在高中生物实验教学中培养批判性思维的实践对策

金威

摘 要：在新课改背景下，高中生物教师要以提高学生核心素养为目标，将其当作课堂教学的主要任务，助力学生的发展，满足新时期下社会对人才的需求，结合生物学科的特点培养学生的批判性思维。生物实验教学与理论知识的讲解密切相关，教师会将两者相结合引导学生在实验探究中内化理论知识，做到真正的理解，并能够学以致用实现学习迁移。在生物实验教学中，学生的参与度比较高，且生物实验灵活性较强，生物教师可以借助实验教学培养批判性思维，营造出浓厚的学习氛围，引导学生提出猜想，并借助实验来验证或者推翻猜想，从中渗透批判性思维的培养能够达到理想的效果。本文从高中生物教学批判性思维的培养现状入手展开分析，探索借助生物实验培养学生批判性思维的有效途径，助力批判性思维的发展。

关键词：高中生物；实验教学；批判性思维；培养策略

在新时期下，高中生物教师能够突破以往陈旧的教学模式，将理论知识的学习与实验教学相结合，在讲授理论知识的基础上借助实验加以验证，让学生参与到实验中得到锻炼，教师可以借此培养学生的批判性思维，让学生结合实验操作提出问题。针对内向的学生教师可以借助问题加以引导，激活学生的思维，让其经历发现问题和解决问题的过程，从实验中得到锻炼强化学生的思维能力。基于此，生物教师要重视实验教学的开展，在课前做好准备工作，提供相关的实验器材，为学生创设良好的氛围，鼓励学生开展实验操作，并开展互动和沟通分享不同的观点和看法，借此推动学生批判性思维的发展，生物教师要扮演好引导者的角色，为学生提供思路指引，保障實验教学顺利开展。

一、高中生物教学中批判性思维的培养现状

在当前教育背景下，受到素质教育的影响，高中生物教师能够认识到批判性思维在学生成长过程中占据的重要地位，学生长期处于应试环境下，分析归纳的能力较强，为了提高学生的成绩，教师注重解题教学的开展，在此过程中会强化学生的分析能力，容易忽视推理能力的培养，并未给予学生思考的空间，为了保障课堂效率会压缩学生的学习活动，导致批判性思维难以得到提升。而知识的学习以教师的讲授为主，师生之间的关系和地位并不平等，为了提高教学质量教师会压抑学生的天性，长期处于被动接受的状态，对于教师的命令言听计从，学生受到环境的影响不敢提出疑问，批判性思维无法得到锻炼。且受到课堂时间的影响，学生会对教师的讲解产生依赖情绪，无法独立自主地思考，在课余时间借助网络查阅资源时，不加思考直接记忆教师圈画的内容，由于缺乏思考的过程，学生的思维会逐渐形成定势，且对于知识的记忆以机械性记忆为主，无法灵活应用，在实验教学中无法独立自主地完成实验探究，实验教学也会流于形式，无法为学生的发展提供助力[1]。

二、在高中生物实验教学中培养批判性思维的实践对策

（一）紧扣教材实验，落实培养目标

高中生物教师要立足于教材设计实验教学，秉持新课标的指引，围绕教材内容精心挑选，为实验教学的开展做好充足的准备，在整合编排的基础上给予学生实践操作的机会。受到学校实验环境的影响，部分要求较高的实验无法顺利地开展，而生物教师要做好规划，考察可用的实验器材，确保实验教学顺利开展，结合学生的接受能力制订相关的教学目标，渗透批判性思维的培养，满足学生的学习需求，提高实验教学的针对性，结合实验过程中出现的问题，采取有效的措施加以改善，同时启发学生思考和分析，由师生协同合作落实实验教学的目标，助力学生的发展。比如：高中生物人教版教材必修1课本《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和利用》第4节《光合作用与能量转化》中“绿叶中色素的提取和分离实验”，光合作用是高中生物学习的重点，光合色素是光合作用发生的必需物质，在讲解光合作用之前安排这一实验探究，让学生从中感知色素的存在，为后续的学习奠定基础。

