高中生物批判性思維能力提升路徑研究

陳英水 陳 欣

（1.晉江第二中學，福建 晉江 362 2 12；2.福建教育學院，福建 福州 350 0 2 5）

批判性思維（critical thinking）是一種不可或缺的思維品質和能力，具有懷疑、辨析、推斷、敏捷等特點。批判性思維是基于邏輯推理的合理的反思性思維，查驗問題、證據及解決方案，并對結論進行評價。要求學生具備思考能力、邏輯判斷能力、發現規律能力、正確推理能力、歸納結論能力等。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》明確提出培養學生“批判性思維能力”的要求，這是高中生物學課程的一次變革，由被動接受到創新性學習的轉變，教師要抓住這一契機，實踐與研究發展學生批判性思維的路徑。

一、利用生物科學史激發批判性思維意識

隨著生物科學的發展，某個階段被人們普遍接受的理論可能需要修正或推翻。比如，法國生理學家沃泰默通過實驗證明，19世紀生物界普遍認同的“胃酸刺激小腸的神經，神經將興奮傳給胰腺，促使胰腺分泌胰液”理論是錯誤的。這些生物科學史料是激發學生思考和懷疑生物科學概念或理論、啟迪學生批判性思維的好素材。教師應重視生物科學史的教學，促進學生養成善于獨立思考、敢于質疑與大膽創新的習慣，從而激發學生的批判性思維。［1］

教師還應宣傳有關科學家的批判性思維的事跡，潛移默化地影響學生批判性思維的養成。例如，孟德爾勇于批判當時流行的“融合遺傳”理論，提出遺傳的自由組合論以及分離定律。達爾文不認同特創論等多個唯心主義和形而上學理論，根據生物學特有的性質提出生物進化學說，推翻了唯心主義長期以來在生物界的統治地位。蓋倫的生理學在16世紀具有神圣不可侵犯的地位，但哈維則勇于破除迷信，根據動物與人體的解剖結果，將長期以來被認為真理的靜脈系統與動脈系統無關的理論推翻，推動生理學的發展。生物科學發展歷史中，有關批判性思維的案例還有很多，教師要科學地利用這些生物科學史，讓學生從中獲取批判性思維的精華。

二、利用生物學實驗提升質疑能力

生物學實驗是幫助學生正確理解生命現象及其規律與原理的關鍵載體，有利于提高學生的實踐操作能力、分析推理能力、解決實際問題能力及批判性思維能力。［2］因此，應重視生物學實驗教學，提高實驗教學質量。

例如，學習“光合作用的原理和應用”時，由于科學技術、條件等多方面因素的影響，早期科學家進行的光合作用實驗存在某些缺陷，教師不要直接講述光合作用的整個探究過程，而先概述普里斯特利的實驗過程及實驗結論，并提出問題：晚上房間里擺放植物會影響人體健康嗎？若會影響，是否與普利斯特利實驗結論相沖突？以此引導學生探究普里斯特利的實驗設計。普里斯特利是將蠟燭和小老鼠同時分別放入兩個相同的密閉的玻璃罩內，一段時間之后，小鼠死亡，蠟燭也熄滅了；將蠟燭和小老鼠分開，分別與一株植物一起放入相同的密閉的玻璃罩內，在光下蠟燭不熄滅，小鼠也沒死亡。由此普里斯特利得出“植物能更新空氣”的實驗結論。

但實際上，植物只有在一定光照條件下才能更新空氣。夜間在臥室內擺放植物，植物不但不能進行光合作用、更新空氣，反而會因為呼吸作用消耗氧氣而使空氣變污濁。同時，學生發現普里斯特利實驗設計存在的不足，如涉及到兩個變量，一個是有無植物，一個是有無小鼠或蠟燭，對照實驗中設置兩個變量，從而影響對實驗結果的分析，使得實驗結論不正確或說服力不強。接著由學生設計完整的實驗方案。以此幫助學生形成勇于質疑權威、教科書的批判性思維能力，也有利于提高學生進行生物學探究實驗的興趣、動機及成就感。

