在高中生物實驗教學中培養批判性思維的實踐對策

摘 要：批判性思維是學生核心素養的重要組成部分，也是社會對創新型人才的能力要求。生物實驗教學是高中生物課堂的重要部分，也是培養高中生批判性思維的重要渠道。基于此，文章從高中生物實驗教學入手，對生物實驗教學和批判性思維的內涵進行簡要介紹，分析當前高中生物實驗教學在培養學生批判性思維中存在的不足，重點探討提升培養學生批判性思維的教學質量的對策，以提升高中生物課堂教學的實效性。

關鍵詞：高中生物;實驗教學;批判性思維;實踐對策

作者簡介：李瑜磊（1983—），女，江蘇省昆山市昆山震川高級中學。

引 言

當前，社會對于創新型復合人才的要求越來越高，其中的一個重要要求是其要有批判性的思維，能進行理性的獨立思考。批判性思維是學生核心素養的重要組成部分，是教學工作的重點培養目標。生物學科是一門實驗性較強的自然科學，其理論與成果多源于實驗。在開展生物教學的過程當中，教師需重點關注實驗教學，并將生物實驗教學與培養學生的批判性思維結合起來，以促進高中生物教學效果的提升。

一、生物實驗教學的概述

所謂的實驗教學就是將科學實驗引入教學活動，以幫助學生形成科學工作者應具備的邏輯思維能力和實踐操作能力。但是，實際的生物實驗教學活動經常會受到教學場地不合適或相關儀器設備不足的影響，難以實現類似于科學工作者一般的實驗過程[1]。事實上，對科學工作者的實驗過程進行模擬并不是生物實驗教學的最終目的，對學生進行思維訓練并讓學生學會一定的實驗方法與技巧才是教學活動真正想要達成的目標。《普通高中生物課程標準（2017年版2020年修訂）》不僅將實驗教學歸類在觀察、動手的實踐型活動當中，也將其看作解決問題的探究型活動[2]。簡單而言，實驗教學是以教師指導為主要依據，將相應的實驗條件與設備作為依托而形成的教學方法，其在生物教學中的應用，可促進學生綜合能力的提升。

二、批判性思維的內涵

批判性思維指的是人們對事物的分析、解釋、評價與判斷，其中包括人們對自身思想和所做事件的評價與判斷，是一種思維過程，也是一種思維技能。批判性思維的源頭為西方哲學中的思辨與質疑，與邏輯論證存在極為密切的關系，是以具體場景為基礎而進行的對他人與自身思維的一種檢查與審視[3]。我們不能將批判性思維簡單地歸類為負面、否定性的批判，也不能將其與分析評價的技巧運用畫等號，其關注點在于技能與思維態度。

三、當前高中生物實驗教學在培養學生批判性思維中存在的不足

（一）教師忽視了生物實驗教學的重要性

部分教師因受傳統教育思維的影響，其教學理念停留在傳統、固化的層面上，將灌輸式的傳統教學方式應用在實驗教學當中，只重視實驗結果而忽視實驗的設計與過程，使得學生的學習熱情受到了極大的打擊。這不但不利于學生掌握相關知識，提升實驗技能，還阻礙了學生批判性思維的訓練與發展。

（二）生物實驗教學的外部條件受到限制

從當前的高中生物教學現狀來看，生物實驗教學的外部條件仍受到一定的限制，從而制約了學生批判性思維的培養。因為教學條件、教材內容和實驗設備的不足，部分教師無法很好地安排相關的實驗課程，讓生物實驗教學的有效開展和學生批判性思維的培養都受到了較大的限制。

（三）教師的專業素養有待提升

就當前的高中生物實驗教學而言，教師專業素養的缺失也是影響學生批判性思維培養效果的重要因素。具體來說，部分高中生物教師長期受到傳統教育理念與模式的影響，對于新教學模式的接受程度較低，在自我學習和自我創新方面都有所落后，從而制約了學生批判性思維的培養。

四、在高中生物實驗教學中培養學生批判性思維的實踐對策

（一）以教材實驗內容實現教學培養目標

以現階段的高中生物教材為例，教師想要將課程標準的理念充分地體現出來，就需要對教材內容進行科學、系統以及嚴謹的再編排，帶動生物實驗課程的開展。但是，各地區的生物教學資源和實驗環境都具有一定的差異性，使得生物教材中的部分實驗無法得到良好的開展。因此，教師需要依據實際情況，批判性地使用教材，對教材中的內容進行合理的重構，讓其更加符合當下的教學需求。