高中生具备一定的生物基础，思维能力、学习能力得到强化，而在陈旧的教学模式下，学生接触实验的机会寥寥无几，动手能力、实验探究能力有待提升。在组织实验教学之前教师可以开展预习活动，让学生通过自学初步了解实验步骤，并完成导学案加以检测，结合导学案能够找出学生预习中存在的问题，如对于研磨时所用到的各化学药品的作用学生无法厘清，需要教师加以点拨；在画滤液细线时应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行并重复2至3次，学生对这一操作其目的理解不透彻；另外，层析时不要让滤液细线触及层析液，学生对其原因没有深刻认识。针对这一问题，在实验中加以引导，教师可以以演示实验为例一一地讲解，并演示错误步骤所带来的影响，借此加深学生的认知，培养批判性思维。在讲解的基础上学生能够规范实验操作，避免由于操作失误而导致实验失败，加深对实验原理的理解，并结合纸层析的结果展开分析解读，进行初步判断，学生的答案五花八门，在分享过后教师需集中点拨，纠正错误的思想观念，推动学生批判性思维的发展[2]。

（二）创设情境问题，启发批判性思维

情境教学法广受教师的推崇，围绕课程内容创设教学情境展开讲解，学生在浓厚的学习氛围中学习，学习效率能够得到提升。而在组织开展生物实验时，生物教师可以设计情境问题启发学生思考，围绕实验内容展开分析，启发学生的批判性思维，在思考的基础上加深对实验的理解。在情境问题的指引下，学生能够调动自身的知识储备发表不同的观点，呈现出不同的见解，观点的冲突会激发学生的求知欲，有助于批判性思维的发展。因此，高中生物教师可以结合实验设计问题，营造出轻松的氛围开展思维训练，强化学生的思维能力。如：高中生物人教版教材必修2课本《遗传与进化》第3章《基因的本质》第1节《DNA是主要的遗传物质》中“噬菌体侵染细菌实验”，在之前的学习中，学生已经掌握肺炎双球菌转化实验的关键点，而“噬菌体侵染细菌实验”是对DNA是遗传物质的再认识，易于学生接受和理解。教师可以提出问题引导学生设计实验，在问题引导、演绎推理的过程中形成科学思维，提高学生科学探究的能力。

在课堂学习中提供噬菌体发现的资料，激发学生对噬菌体究竟如何“吃”细菌产生探究欲望，由此引出“噬菌体侵染细菌实验”，并呈现噬菌体结构示意图，结合资料抛出问题“噬菌体是如何在细菌体内繁殖的？你能提出相关假设进行实验设计吗？”鼓励学生思考并提出相关的假设，教师要进行汇总分析：“①只有噬菌体的DNA进入细菌；②只有噬菌体的蛋白质外壳进入细菌；③整个噬菌体进入细菌”，鼓励学生结合自身的猜想设计实验思路，教师要走进学生当中观察和倾听，在学生思路不畅遇到阻碍时，教师可以设计问题串的形式引导学生思考，“噬菌体由哪些部分组成？应当采用何种方式研究？为什么要选取同位素进行标记？”“怎样才能让噬菌体标上标记？离心后悬浮液和沉淀物分别是什么成分？”“如果离心后的实验结果并不理想，应当怎样处理？”针对学生设计的实验思路，教师要注意引导借助问题点拨，但是不要直接回答，让学生经历思考修正的过程，激发批判性思维，不断地修正自己的实验思路[3]。

（三）小组合作探究，引发思维碰撞

结合班级中学生的生物程度引入合作学习，秉持组内异质、组间同质的原则，合理划分学习小组，让学生以小组为单位参与到实验当中，能够缓解学生的焦虑情绪，内向的学生受到小组成员的影响，也会积极地表达自己的观点看法。在实验操作中，学生通过讨论沟通开展思维碰撞，互相启发、共同进步，学生也能够借鉴其他学生的观点和看法，不断地修正和弥补自身的不足，有助于学生批判性思维的发展，同时构建良好的同学关系，学生能够重拾学习自信。因此，高中生物教师可以组织开展合作探究，创新实验教学提高学生的参与度，推动学生思维的发展，在实验中积累更多的生物知识，提高学生的综合素养。比如：高中生物人教版教材必修1课本《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和利用》第3节《细胞呼吸的原理和应用》中“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，学生在之前的学习中已经接触过探究实验，了解到设计实验的相关原则，基于此开展合作探究，能够充分调动学生的能动性[4]。

