高中生物学教学中学生批判性思维能力的培养

秦　琦

高中生物学教学中学生批判性思维能力的培养

秦琦

（山东省聊城市莘县第一中学，山东聊城252400）

高中生物作为一门生命认知科学，其在多元化的生物现象中需要学生做好相应的观察和分析，进而使得学生能够将理论和实践充分联系起来。而在生物学科教学中，教师也需要为学生提供“质疑——求证——判断”学习平台，进而使得学生能够形成批判性思维能力。尤其在新课标指出了高中生物应培养学生的批判性思维，使学生能主动反思、质疑，形成独立分析、动手操作的良好学习习惯。受应试教育的影响，许多学生都缺乏自主学习的意识，在学习中只是听从教师指导，缺乏质疑教师的意识和勇气，这不仅阻碍了学生个性化的发展，也不利于他们批判性思维的培养。因此，高中生物教师应转变教学理念，整合生物资源进行批判性思维培养，使学生成为敢于质疑、坚持自我的人才。本文将基于“质疑——求证——判断”学习模型的构建角度出发，对其具体教学策略进行分析。

高中生物；实验；批判性思维

批判性思维是理性研究、科学决策与学习创新的核心能力，同时也是促进学生深度学习的重要途径。当前在新课背景下高中生物教学需要为学生提供更加广阔的思维训练平台，使其能在“质疑——求证——判断”学习模型引导下对生物学科中的现象进行分析质疑，而后通过整合教材内容以及实验现象的方式求证基本现象，以此使得学生能够从具体生物现象探究中强化批判性思维能力，进而更好地培养其核心素养能力。批判性思维是高中生物核心素养的重要内容，要求学生在高中生物教学中勇敢质疑、创新，对权威提出挑战，在批判中形成独特的生物认知。高中生物课程中蕴含了许多科学家的智慧，这为学生提供了许多批判的机会。在教学中教师可以借助问题教学、实验教学等多种生物活动鼓励学生根据生物依据提出质疑，从而引发他们对生物知识的探究，逐渐形成批判性的学习思维。

一、高中生物教学中进行批判性思维培养的调查

本文采取抽样调查的方式随机对300名高中生进行调查，发现有65.3％的学生具备一定的批判性思维，3％的学生具备强烈的批判意识，而其余学生缺乏寻求事情真相、质疑、分析的能力。虽然大部分高中生仍然具备很强的知识探索意识，但批判性思维能力还有待加强。笔者在调查高中生物教学中批判性思维培养中发现大部分教师都认为学生应该具备批判性思维，但部分教师对批判性思维理解不正确，认为批判性思维就是否定他们的观点，这一调查结果与教师的专业素养也有一定关系。另外有50％的教师认为批判性思维的培养能使学生在学习中做出正确的决策，对生物学习有一定帮助，在认同批判性思维的培养上有65％的教师认为批判性思维是当代高中生的必备能力。综合调查结果可以看出：大部分教师对学生批判性思维的培养处于积极的态度，对批判性思维的认知也比较正确，但由于缺乏培养经验，运用的培养策略不恰当，导致学生批判性思维发展不成熟。因此教师应结合学生的生物基础和素养制定培养策略，确保学生批判性思维的良好发展。

同时，通过调查发现，很多高中学生都没有做过生物实验，甚至都没有教师演示过生物实验的过程。究其原因，一方面是因为生物课时比较紧，教师没有过多的时间进行实验教学。另一方面则是因为学生缺乏生物实验的设备。基于此，生物教师应积极拓展一些课外的实践活动，以此增加生物教学实践，同时还可以根据学生的学习兴趣，引导学生组织生物兴趣小组，让学生从生活中寻找一些生物实验需要的器具，进而对生物实验开展学习。例如，在学习人教版生物《观察植物细胞的质壁分离和复原》这个实验内容时，通过这个实验，让学生了解显微镜的基本构造，并在实验过程中掌握显微镜的基本操作方法，特别是高倍显微镜的使用方法。另外，由于这个生物实验是观察性的生物实验，在实验过程中，教师要引导学生注意观察实验对象的变化，锻炼学生的观察能力和总结能力，让学生通过实验对象的变化总结生物规律，以此形成生物实验报告，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，进而提升学生的学习效率和学习质量，促进学生的生物核心素养和综合能力。