以人教版高中生物必修一“探究植物細胞的吸水和失水”的實驗教學為例。教材以紫色洋蔥為主要的實驗材料，主要原因是紫色的鱗葉表皮更加便于觀察和操作。但是，筆者在進行實驗操作的過程中卻發現了一個問題，即使用鑷子撕取洋蔥外表皮的時候，經常會出現洋蔥外表皮破損的現象，并且在操作的過程中易受到洋蔥氣味的影響，出現流淚現象，無法在短時間內獲得較為理想的洋蔥外表皮，從而影響了最終的觀察效果，影響課堂教學的進度。其實，洋蔥內表皮經常以整片粘連的方式出現在鱗葉上，只要學生輕輕地撕剝就可以獲得比較完整的表皮細胞。但是在具體的觀察實驗當中，因其表皮處于無色狀態，不容易獲得觀察結果。此時，教師可以引導學生采用有色胭脂紅溶液代替無色蔗糖溶液的方式，強化實驗效果。教師要明白，在開展生物實驗教學時，教材是基礎性內容，有時需要依據實際情況做出調整和優化，讓學生在實驗中真正體驗到獲取知識的快樂。

（二）以情境問題啟發學生的批判性思維

情境創設就是通過營造一定的教學氛圍，利用真實的情境或設計情境問題對學生進行引導，讓學生在情境當中思考和學習。問題意識作為思維的發端，具有激發學生求知欲望的重要作用。一般而言，不同的學生在不同的情境中對待同一個問題會產生不同的認識和見解，經過一定的交流與溝通后，不同學生的思維就會發生一定的碰撞，并產生新的思維火花。這能在一定程度上使學生的思維更具邏輯性。教師通過設計情境問題，讓學生在輕松的課堂氛圍中感受辯證思維的樂趣，能實現對學生批判性思維的有效訓練，真正做到寓教于樂。

例如，在教學人教版高中生物必修一“觀察植物細胞的質壁分離和復原現象”一課時，教師可以從學生的生活經驗入手，創設一定的問題情境。3468319E-B228-414A-9F6F-FDFB0D1C8ABF

師：同學們在生活中一定都有過這樣的體驗，坐在臥室里就能聞到父母炒菜的香味，同學們知道這是什么原理嗎？

生：這是氣體分子的擴散現象。

師：那么，氣體分子在擴散的過程中，會不會有方向？從濃度方面該怎樣考慮？

生：從濃度方面來看，氣體的擴散應該是從高濃度到低濃度的方向。

師：那液體分子是否也存在這種擴散的現象？

提出情境問題后，教師就可以將學生對氣體分子擴散現象的認知作為基礎，讓學生積極思考生活中是否存在液體擴散的現象。教師可以為學生準備清水和墨水，讓學生通過實驗演示，了解“滲透”的相關知識內容，以此作為后續學習植物細胞質壁分離知識的理論基礎，讓學生通過實驗學習來提升理論學習的效果。

（三）以小組合作探究引發學生的思維碰撞

小組合作是將處于不同知識水平和經驗積累程度的學生分至同一個小組當中，為了同一個明確的目標而不斷努力。這種教學方式讓學生以小組的形式共同討論和交流問題，不僅可以起到互相啟發的作用，方便學生后續學習和培養開放性思維，還可以讓學生通過傾聽別人的見解來修正自身認識的不足，進而培養批判性思維，強化同學之間的溝通與交流，讓學生的學習信心可以得到有效的提升。總體而言，小組合作探究的教學方式，能夠將多方面的意見和觀點結合在一起，促進學生發散性思維的有效發展，讓學生逐漸獲得合理的實驗結果。

以人教版高中生物必修一“提取和分離葉綠體中的光合色素”的實驗教學為例，筆者利用分組的方式讓學生對實驗材料的選取進行討論。在這個過程中，小組的一部分學生將多肉植物的葉片特征作為研究基礎，認為葉片肥厚且多汁的植物含有較多的葉綠素，并將其作為實驗用的主要材料。但有部分同學提出問題：“多肉植物雖然具有較多的葉肉細胞，但是其中一定會含有葉綠體嗎？”基于此，有的學生借助生活中的經驗積累，向大家解釋：“多肉植物雖然葉肉較為飽滿，看起來好像含有大量葉綠素的感覺，但是其實那些都是用來貯水的組織，因此這類植物不需要澆太多的水。”筆者在聽到這樣的小組討論之后，將這些問題都拋給了全班學生，并讓學生各抒己見。絕大多數的學生都比較贊同最后一個同學的說法，但是缺乏足夠的證據支持。于是，筆者組織學生進行相關的資料收集，并通過后續的實驗操作對該問題的答案進行了驗證，得出“多肉植物確實不是適合提取和分離葉綠體中光合色素的實驗材料”的結論。

