在论证式教学中发展学生的批判性思维——以“转基因产品的安全性”教学为例

黄璐璐

（福州第三中学，福建 福州 350003）

随着基础教育课程改革的深入推进，发展学生核心素养已成为中小学教学的主旋律。作为核心素养的重要组成部分，批判性思维的发展能促进学生主动甄别信息，为进一步的科学探究奠定基础。然而，经过长时间习题化的训练，很多学生已经习惯于被动接受知识，缺乏对所获信息进行批判性分析的意识与能力，有必要在学科教学过程中加强培养学生的批判性思维能力，促进学生养成批判性思维习惯。

一、概述批判性思维及论证式教学

批判性思维是指在标准评价体系基础之上，进行合理化反思的行为，具体包括思维倾向和思维能力两个方面。［1］其中，思维倾向是指以强烈的好奇心和求知欲评判、分析自己或他人观点的倾向；思维能力既包括对已有结论的辩证分析，也包括对事实和观点的区分以及运用论据对观点进行辩护的能力。［2］在发展学生批判性思维的过程中，思维倾向与思维能力的培养缺一不可。

与其他教学模式不同，论证式教学强调通过对合理化问题的“质疑—辨析—推论”的过程，促进学生形成自己的观点或结论，这与批判性思维培养有着深层的内在联系。［3］在论证式教学中，教师可以通过指导学生评价方案、提出观点、论证猜想等过程，激发学生的探求欲望与批判性思维倾向，发展学生的批判性思维能力。

二、探索发展批判性思维的论证式教学

本文以2019 年版人民教育出版社普通高中教科书《生物学·选择性必修3·生物技术与工程》中“转基因产品的安全性”教学为例，探讨发展学生批判性思维的论证式教学策略。

（一）概述“转基因产品的安全性”教学要求及教学思路

学生在学习“转基因产品的安全性”之前，已经学习了有关基因工程的知识，初步了解基因工程的操作流程及其应用。该节内容聚焦于现代生物技术相关的安全性问题，旨在通过严谨的科学分析，引导学生理性看待社会热点问题，发展批判性思维。

《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订版）》对涉及转基因产品安全性的教学要求是，能说出常见的转基因产品，并能分析转基因技术的应用可能带来的社会影响。由此可见，发展学生批判性思维、社会责任意识与担当的重要意义，这既是教学重点，也是教学的难点。传统教学中，围绕这一教学重点，教师通常应用讲述、展示学生收集的资料及辩论等教学方法，促进学生“理性看待转基因技术”。然而，若单纯以辩论的方式指导学生讨论转基因产品的安全性问题，容易形式化、浮于“表面”，不利于学生深刻理解其中蕴含的生物学原理。笔者尝试运用论证式教学，引导学生应用科学方法区分谣言与事实、收集证据，并加以论证，在“质疑—辨析—推论”过程中发展学生的批判性思维。

具体教学思路是指导学生课前收集有关转基因研究成果资料。课堂教学时，指导学生阅读课本有关内容，交流讨论身边常见的转基因生物和转基因产品；从超市转基因大豆油和非转基因大豆油的比较中，引导学生初步形成观点，分析网上关于转基因生物安全性的言论；由我国批准种植的棉花和番木瓜等两种转基因生物，引出关于转基因番木瓜安全性的深度讨论；最后由转基因食品的安全引申到转基因生物可能存在的环境安全问题，促进学生学会理性看待转基因技术。

（二）“转基因产品的安全性”论证式教学过程

1.分析网上关于转基因生物安全性的言论

创设问题情境：如果在超市购物的时候你看到这样的两类产品，一类是标注“非转基因”的大豆油，另一类是未做相应标注的大豆油，你会怎么选择？引导学生科学地分析网上关于转基因产品安全性的言论，区分信息中的事实和观点。