在课堂学习中呈现相关的材料，让学生在阅读的基础上了解到活化酵母可以缩短实验时间，为实验的开展奠定基础，并借助多媒体展示有关葡萄酒爆炸新闻，创设情境引发学生思考，“为什么会爆炸？酵母菌细胞呼吸的方式和产物都有什么？”激发学生的探索欲，引导学生阅读教材内容参考其中的案例，结合教师提供的实验素材，以小组为单位设计实验方案，在小组内交流互动初步拟订实验方案，前后两个小组间可以进一步交流和探讨，从可行性、优越性等方面展开讨论，并推出一组平行实验方案，经由小组讨论能够确定最终的实验方案，即面团组、注射器组、试管组。在自主设计实验方案的过程中，学生的思维能够充分激活，在讨论的过程中形成开放的思维空间，在交流中碰撞出火花，能够带给学生更多的启发和灵感。而教师要针对学生提出的平行方案进行点拨和指导，修改实验方案斟酌实验的可行性，强化学生的批判性思维。接着为学生提供實验器材，播放微课视频帮助学生了解实验原理以及药品使用的注意事项，在保证安全的同时使课堂实验顺利开展[5]。

（四）组织开放实验，培养思维能力

在新时期下，生物教师能够对实验教学的开展付诸更多的精力，结合班级中学生的特点优化实验设计，将批判性思维的培养渗透其中，助力学生全面发展。而开放式实验能够满足学生的需求，学生的主体地位也能够得到保障，生物教师可以以学生感兴趣的内容作为切入点，围绕课程内容选择实验课题，配备实验器材给予学生充足的时间开展探究，彰显学生的优势，学生可以自主地选择实验方式，可以通过自主探究完成实验，也可以自由组合在小组内探究。开放性的实验教学与学生的特点更为契合，给予学生自主思考探究的机会，能够助力学生思维的发展。比如：高中生物人教版教材必修1课本《分子与细胞》第5章《细胞的能量供应和利用》第1节《降低化学反应活化能的酶》中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，实验是细胞中物质和能量代谢的先导内容，在实验探究中加深学生对蛋白质催化功能的理解，且掌握“控制变量”这一基本原则，能够提高学生实验分析的能力。

在课堂学习中，播放演示实验让学生了解并比较不同条件下过氧化氢分解速率，简要地梳理实验步骤，明确每一步所需的材料种类、使用量、使用条件和实验结果，注重实验操作流程的规范性。在此基础上设置问题启发学生思考，“实验中的四支试管相比，导致产生气泡数量的差异性原因是什么？”明确气泡差异性的原因是反应条件的不同，结合实验条件分析探究的目的，并鼓励学生将实验借助函数图象的形式展现，将纵坐标设置为过氧化氢的分解速率或者氧气的产生速率，结合图像了解实验的因变量。在分析的过程中学生的思维能够被激活，教师可以趁热打铁鼓励学生开展实验探究，组织开放性的实验锻炼学生的动手能力，“为什么过氧化氢的浓度和体积要保持相同？若不同组别采用不同的过氧化氢浓度和体积，那么实验结果会发生改变吗？”“在此基础上再进行加热和添加过氧化氢酶同时处理，影响气泡产生速率快慢的因素究竟是哪一个？”在问题的启发下设计实验开展探究。教师要斟酌实验材料，使用肝脏研磨液的时候要考虑部分学生的民族信仰问题，通过查阅资料寻找合适材料的替代品，氧化氢酶就可以用马铃薯提取液、香菇提取液来进行代替，鼓励学生在开放性实验中对实验改进和创新，强化学生的批判性思维。

结束语

综上所述，在新时期下，高中生物教师能够认识到实验教学的重要性，将学生核心素养的培养提上日程，借助生物实验来培养批判性思维，鼓励学生畅所欲言，在实验中提出猜想和看法，活跃课堂气氛的同时发散学生的思维，在实验中仔细观察实验现象，印证自己的猜想并反驳他人的观点，在思维的碰撞中获得提升，为学生全面发展提供助力。生物教师要立足于教材设计实验教学，制订出清晰的教学目标，精心设计课堂的各个环节，并设计相关的问题来启发学生思维，为批判性思维的发展创设有利的条件，鼓励学生在小组内合作探究，在沟通的基础上不断地完善实验方案，在实践操作中积累经验，并做好反思工作提高实验的有效性，在生物教师的引导下，学生能够从生物实验教学中收获更多的内容，对其思维的发展颇有助益。

参考文献

[1]丰蓉，何苗，娄志义，等.高中生物学探究性实验教学中批判性思维的培养策略[J].学周刊，2022，31（31）：28-30.

[2]左军.高中生物学实验课培养批判性思维的教学实践[J].中学生物教学，2022（9）：18-19.

[3]孟晓宁.高中生物教学中学生理性思维的培养刍探[J].成才之路，2020（8）：64-65.

[4]李瑜磊.在高中生物实验教学中培养批判性思维的实践对策[J].求知导刊，2022，314（10）：90-92.

[5]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.