在科學探究過程中培養學生的批判性思維

《高中生物課程標準》倡導探究性學習，并指出探究也是學生認識生命世界、學習生物課程的有效方法之一，同時強調在探究性學習過程中要培養學生的批判性思維的能力。美國耶魯大學校長理查德·雷文指出：中國學生需要增強批判性思維。因此，如何在科學探究過程中培養學生的批判性思維，是值得教師探討的。

1 批判性思維的含義

究竟什么是批判性思維呢?恩尼斯提出“批判性思維是指對做什么和相信什么做出合理決策的能力。就是對所看到東西的性質、價值、精確性和真實性等方面做出個人的判斷。”當代教育心理學認為，批判性思維包括批判性思維技能和批判性精神兩個組成部分。一個人要成為一個批判性思維者，他不僅要求獲得批判性思維技能，而且要獲得使用這些技能的準備狀態、意愿和傾向。批判性技能，除了包括分析、評價、推斷、演繹、歸納等基本思維技能外，還包括：深入的提問技能、提出和評價假設技能、收集信息技能、評價信息來源的可信性技能、交流與合作技能等，批判性精神就是有意識地進行評判的心理準備狀態、意愿和傾向。它可激活個體的批判性思維意識，促使個體朝某個方向去思考，并作審視的眼光來看待問題。包括：思想的開放性和獨立性、具有較強的好奇性和探究欲、較強的自信心、堅定的信念以及對他人的尊重等。

2 科學探究是培養學生批判性思維的最直接有效的途徑

這次生物學課程改革把培養學生的批判性思維作為課程目標的一部分，《高中生物課程標準》在課程目標中指出“初步學會生物科學探究的一般方法，具有……批判性思維的能力……”。要培養學生的批判性思維，需要以學生的自主、積極參與為前提。新的生物課程標準同以往的生物課程改革理念不同，它把科學探究作為突破口，讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程，在知識的形成、聯系應用過程中養成科學的態度，獲得科學的方法，在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。由此可見，在生物學教學中實施科學探究是培養學生批判性思維的最直接有效的途徑。在科學探究中培養學生的批判性思維，要貫徹在科學探究的每一個環節中培養。

2．1在“提出問題”中培養批判性思維

批判性思維的養成首先是一個提出問題的過程，通過提出問題，可以產生自己新的想法，具有批判性思維的人善于運用提問這種工具來理解身邊的事情和認識世界；相反，缺乏批判性思維的人，往往毫無選擇地吸收信息，提不出什么問題。培養學生的批判性思維要求學生必須提問而且要善于提問。對日常生活中的生物學現象要用批判的眼光去審視，努力發現有探究價值且有操作性的問題；對生物學科學中的定義、規律等不能不加思考地接受，要對它們有質疑態度。質疑是探索知識，發現問題的開始。

在學生提出問題的過程中，教師要引導學生思考以下問題：你的問題是什么?你的問題明確嗎?你的問題重要性如何?你的問題現實嗎?例如，在學習植物的向光性原因時，有的學生提出：向光側生長素分布少。是向光側生長素在光下被分解了，還是向背光側轉移了?學生能夠提出這樣的問題，表明該學生具有良好的質疑精神，對書上“經典”結論進行了批判性的思考，并且所提出的問題具有探究價值和良好的可操作性。

2．2在“猜想與假設”中培養批判性思維

具有批判性思維的人應具有提出猜想與假設以及考察或評價假定的能力。在面對問題時，教師要鼓勵學生多聯想，多假設，大膽猜想。摒棄一遇到問題就想書本上是如何說的，就想要找到固定答案的傾向，當然這種猜想和假設并非憑空產生的，而是要以已有的知識和經驗為基礎。

在學生進行猜想與假設的過程中，教師要讓學生思考：你的觀點的框架是什么?框架是否太窄?你的觀點是以什么為基礎的?你所做的假設是什么?你的假設是否合理?你的各個假設之間是否矛盾?

例如，鯽魚的體腔背側有一個鰾，鰾內充滿了氣體。若要探究鰾內究竟充滿了什么氣體?教師就可以鼓勵學生大膽地進行假設?假設1：可能是氧氣；假設2：可能是二氧化碳；假設3，可能是氧氣和二氧化碳的混合氣體；假設4：可能是氧氣多，二氧化碳少的混合氣體；假設5：可能是氧氣少，二氧化碳多的混合氣體；假設6：可能是空氣……

2．3在“制定計劃”中培養批判性思維

為了驗證假設和猜想，需要制定合理的計劃。在生物學學習過程中，教師要為學生提供機會學習科學家是如何利用各種工具、技術和方法等來驗證猜想和假設的，讓學生了解歷史上一些科學家在制定計劃中因為缺乏批判性思維而造成的后果以及一些科學家因為具有批判性思維而推動了科學的進步。如法國微生物學家巴斯德勇于批判當時流行的“自然發生說”，通過大量的實驗，說明了微生物也有自己的父母，不可能無中生有，從而開創了醫學微生物學，降服了引起傳染病的病原微生物，拯救了無數生命。這樣使學生深刻理解批判性思維的科學價值和歷史價值。

