在論證式教學中發展學生的批判性思維
——以“轉基因產品的安全性”教學為例

2022-12-03 10:05:32黃璐璐

福建基礎教育研究 2022年8期

黃璐璐

（福州第三中學，福建福州 350003）

隨著基礎教育課程改革的深入推進，發展學生核心素養已成為中小學教學的主旋律。作為核心素養的重要組成部分，批判性思維的發展能促進學生主動甄別信息，為進一步的科學探究奠定基礎。然而，經過長時間習題化的訓練，很多學生已經習慣于被動接受知識，缺乏對所獲信息進行批判性分析的意識與能力，有必要在學科教學過程中加強培養學生的批判性思維能力，促進學生養成批判性思維習慣。

一、概述批判性思維及論證式教學

批判性思維是指在標準評價體系基礎之上，進行合理化反思的行為，具體包括思維傾向和思維能力兩個方面。［1］其中，思維傾向是指以強烈的好奇心和求知欲評判、分析自己或他人觀點的傾向；思維能力既包括對已有結論的辯證分析，也包括對事實和觀點的區分以及運用論據對觀點進行辯護的能力。［2］在發展學生批判性思維的過程中，思維傾向與思維能力的培養缺一不可。

與其他教學模式不同，論證式教學強調通過對合理化問題的“質疑—辨析—推論”的過程，促進學生形成自己的觀點或結論，這與批判性思維培養有著深層的內在聯系。［3］在論證式教學中，教師可以通過指導學生評價方案、提出觀點、論證猜想等過程，激發學生的探求欲望與批判性思維傾向，發展學生的批判性思維能力。

二、探索發展批判性思維的論證式教學

本文以2019 年版人民教育出版社普通高中教科書《生物學·選擇性必修3·生物技術與工程》中“轉基因產品的安全性”教學為例，探討發展學生批判性思維的論證式教學策略。

（一）概述“轉基因產品的安全性”教學要求及教學思路

學生在學習“轉基因產品的安全性”之前，已經學習了有關基因工程的知識，初步了解基因工程的操作流程及其應用。該節內容聚焦于現代生物技術相關的安全性問題，旨在通過嚴謹的科學分析，引導學生理性看待社會熱點問題，發展批判性思維。

《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂版）》對涉及轉基因產品安全性的教學要求是，能說出常見的轉基因產品，并能分析轉基因技術的應用可能帶來的社會影響。由此可見，發展學生批判性思維、社會責任意識與擔當的重要意義，這既是教學重點，也是教學的難點。傳統教學中，圍繞這一教學重點，教師通常應用講述、展示學生收集的資料及辯論等教學方法，促進學生“理性看待轉基因技術”。然而，若單純以辯論的方式指導學生討論轉基因產品的安全性問題，容易形式化、浮于“表面”，不利于學生深刻理解其中蘊含的生物學原理。筆者嘗試運用論證式教學，引導學生應用科學方法區分謠言與事實、收集證據，并加以論證，在“質疑—辨析—推論”過程中發展學生的批判性思維。

具體教學思路是指導學生課前收集有關轉基因研究成果資料。課堂教學時，指導學生閱讀課本有關內容，交流討論身邊常見的轉基因生物和轉基因產品；從超市轉基因大豆油和非轉基因大豆油的比較中，引導學生初步形成觀點，分析網上關于轉基因生物安全性的言論；由我國批準種植的棉花和番木瓜等兩種轉基因生物，引出關于轉基因番木瓜安全性的深度討論；最后由轉基因食品的安全引申到轉基因生物可能存在的環境安全問題，促進學生學會理性看待轉基因技術。

（二）“轉基因產品的安全性”論證式教學過程

1.分析網上關于轉基因生物安全性的言論

創設問題情境：如果在超市購物的時候你看到這樣的兩類產品，一類是標注“非轉基因”的大豆油，另一類是未做相應標注的大豆油，你會怎么選擇？引導學生科學地分析網上關于轉基因產品安全性的言論，區分信息中的事實和觀點。

