高中生物教学中的批判性思维培养摭谈

摘要：在对生命现象的研究和对生物活动规律的把握、遵循和运用中，既需要客观的认识、理性的思考，也需要批判性的创新。因此，生物学科的有效学习要求学生具有批判性的接受能力，不迷信书本、标准答案和权威。只有批判性地接受生物知识，明确应该相信什么，不应该相信什么，才有创新的可能。基于高中生物教学实践，提出批判性思维的培养路径：强调探究实验“质疑—探究”的过程，活用教材中的思维训练栏目;重现科学史上的“精彩瞬间”

关键词：高中生物 批判性思维 质疑—探究 思维训练 科学史

高中生物学课程强调对生命现象的研究和对科学本质的探索。加强生物科学、技术与社会生活、生产的联系，有助于学生形成正确的自然观念、社会责任，树立正确的科学态度、价值观和世界观。在对生命现象的研究和对生物活动规律的把握、遵循和运用中，既需要客观的认识、理性的思考，也需要批判性的创新。因此，生物学科的有效学习要求学生具有批判性的接受能力，不迷信书本、标准答案和权威。只有批判性地接受生物知识，明确应该相信什么，不应该相信什么，才有创新的可能。基因工程、细胞工程、克隆技术、生物制药、空气污染、水污染、生物固氮、环境保护、新型冠状病毒等都是生物学的前沿和热点问题，这些问题都与人类息息相关。如果学生能做到批判性地接受和思考，那么他们不仅可以健康地生活，而且有可能造福人类。

我国高中阶段没有培养批判性思维的专门课程，而是通过各门学科的教学，让学生的批判性思维能力在不知不觉中得到提高，即所谓的“浸入式”训练方法。对此，笔者在高中生物教学中积极地探索与实践，发掘了以下三条培养批判性思维的路径：

一、强调探究实验“质疑—探究”的过程

生物是一门实验学科。在生物教学中，少做验证实验，多做探究实验，是常见且有效的培养学生批判性思维的手段。可引导学生自主设计实验方案，本着开放的态度，做真正的探究实验，对教材推荐的实验材料、实验步骤等进行评价，通过“质疑—探究”的过程，培养批判性思维。

例如，“绿叶中色素的提取和分离”是高中生物中一个重要的实验。笔者在开设本节实验课的过程中，充分信任学生，预设他们的需求，准备相应的实验器材。学生提出了多个富有想象力的探究话题，如“探究用无水乙醇作为层析液的可行性”“探究用单层尼龙布、纱布、滤纸过滤的效果”“探究清水提取色素的效果”“探究实验材料的选择及其可能对实验产生的影响”。由于所有问题的发起点都是学生，所有的质疑都是基于思考，具有一定的可探究性，整节课充满了活力，学生真正做到了“我想学”，充分调动了学习积极性。实验过程中，笔者有意识地渗透批判性思维的培养，不断追问：你的探究方向是什么？理由是什么？现象背后的原因是什么？这引领学生开展探究实验，尊重实验现象，积极思考和分析。因为实验本身存在一定偶然性，而且学生的知识储备有限，对实验的分析不一定完全正确。但这些并不妨碍对学生发生的学习行为的肯定。本节课学生通过动手实验，证明了教材中大部分操作、选择的正确性，同时也发现了一部分操作、选择的不唯一性，拓宽了思路，真正做到了“知其然，知其所以然”。

二、活用教材中的思维训练栏目

高考试题答案通常具有唯一性，为了更好地应试，常规的做法是反复进行试题训练。一定程度上，这能够有效提高学生知识熟练度，但同时也会制约学生批判性思维的发展。新课改对学生的批判性思维有了更高要求。对此，不少教材都编排了相关的思维训练栏目，如人教版高中生物教材中的《思维训练》栏目、2019年审定的苏教版高中生物教材中的《积极思维》栏目等。这些栏目没有简单地呈现结论，而是通过问题串的形式，层层推进，引发思考。在实际教学过程中，教师可以根据学情把握教学的广度和深度，不需要每个问题都给出具体的、唯一的答案，给学生预留足够的讨论时间和思考空间，开阔学生的眼界与思维，有利于培养学生独立思考、勇于质疑、敢于创新的批判性思维品质。

