课堂教改对大学生批判性思维能力的影响

施农农，何莎莎，金臻晖，秦 诚

（杭州师范大学 生命与环境科学学院，杭州 311121）

“批判性思维”这一概念最早出自美国著名教育家约翰·杜威[1]（John Dewey，1859—1952）的“反省性思维”（reflective thinking），其含义即一切知识、信念和信息，充分考虑到支持它们的理由和证据，以及它们所指向的结论，进行能动、持续和细致的思考。教育家罗伯特·恩尼斯（Robert Ennis）认为批判性思维是“为了决定相信什么或者做什么而进行的合理的、反省的思维”[2]。这个定义开始关注的是对问题和思维过程的评估。教育家理查德·保罗[3]（Richard Paul）则认为批判性思维是一种自我指向的思维，它能够对获得的信息进行细致充分的分析、综合和评估，包括观察、实验、反思、推理和交流等，最终将指导或者调整一个人的内在信念或外在行为。中国学者林崇德和朱智贤认为反思性思维，是思维的批判性、元认知及自我监控的同义语，是人类特有的意识性最高的一种思维[4]。Faeione 等[5]将批判性思维分为批判性思维技能和倾向两个方面，批判性思维技能包括阐明（归类、理解和澄清意义）、分析（审查观念、识别与分析论证）、推论（质疑证据、推测不同可能和得出结论）、评价（评价主张、评价论证）、解析（陈述结果、证明程序的正当性及表达论证）和自我调节（自我审查与自我校正）六个维度，括号内为其子维度；批判性思维倾向则包括追求真理、分析性、思想开放、系统性、批判性思维自信心、求知欲望和认知成熟度七个维度，这也是加利福尼亚批判性思维倾向测量表（CCTDI）的测定内容[6]。Paul 等[7-8]则指出具有批判性思维的人具有一贯的理性、智慧和同理心。

从上述这些对批判性思维的心理分析的见解，我们不难看出批判性思维的一种思辨性和内省性，是向内积极求索的过程。因此，通俗地讲，批判性思维即经常性地反思、审慎地判断及积极地探索的一种高阶思维，其特质即大胆质疑，小心求证，勇于探索，最终指向真理。

20 世纪80 年代，批判性思维教育的制度化和课程化开始出现，美国等一些国家将批判性思维能力、创造性地解决问题的能力和工作中具有的合作精神作为国家科学教育的目标，并逐渐成为欧美国家教育的主流理念[9]。21 世纪批判性思维能力的培养逐渐受到我国高等教育界人士的重视，出现了诸如测评技术研究[10]、概念辨析[11]、大学生批判性思维现状调查与分析[12-14]、大学生批判性思维与学习投入和收获[15]、学习方式等关联度[16]等一系列相关研究报道，以及本课题组研究发表的有关生物学社会议题写作与批判性思维倾向关联度及中外比较研究的论文等[17-18]，通过课堂教学改革举措探究提高大学生批判性思维能力的研究成果有少量报道[19-22]，在生物学课程体系中的相关研究则未见报道。

在当前纷繁复杂信息巨量的社会背景及创新性人才培养的目标要求下，批判性思维能力的培养是信息化时代学生的生存与发展需求、学生的创造性能力发挥需求、人本主义和建构主义教育理念的形成需求。因此批判性思维的培养是现今高等教育体制中必须重视的内容。目前，高校学生培养方案中对作为科学思维培养目标之一的批判性思维能力的培养提出了要求，这与培养高素质综合能力的人才教育理念是完全吻合的，代表着时代发展的人才能力需求。因此，了解大学生批判性思维能力现状，思考和探究如何在课堂教学中训练和培养学生高阶思维能力，是高等教育课堂教学改革向纵深发展的一项重要课题，意义重大。

