在高中生物实验教学中培养批判性思维的实践对策

摘 要：批判性思维是学生核心素养的重要组成部分，也是社会对创新型人才的能力要求。生物实验教学是高中生物课堂的重要部分，也是培养高中生批判性思维的重要渠道。基于此，文章从高中生物实验教学入手，对生物实验教学和批判性思维的内涵进行简要介绍，分析当前高中生物实验教学在培养学生批判性思维中存在的不足，重点探讨提升培养学生批判性思维的教学质量的对策，以提升高中生物课堂教学的实效性。

关键词：高中生物;实验教学;批判性思维;实践对策

作者简介：李瑜磊（1983—），女，江苏省昆山市昆山震川高级中学。

引 言

当前，社会对于创新型复合人才的要求越来越高，其中的一个重要要求是其要有批判性的思维，能进行理性的独立思考。批判性思维是学生核心素养的重要组成部分，是教学工作的重点培养目标。生物学科是一门实验性较强的自然科学，其理论与成果多源于实验。在开展生物教学的过程当中，教师需重点关注实验教学，并将生物实验教学与培养学生的批判性思维结合起来，以促进高中生物教学效果的提升。

一、生物实验教学的概述

所谓的实验教学就是将科学实验引入教学活动，以帮助学生形成科学工作者应具备的逻辑思维能力和实践操作能力。但是，实际的生物实验教学活动经常会受到教学场地不合适或相关仪器设备不足的影响，难以实现类似于科学工作者一般的实验过程[1]。事实上，对科学工作者的实验过程进行模拟并不是生物实验教学的最终目的，对学生进行思维训练并让学生学会一定的实验方法与技巧才是教学活动真正想要达成的目标。《普通高中生物课程标准（2017年版2020年修订）》不仅将实验教学归类在观察、动手的实践型活动当中，也将其看作解决问题的探究型活动[2]。简单而言，实验教学是以教师指导为主要依据，将相应的实验条件与设备作为依托而形成的教学方法，其在生物教学中的应用，可促进学生综合能力的提升。

二、批判性思维的内涵

批判性思维指的是人们对事物的分析、解释、评价与判断，其中包括人们对自身思想和所做事件的评价与判断，是一种思维过程，也是一种思维技能。批判性思维的源头为西方哲学中的思辨与质疑，与逻辑论证存在极为密切的关系，是以具体场景为基础而进行的对他人与自身思维的一种检查与审视[3]。我们不能将批判性思维简单地归类为负面、否定性的批判，也不能将其与分析评价的技巧运用画等号，其关注点在于技能与思维态度。

三、当前高中生物实验教学在培养学生批判性思维中存在的不足

（一）教师忽视了生物实验教学的重要性

部分教师因受传统教育思维的影响，其教学理念停留在传统、固化的层面上，将灌输式的传统教学方式应用在实验教学当中，只重视实验结果而忽視实验的设计与过程，使得学生的学习热情受到了极大的打击。这不但不利于学生掌握相关知识，提升实验技能，还阻碍了学生批判性思维的训练与发展。

（二）生物实验教学的外部条件受到限制

从当前的高中生物教学现状来看，生物实验教学的外部条件仍受到一定的限制，从而制约了学生批判性思维的培养。因为教学条件、教材内容和实验设备的不足，部分教师无法很好地安排相关的实验课程，让生物实验教学的有效开展和学生批判性思维的培养都受到了较大的限制。

（三）教师的专业素养有待提升

就当前的高中生物实验教学而言，教师专业素养的缺失也是影响学生批判性思维培养效果的重要因素。具体来说，部分高中生物教师长期受到传统教育理念与模式的影响，对于新教学模式的接受程度较低，在自我学习和自我创新方面都有所落后，从而制约了学生批判性思维的培养。

四、在高中生物实验教学中培养学生批判性思维的实践对策

（一）以教材实验内容实现教学培养目标

以现阶段的高中生物教材为例，教师想要将课程标准的理念充分地体现出来，就需要对教材内容进行科学、系统以及严谨的再编排，带动生物实验课程的开展。但是，各地区的生物教学资源和实验环境都具有一定的差异性，使得生物教材中的部分实验无法得到良好的开展。因此，教师需要依据实际情况，批判性地使用教材，对教材中的内容进行合理的重构，让其更加符合当下的教学需求。

