高中生物批判性思维能力提升路径研究

陈英水 陈 欣

（1.晋江第二中学，福建 晋江 362 2 12；2.福建教育学院，福建 福州 350 0 2 5）

批判性思维（critical thinking）是一种不可或缺的思维品质和能力，具有怀疑、辨析、推断、敏捷等特点。批判性思维是基于逻辑推理的合理的反思性思维，查验问题、证据及解决方案，并对结论进行评价。要求学生具备思考能力、逻辑判断能力、发现规律能力、正确推理能力、归纳结论能力等。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确提出培养学生“批判性思维能力”的要求，这是高中生物学课程的一次变革，由被动接受到创新性学习的转变，教师要抓住这一契机，实践与研究发展学生批判性思维的路径。

一、利用生物科学史激发批判性思维意识

随着生物科学的发展，某个阶段被人们普遍接受的理论可能需要修正或推翻。比如，法国生理学家沃泰默通过实验证明，19世纪生物界普遍认同的“胃酸刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，促使胰腺分泌胰液”理论是错误的。这些生物科学史料是激发学生思考和怀疑生物科学概念或理论、启迪学生批判性思维的好素材。教师应重视生物科学史的教学，促进学生养成善于独立思考、敢于质疑与大胆创新的习惯，从而激发学生的批判性思维。［1］

教师还应宣传有关科学家的批判性思维的事迹，潜移默化地影响学生批判性思维的养成。例如，孟德尔勇于批判当时流行的“融合遗传”理论，提出遗传的自由组合论以及分离定律。达尔文不认同特创论等多个唯心主义和形而上学理论，根据生物学特有的性质提出生物进化学说，推翻了唯心主义长期以来在生物界的统治地位。盖伦的生理学在16世纪具有神圣不可侵犯的地位，但哈维则勇于破除迷信，根据动物与人体的解剖结果，将长期以来被认为真理的静脉系统与动脉系统无关的理论推翻，推动生理学的发展。生物科学发展历史中，有关批判性思维的案例还有很多，教师要科学地利用这些生物科学史，让学生从中获取批判性思维的精华。

二、利用生物学实验提升质疑能力

生物学实验是帮助学生正确理解生命现象及其规律与原理的关键载体，有利于提高学生的实践操作能力、分析推理能力、解决实际问题能力及批判性思维能力。［2］因此，应重视生物学实验教学，提高实验教学质量。

例如，学习“光合作用的原理和应用”时，由于科学技术、条件等多方面因素的影响，早期科学家进行的光合作用实验存在某些缺陷，教师不要直接讲述光合作用的整个探究过程，而先概述普里斯特利的实验过程及实验结论，并提出问题：晚上房间里摆放植物会影响人体健康吗？若会影响，是否与普利斯特利实验结论相冲突？以此引导学生探究普里斯特利的实验设计。普里斯特利是将蜡烛和小老鼠同时分别放入两个相同的密闭的玻璃罩内，一段时间之后，小鼠死亡，蜡烛也熄灭了；将蜡烛和小老鼠分开，分别与一株植物一起放入相同的密闭的玻璃罩内，在光下蜡烛不熄灭，小鼠也没死亡。由此普里斯特利得出“植物能更新空气”的实验结论。

但实际上，植物只有在一定光照条件下才能更新空气。夜间在卧室内摆放植物，植物不但不能进行光合作用、更新空气，反而会因为呼吸作用消耗氧气而使空气变污浊。同时，学生发现普里斯特利实验设计存在的不足，如涉及到两个变量，一个是有无植物，一个是有无小鼠或蜡烛，对照实验中设置两个变量，从而影响对实验结果的分析，使得实验结论不正确或说服力不强。接着由学生设计完整的实验方案。以此帮助学生形成勇于质疑权威、教科书的批判性思维能力，也有利于提高学生进行生物学探究实验的兴趣、动机及成就感。

三、利用生物学热点问题辩论提升辩证思维能力

在课堂上引导学生思考、辩论有关生物学热点问题，能展示学生对生物学问题的认识和理解的深度，培养学生思维的逻辑性与辩证思维能力。［3］如以基因工程、食品安全等问题，开展“转基因食品是否安全”辩论。认为转基因安全的正方提出“转基因的研究和运用是生物科学技术的巨大进步，体现了生产实践对生物科学技术的需求，转基因能跨越种间生殖隔离、改变生物的遗传特性、创造新的、更有价值的生物类型，值得肯定与推广”。反方学生则从转基因可能打破生物生长与繁殖的规律、对其他生物的生存构成威胁、改变生物圈正常秩序以及转基因食品的安全性等方面进行有针对性地质疑与辩论。

辩论能让学生基于已有的生物学知识及客观的生物学事实做出合理的判断、发现恰当的解决方法，增强批判性思维能力。同时，加深学生对有关生物学观点的正确认识，提高学生的社会责任感。

四、利用生物学错误辨析与纠错培养反思能力

学生对生物学问题的解答常常由于思维定势导致错误，关键是缺乏缜密的逻辑思维与批判性思维。课堂教学活动中，教师要重视为学生创造发现错误和纠正错误的机会，引导学生以错误为契机，在复杂的多种因素中找出主要矛盾，多角度地思考问题，有效把握各种生命活动现象、原理和规律，养成批判性思维习惯，提高反思能力。［4］

学习“基因与染色体关系”时，要求学生分析，如果一个精原细胞的基因型为AaCc，那么它可以产生多少种类型的精子？很多学生回答产生四种类型的精子。这时要引导学生进行反思与纠正错误。如要求学生讨论分析：①如果一个精原细胞的基因型为AaCc，这两对基因分别位于两对非同源染色体上，可以产生多少种类型的精子？②如果一个精原细胞的基因型为AaCc，这两对基因位于一对同源染色体但不发生交叉互换，可以产生多少种类型的精子？③如果一个精原细胞的基因型为AaCc，这两对基因位于一对发生交叉的同源染色体上，可以产生多少种类型的精子？④基因型为AaCc的生物体（注意不是一个精原细胞）可以产生多少种基因型的子代？如此练习，促进学生养成缜密思考、自觉反思的习惯，提高辨析能力，有利于控制题目阅读的错误量，提高审题能力。

五、设计开放性习题提高批判性思维品质

开放性习题具有探究性、发散性、多层次性、不确定性与不完整性等特点。与封闭性习题不同，开放性试题题干信息复杂，有强烈的干扰作用，这就要求学生在解题时，要从全局出发、认真分析、仔细辨别、筛选有效的信息，破除“习题必有固定答案”“习题所有条件一定有用”等思维定势，提高思维品质。［5］

如人教版《生物·必修1·分子与细胞》第一章第二节“细胞的多样性和统一性”练习中的拓展题和章末自我检测的思维拓展题“生物科学的研究已经深入到基因水平，还需要研究细胞吗？说说你的看法”“生命系统是由许多层次组成的，世界各种事物的结构或组成也是如此。请用图示的方法表示你所在的学校的组成层次和相互关系。你认为以系统的视角分析各种事物的好处有哪些？”这些拓展题的开放性大，教师不必给出参考答案，应重视启发与引导学生，促进学生冷静分析，筛选有效信息。综合运用生物学概念，原理生物学方法及观点，解决这些问题。教师要有目的、有计划地设计与开发开放性习题或利用教科书中的开放性习题，促进学生敢于质疑、大胆创新，逐渐养成反思习惯，提高批判性思维品质。

发展学生批判性思维能力的方法还有很多，如可以利用教科书的“批判性思维”栏目、STSE教学资料、生物科技双刃剑效应、跨学科知识整合及有争议性的生物问题等等。