二、促进批判性思维培养的学习模型

批判思维是以逻辑推理为基础的理性反思思维，同时也是强化质疑精神以及求证心理的重要方式，其中主要根据发现的问题和证据，对其作出评估和提出初步解决办法的能力。批判思维过程以杜威“反思”理论为基础，以“质疑”和“求证”两大要素为基础，进而使其能够在反思和质疑中分析客观事实，并以客观事实和证据为基础，做出合理的论证和判断。批判思维本身是中性的，并不是对所有理论的推翻重建，而是基于已经存在的观点为基础的批判思考过程，实际上就是深度学习的过程。在“质疑——求证——判断”学习模型中主张明确学生的主体性，引导其大胆质疑并对已存在的观点进行理性探讨，同时还需要引导其充分认知到在认证过程中尚未得到确立之前不能马上接受或反对，这实际上就是延迟判断。学生的批判性思维要在深入分析的基础上提出问题、收集证据，进行检验和论证，然后才能做出判断，即学生不仅需要培养质疑精神，同时还需要切实落实好实践内容。笔者通过实践建构起“质疑——求证——判断”学习模式（如图1），以促进批判性思维的培养，引导学生在思考中提出问题，在论证中检验求证，并作出理性判断，用批判性思维探究生命科学问题，进而为促进学生的深度学习创造条件。

三、基于“质疑——求证——判断”学习模型的教学策略

（一）反思观点，证据与论证过程

批判性思维需要杜绝盲目性接受现成观点的现象，对不同的生命科学现象也不能轻易做出判断，因此教师需要引导学生对生物现象进行系统化的反思，进而使其能够在明晰的观点下理解生命科学的基本内涵，并通过支撑数据的全面性和真实性，使得论证过程更加具有合理性。在批判性思维形成的过程中需要减少个人经验以及主观情感的掺杂性，以此使得学生能够在获得鼓励的基础上提出质疑。

以《DNA是主要的遗传物质》一课为例，“肺炎双球菌体外转化实验”分别以DNA、蛋白质、多糖为变量探索生物的遗传物质，得出“DNA是使肺炎双球菌发生转化的因子”的结论，大多数学生在具体分析实验设计思路、过程和结果后都表示认同。但是，有一部分学生看完实验设计后也有疑问，核酸包含DNA和RNA两种类型，这个实验是不是把RNA作为实验变数，而这一结论是否可信？教师鼓励学生提出疑问，并建议学生在课后查阅有关资料进行深入讨论。

（二）基于问题搜集证据，检验求证

批判思维的本质就是能提出适当的问题，做出合理的论证。在此基础上，教师应引导学生对问题收集进行综合证明，通过自主思考和合作讨论分析求证，进而作出针对性的思维判断。

针对“肺炎双球菌体外转化实验”的质疑，学生们翻阅有关资料，重新检视实验的设计及运作后发现，当时科学家对RNA的认识的确不够，艾弗里对被加热杀死的S-型肺炎双球菌的主要生化成分作了酶解试验，证实DNA是引起肺炎双球菌转化的因素。而在艾弗里在研究中引入RNA，并通过实验排除了RNA。所以，艾弗里试验的设计思想本身是合理的。

（三）作出判断并说明建议或观点

在判断的过程中对验证结果提出否定以及肯定意见并不难，难的是将相关的论证过程中呈现出来。在教学过程中，教师要引导学生根据“自主”“理性”进行判断，引导学生转换视角观察问题，善于分析、表达自己的观点，提出建设性的意见，同时接受别人的检验。

针对“肺炎双球菌体外转化实验”的质疑与求证过程具有鲜明的批判性，经过反复研读资料，学生认为，艾弗里实验的变量设定较科学、全面，有效排除了RNA作为肺炎双球菌转化因子的可能。但是这些材料并未考虑到艾弗里关于RNA的相关研究，因此建议未来该教材可以更全面地还原这段生物学科历史，由此增强学生深入学习生物知识的深度。

四、高中生物教学中进行批判性思维培养的策略

（一）创设问题情境，鼓励学生质疑

想要在高中生物教学中培养学生批判性思维，就必须打破传统教学模式对学生的思维限制，鼓励学生大胆质疑和探究。但由于学生长期处于被动的学习状态，很难主动提出质疑，因此教师可以创设问题情境激发学生的质疑意识，鼓励学生在分析问题、讨论问题中发表自己的见解，逐渐形成质疑和批判的学习习惯。例如在《细胞的能量供应和利用》的教学中，需要让学生掌握酶在细胞代谢中的作用、本质和特性，在导入环节教师可以借助生活案例提出问题，如“人每天要吃很多食物，可不论是什么都能被我们的胃消化，食物在我们的身体里进行了怎么样的消化过程？”以此构建问题情境，引出“酶”这一主题。接着提问学生“酶是什么”“人体的细胞代谢都是依靠酶吗”“科学家对酶有怎样的研究”，让学生阅读课本实验找出答案。在不断提问解答的过程中，学生已经具备了独立提问的能力。教师可以试着让学生针对实验提出问题，如“一二号的实验现象说明了什么”“实验中的材料可以用其他物质替换吗”“三四号实验说明了什么”，在教师、学生的互动提问中引发学生对生物知识的深入思考，并形成质疑、批判的习惯。

