器官都受到交感神經(jīng)的支配，而副交感神經(jīng)的分布比較局限，一般皮膚和肌肉內(nèi)的血管不會(huì)受到副交感神經(jīng)的支配。教材在自主神經(jīng)系統(tǒng)的組成和功能示例圖上，并沒有標(biāo)明副交感神經(jīng)對(duì)血管的作用。學(xué)生沒有仔細(xì)閱讀書本上的相關(guān)圖例，只是根據(jù)一句話“想當(dāng)然”地進(jìn)行推理論證，結(jié)果卻與事實(shí)不符。

在“水和無機(jī)鹽平衡的調(diào)節(jié)”一節(jié)內(nèi)容中，筆者引導(dǎo)學(xué)生寫出當(dāng)血鈉含量降低時(shí)的激素調(diào)節(jié)過程。一位學(xué)生寫道：血鈉含量降低會(huì)刺激下丘腦分泌促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素，促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素促進(jìn)垂體分泌促腎上腺皮質(zhì)激素，進(jìn)而刺激腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮，從而促進(jìn)腎小管和集合管對(duì)鈉的重吸收，維持血鈉含量的動(dòng)態(tài)平衡。其依據(jù)是教材內(nèi)容中人和高等動(dòng)物體內(nèi)有下丘腦－垂體－腎上腺皮質(zhì)軸的分級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而醛固酮是由腎上腺皮質(zhì)分泌的，因此該學(xué)生認(rèn)為這里醛固酮的分泌同樣受到分級(jí)調(diào)節(jié)。事實(shí)上，腎上腺皮質(zhì)分泌的皮質(zhì)激素有三種，高中教科書上主要介紹了其中的兩種，即醛固酮和皮質(zhì)醇。醛固酮由腎上腺皮質(zhì)的球狀帶細(xì)胞分泌；皮質(zhì)醇由腎上腺皮質(zhì)的束狀帶細(xì)胞分泌。束狀帶細(xì)胞分泌皮質(zhì)醇的過程處于下丘腦－垂體－腎上腺皮質(zhì)軸的分級(jí)調(diào)節(jié)機(jī)制的控制，而醛固酮醛固酮的分泌并沒有處于下丘腦－垂體－腎上腺皮質(zhì)軸的分級(jí)調(diào)節(jié)機(jī)制的控制。在由此及彼的推理過程中，學(xué)生試圖用一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系推出一個(gè)普適的過程，事實(shí)上由于生命活動(dòng)的多樣性，其發(fā)生過程往往并沒有想象的那么簡(jiǎn)單。

2 教輔材料中常見的“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤

這種“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在各種教輔材料中。比如在“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中，有的教輔材料表示洗去解離液，可以防止鹽酸和堿性染料甲紫發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，從而有利于染色。事實(shí)上甲紫溶液本身呈酸性，因此鹽酸并不會(huì)和酸性的甲紫溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)。再比如很多教輔材料根據(jù)三個(gè)終止密碼子不能確定氨基酸，想當(dāng)然地推理出tRNA有61種。事實(shí)上tRNA反密碼子的第三個(gè)堿基允許發(fā)生一些“擺動(dòng)”，能夠識(shí)別一個(gè)以上的密碼子，從而導(dǎo)致tRNA的種類并不是61種。還比如很多教輔材料根據(jù)血糖濃度升高，可以直接刺激胰島B細(xì)胞分泌胰島素，并因此得出胰島B細(xì)胞的細(xì)胞膜表面有葡萄糖受體，可以和葡萄糖結(jié)合從而傳遞信息。事實(shí)上，血糖濃度升高，刺激胰島B細(xì)胞分泌胰島素的機(jī)制是通過葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)生的ATP介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的。

教輔材料出現(xiàn)這類“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤，對(duì)學(xué)生和教師的危害更加嚴(yán)重。一方面，學(xué)生花費(fèi)大量時(shí)間學(xué)到錯(cuò)誤的知識(shí)；另一方面，通過教輔材料簡(jiǎn)單的“類比推理”得出結(jié)論，容易讓學(xué)生形成不求甚解的思維習(xí)慣。

3 “想當(dāng)然”式錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因

筆者認(rèn)為出現(xiàn)“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤的原因主要有三點(diǎn)：

一是思維的惰性。學(xué)生對(duì)于平時(shí)出現(xiàn)的問題表現(xiàn)麻木，缺少思考，沒有求知精神。這可能是由于問題太多，無暇思考；問題太難，無力思考；問題沒有吸引力，導(dǎo)致學(xué)生缺乏思考的動(dòng)力等原因造成的。

二是缺乏批判性思維。這往往是由于學(xué)生不敢質(zhì)疑、不求甚解造成的。把教輔材料當(dāng)作權(quán)威，陷入本本主義；把教師當(dāng)權(quán)威，陷入迷信權(quán)威的陷阱。高中生物學(xué)教材中關(guān)于促胰液素的發(fā)現(xiàn)歷程，寫到法國(guó)學(xué)者沃泰默（Wertherimer）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)不同尋常的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻依然認(rèn)為促進(jìn)胰液分泌的只有神經(jīng)調(diào)節(jié)，陷入迷信權(quán)威的陷阱。可見因?yàn)槿狈ε行运季S導(dǎo)致“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤的現(xiàn)象是常見的。

