在高中生物学教学中通过科技文献阅读培养思辨能力*

戴 亚（中国人民大学附属中学 北京 100080）

2016年，世界教育创新峰会WISE 公布了《面向未来：21世纪核心素养教育的全球经验》的报告。“核心素养”主要指学生应具备的，能适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。报告将批判性思维、创造性与问题解决、学会学习与终身学习并列为通用核心素养中的高阶认知。2017年，《普通高中生物学课程标准（2017年版）》正式颁布实施，标志着我国生物学教育迈入了新时代。生物学学科核心素养由生命观念、科学思维、科学探究与社会责任4 个维度组成。其中“科学思维”是指“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”［1］。课程标准在批判性思维方面对教学和考试评价提出了要求。

根据课程标准核心素养的要求，2018年，《普通高等学校招生全国统一考试北京卷考试说明》对生物学科的能力要求进行了调整，提出了包括理解能力、应用能力、思辩能力和创新能力4 个层次的能力要求框架［2］。“思辨能力”是批判性思维的核心技能，因此，考试说明将对学生批判性思维的考查落实到“思辨能力”上，对教学目标给予了明确的指导。

本文根据考试说明对学生思辨能力的具体要求，针对学生存在的不足，论述如何通过阅读科技文献提高学生的思辨能力。

1 考试说明中关于思辨能力的具体要求

思辨能力就是思考辨析能力。所谓思考指的是分析、推理、判断等思维活动；所谓辨析指的是对事物的情况、类别、事理等的辨别分析。考试说明将“思辨”具体化为“论证”与“评价”。“论证”是指“在给定情境中，综合运用生物学知识或通过对信息进行分析与综合，得出结果或结论，阐明思维过程”；“评价”是指“依据生物学知识阐释研究方案的合理性，论述研究结果与结论之间的一致性”［2］。

2 科技文献阅读在培养高中生批判性思维中的作用

2.1 学生在思辨方面存在的问题及成因 传统的中国式教育对具有批判性思维的学生没有特别的鼓励，也未鼓励教师对其进行批判性思维方法的训练，导致中国学生往往习惯于接受书本、专家、教师所传授的知识，接受社会上广为流传的经验。这并非是因为中国学生天生缺乏批判性精神，而是因为由来已久的教育模式。思辨能力训练，是以逻辑方法作为基础发展的一系列思维技巧。而逻辑学论证很少在我国的中学教学中被提及。欧美在具体的分析与论证、评价与判断方面，已形成了一套行之有效的方法与技能，而这些正是我国所缺乏的。

2.2 科技文献阅读训练的作用 思辨能力可通过训练得以提高，包括其技巧、习惯和态度。在课堂中讲授科学史是培养思辨能力的重要途径。在中学没有专门的批判性思维课程，思辨的技巧、逻辑推理方法等可在生物学教学中，通过科学史逐步、有计划、系统地进行传授。此外，培养生物学思辨能力最有效的办法是阅读。生物学是高中科学学科中能将所学知识与大量前沿科学研究建立密切联系的学科。因此，阅读前沿科技文献应作为课堂教学的有效补充，既开拓视野，又为思维训练提供了丰富的情境；阅读材料有完整的逻辑推理过程可供分析，还可反复练习。很多西方发达国家通过科技文献阅读训练自然科学的思辨技巧已有一套成熟的体系，从小学到大学阶段设置不同的难度。近年来，一些中国大学开始将批判性思维教育纳入本科通识教育体系，主要措施就是开设专门的阅读与写作课程。

对科学文本的阅读理解和分析能力，以及用科学语言逻辑严谨地表述，是科学认知能力与科学素养的基础要素，是学习能力的重要组成。近年的北京市高考试题也广泛采用科技文献作为素材进行命制，考查考生的科学阅读能力、逻辑推理能力和科学表述能力。

综上所述，科技文献阅读是思辨能力培养的有效工具之一，也是试题考查的需要，素养教育与应试并不矛盾。

3 利用科技文献培养思辨与创造能力

3.1 科技文献的种类、特点及选取原则 科技文献有科普文、科研新闻和原始论文等。

科普文章就是将已有的科学知识和方法、思想和精神，通过文字表达，使之成为易被读者理解的文章，告知读者科学界的主流观点。国内适合高中生阅读的高质量科普文章常见于《环球科学》杂志、果壳网等。由于科普文章的目的是告知性的，文中鲜有证据链和推理的呈现，不适合用于思维训练。

近年出现的一些学术公众号，例如，学术经纬、BioArt 等，其服务对象主要是科研人员，其中的科技新闻为读者提供前沿研究成果，对国际一流期刊最新发表的论文开展深入浅出的解读。这些内容文笔平实，很容易读懂，又与生产、生活或健康紧密联系，易引起学生的兴趣。文章包含问题的提出，主要推理过程、结果和结论，适合作为高中生推理论证的训练材料。有些文章相比原始论文会出现偏差，这时学生若能发现其中的逻辑缺陷将会使阅读更加有趣，令学生产生成就感。然而科技新闻较少呈现原文中的具体实验技术、实验对照的设置和实验数据，可作为高、中、低年级训练基本逻辑推理的材料。但到高年级，对实验设计与数据解读有更高要求时，再用这些公众号的文章时，应补充原文相关信息。

