高中生物教学中批判性思维的培养

摘 要：批判性思维包含了技能和品质两部分，核心素养背景下培养学生的批判性思维是新课标的重要任务之一，能使学生将来更好地适应现实生活和社会。本文阐述了如何在高中生物教学中进行批判性思维的培养，从利用高中生物教材中“科学家访谈”栏目、利用生物科学史和利用教学过程生成的错误资源等三个角度谈学生的批判性思维的培养。

关键词：批判性思维；生物核心素养；科学史；反思；错误资源

在高中生物教学中，培养学生的批判性思维至关重要。生物作为一门探索生命奥秘的科学，其知识体系日新月异，要求学生不仅掌握基础知识，更需具备质疑、分析、评价及创新的能力。通过批判性思维的培养，学生能够主动探索生物现象背后的原理，敢于挑战既有观念，提出独到见解，从而在复杂多变的生物世界中寻找真理，为未来的科学研究和个人发展奠定坚实的基础。因此，将批判性思维融入高中生物教学，是提升学生科学素养、培养未来创新型人才的关键路径。

一、批判性思维及其内涵

批判性思维是一种人们在日常生活和工作中经常应用的一种思维模式。对于什么是批判性思维，不同学者、不同学科、不同角度会有不同的概念界定。谭永平描述批判性思维就是理由充分、逻辑严密的反思判断[1]。批判性思维包含了技能和品质两部分，批判性思维技能包括分析、解释、推理、说明、评估、自我调节六个部分，属于批判性思维中能力的部分；批判性思维品质可以分为开放、求真、系统性、分析性、好奇心、自信、成熟性七个方面，属于一种精神特质[2]。

二、高中生物教学中批判性思维的现状

在教师层面，在高中生物教师群体中，一个显著的问题是理论掌握不足与教学方法的不恰当。多数教师因缺乏系统的批判性思维培训，对批判性思维的核心要素、培养路径及其实践意义缺乏深刻理解。这种知识短板直接导致教师在设计教学内容和选择教学策略时，难以自然地融入批判性思维的培养要素。教学方法上，教师们往往过于依赖传统的讲授和演示方式，这些方法虽能传授知识，却难以激发学生的主动思考和批判性反思。在学生层面，批判性思维水平的普遍不高是高中生物教学中的另一大现状。学生在面对生物学科中的复杂问题时，常表现出独立思考和分析能力的欠缺。他们往往习惯于接受教材和教师的直接传授，而缺乏自主探索和批判性审视的意识。在观点形成上，学生容易受到外界繁杂信息的影响，难以构建独立、稳定的见解。

三、培养学生批判性思维的必要性

（一）生物核心素养需要批判性思维

高中生物新课程标准中列出的四个方面学科核心素养之一是理性思维。新课程标准指出，理性思维包含能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题[3]。由此可见，批判性思维是生物核心素养中的关键品质。

（二）信息化社会需要批判性思维

高度发展的网络信息时代，学生可能从各种渠道获取海量信息，如通过微信朋友圈、QQ空间、短视频等获取碎片化、片面的知识，从一些管理欠规范的养生保健类书籍得到一些似是而非的缺乏科学依据的信息，从朋友长辈处获取别人的社会生活经验。学生若不能独立思考、做出合理判断、辨别真伪，筛选有用信息，就会陷入迷茫、不能做出决策，甚至产生焦虑抑郁情绪。大数据时代如何审视信息，决定相信什么或不相信什么，评估观点的正确性，做出理性决策，需要学生具备批判性思维品质，才能更好地去适应社会和将来的工作。

四、在高中生物教学中进行批判性思维的培养

（一）利用教材中科学家访谈栏目向学生渗透批判性思维品质

人教版新教材在每一册开头部分都有一个栏目——科学家访谈，引导学生细读之，可以发现科学家在科研工作中不可缺少批判性思维的指引。在必修1“与施一公院士一席谈”中就特别谈到了批判性思维。访谈者问：“你觉得做科学研究最重要的品格和能力有哪些？”施一公回答：“我认为至少要具备两点素质，其中一点是批判性的思维方式。”并指出科学精神的本质就是求真，科学方法的训练使人拥有严密的逻辑和批判性的思维，避免人云亦云，科学精神和科学思维习惯对于任何工作都是关键的品质[4]。在必修2“与袁隆平院士一席谈”中提到袁隆平院士在观察到一株野生稻的后代长得参差不齐的现象后，进行了仔细冷静的分析，大胆怀疑权威理论“水稻等自花传粉植物没有杂种优势，不适宜进行杂交”，正是袁隆平院士的批判性思维品质激发了他研究杂交水稻的兴趣，确定了研究方向。教师可借用学生崇拜的科学家的亲身体验，引导学生在阅读教材中感悟科学家的科学精神和思维品质，潜移默化地影响学生并树立科学的人生观和世界观。

