高中生物教學中的批判性思維培養摭談

摘要：在對生命現象的研究和對生物活動規律的把握、遵循和運用中，既需要客觀的認識、理性的思考，也需要批判性的創新。因此，生物學科的有效學習要求學生具有批判性的接受能力，不迷信書本、標準答案和權威。只有批判性地接受生物知識，明確應該相信什么，不應該相信什么，才有創新的可能。基于高中生物教學實踐，提出批判性思維的培養路徑：強調探究實驗“質疑—探究”的過程，活用教材中的思維訓練欄目;重現科學史上的“精彩瞬間”

關鍵詞：高中生物 批判性思維 質疑—探究 思維訓練 科學史

高中生物學課程強調對生命現象的研究和對科學本質的探索。加強生物科學、技術與社會生活、生產的聯系，有助于學生形成正確的自然觀念、社會責任，樹立正確的科學態度、價值觀和世界觀。在對生命現象的研究和對生物活動規律的把握、遵循和運用中，既需要客觀的認識、理性的思考，也需要批判性的創新。因此，生物學科的有效學習要求學生具有批判性的接受能力，不迷信書本、標準答案和權威。只有批判性地接受生物知識，明確應該相信什么，不應該相信什么，才有創新的可能。基因工程、細胞工程、克隆技術、生物制藥、空氣污染、水污染、生物固氮、環境保護、新型冠狀病毒等都是生物學的前沿和熱點問題，這些問題都與人類息息相關。如果學生能做到批判性地接受和思考，那么他們不僅可以健康地生活，而且有可能造福人類。

我國高中階段沒有培養批判性思維的專門課程，而是通過各門學科的教學，讓學生的批判性思維能力在不知不覺中得到提高，即所謂的“浸入式”訓練方法。對此，筆者在高中生物教學中積極地探索與實踐，發掘了以下三條培養批判性思維的路徑：

一、強調探究實驗“質疑—探究”的過程

生物是一門實驗學科。在生物教學中，少做驗證實驗，多做探究實驗，是常見且有效的培養學生批判性思維的手段。可引導學生自主設計實驗方案，本著開放的態度，做真正的探究實驗，對教材推薦的實驗材料、實驗步驟等進行評價，通過“質疑—探究”的過程，培養批判性思維。

例如，“綠葉中色素的提取和分離”是高中生物中一個重要的實驗。筆者在開設本節實驗課的過程中，充分信任學生，預設他們的需求，準備相應的實驗器材。學生提出了多個富有想象力的探究話題，如“探究用無水乙醇作為層析液的可行性”“探究用單層尼龍布、紗布、濾紙過濾的效果”“探究清水提取色素的效果”“探究實驗材料的選擇及其可能對實驗產生的影響”。由于所有問題的發起點都是學生，所有的質疑都是基于思考，具有一定的可探究性，整節課充滿了活力，學生真正做到了“我想學”，充分調動了學習積極性。實驗過程中，筆者有意識地滲透批判性思維的培養，不斷追問：你的探究方向是什么？理由是什么？現象背后的原因是什么？這引領學生開展探究實驗，尊重實驗現象，積極思考和分析。因為實驗本身存在一定偶然性，而且學生的知識儲備有限，對實驗的分析不一定完全正確。但這些并不妨礙對學生發生的學習行為的肯定。本節課學生通過動手實驗，證明了教材中大部分操作、選擇的正確性，同時也發現了一部分操作、選擇的不唯一性，拓寬了思路，真正做到了“知其然，知其所以然”。

二、活用教材中的思維訓練欄目

高考試題答案通常具有唯一性，為了更好地應試，常規的做法是反復進行試題訓練。一定程度上，這能夠有效提高學生知識熟練度，但同時也會制約學生批判性思維的發展。新課改對學生的批判性思維有了更高要求。對此，不少教材都編排了相關的思維訓練欄目，如人教版高中生物教材中的《思維訓練》欄目、2019年審定的蘇教版高中生物教材中的《積極思維》欄目等。這些欄目沒有簡單地呈現結論，而是通過問題串的形式，層層推進，引發思考。在實際教學過程中，教師可以根據學情把握教學的廣度和深度，不需要每個問題都給出具體的、唯一的答案，給學生預留足夠的討論時間和思考空間，開闊學生的眼界與思維，有利于培養學生獨立思考、勇于質疑、敢于創新的批判性思維品質。