原始文献是以作者本人的研究成果为依据而创作的，例如期刊论文。原始论文内容全面、精准，是最可靠的阅读材料。但原始文献专业术语较多，缺乏趣味性，且高质量的原始文献大多是英文，对中学生来讲不具有可读性。教师可根据中文公众号中的科技新闻，找到其对应的论文，将实验方法和设计、图表等原始数据补充到新闻中，这对于高年级学生非常必要。

3.2 如何阅读科技文献 教师应首先让学生明确阅读的目的：一方面是了解科学研究的论证和逻辑结构；另一方面是培养思辨能力，认识任何一项研究都会受时间、经费、研究人员经验及其他条件的限制而不完善或有错误，因此，思辨是必要的，有助于课题研究的改进和深入，有助于学科发展。

供学生阅读的文章均来自学术经纬和BioArt的科技新闻（高年级需补充如前所述原始论文中的部分信息）。学生在阅读时应思考如下问题：

•作者提出的问题是什么？ 问题提出的背景是什么？［论证］

•若有新的术语出现，其概念是什么？［论证］

•作者的假设是什么？ 是否可检验？［论证］

•作者如何设计实验以验证假设？ 实验方法是什么？ 应怎样设置对照，对照足够吗？［论证、评价］

•分析数据、图、表：实验处理是什么？实验数据是否支持结果？［论证、评价］

•实验结论是什么？ 实验结果是否支持结论并回答了最初的问题？［论证、评价］

•同样的结果，是否还有其他解释？［论证、评价］

•如果觉得作者的解释有问题，应该如何改进实验才能支持作者的结论？［论证、评价］

•若研究中提出了若干问题，它们之间是什么关系？［论证］

•研究结果在理论和应用上分别有什么重要意义？［论证］

•针对本研究中问题提出的背景和其应用价值，在本研究的基础上还需进一步探究什么问题？你的假设是什么，如何通过实验证明？［创新］

给学生的建议：

•阅读时思考以上问题，在文中进行圈画、标注，在页边空白处记录自己的思考和疑问。

•读2 遍。第1 遍，速读，厘清文章的主线逻辑，逻辑推理及核心结论，了解研究的贡献。第2遍，细读，批判性地阅读。

•用概念图或文字表述的方式呈现该研究的逻辑思路，包括问题、假设、实验设计、实验结果、结论，用不同颜色的笔在其上标注你的思考和评价。

由于思辨需要一定的生物学知识和方法基础，建议阅读训练在学完2 个模块后开展。初始阶段，教师应根据文章的内容设置具体的问题，引导学生阅读。教师还应纠正学生的逻辑错误，强调区别因果或相关关系，充分或/和必要条件，结果和结论；还应总结一些规律，例如研究的意义往往在于证实长久以来的假说、填补空白、深入了解机制、改变原有认识、或对于理论的应用等。几次练习以后，教师不必提出具体问题，学生可自由阅读。阅读可在学期中每隔一段时间进行，也可作为假期作业集中布置。文章可由教师指定，也可让学生在指定范围内自选。学生课外阅读，然后进行课堂讨论，在课堂中建立倾听、积极思考和讨论的气氛，也可由教师对学生个别指导。优秀的作业可进行班级展示。

3.3 阅读效果 上述阅读训练是针对《考试说明》关于论证、评价、假设、设计的能力要求设计的，也适用于阅读科研级别的论文。在此过程中，学生经历了如何理解文意，到了解和熟悉论证的方法（检验假说），再到能批判性思考的转变，不仅显著提高了接收新信息和进行复杂逻辑分析的能力，重要的是思辨逐渐成为一种态度和习惯。

以低年级学生的一次作业为例，可看到第1次阅读能厘清文章的逻辑推理主线及核心结论，即掌握了“论证”的基本思路，但还不能批判性地思考。经过多次练习，一个学期后，再读同一篇文章就能进行“评价”（图1）。学生对于自己的进步是非常欣喜的。

图1 学生的科技文阅读作业

4 总结

思辨能力培养是教育的核心目标之一。我国的科学教育已充分认识了思辨能力培养的重要性，但实际教学中思辨能力培养的实践，尤其是显性化、程式化、可解释、可训练的培养方案还很匮乏，亟待开展扎根于课堂的实践。

阅读是培养思辨能力的最有效手段。笔者筛选、固定了适合高中生阅读的科技文献的类型和来源，将之引入生物学教学，将学生置于陌生的阅读情境，培养其获取信息的能力；又在思辨的方法上给予学生科学、规范、清晰的要求和指引，使之成为一种可传达与训练，可显性化、程序化的思维方式，成为人的基本素养。通过长期反复的练习，学生不仅提高了思维、表达、交流能力，而且在学习的态度上也有了根本的转变，将思辨内化为一种习惯，这是使学生终身受益的改变。