以人教版高中生物必修一“探究植物细胞的吸水和失水”的实验教学为例。教材以紫色洋葱为主要的实验材料，主要原因是紫色的鳞叶表皮更加便于观察和操作。但是，笔者在进行实验操作的过程中却发现了一个问题，即使用镊子撕取洋葱外表皮的时候，经常会出现洋葱外表皮破损的现象，并且在操作的过程中易受到洋葱气味的影响，出现流泪现象，无法在短时间内获得较为理想的洋葱外表皮，从而影响了最终的观察效果，影响课堂教学的进度。其实，洋葱内表皮经常以整片粘连的方式出现在鳞叶上，只要学生轻轻地撕剥就可以获得比较完整的表皮细胞。但是在具体的观察实验当中，因其表皮处于无色状态，不容易获得观察结果。此时，教师可以引导学生采用有色胭脂红溶液代替无色蔗糖溶液的方式，强化实验效果。教师要明白，在开展生物实验教学时，教材是基础性内容，有时需要依据实际情况做出调整和优化，让学生在实验中真正体验到获取知识的快乐。

（二）以情境问题启发学生的批判性思维

情境创设就是通过营造一定的教学氛围，利用真实的情境或设计情境问题对学生进行引导，让学生在情境当中思考和学习。问题意识作为思维的发端，具有激发学生求知欲望的重要作用。一般而言，不同的学生在不同的情境中对待同一个问题会产生不同的认识和见解，经过一定的交流与沟通后，不同学生的思维就会发生一定的碰撞，并产生新的思维火花。这能在一定程度上使学生的思维更具逻辑性。教师通过设计情境问题，让学生在轻松的课堂氛围中感受辩证思维的乐趣，能实现对学生批判性思维的有效训练，真正做到寓教于乐。

例如，在教学人教版高中生物必修一“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”一课时，教师可以从学生的生活经验入手，创设一定的问题情境。3468319E-B228-414A-9F6F-FDFB0D1C8ABF

师：同学们在生活中一定都有过这样的体验，坐在卧室里就能闻到父母炒菜的香味，同学们知道这是什么原理吗？

生：这是气体分子的扩散现象。

師：那么，气体分子在扩散的过程中，会不会有方向？从浓度方面该怎样考虑？

生：从浓度方面来看，气体的扩散应该是从高浓度到低浓度的方向。

师：那液体分子是否也存在这种扩散的现象？

提出情境问题后，教师就可以将学生对气体分子扩散现象的认知作为基础，让学生积极思考生活中是否存在液体扩散的现象。教师可以为学生准备清水和墨水，让学生通过实验演示，了解“渗透”的相关知识内容，以此作为后续学习植物细胞质壁分离知识的理论基础，让学生通过实验学习来提升理论学习的效果。

（三）以小组合作探究引发学生的思维碰撞

小组合作是将处于不同知识水平和经验积累程度的学生分至同一个小组当中，为了同一个明确的目标而不断努力。这种教学方式让学生以小组的形式共同讨论和交流问题，不仅可以起到互相启发的作用，方便学生后续学习和培养开放性思维，还可以让学生通过倾听别人的见解来修正自身认识的不足，进而培养批判性思维，强化同学之间的沟通与交流，让学生的学习信心可以得到有效的提升。总体而言，小组合作探究的教学方式，能够将多方面的意见和观点结合在一起，促进学生发散性思维的有效发展，让学生逐渐获得合理的实验结果。

以人教版高中生物必修一“提取和分离叶绿体中的光合色素”的实验教学为例，笔者利用分组的方式让学生对实验材料的选取进行讨论。在这个过程中，小组的一部分学生将多肉植物的叶片特征作为研究基础，认为叶片肥厚且多汁的植物含有较多的叶绿素，并将其作为实验用的主要材料。但有部分同学提出问题：“多肉植物虽然具有较多的叶肉细胞，但是其中一定会含有叶绿体吗？”基于此，有的学生借助生活中的经验积累，向大家解释：“多肉植物虽然叶肉较为饱满，看起来好像含有大量叶绿素的感觉，但是其实那些都是用来贮水的组织，因此这类植物不需要浇太多的水。”笔者在听到这样的小组讨论之后，将这些问题都抛给了全班学生，并让学生各抒己见。绝大多数的学生都比较赞同最后一个同学的说法，但是缺乏足够的证据支持。于是，笔者组织学生进行相关的资料收集，并通过后续的实验操作对该问题的答案进行了验证，得出“多肉植物确实不是适合提取和分离叶绿体中光合色素的实验材料”的结论。