（二）借助生物实验，激发批判意识

高中生物是一门自然类学科，需要通过实验引发学生对自然现象的探索，形成独立观察、提问和实验的生物素养。因此，教师可以借助生物实验培养学生的批判性思维，让学生先对生物实验提出假设，之后动手实验验证猜测，再调整实验方案、重复实验等，通过一系列的实验活动形成严谨的科学意识，具备批判、质疑的科学素养。例如在《观察植物细胞有丝分裂》的实验教学中，教师可先带领学生复习有丝分裂的相关知识，让学生说说有丝分裂各时期的变化特点，为实验提供知识基础，再让学生自由结组选择实验材料、器械，共同制定实验计划，明确有丝分裂的实验步骤。在这一环节教师可以适当提醒学生，提问学生“应该选取植物的哪个部位进行实验，如何制作临时装片”等，让学生对实验有大致的认知。在进行过一轮实验后，教师应鼓励实验失败的学生反思自己的问题，如自己选取的植物部位是否不对、在装片时哪一步出现了问题、是否存在解离不充分的问题、观察有丝分裂主要观察的是哪个结构的变化等，使学生主动回顾、质疑自己的实验过程，分析每一个实验步骤的目的，以此增强学生的批判意识，提高学生的生物实验能力。

（三）融入科学事例，展示批判思维

只有不断质疑、不断探索才能促进科学的发展，高中生物课本中有许多关于科学家质疑、批判的案例，教师可以结合课本内容开展批判性思维教学，用真实的科学案例演示质疑的过程，从而带动学生的勇敢批判。例如在《孟德尔的豌豆杂交实验》的教学中，教师可以讲述有关孟德尔批判质疑的故事，介绍孟德尔从大学毕业后就开始了长达八年的豌豆实验，从三十四个豌豆品种中挑出二十二个进行实验，并在实验中表现出了极大的耐心和严谨的科学精神。在阅读了达尔文的进化论后调整了自己的实验重点，并且对玉米、紫罗兰等植物也进行了实验，通过这一批判性的行为证明了遗传规律对大多数植物适用。虽然他知道自己的发现具有跨时代的意义，但并没有急于发表，而是带有批判性地反复实验了很多年。正是因为孟德尔敢于质疑的批判精神和严谨的科学态度才推动了人类在遗传学上的进步。通过这一故事，学生能学习到科学家身上的优秀品质，并逐渐形成批判性思维。

（四）合理选取思辨性案例训练，促进批判性思维发展

批判思维是独立于人的主动状态的自觉反思过程。在高中生物教学的过程中需要以教学案例为线索打破学生的思维定式和惯性。在辩题的选择上需要注重情景真实性，进而启发学生能够结合情境提出思辨性问题，使其能够在体验、实践以及验证中培养批判性思维能力。

例如，在学习《遗传信息的携带者———核酸》后，可以让学生们对核酸类保健产品开发价值进行思考和争论，其中通过正反方的辩论使得学生能够深入分析核酸的生物内容。其中正方认为，转基因技术能够跨越种间生殖隔离，创造出新的、有价值的生物类型，对其研究和应用是生物技术发展的必然，值得肯定和推广。而反方则针对这一问题进行有针对性的争论，即，基因改造可能打破生物体生长和繁殖规律，改变生态平衡，进而使得转基因食品在安全性上难以得到保障。通过两者之间的相互辩论以及质疑，使其能够在寻求证据、表达的过程中增强整体的学习深度，进而为培养学生的批判性思维能力奠定良好基础。

五、结语

总而言之，随着新课改的推荐，高中生物应重视学生生物素养的培养，通过问题教学、实验教学等培养学生批判性思维，借助科学家的故事激发出学生的质疑意识，使学生形成积极提问、探索、解答的学习习惯，促进他们科学核心素养的发展。在本文的研究中主要从高中生物教学中进行批判性思维培养的调查研究情况着手，发现当前生物教学过程中培养学生思维能力中存在的不足之处，进而构建“质疑——求证——判断”的学习模型，并引导学生参与到问题情境创设、生物实验观察研究、科学事例分析探究以及思辨性案例训练中，进而为培养高度的批判性思维能力奠定良好基础。

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