例如，蘇教版高中生物必修1《生命活動需要酶和能源物質》一節的《積極思維》欄目，提出了“多酶片為什么用于治療消化不良癥？”這一問題。為了讓學生更好地完成回答，教材提出思考：（1）有人說，多酶片可以作為家庭藥箱中的常備藥品，在腸胃不適時，適量服用，這種觀點對嗎？為什么？（2）多酶片的“作用類別”和“適應證”分別是什么？（3）我們還知道人體哪些疾病的治療也依賴酶的作用？學生在日常生活中會接觸到一些與酶有關的生活用品，如多酶片。學生知道多酶片可以促進消化，但是不知道多酶片為什么可以促進消化。《積極思維》欄目提出的問題引導學生思考酶與日常生活、生產的關系，找尋背后的原理。教師可以向學生呈現“多酶片藥品說明書”，引導學生閱讀說明書，還可以增加討論題：為什么雙層包衣片的內層為胰酶，外層為胃蛋白酶？如果反過來會怎么樣？這樣的討論題不僅為后面學習酶的專一性以及環境因素對酶活性的影響做了孕伏，而且能幫助學生潛移默化地養成批判性思維的習慣——從多個角度分析、多問問為什么。

三、重現科學史上的“精彩瞬間”

牛頓有一句名言：“如果說我看得比別人更遠些，那是因為我站在巨人的肩膀上。”每一個“科學巨人”在取得成就的過程中總會定格很多“精彩瞬間”。帶領學生重現這些“精彩瞬間”，像科學家一樣思考，可有效培養學生的批判性思維。

摩爾根是一位偉大的遺傳學家，是基因學說的創始人。由于發現了染色體在遺傳中的作用，他在1933年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。摩爾根的部分研究成果，在高中生物教材中以結論的形式呈現，對其研究過程提及較少。這給高中生物教師教學留出了發揮的空間，可以這樣展開教學——

師1900年，孟德爾逝世16年后，他的遺傳學說被人們重新發現。摩爾根十分熟悉孟德爾遺傳定律，但他是用批判性思維的眼光看待這一理論的。他認為，這些定律可能只適用于豌豆而不適用于其他生物。這樣的懷疑有沒有道理？

生有道理。孟德爾使用豌豆做了充分的實驗，但是也僅限于豌豆。如果是內在的規律，那么應該也適用于其他生物，包括植物和動物。

師你的想法和摩爾根很接近。無論是自己的假說，還是別人的學說，摩爾根都采取了用實驗來檢驗的科學態度。為了檢驗孟德爾遺傳定律是否具有普適性，他做了誘發果蠅突變的實驗：用一只白眼雄果蠅和一只紅眼雌果蠅交配，子一代全是紅眼。對于這樣的實驗結果，我們可以怎么分析？

生子一代全是紅眼，說明紅眼對白眼的表現為顯性，符合孟德爾遺傳定律。

師確實如此。如果你是摩爾根，會怎樣做下一步的果蠅實驗？

生我會模仿孟德爾豌豆實驗，讓子一代果蠅相互交配，如果子二代中的紅眼果蠅和白眼果蠅比例為3∶1，就能進一步證明孟德爾豌豆實驗的結果同樣適用于果蠅。

師看來你具有和科學家一樣的科學素養。當年摩爾根就是這樣做的，實驗結果完全符合孟德爾的理論，所以摩爾根對孟德爾更加佩服了。他決定沿著這條線索追蹤下去，看看動物到底是怎樣遺傳的。他進一步研究發現，子二代的白眼果蠅全是雄性。我們可以怎么分析這一現象？

生這說明控制果蠅眼色的基因在性染色體上。

師大家有沒有發現，摩爾根在實驗驗證孟德爾的理論的過程中，已經有了屬于自己的研究結果。大家課后可以進一步去推演分析，看看控制眼色的基因是位于性染色體的同源區段，還是X染色體或者Y染色體的非同源區段？

教師可以還原科學史上的“精彩瞬間”，重現科學家的發現過程，引導學生分析與反省，通過反復揣摩，找出問題并尋求解決的方法，培養批判性思維。分析的過程，不是簡單地回顧科學家當年的做法和思考，而是強調學生的參與度，尤其是思維的嚴謹性和批判性。通過引導分析，拉近與科學家之間的距離，像科學家一樣思考和開展批判性思維。

學生在批判性接受的過程中，學習效率不斷提高，成功的滿足感能夠促進更多的多巴胺分泌，從而形成良性循環，提高學習的積極性和質效。從更長的時間維度看，學習的本質不僅是增加知識，更是要不斷提升學習的能力。知識會遺忘，能力伴隨終身。批判性思維能夠讓學生更好地厘清邏輯關系，辯證地接受學習信息，從而實現終身發展。

本文系國家社會科學基金“十三五”規劃2016年度教育學一般課題“普通高中學生批判性思維培養研究”（批準號：BHA160148）的階段性研究成果。

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