遗传学是研究生物遗传、变异的基本规律的科学，是高校生命科学领域专业必修课程之一。在当今以学生为主体的主动性学习理念下，探究如何通过改进课程教学方法，丰富学生的形成性学习评价指标，使学生更准确、主动地掌握生命科学领域既古老又日新月异的这门遗传学课程的基本规律、基本概念和研究方法，掌握和了解遗传学发展的现状和趋势，培养遗传分析能力，在群体、个体、细胞和分子等不同层面上对遗传学有较为完整和深入地认识，培养和提高自身批判性思维能力具有重要意义。

本研究试图通过我国教育领域学者彭美慈教授等[23]修订的美国加利福尼亚批判性思维能力倾向测量表（CCTDI-CV），从寻找真理、开放思想、分析能力、系统化能力、批判性思维的自信心、求知欲和认知成熟度七个维度上，系统测定本院生物科学和生物技术专业学生在基于形成性学习评价为主导的遗传学课堂教学改革举措实施前及实施后，批判性思维能力的现状及其发生的变化，分析多元化课堂教改措施与批判性思维各维度要素之间的关联度，寻求培养和提高大学生批判性高阶思维能力的有效途径，期望提出可行性建议和措施，为提升本校高等师范课堂教育质量，培养学生的高阶思维能力，提高学生培养目标的达成度提供有效借鉴。

一、实施课堂教学改革举措

（一）积累和制作丰富的课堂教学资源

修订了遗传学课程教学大纲，明确了课程教学目标，并与学生培养目标相结合进行归纳提炼，体现在知识、能力及沟通三方面。分别精选了中英文两套双语教学纸质和电子版教材；构建了数千幅中英文电子教学图片；十余个原版教学视频；制作了双语试题库；积累了大量的中英文词义匹配题、课堂互动题和小测题，其中不乏一些开放式思考题；积极使用课堂教学平台资源如“课堂派，https：//www.ketangpai.com”，发放各类教学资源、互动思考题及小测题，随堂使用并分析学生答题情况；或者利用课程钉群不时发放多个相关拓展阅读资料，提供学生阅读理解。

制作完成两套遗传学课件，一套为课堂版用以课堂教学，另一套为含有大量空格和问号的学生版发放并随堂使用。要求学生课堂上结合教材内容，通过课堂版课件的教学学习、师生互动思考及勤记笔记，回答学生版课件中的问题和填空等问题，最终达到与课堂版的衔接。

（二）建立了渗透科学史教育的研究型教学模式

教师注重收集相关教学资源，充分备好课，依托多媒体技术和设施，还原科学家发现重要成果和规律的实验过程，包括图片、表格、样本、实物和数据等的展示，使学生除了通过阅读教科书、参考资料思考科学家的研究过程，更可以直观地通过视听材料回顾过程。在课堂中渗透科学史教育，学习科学家严谨的科学态度，从中得到领悟和启发。了解前人如何在学术背景下发现、提出和解决科学问题，如何设计实验、分析数据和推导结论，使学生认识到科学思维逻辑与发现真理间的重要关系。启发式、递进式和有逻辑地阐明知识点，并进行案例分析和思路拓展，展开充分的课堂讨论。

（三）最新科技文献精读优化了课程教学

遗传学研究成果日新月异，书本教材的更新相对滞后，为及时让学生了解最新遗传学研究成果及与教学内容紧密相关的研究进展，并进行思考提问，将科技文献精读引入课程教学中是一种很好的方法。通过最新文献精读使学生获得书本以外的专业新知识、新认识，丰富和拓展课程知识储备，并促进科研思维和双语阅读能力。

教师在文献内容的选择上与教学环节穿插，教师遴选近年若干篇权威科学杂志发表的文献，可以中、英文兼有，学生根据自身兴趣选取文献，可以重叠以此促进学生间交流，课外组成小团队进行阅读理解吸收交流，并准备一定时间的课堂交流。