例如，苏教版高中生物必修1《生命活动需要酶和能源物质》一节的《积极思维》栏目，提出了“多酶片为什么用于治疗消化不良症？”这一问题。为了让学生更好地完成回答，教材提出思考：（1）有人说，多酶片可以作为家庭药箱中的常备药品，在肠胃不适时，适量服用，这种观点对吗？为什么？（2）多酶片的“作用类别”和“适应证”分别是什么？（3）我们还知道人体哪些疾病的治疗也依赖酶的作用？学生在日常生活中会接触到一些与酶有关的生活用品，如多酶片。学生知道多酶片可以促进消化，但是不知道多酶片为什么可以促进消化。《积极思维》栏目提出的问题引导学生思考酶与日常生活、生产的关系，找寻背后的原理。教师可以向学生呈现“多酶片药品说明书”，引导学生阅读说明书，还可以增加讨论题：为什么双层包衣片的内层为胰酶，外层为胃蛋白酶？如果反过来会怎么样？这样的讨论题不仅为后面学习酶的专一性以及环境因素对酶活性的影响做了孕伏，而且能帮助学生潜移默化地养成批判性思维的习惯——从多个角度分析、多问问为什么。

三、重现科学史上的“精彩瞬间”

牛顿有一句名言：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”每一个“科学巨人”在取得成就的过程中总会定格很多“精彩瞬间”。带领学生重现这些“精彩瞬间”，像科学家一样思考，可有效培养学生的批判性思维。

摩爾根是一位伟大的遗传学家，是基因学说的创始人。由于发现了染色体在遗传中的作用，他在1933年获得了诺贝尔生理学或医学奖。摩尔根的部分研究成果，在高中生物教材中以结论的形式呈现，对其研究过程提及较少。这给高中生物教师教学留出了发挥的空间，可以这样展开教学——

师1900年，孟德尔逝世16年后，他的遗传学说被人们重新发现。摩尔根十分熟悉孟德尔遗传定律，但他是用批判性思维的眼光看待这一理论的。他认为，这些定律可能只适用于豌豆而不适用于其他生物。这样的怀疑有没有道理？

生有道理。孟德尔使用豌豆做了充分的实验，但是也仅限于豌豆。如果是内在的规律，那么应该也适用于其他生物，包括植物和动物。

师你的想法和摩尔根很接近。无论是自己的假说，还是别人的学说，摩尔根都采取了用实验来检验的科学态度。为了检验孟德尔遗传定律是否具有普适性，他做了诱发果蝇突变的实验：用一只白眼雄果蝇和一只红眼雌果蝇交配，子一代全是红眼。对于这样的实验结果，我们可以怎么分析？

生子一代全是红眼，说明红眼对白眼的表现为显性，符合孟德尔遗传定律。

师确实如此。如果你是摩尔根，会怎样做下一步的果蝇实验？

生我会模仿孟德尔豌豆实验，让子一代果蝇相互交配，如果子二代中的红眼果蝇和白眼果蝇比例为3∶1，就能进一步证明孟德尔豌豆实验的结果同样适用于果蝇。

师看来你具有和科学家一样的科学素养。当年摩尔根就是这样做的，实验结果完全符合孟德尔的理论，所以摩尔根对孟德尔更加佩服了。他决定沿着这条线索追踪下去，看看动物到底是怎样遗传的。他进一步研究发现，子二代的白眼果蝇全是雄性。我们可以怎么分析这一现象？

生这说明控制果蝇眼色的基因在性染色体上。

师大家有没有发现，摩尔根在实验验证孟德尔的理论的过程中，已经有了属于自己的研究结果。大家课后可以进一步去推演分析，看看控制眼色的基因是位于性染色体的同源区段，还是X染色体或者Y染色体的非同源区段？

教师可以还原科学史上的“精彩瞬间”，重现科学家的发现过程，引导学生分析与反省，通过反复揣摩，找出问题并寻求解决的方法，培养批判性思维。分析的过程，不是简单地回顾科学家当年的做法和思考，而是强调学生的参与度，尤其是思维的严谨性和批判性。通过引导分析，拉近与科学家之间的距离，像科学家一样思考和开展批判性思维。

学生在批判性接受的过程中，学习效率不断提高，成功的满足感能够促进更多的多巴胺分泌，从而形成良性循环，提高学习的积极性和质效。从更长的时间维度看，学习的本质不仅是增加知识，更是要不断提升学习的能力。知识会遗忘，能力伴随终身。批判性思维能够让学生更好地厘清逻辑关系，辩证地接受学习信息，从而实现终身发展。

本文系国家社会科学基金“十三五”规划2016年度教育学一般课题“普通高中学生批判性思维培养研究”（批准号：BHA160148）的阶段性研究成果。

参考文献：

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