（二）在科学史的教学中让学生感悟科学家的批判性思维

生物学概念和思想是在不断地质疑和批判中进步和发展的。达尔文质疑拉马克的“用进废退学说”，提出了“自然选择学说”；摩尔根在杂交实验中因未能得到类似的结果而质疑孟德尔的遗传定律，但在大量果蝇的杂交实验后不仅承认了孟德尔遗传定律并且发展了新的定律（基因的连锁与互换定律）；囿于定论的沃泰默因为思维定式未能发现除神经调节之外的其他调节模式，而斯他林和贝利斯则大胆提出新的假说并用实验证实假说，从而发现了除神经调节之外的激素调节；艾弗里敢于挑战传统观点，大胆质疑当时占统治地位的“蛋白质是遗传物质”的观点，并设计了严谨的实验，第一次证明了“DNA才是遗传物质”；表观遗传学也是在对经典遗传学的修正中发展起来的，是对经典遗传学的一个重要补充。生物科学史上科学家成功或失败的例子以及他们的研究经历还有许多， 都可以成为培养学生批判性思维鲜活的素材。教师善于利用这些素材，既能为教学创设生动的教学情境，又能在情境中培养学生批判性思维技能和品质。

（三）利用教学过程中生成的错误资源培养学生批判性思维

在教学中，利用教辅中的错误、教师“不小心”制造的错误、教师积累的学生错题、一题多解过程中的错误结果等错误资源开发成教学资源，引导学生反思错误，分析错误原因以及怎样修正错误，都将有助于培养学生批判性思维。

1.引导学生给教辅挑错

教辅上的习题偶尔会出现因条件表述不够严谨，或因对高考原题的改编失去了原有的题目情境，或因编者对知识的片面理解，或因不注意概念的外延等各种原因导致题目设计不科学、不严谨。教学中教师引导学生给教辅中的习题挑错，指出其不合理之处，或让学生尝试修改题目，或修改参考答案，或提出一题多解，并组织学生对错误进行小组讨论，不仅能提高学生的审题能力，营造宽松、民主的学习环境，还将有助于培养学生勇于向权威发声的批判性思维品质。

例1：为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气应调节到蔬菜或水果CO2释放量最少时对应的氧气浓度，采取这一措施的理由是什么？

（参考答案）理由：此氧气浓度下，有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸，水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得最慢。

有学生对此问题及答案提出疑问，指出“以C02释放量最少时对应的氧气浓度为最佳贮藏条件不合理，理由1：此时不一定是有机物分解最慢点；理由2：此时还存在无氧呼吸，会产生酒精，是否会影响果蔬的口感？”并提出自己的观点：“选择无氧呼吸消失点对应的氧气浓度进行存储，此时有氧呼吸相对较弱，这样既可以减少有机物的消耗，又可以避免无氧呼吸产生酒精影响果蔬口感”。教师对学生的这种敢于质疑的精神应及时给予肯定和赞扬，并鼓励他们继续求证，还可以在课堂设置小组讨论，让学生大胆地提出各自独特的见解，经过这样逻辑严密的反思、推理，学生能加深对有氧呼吸与无氧呼吸差异性的理解，发展了批判性思维能力。

2.利用教师在教学中“不小心”生成的错误

教学中有时教师也会因为思维定式而出现错误，或对学生提出的疑问不能马上做出肯定的回答，此时教师要勇于向学生示弱，示弱并不会损害教师的尊严，反而会激发学生探究的欲望，营造民主课堂。对于课堂上教师不能马上做出解答的问题，教师鼓励学生自主探究，可提供一些在线课程链接或学习网站，引导课后去拓展知识，经过长此以往地锻炼，学生的批判性思维技能就得到了提升。

另外，教师还可以针对学生在概念理解上的误区去设计错误资源，然后在课堂教学上“不小心”出错，看是否会引发学生质疑，进而发动学生表达他们的观点，教师设计的这些错误资源可以来自本人的思考或学生的认识误区，因此在平常的教学中，教师要做个有心人，及时做好教学反思，记录学生出现的各种典型错误，收集错题资源，应用于教学实践。例如，在初学“自由组合定律”时，教师和学生一起分析F1（YyRr）产生的配子类型时，“不小心”出错，在板书上写出配子的类型有：Yy、Rr等，引导学生按照孟德尔的假说，指出老师的分析错在哪，应该如何表达才合理，以此加深对“自由组合定律”内涵的理解。在当今的教育环境下，教师不再是学生获取信息的唯一来源，学生不再是知识的被动接受者，教师要勇于放下传统的教学观念，放下师道尊严，给学生提供一个开放、包容的学习环境，创造一个批判性的班级文化，尊重每个学生的见解，让学生敢于、乐于分享不同的想法和观点，互相启发，共同进步。