（四）适当采用了翻转课堂教学模式

根据遗传学课程某些章节或主题内容，非常适合采用翻转课堂由学生主讲教师点评这一教学模式，如部分绪言、遗传进化等内容，通过教师提出相关主题的一系列问题，学生自主选题并组成小组，组内进行分工合作，通过查阅文献资料、撰写报告、讨论定稿和全班交流讨论，进行学生互评，老师点评。

（五）建立了形成性评价与终结性评价相结合的学生课程学习评价体系

项目通过实施上述多元化课堂教学改革举措，结合相应的单元作业、抽测、提问、讨论和专题报告等，丰富了形成性评价的环节与内容，具体评价细则、权重及对应的教学目标见表1。形成性学习评价与期末的终结性评价各占50%，构成学生课程学习的终成绩。随堂考勤仅作扣分依据，缺课1/3 以上无成绩；终结性评价试卷主、客观题结合，适当增加综合分析题比重（表1）。

表1 学生成绩组成、考评细则及对应的教学目标

二、问卷发放及回收分析

本研究采用彭美慈等根据我国本土特点修订的加利福尼亚批判性思维能力倾向测量表（CCTDI-CV）作为前后测问卷表。问卷内容效度（CVI）0.89，α 值0.90，各维度内部一致性（α 值）介于0.54～0.77，具有良好的信度与效度，适合作为学生批判性思维能力倾向的测量工具[23]。量表包含7 个维度，每个维度10 个小题，共70 个小题，每题后有6 个选项。

采用Likert 六点量表评分法，正向题从非常赞同、相当赞同、比较赞同、一般赞同、相当不赞同和非常不赞同六个等级依次分别对应于1～6 分；反向题则依次分别对应6～1 分。依据量表总分定义，若被试者总分≦210，则批判性思维总体倾向为负性；总分介于210～280，总体倾向较弱；总分≧280 分，总体倾向比较理想；若总分≧350 分，总体倾向很强。若单维度总分≦30 分，则被试者此维度的批判性思维为负性；单维度总分30～40，此维度倾向表现中性；单维度总分≧40 分，此维度倾向表现较理想；单维度总分≧50，则此维度倾向很强。

分别在上述课堂教学改革举措实施前、后发放批判性思维能力倾向测量表（CCTDI-CV），学生填写后回收，利用Excel 对各班前后测数据进行方差和差异性统计分析，利用GraphpadPrism 统计软件绘制柱形差异图。

三、量表前后测分析结果

生科、生技班回收的前后测有效问卷数共120 份。

（一）批判性思维能力倾向现状分析

前测量表数据表明，生科班学生的七个维度平均总得分为203.50±28.17，生技班的平均总分为185.40±27.48，生科班比生技班相对高些，但依据量表总分定义，两班总分均小于210 分，总体倾向均为负性（表2、表3）。

从七项单维度得分看，生科班在24.50±7.66 到33.53±7.48 之间，依据量表单维度得分小于40 分定义，批判性思维状况在负性到中等之间，其中五个单维度寻找真理、开放思想、分析能力、求知欲和认知成熟度在负性区间，系统化能力和批判性思维自信心二个维度则在中等区间；生技班的七项单维度特质得分在23.43±6.24到30.50±7.93 之间，批判性思维状况基本都在负性区间，仅批判性思维自信心30 分略多，刚好进入中等区间；两个班级相对较高得分的单维度特质相同，均为批判性思维自信心（表2、表3）。

表3 生技班项目实施前后批判性思维能力分析量表得分情况分析汇总

（二）课堂教改举措实施后数据分析

项目实施后生科班学生的平均总分为258.86±36.34，总体倾向由负性转为较弱，前后测差异极显著（表2、图1（a））。七项单维度得分在32.30±4.36 到45.20±7.23之间，批判性思维状况由负性到中等转为中等到较理想之间；虽然系统化能力和求知欲二个单维度的前后测结果在统计学意义上呈显著差异（P＜0.05），但系统化能力仍在中等区间；寻找真理、开放思想、分析能力和认知成熟度的前后测结果呈极显著差异（P＜0.01），尤其是认知成熟度变化最大，由实施前的负性倾向（24.50±7.66）转为较理想状态（45.20±7.23）；而批判性思维自信心则前后测变化不大，在中等区间徘徊，且差异不显著（P＞0.05）（表2、图1（b））。