在制定計劃的過程中，教師要培養學生在多種方案中，根據實際情況、自身的能力等方面來選擇最佳方案。

例如，要探究光合作用強度與光照強度的關系，教師可以引導學生討論如下方案：方案1：通過測定不同光照強度下的光合作用產生的有機物量如淀粉；方案2：通過測定不同光照強度下的光合作用產生的氧氣量；方案3：通過測定不同光照強度下的光合作用消耗的二氧化碳量；方案4：通過測定不同光照強度下的光合作用消耗的水量。然后，讓學生根據所給的條件以及實際情況，討論哪種方案好。如提供的材料為天竺葵，則選擇方案1好；如提供的材料為水草，則選擇方案2好。

2．4在“進行實驗”中培養批判性思維

實驗在培養學生批判性思維方面具有獨特的作用，并且進行實驗是完成所制定計劃的有效手段。學生通過親身設計實驗方案，進行實驗操作，觀察記錄現象，進行資料的處理，或閱讀歷史上的經典實驗等活動，經過比較、判斷形成科學的認識。觀察是進行生物科學研究的一種最基本的方法，以觀察能力的批判性為例，要注意養成觀察能力的恒常性、辨證性和監控能力。例如，在學習“光合作用的發現”時，教師應鼓勵學生對前輩的實驗質疑和完善，鼓勵學生自己重新設計實驗，以此來培養學生的批判性思維和創新精神。

2．5在“收集證據”中培養批判性思維

在收集證據的過程中，為培養學生的批判性思維，需要學生在面臨問題時要拋棄原來的思想，要具有較強實證意識，并且要誠實；自主地去觀察，尋求解決問題的證據，這樣有利于發揮學生的主動性，改變他們機械被動的學習方式，也有利于培養學生思維的靈活性和廣延性。

由于科學的動態特性，后現代知識觀認為知識遠不是一成不變、完美無缺的“絕對真理”，它只是對現實的一種解釋或一種假設，并不是問題的最終答案。因此在生物學教學中，教師不能把科學知識當做絕對的真理教給學生，而應看做是有證據的結論。在科學研究中，科學家在探究時要花費大量的精力收集證據，并以此為基礎解釋自然界的運動規律。同時，在科學探究教學中，通過證據的收集、從證據中提煉解釋、將解釋與已有的知識相聯系等過程，可鍛煉學生的推理及批判性思維能力，也使學生懂得科學是如何發展的。

在收集證據的過程中，要讓學生思考：你以什么樣的證據為基礎來思考?收集和匯報的信息清楚、公平、正確嗎?收集的信息與主題有關嗎?收集的信息對完成任務足夠嗎?

2．6在“解釋與得出結論”中培養批判性思維

通過對事實與證據的加工與整理，教師要有意識地培養學生判斷事實、證據與假設之間的關系；按照因果關系的步驟進行思考，對所獲得的事實與證據進行歸納，得出正確的結論；使學生明確科學的解釋和結論是在證據的前提下進行的。

在進行解釋和得出結論的過程中，要注意引導學生注意以下問題：你以什么樣的概念、原理、學說為基礎來思考?你對相關的原理有一個完整的理解嗎?你的推斷是什么?你做出的推斷清楚嗎?你做出的推斷合理嗎?你得出的結論合理嗎?

2．7在“反思與評價”中培養批判性思維

得到結論并不意味著學習活動結束了，教師應要求學生對整個活動認真地進行批判性的反思和評價，應要求學生對所得到的結論要具有懷疑精神，對結論要重新認真思考，并以此為基礎，提出更多更新的問題，以進行新的科學探究。

2．8在“表達與交流”中培養批判性思維

現代心理學的研究表明，學生的發展既不來自于外在的客體，也不來自主體先天的潛能，而是在交往和對話中的不斷批判、生成和創新。學生同他人交流，不但是互相了解的過程，同時也是消除自己的偏見的過程。這就要求學生在批判性思考時，思想要具有開放性，愿意聽取和采納別人的不同觀點，能夠把自己的觀點同其他人相互交流。

在與他人進行交流與探討的過程中，學生應既要敢于發表自己的觀點，又要善于傾聽別人的意見，這樣既避免了對信息的不加選擇的接受，又避免了對別人的觀點全盤否定，從而在交流的過程中使自己的認識和批判性思維得到提高和深化。

總之，科學探究是培養學生批判性思維的最直接有效的途徑，批判性思維的培養又有利于促進學生科學探究能力的提高。因此，教師在科學探究過程中。要加強對學生批判性思維的培養。