（1）分析轉基因玉米實驗。播放紀錄片《小崔考察轉基因》中關于轉基因玉米粒和非轉基因玉米粒的片段，提出問題：你是否認同“鳥類對轉基因玉米粒啄食較少”這一觀點？學生質疑認為：鳥類的取食傾向與是否為轉基因的玉米無關。分析紀錄片中相關實驗設計，辨析1：轉基因玉米實驗中兩種玉米的擺放位置、放置時間等條件并不滿足單一變量原則。辨析2：轉基因玉米實驗中兩種玉米的擺放位置、放置時間等條件并不滿足單一變量原則。辨析3：沒有調查鳥類對玉米顆粒大小啄食偏好。結合教師提供的資料：轉基因玉米粒因為含水量更低，對鳥類的吸引力更小而更少被食用，學生推論：紀錄片中所呈現的實驗并不符合科學設計要求，無法得出“鳥類對轉基因玉米粒啄食較少”的結論。

（2）區分傳統育種和轉基因育種。教師展示有關紫薯圖片資料，提出問題：你是否認同“與傳統作物味道不同、色彩不同的作物都是轉基因的”這一觀點？學生質疑認為：農產品的味道、顏色并不是判斷是否為轉基因產品的唯一標準。查找紫薯培育方法的相關資料，辨析1：紫薯是由甘薯中富含紫色花青素的品種經多代雜交和篩選獲得的新品種。辨析2：紫薯中的花青素是一種水溶性類黃酮物質，存在于藍莓、黑枸杞等植物體中。推論：紫薯等顏色鮮艷的植物是結合傳統育種技術培育出的品種，并不是轉基因生物，不能用口味、顏色、大小等指標來衡量一種植物是否為轉基因生物。

密切聯系生產、生活實際，創設真實的問題情境，激發學生認知沖突，認識到在科技快速發展的當下，人類應該批判性地思考新技術存在的安全隱患。但是判斷一種轉基因生物是否具有安全性，需要應用科學方法進行理性的分析。以此，培養學生勇于質疑、求實的科學態度，促進批判性思維傾向的形成。

2.論證轉基因食品安全性

推理是建立在大量真實資料基礎之上的，是批判性思維的關鍵能力。以我國科研人員自主研發的抗PRSV 轉基因番木瓜——華農一號為例，論證轉基因食品的安全性。通過搜集華農一號的相關信息，引導學生分析數據之間的聯系，尋找他人推論中的漏洞，發展學生的批判性思維能力。

根據有關轉基因作物資料，創設問題情境：華農一號在大規模種植前，需要從哪些方面判斷它的安全性呢？［4］引導學生收集華農一號相關數據，從成分差異、致敏性以及抗生素抗性等多角度進行論證分析。

（1）比較分析轉基因食品的成分。教師呈現資料：科研人員提取了轉基因與非轉基因番木瓜青果種子、青果果肉、熟果種子、熟果果肉中的一種內源毒物——芐基異硫氰酯（BITC），將提取后濃縮的樣品進行氣相色譜分析，并應用生物統計方法，得到實驗結果（見表1）。［5］

表1 轉基因與非轉基因番木瓜不同組織部位BITC 含量的測定（mg/g）

學生質疑認為：轉基因番木瓜和非轉基因番木瓜在成分上并無明顯區別。分析表格中的數據，辨析1：比較分析種子和果肉中BITC 的含量，以及果實成熟前后，種子和果肉中BITC 的含量。推論1：無論成熟與否，轉基因番木瓜和非轉基因番木瓜的種子和果肉BITC 含量均不存在顯著性差異。結合教師提供的資料：科研人員測定了轉基因和非轉基因番木瓜中的其他營養物質，如胡蘿卜素和維生素A 的含量，結果發現二者之間也并不存在明顯的差異，推論2：兩類番木瓜在營養成分上不存在明顯差異，由此不能說明轉基因番木瓜存在安全性隱患。

（2）分析轉基因食品中的致敏性。提出問題：華農一號轉入的基因所表達。產物是否有可能成為新的過敏原？學生質疑認為：食用華農一號不會引起過敏。分析復制酶蛋白序列與人體常見過敏原序列的比較，以及食用華農一號后蛋白質的消化過程，辨析1：比較復制酶蛋白序列和人體常見的8 種過敏原序列發現，發現二者之間不存在連續8 個氨基酸的相同，不滿足引起T 細胞識別的肽鏈長度要求。辨析2：模擬胃腸液消化實驗條件下，復制酶蛋白序列在15s 以內被分解［5］。推論：復制酶蛋白不可能成為潛在的過敏原，說明轉基因番木瓜中外源基因表達的蛋白質不存在潛在的致敏性。