表2 生科班项目实施前后批判性思维能力分析量表得分情况汇总

图1 生科班遗传学课堂教学改革前后测学生批判性思维能力倾向总分及各维度分值比较

项目实施后生技班学生的平均总分为244.67±61.38，也由负性向转为较弱倾向，前后测呈极显著差异（表3、图2（a））。七项单维度得分在29.82±7.60 到42.91±10.42 之间，批判性思维状况也由负性到中等转为中等到较理想之间；其中寻找真理、开放思想、分析能力、求知欲和认知成熟度五个维度的前后测结果呈极显著差异（P＜0.01），尤其是认知成熟度变化最大，由实施前的负性倾向（25.20±6.73）转为较理想状态（42.91±10.40）；虽然系统化能力和批判性思维自信心统计学上差异不显著（P＞0.05），但是系统化能力还是从负性提高到了中等水准（表3、图2（b））。

图2 生技班遗传学课堂教学改革前后测学生批判性思维能力倾向总分及各维度分值比较

四、课程教学目标达成度评价分析

对应本校学生培养目标专门制订了遗传学课程的三大教学目标，体现对学生在知识、能力和素养三方面的要求。

目标1：掌握遗传学基本原理、规律及研究方法，在群体、个体、细胞和分子等不同层面对遗传学有较为完整和深入的认识；能够运用辩证唯物主义的科学观认识和解释遗传现象的本质。

目标2：掌握运用多种遗传学研究手段解决问题的能力，并在逻辑思维、科学态度和思辨能力方面获得训练；熟悉遗传学发展史、领悟研究型学习方法，具有将发现问题、提出问题、设计实验、分析数据、获得结果和推导结论等一系列解决科学问题的过程与方法运用在遗传学研究中的能力，以及将所学知识运用到中学生物学教学中的能力。

目标3：具有良好的科学素质、遗传学素养和团队合作能力，了解课程前沿与趋势，通过遗传学领域的最新成果阅读与专题合作学习，拓展知识，并提升中英双语切换和理解遗传学专业知识的水平，努力成为具有国际视野和创新意识的高素质人才。

课程目标达成度的评价依据见表4。

表4 教学目标达成度的评价依据及方法

项目实施期间课程教学目标达成度生科班73%～85%，生技班66%～75%，试卷难度系数中等。说明本项目实施后课程的教学目标达成度均获得了很好的完成，绝大部分学生达到了教学目标的要求，其中生科班总的达成度略高于生技班，这与两班学生（未参与大类招生）本身的基础水平不均衡相对应且吻合。

项目实施期间学生总成绩呈正态分布，项目执行者（教师）的学评教成绩连年优秀。

五、教改成果与人才培养

项目实施期间，项目组积累和制作了丰富的课堂双语教学资源；建立了渗透科学史教育的研究型教学模式，使学生在独立思考、发现问题、提出问题和解决问题方面得到了训练；穿插最新科技文献的精读优化了课程教学，完善了学生的学科知识结构；适当采用的翻转课堂教学模式，使学生在思辨、主动探索和团队协作等能力方面得到了提高；同时建立了一套完善的形成性评价与终结性评价相结合的学生课程学习评价体系，并有效实施多年。项目组成员及负责人作为指导教师指导的学生在全国和浙江省大学生生命科学竞赛中获得多次一、二等奖，主持“国家级大学生创新创业训练项目”一项。本课程在项目实施期间获得2020 年遗传学浙江省一流课程（线下）。