3.引导学生在反思自己的错误中培养批判性思维

批判性思维要求我们能对接收到的信息、观点和自己的想法进行深入客观地分析和评估，在意识到自己的错误后能反思自己的错误，深入分析错误的原因，避免同样的错误再次发生。在习题教学中，一些题目有的学生会“一错再错”，就是缺乏批判性思维的一种表现，教师与其不厌其烦地分析讲解，不如尝试站在学生的角度去思考问题、了解学生产生错误的原因，设置新的问题引导学生反思自己的错误，让学生能保持开放的心态去分析错误产生的原因，是因为知识储备不足、概念理解不透彻、粗心大意、还是思维定式，从而有针对性地帮助学生自我完善和提升。

例3：光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中（ ）。

A.需要ATP提供能量 B.DCIP 被氧化 C.不需要光合色素参与 D.会产生氧气[5]

本题正确答案是D，但有些学生就会反复出错，顽固地选择B项。这种错误一方面是学生思维定式、缺乏批判性思维，看到“氧化还原指示剂”就不假思索地选择了B项；另一方面体现学生对光反应过程中“水的光解”的产物认识不全面，未联系到光反应产物“NADPH”所具有的还原性。教师引导学生反思自己出错的原因，并利用这个错误反问学生：如果B选项是正确的，DCIP为什么不被空气中的氧气氧化？氧化还原指示剂一定是被氧化吗？会不会是被还原了？怎么理解光反应的产物使DCIP由蓝色变无色？教师通过问题引导学生反思质疑，让学生在自我审查的过程中修正了自己的观点，也加深了对概念理解，避免同样错误再次发生。

4.在一题多解中培养批判性思维

习题教学中，有时不同解法会得出不同的答案，引发认知矛盾。面对一题多解，教师要善于利用矛盾引发学生讨论，质疑参考答案是否为最佳答案，在讨论过程中思考不同解题方法所适用的前提条件以及背后的思维逻辑，通过比较和评估不同的解题方法，一方面能让学生更深入地理解生物学相关概念的本质和内在联系，同时培养学生从不同角度考虑问题的思维方式，发展了学生求真、开放的批判性思维品质。

例4：某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色（B）对红色（b）为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B的频率为多少？

解题方法一：基因B频率=BB基因型频率+

1/2×Bb基因型频率=18%+1/2×78%=57%；

解题方法二：利用遗传平衡定律求解，基因B频率=18%（BB基因型频率）的开平方。

学生质疑两种方法得到的结果不同，那哪一种方法是合理的？教师顺势借助矛盾引发思考：利用遗传平衡定律求解的前提条件是什么？上述种群满足遗传平衡的条件吗？在分析推理的过程中得出规律——上述种群只需要自由交配一代后就可以达到遗传平衡的状态，此时种群的基因频率与基因型频率之间就会有如下相互关系：（pA+qa）2=p2AA+

2pqAa+q2aa，此时两种解题方法所得到的结果就会一致了。学生在教师引导下经过严密的逻辑推理，矛盾得以解决，摆脱了思维的局限性，拓展了知识，深化了对遗传平衡定律的理解，并在新情境中能做到举一反三。

结束语

拥有批判性思维的人能善于发现问题、解决问题，能更好地适应现实生活和社会，能激发新的想法和创造力，为个人的发展开辟新的道路。高中阶段是学生科学思维发展的黄金阶段，生物教师应重视对学生批判性思维的培养，鼓励学生大胆向教师、教材、教辅材料提出疑问，发表自己的见解，反思自己的错误，学习科学家勇于探索未知世界的求真精神。

参考文献

[1]谭永平.批判性思维与中学生物教材教学[J].中学生物教学，2016（13）：10-12.

[2]林英.基于论证式教学的学生批判性思维发展策略[J].中学生物教学，2022（4）：9-12.

[3]徐玉送，兰瑛.模型与建模思维在研究高中生物遗传规律中的应用[J].广西教育，2022（17）：131-134.

[4]吴成军.发展学科核心素养 全面落实育人价值[J].中学生物教学，2019（15）：4-11.

[5]刘娟.如何打造高三生物学二轮复习的高效课堂[J].教学考试，2022（6）：49-54.