（四）以开放式的实验探究培养学生思维

开放式的实验探究是指教师将学生作为教学主体而实施的教学方法，将学生的兴趣与能力发展作为主要的依据，选取合适的实验课题、实验设备、实验方法、实验难度以及实验时间，给予学生足够的自主选择权利，让他们通过自主或合作的方式完成实验探究活动。这种开放式的探究型实验，不仅可以让学生具有更为独立的实验操作空间，还能促使学生进行思考和创新，对培养学生的创新思维和批判性思维具有重要意义。

例如，在人教版高中生物必修一“蛋白质和还原糖的鉴定”实验中，关于如何鉴定蛋白质的教学中，教材的主要实验步骤是将双缩脲试剂A加入蛋白质溶液当中，通过一定的震荡操作将其混合在一起，然后将双缩脲试剂B加入其中，对其进行混合处理，让其保持在均匀的状态当中，由此得到紫色反应的实验结果。教材中的实验预设并没有规定先将哪种双缩脲试剂加入其中，只是对液体量进行了一定的要求。在学生进行实验操作的时候，教师可以鼓励学生进行实验创新，让其通过自己的操作获得新的收获和思考。比如，有的同学并没有完全按照教材的步骤进行实验，而是将双缩脲试剂的添加顺序进行了调换，也同样发现了紫色反应。学生由此实验可知，双缩脲试剂的添加顺序并不是影响实验结果的重要因素。采用不同的方式开展相关的实验，是发展学生开放性思维和批判性思维的重要手段，可以让学生拥有更多思考和分析的空间，并从中收获更多的知识。

（五）以合理的实验方案评价引导学生质疑

生物实验课堂的有效构建对高中生物教学水平的提升具有重要的意义。实验课堂不仅能培养学生的动手实践能力，还能培养学生的批判性思维和创新思维，进一步提升高中生的综合素养水平。质疑是促进批判性思维发展的重要能力，因此，教师在开展实验课程的过程中，要鼓励学生大胆提出问题，引导学生通过学习和思考拓展思维，不要固化思维，认为教材的内容肯定都是正确的。

以人教版高中生物必修一“比较过氧化氢在不同条件下分解”一课的教学为例。部分学生在实验操作的过程中发现，加入氯化铁作催化剂的这组实验中，在初始阶段仅会产生较少的气泡，并且反应的速度也较慢，而在经过一段时间之后，反应变得越来越快，甚至要快于加入肝脏研磨液的反应。由此，学生提出质疑：教材中的实验结论是否存在问题？对此，教师可以引导学生通过分析各种实验材料来对实验现象发生的原因进行深入思考，对无机催化剂氯化铁催化过氧化氢分解时的放热现象进行分析，在温度逐渐升高的条件下，其反应速度会出现加快的现象，而肝脏研磨液中有促进过氧化氢快速分解的酶，使得反应在很短的时间内完成，经过一段时间的反应之后，过氧化氢已被消耗殆尽，使得反应出现逐渐变慢的现象。又如，在“检测生物组织中的糖类”这个实验中，教材经常会强调不以甘蔗汁为还原糖鉴定材料，因为甘蔗汁含有较多的非还原糖，会影响实验效果。但有学生在实际实验中发现，在甘蔗汁中加入斐林试剂，经水浴加热后也会出现砖红色沉淀。由此可见，教材中的说法也存在一定的漏洞。总体而言，让学生以批判性的思维来评价课本或教辅习题中的实验方案或现象，不仅能够让学生大胆质疑，还能增强学生参与课程的信心，是提升高中生综合能力的重要方式。

结 语

综上所述，培养学生的批判性思维是高中生物实验教学中的重要内容。批判性思维在学生独立人格的培养和内在精神的强化方面具有极大的作用。因此，教师需要将批判性思维的培养贯彻整个教学实践过程，要从多个方面出发，通过重构教材内容、营造情境问题、实施小组合作探究、引导学生质疑等方式，让学生的批判性思维得以强化，促进学生的全面发展与进步。

[参考文献]

凌晨.高中生物实验教学增强学生批判性思维倾向的实践研究[D].南京：南京师范大学，2021.

何红星.深度学习视域下高中生物学实验高阶思维培养与实践：以“绿叶中的色素提取和分离”为例[J].生物学教学，2021，46（7）：53-54.

梁惠萍.在高中生物教学中培养学生批判性思维的思考与实践[J].第二课堂（D），2021（11）：39-40.3468319E-B228-414A-9F6F-FDFB0D1C8ABF