六、结束语

批判性思维是一种对事物客观理性的分析和审慎判断的过程，经判断、推理做出正确的决定，其目的在于恰当地解决问题。批判性思维也是大学生综合素质要求的重要组成部分，是学生提出问题和解决问题的前提条件[24]。课堂是学生吸收知识、能力培养、陶冶情感态度与培养正确价值观的主要阵地。本项目的多元化课堂教学改革举措强调了以学生为主体的体验和探究过程，给学生更多的思考问题、提出问题、分析判断及有效阐述等机会，涵盖了批判性思维能力倾向的各类要素。

学生版课件的制作与发放使用，并与课堂版衔接的课堂要求，对促进学生主动思考，寻求解决问题的方法，增强课堂凝聚力等收效显著。开放性问题的思考是培养和提升学生批判性思维能力倾向的重要手段，答案不是唯一或确定的，有助于学生反思自己言行，审慎做出决定；同时与实践关联的问题能够激发学生主动探究与思考和主动学习的热情。研究型教学对于培养学生的科学思维与创新能力至关重要，一些重要案例解题思路的阐明及其拓展训练，可以培养学生的逻辑推理能力；而思辨模式可以激发学生的思维和兴趣，问题的梳理澄清和交流也是学生对自身思维一种很好地审查与训练的过程。科学史的渗透可以再现科学家们突破局限、攻坚克难和努力创新的过程，是培养学生批判性思维的很好素材；教师创设探究情景，引导性的描述，可以激发学生思考和提出问题，同时可使学生领悟科学家的智慧和发现真理的探究过程，以及他们身上拥有的坚韧严谨的科学态度和契而不舍的探索精神。最新科技成果与文献学习可以拓展学生专业知识储备和教师自身综合能力的提高，构建师生的课程新型知识结构，增强和开拓教学深度和广度，达到教研相长的作用。部分内容适当地实行翻转课堂教学形式可以让学生深入参与到教学活动中来，主动学习并增强思考和互动，对主动探索、提升分析问题能力和培养团队合作精神非常有益。因此，本项目实施后对学生在批判性思维能力的提升上有很大的促进作用。

课程评价作为教育评价的重要组成部分在课程发展活动中不可或缺，评价的目的功能、目标体系和方式方法直接影响着课程培养目标的实现，决定着课程改革的成败。二十一世纪高等教育理念是以具有高阶思维能力的创新型复合人才为培养目标，采取的是以学生为主体的探究式、主动学习的课堂教学模式，以往的学生重点关注终期结果的学生课程学习评价体系已不能凸显和全面评价学生的目标能力达成度，评价既要关注学生学习的结果，更要关注他们的学习过程，把学生在发现提出和解决问题过程中的行为能力和思维能力如调查、探究、交流合作和思辨等表现纳入评价视野，能够更好地促进学生的批判性思维能力的努力提升。

遗传学课程经过优化教学资源、基于科学史教育的以学生为主体的研究型教学、渗透科技文献的阅读与思考及适当的翻转课堂实施等课堂教学改革，的确能够在一定程度上提高学生的批判性思维能力，尤其在寻找真理、开放思想、分析能力、求知欲和认知成熟度等五个维度上，其中对学生的认知成熟度的提升效果特别明显，但对基础尚可的批判性思维自信心则没有明显的提升效应。由于学生本身较弱的批判性思维能力现状，尽管课堂教改实施后，各维度多有显著改进，但仍处于较弱层面，需要在本项目实施举措和研究成果基础上，加大有效样本量测评；持续实施有效的课堂教改举措，持续进行总结、反思、改进或微调；探索教改新举措；进一步加强综合能力和思维能力的训练，使学生在各维度上有更大幅度的能力提升，增强学生的批判性思维自信心，使学生的批判性思维能力有更大跨度的提升。同时，要更多关心和帮助后进同学，敦促和端正他们的学习态度，提高他们的学习能力，使全班每一个人都有较大收获，共同进步，更好地提高教学目标达成度。