（1）分析转基因玉米实验。播放纪录片《小崔考察转基因》中关于转基因玉米粒和非转基因玉米粒的片段，提出问题：你是否认同“鸟类对转基因玉米粒啄食较少”这一观点？学生质疑认为：鸟类的取食倾向与是否为转基因的玉米无关。分析纪录片中相关实验设计，辨析1：转基因玉米实验中两种玉米的摆放位置、放置时间等条件并不满足单一变量原则。辨析2：转基因玉米实验中两种玉米的摆放位置、放置时间等条件并不满足单一变量原则。辨析3：没有调查鸟类对玉米颗粒大小啄食偏好。结合教师提供的资料：转基因玉米粒因为含水量更低，对鸟类的吸引力更小而更少被食用，学生推论：纪录片中所呈现的实验并不符合科学设计要求，无法得出“鸟类对转基因玉米粒啄食较少”的结论。

（2）区分传统育种和转基因育种。教师展示有关紫薯图片资料，提出问题：你是否认同“与传统作物味道不同、色彩不同的作物都是转基因的”这一观点？学生质疑认为：农产品的味道、颜色并不是判断是否为转基因产品的唯一标准。查找紫薯培育方法的相关资料，辨析1：紫薯是由甘薯中富含紫色花青素的品种经多代杂交和筛选获得的新品种。辨析2：紫薯中的花青素是一种水溶性类黄酮物质，存在于蓝莓、黑枸杞等植物体中。推论：紫薯等颜色鲜艳的植物是结合传统育种技术培育出的品种，并不是转基因生物，不能用口味、颜色、大小等指标来衡量一种植物是否为转基因生物。

密切联系生产、生活实际，创设真实的问题情境，激发学生认知冲突，认识到在科技快速发展的当下，人类应该批判性地思考新技术存在的安全隐患。但是判断一种转基因生物是否具有安全性，需要应用科学方法进行理性的分析。以此，培养学生勇于质疑、求实的科学态度，促进批判性思维倾向的形成。

2.论证转基因食品安全性

推理是建立在大量真实资料基础之上的，是批判性思维的关键能力。以我国科研人员自主研发的抗PRSV 转基因番木瓜——华农一号为例，论证转基因食品的安全性。通过搜集华农一号的相关信息，引导学生分析数据之间的联系，寻找他人推论中的漏洞，发展学生的批判性思维能力。

根据有关转基因作物资料，创设问题情境：华农一号在大规模种植前，需要从哪些方面判断它的安全性呢？［4］引导学生收集华农一号相关数据，从成分差异、致敏性以及抗生素抗性等多角度进行论证分析。

（1）比较分析转基因食品的成分。教师呈现资料：科研人员提取了转基因与非转基因番木瓜青果种子、青果果肉、熟果种子、熟果果肉中的一种内源毒物——苄基异硫氰酯（BITC），将提取后浓缩的样品进行气相色谱分析，并应用生物统计方法，得到实验结果（见表1）。［5］

表1 转基因与非转基因番木瓜不同组织部位BITC 含量的测定（mg/g）

学生质疑认为：转基因番木瓜和非转基因番木瓜在成分上并无明显区别。分析表格中的数据，辨析1：比较分析种子和果肉中BITC 的含量，以及果实成熟前后，种子和果肉中BITC 的含量。推论1：无论成熟与否，转基因番木瓜和非转基因番木瓜的种子和果肉BITC 含量均不存在显著性差异。结合教师提供的资料：科研人员测定了转基因和非转基因番木瓜中的其他营养物质，如胡萝卜素和维生素A 的含量，结果发现二者之间也并不存在明显的差异，推论2：两类番木瓜在营养成分上不存在明显差异，由此不能说明转基因番木瓜存在安全性隐患。

（2）分析转基因食品中的致敏性。提出问题：华农一号转入的基因所表达。产物是否有可能成为新的过敏原？学生质疑认为：食用华农一号不会引起过敏。分析复制酶蛋白序列与人体常见过敏原序列的比较，以及食用华农一号后蛋白质的消化过程，辨析1：比较复制酶蛋白序列和人体常见的8 种过敏原序列发现，发现二者之间不存在连续8 个氨基酸的相同，不满足引起T 细胞识别的肽链长度要求。辨析2：模拟胃肠液消化实验条件下，复制酶蛋白序列在15s 以内被分解［5］。推论：复制酶蛋白不可能成为潜在的过敏原，说明转基因番木瓜中外源基因表达的蛋白质不存在潜在的致敏性。