（四）以開放式的實驗探究培養學生思維

開放式的實驗探究是指教師將學生作為教學主體而實施的教學方法，將學生的興趣與能力發展作為主要的依據，選取合適的實驗課題、實驗設備、實驗方法、實驗難度以及實驗時間，給予學生足夠的自主選擇權利，讓他們通過自主或合作的方式完成實驗探究活動。這種開放式的探究型實驗，不僅可以讓學生具有更為獨立的實驗操作空間，還能促使學生進行思考和創新，對培養學生的創新思維和批判性思維具有重要意義。

例如，在人教版高中生物必修一“蛋白質和還原糖的鑒定”實驗中，關于如何鑒定蛋白質的教學中，教材的主要實驗步驟是將雙縮脲試劑A加入蛋白質溶液當中，通過一定的震蕩操作將其混合在一起，然后將雙縮脲試劑B加入其中，對其進行混合處理，讓其保持在均勻的狀態當中，由此得到紫色反應的實驗結果。教材中的實驗預設并沒有規定先將哪種雙縮脲試劑加入其中，只是對液體量進行了一定的要求。在學生進行實驗操作的時候，教師可以鼓勵學生進行實驗創新，讓其通過自己的操作獲得新的收獲和思考。比如，有的同學并沒有完全按照教材的步驟進行實驗，而是將雙縮脲試劑的添加順序進行了調換，也同樣發現了紫色反應。學生由此實驗可知，雙縮脲試劑的添加順序并不是影響實驗結果的重要因素。采用不同的方式開展相關的實驗，是發展學生開放性思維和批判性思維的重要手段，可以讓學生擁有更多思考和分析的空間，并從中收獲更多的知識。

（五）以合理的實驗方案評價引導學生質疑

生物實驗課堂的有效構建對高中生物教學水平的提升具有重要的意義。實驗課堂不僅能培養學生的動手實踐能力，還能培養學生的批判性思維和創新思維，進一步提升高中生的綜合素養水平。質疑是促進批判性思維發展的重要能力，因此，教師在開展實驗課程的過程中，要鼓勵學生大膽提出問題，引導學生通過學習和思考拓展思維，不要固化思維，認為教材的內容肯定都是正確的。

以人教版高中生物必修一“比較過氧化氫在不同條件下分解”一課的教學為例。部分學生在實驗操作的過程中發現，加入氯化鐵作催化劑的這組實驗中，在初始階段僅會產生較少的氣泡，并且反應的速度也較慢，而在經過一段時間之后，反應變得越來越快，甚至要快于加入肝臟研磨液的反應。由此，學生提出質疑：教材中的實驗結論是否存在問題？對此，教師可以引導學生通過分析各種實驗材料來對實驗現象發生的原因進行深入思考，對無機催化劑氯化鐵催化過氧化氫分解時的放熱現象進行分析，在溫度逐漸升高的條件下，其反應速度會出現加快的現象，而肝臟研磨液中有促進過氧化氫快速分解的酶，使得反應在很短的時間內完成，經過一段時間的反應之后，過氧化氫已被消耗殆盡，使得反應出現逐漸變慢的現象。又如，在“檢測生物組織中的糖類”這個實驗中，教材經常會強調不以甘蔗汁為還原糖鑒定材料，因為甘蔗汁含有較多的非還原糖，會影響實驗效果。但有學生在實際實驗中發現，在甘蔗汁中加入斐林試劑，經水浴加熱后也會出現磚紅色沉淀。由此可見，教材中的說法也存在一定的漏洞。總體而言，讓學生以批判性的思維來評價課本或教輔習題中的實驗方案或現象，不僅能夠讓學生大膽質疑，還能增強學生參與課程的信心，是提升高中生綜合能力的重要方式。

結 語

綜上所述，培養學生的批判性思維是高中生物實驗教學中的重要內容。批判性思維在學生獨立人格的培養和內在精神的強化方面具有極大的作用。因此，教師需要將批判性思維的培養貫徹整個教學實踐過程，要從多個方面出發，通過重構教材內容、營造情境問題、實施小組合作探究、引導學生質疑等方式，讓學生的批判性思維得以強化，促進學生的全面發展與進步。

[參考文獻]

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