三、利用生物學熱點問題辯論提升辯證思維能力

在課堂上引導學生思考、辯論有關生物學熱點問題，能展示學生對生物學問題的認識和理解的深度，培養學生思維的邏輯性與辯證思維能力。［3］如以基因工程、食品安全等問題，開展“轉基因食品是否安全”辯論。認為轉基因安全的正方提出“轉基因的研究和運用是生物科學技術的巨大進步，體現了生產實踐對生物科學技術的需求，轉基因能跨越種間生殖隔離、改變生物的遺傳特性、創造新的、更有價值的生物類型，值得肯定與推廣”。反方學生則從轉基因可能打破生物生長與繁殖的規律、對其他生物的生存構成威脅、改變生物圈正常秩序以及轉基因食品的安全性等方面進行有針對性地質疑與辯論。

辯論能讓學生基于已有的生物學知識及客觀的生物學事實做出合理的判斷、發現恰當的解決方法，增強批判性思維能力。同時，加深學生對有關生物學觀點的正確認識，提高學生的社會責任感。

四、利用生物學錯誤辨析與糾錯培養反思能力

學生對生物學問題的解答常常由于思維定勢導致錯誤，關鍵是缺乏縝密的邏輯思維與批判性思維。課堂教學活動中，教師要重視為學生創造發現錯誤和糾正錯誤的機會，引導學生以錯誤為契機，在復雜的多種因素中找出主要矛盾，多角度地思考問題，有效把握各種生命活動現象、原理和規律，養成批判性思維習慣，提高反思能力。［4］

學習“基因與染色體關系”時，要求學生分析，如果一個精原細胞的基因型為AaCc，那么它可以產生多少種類型的精子？很多學生回答產生四種類型的精子。這時要引導學生進行反思與糾正錯誤。如要求學生討論分析：①如果一個精原細胞的基因型為AaCc，這兩對基因分別位于兩對非同源染色體上，可以產生多少種類型的精子？②如果一個精原細胞的基因型為AaCc，這兩對基因位于一對同源染色體但不發生交叉互換，可以產生多少種類型的精子？③如果一個精原細胞的基因型為AaCc，這兩對基因位于一對發生交叉的同源染色體上，可以產生多少種類型的精子？④基因型為AaCc的生物體（注意不是一個精原細胞）可以產生多少種基因型的子代？如此練習，促進學生養成縝密思考、自覺反思的習慣，提高辨析能力，有利于控制題目閱讀的錯誤量，提高審題能力。

五、設計開放性習題提高批判性思維品質

開放性習題具有探究性、發散性、多層次性、不確定性與不完整性等特點。與封閉性習題不同，開放性試題題干信息復雜，有強烈的干擾作用，這就要求學生在解題時，要從全局出發、認真分析、仔細辨別、篩選有效的信息，破除“習題必有固定答案”“習題所有條件一定有用”等思維定勢，提高思維品質。［5］

如人教版《生物·必修1·分子與細胞》第一章第二節“細胞的多樣性和統一性”練習中的拓展題和章末自我檢測的思維拓展題“生物科學的研究已經深入到基因水平，還需要研究細胞嗎？說說你的看法”“生命系統是由許多層次組成的，世界各種事物的結構或組成也是如此。請用圖示的方法表示你所在的學校的組成層次和相互關系。你認為以系統的視角分析各種事物的好處有哪些？”這些拓展題的開放性大，教師不必給出參考答案，應重視啟發與引導學生，促進學生冷靜分析，篩選有效信息。綜合運用生物學概念，原理生物學方法及觀點，解決這些問題。教師要有目的、有計劃地設計與開發開放性習題或利用教科書中的開放性習題，促進學生敢于質疑、大膽創新，逐漸養成反思習慣，提高批判性思維品質。

發展學生批判性思維能力的方法還有很多，如可以利用教科書的“批判性思維”欄目、STSE教學資料、生物科技雙刃劍效應、跨學科知識整合及有爭議性的生物問題等等。