（3）分析食用转基因食品可能引起的耐药性。提出问题：华农一号中含有的抗生素抗性基因，如卡那霉素抗性基因，食用后是否会导致人体出现耐药性？学生质疑认为：食用华农一号不会导致人体出现抗生素耐药性。查找抗生素在自然界中的分布和耐药性产生的机理，辨析1：卡那霉素抗性基因在自然界中是广泛分布的，不少植物本身就具有抗生素抗性。辨析2：人体出现的耐药性的主要原因是盲目使用广谱抗生素。结合教师提供的资料：来自欧盟食品安全局的一份调查报告显示，没有明确证据表明使用卡那霉素抗性基因作为标记基因会对人体或动物的健康造成危害［4］，推论：已有证据不能证明食用转基因番木瓜会引起人体出现抗生素耐药性。

上述三方面的论证可以说明转基因番木瓜成分、致敏性与普通番木瓜无异，但是无法得出转基因番木瓜完全无害的推论。事实上，“证实”和“证伪”本身就是相互矛盾的，教师需要引导学生思考：相较于证明转基因食品的安全，欲证明转基因食品不安全，需要排除所有可能潜在的不安全因素，而这在逻辑学上是不存在的。另外，通过查找相关信息了解到华农一号批准上市后，大大减少了农药的使用，取得了巨大的经济效益与社会效益，可以让学生学会全面、多角度的分析问题、解决问题，提高获取信息能力及批判性思维能力。

（三）论证转基因生物的环境安全问题

针对复杂的科学情境，适当引入证据不充分的例子，能够更好地促进学生的批判性思维能力的提升。转基因番木瓜的成功并不意味着转基因生物都是安全的。实际上，除了转基因食品之外，人们还关心转基因生物是否会对环境产生影响，以及转基因技术可能产生的社会、伦理问题。

创设问题情境：转基因生物是否会造成“基因漂移”，产生“超级杂草”？学生质疑认为：转基因生物可能存在环境安全问题。查找“基因漂移”和“超级杂草”的相关资料，辨析1：转基因植物在种植区域和所转入的基因选择上都有严格的要求，但是依然无法排除基因随花粉扩散到近缘植株的可能性，其可能引起的环境安全问题是转基因作物潜在的安全性问题之一。辨析2：“超级杂草”是指长期使用单一品种的除草剂会使一些品种的杂草产生耐药性，但这和是否使用转基因技术并没有关联。结合教师提供的资料：2016 年，我国科学家找到了一个在水稻花药绒毡层和花粉粒中特异性表达的基因OsNPⅠ，该基因的突变体表现为花粉败育，可以有效阻止花粉介导的基因漂移；科研人员尝试在目的基因发挥作用后，利用Cre−LoxP 重组系统将其从转基因植物中删除，从根本上杜绝了基因漂移的可能性。［6］推论：虽然转基因生物可能会出现“基因漂移”的现象，但是通过科学家们的不断研究探索，可以大幅度降低转基因生物可能造成的环境安全隐患。

通过论证分析“基因漂移”现象，学生能够认识到事物的多变性，学会用辩证的眼光看待问题。此环节教学与转基因食品的安全性判断教学相结合，有助于学生建立转基因产品安全性问题的全视角，能够区分转基因技术本身与转基因产品的推广，更加理性、谨慎地看待转基因技术。

应用论证式教学策略开展“转基因产品的安全性”教学，通过创设真实的问题情境，引导学生质疑、分析、寻找证据、形成推论及个人观点，促进学生深刻理解：虽然转基因技术本身是中性的，但事物具有两面性，转基因产品是否安全是需要进行严格、科学的检测。课后，教师还鼓励学生向身边的家人宣传有关转基因技术，学会将所学的知识应用于日常生活中，提高批判性思维倾向与批判性思维能力。

总之，相较于传统的讲授式教学，论证式教学能够彰显生物科学实验与探究实践历程，促进学生摒弃“死记硬背”的学习方式，在科学探究与实践中，获取生物学知识，形成有关生物学思想观点与方法，发展批判性思维。