（3）分析食用轉基因食品可能引起的耐藥性。提出問題：華農一號中含有的抗生素抗性基因，如卡那霉素抗性基因，食用后是否會導致人體出現耐藥性？學生質疑認為：食用華農一號不會導致人體出現抗生素耐藥性。查找抗生素在自然界中的分布和耐藥性產生的機理，辨析1：卡那霉素抗性基因在自然界中是廣泛分布的，不少植物本身就具有抗生素抗性。辨析2：人體出現的耐藥性的主要原因是盲目使用廣譜抗生素。結合教師提供的資料：來自歐盟食品安全局的一份調查報告顯示，沒有明確證據表明使用卡那霉素抗性基因作為標記基因會對人體或動物的健康造成危害［4］，推論：已有證據不能證明食用轉基因番木瓜會引起人體出現抗生素耐藥性。

上述三方面的論證可以說明轉基因番木瓜成分、致敏性與普通番木瓜無異，但是無法得出轉基因番木瓜完全無害的推論。事實上，“證實”和“證偽”本身就是相互矛盾的，教師需要引導學生思考：相較于證明轉基因食品的安全，欲證明轉基因食品不安全，需要排除所有可能潛在的不安全因素，而這在邏輯學上是不存在的。另外，通過查找相關信息了解到華農一號批準上市后，大大減少了農藥的使用，取得了巨大的經濟效益與社會效益，可以讓學生學會全面、多角度的分析問題、解決問題，提高獲取信息能力及批判性思維能力。

（三）論證轉基因生物的環境安全問題

針對復雜的科學情境，適當引入證據不充分的例子，能夠更好地促進學生的批判性思維能力的提升。轉基因番木瓜的成功并不意味著轉基因生物都是安全的。實際上，除了轉基因食品之外，人們還關心轉基因生物是否會對環境產生影響，以及轉基因技術可能產生的社會、倫理問題。

創設問題情境：轉基因生物是否會造成“基因漂移”，產生“超級雜草”？學生質疑認為：轉基因生物可能存在環境安全問題。查找“基因漂移”和“超級雜草”的相關資料，辨析1：轉基因植物在種植區域和所轉入的基因選擇上都有嚴格的要求，但是依然無法排除基因隨花粉擴散到近緣植株的可能性，其可能引起的環境安全問題是轉基因作物潛在的安全性問題之一。辨析2：“超級雜草”是指長期使用單一品種的除草劑會使一些品種的雜草產生耐藥性，但這和是否使用轉基因技術并沒有關聯。結合教師提供的資料：2016 年，我國科學家找到了一個在水稻花藥絨氈層和花粉粒中特異性表達的基因OsNPⅠ，該基因的突變體表現為花粉敗育，可以有效阻止花粉介導的基因漂移；科研人員嘗試在目的基因發揮作用后，利用Cre?LoxP 重組系統將其從轉基因植物中刪除，從根本上杜絕了基因漂移的可能性。［6］推論：雖然轉基因生物可能會出現“基因漂移”的現象，但是通過科學家們的不斷研究探索，可以大幅度降低轉基因生物可能造成的環境安全隱患。

通過論證分析“基因漂移”現象，學生能夠認識到事物的多變性，學會用辯證的眼光看待問題。此環節教學與轉基因食品的安全性判斷教學相結合，有助于學生建立轉基因產品安全性問題的全視角，能夠區分轉基因技術本身與轉基因產品的推廣，更加理性、謹慎地看待轉基因技術。

應用論證式教學策略開展“轉基因產品的安全性”教學，通過創設真實的問題情境，引導學生質疑、分析、尋找證據、形成推論及個人觀點，促進學生深刻理解：雖然轉基因技術本身是中性的，但事物具有兩面性，轉基因產品是否安全是需要進行嚴格、科學的檢測。課后，教師還鼓勵學生向身邊的家人宣傳有關轉基因技術，學會將所學的知識應用于日常生活中，提高批判性思維傾向與批判性思維能力。