三是沒有形成科學(xué)的思維方式。很多學(xué)生在對(duì)問題沒有深入思考和研究的情況下就迅速得出結(jié)論，對(duì)生物的多樣性、獨(dú)特性和生命活動(dòng)的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致形成“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤。即便現(xiàn)在一些廣為認(rèn)可的學(xué)說也都處于不斷的修正和發(fā)展過程，經(jīng)常會(huì)有全新的理論重新顛覆人們的認(rèn)知。因此學(xué)生片面地看待生物學(xué)問題往往會(huì)出現(xiàn)“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤。

4 如何從“想當(dāng)然”走向科學(xué)思維

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展科學(xué)思維?？茖W(xué)思維是指“尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力”。發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，首先就要破除“想當(dāng)然”式的思維方式，這需要教師和學(xué)生共同努力做好以下幾點(diǎn)：

第一，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲?！跋氘?dāng)然”式的錯(cuò)誤思維往往源于思維的惰性，因此讓學(xué)生保持旺盛的好奇心和求知欲是打破思維惰性的重要前提。首先，教師設(shè)計(jì)的問題應(yīng)當(dāng)情境化、生活化，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生共鳴。生物學(xué)是一門跟學(xué)生的身體、生活關(guān)系非常密切的學(xué)科，教師要善于把學(xué)生熟悉的現(xiàn)象與所學(xué)的知識(shí)建立聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的求知欲，或者能找到實(shí)踐與認(rèn)知的矛盾點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的好奇心。其次，教師應(yīng)當(dāng)教授學(xué)生解決問題的方法，讓學(xué)生以自身努力克服困難，解決問題，獲得成長(zhǎng)。最后，教師要想辦法讓學(xué)生在解決問題的過程中體驗(yàn)成功的快樂，形成積極的正反饋。

第二，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。遇到問題時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生不盲從教輔材料，從更加權(quán)威的資料尋找問題的答案。常見的權(quán)威資料有：新版的大學(xué)教材、權(quán)威或者核心期刊上的專業(yè)論文、論著、各地高考題等。這些資料往往是國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的專家最新研究的成果，因此具有時(shí)效性、權(quán)威性。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到當(dāng)下學(xué)界對(duì)很多問題的認(rèn)識(shí)并沒有形成定論，因此，也要求學(xué)生學(xué)會(huì)用發(fā)展的眼光看待問題。

第三，培養(yǎng)學(xué)生形成嚴(yán)密的邏輯思維。引導(dǎo)學(xué)生避免簡(jiǎn)單、機(jī)械、片面地看待問題，養(yǎng)成全面、系統(tǒng)分析問題的習(xí)慣。因?yàn)樯锎嬖诙鄻有?、?dú)特性，生命活動(dòng)具有復(fù)雜性，因此教師在歸納總結(jié)的時(shí)候，不能“想當(dāng)然”地下定義。關(guān)于這一點(diǎn)，教材的表述值得教師和學(xué)生學(xué)習(xí)。例如，糖類分子一般是由C、H、O三種元素組成；幾乎所有的生物體都共用一套密碼子；人和高等動(dòng)物的各項(xiàng)生命活動(dòng)常常同時(shí)受神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)等。這里的表述是“一般、幾乎、常?！?，具有較強(qiáng)的科學(xué)性。另外，由于生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，很多問題可以通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的想法，使結(jié)論具有實(shí)踐性和科學(xué)性。

總之，“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤是普遍存在的，是學(xué)生和教師學(xué)習(xí)與研究上的阻礙，需要教師和學(xué)生共同努力應(yīng)對(duì)，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

5 總結(jié)與討論

在生物學(xué)教學(xué)中，教師扮演著引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維、避免“想當(dāng)然”式錯(cuò)誤的關(guān)鍵角色?？茖W(xué)思維強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)、思維邏輯、實(shí)證精神和批判性思考能力，以確保學(xué)生能夠基于證據(jù)進(jìn)行推理，而不是依賴未經(jīng)驗(yàn)證的直觀假設(shè)。

首先，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象保持好奇心和質(zhì)疑態(tài)度，激發(fā)他們對(duì)“為什么”和“如何”的探索欲望，而非接受既定結(jié)論。其次，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察和數(shù)據(jù)分析的實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)方法，學(xué)會(huì)如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，培養(yǎng)實(shí)證精神。最后，通過對(duì)學(xué)生批判性思考的培養(yǎng)，使其能夠獨(dú)立分析數(shù)據(jù)，評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，避免陷入“想當(dāng)然”的誤區(qū)。

例如，在講解基因表達(dá)調(diào)控時(shí)，教師可以通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自探索基因表達(dá)受環(huán)境因素影響的機(jī)制，而不是簡(jiǎn)單地陳述理論。這種實(shí)踐不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的方式思考問題，從而避免基于直觀感受或常識(shí)性假設(shè)而產(chǎn)生誤解。

綜上所述，教師通過引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)科學(xué)思維解決問題，不僅能夠有效避免“想當(dāng)然”式的錯(cuò)誤，還能激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神，培養(yǎng)其批判性和邏輯性思維，從而落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。