高中生物實驗教學中批判性思維的培養實踐

摘 要：如何把學生變為實驗教學的主人，使學生的思維能夠最大范圍地活躍起來，幫助學生提升思維品質，助力學生批判性思維的養成是目前高中生物實驗教學急需解決的問題.文章據此從問題情境設置、小組合作教學、探究活動設計、教師提問技巧幾個方面入手，對高中生物實驗教學中批判性思維的培養實踐展開研究，希望能給廣大高中生物教師提供幫助.

關鍵詞：實驗教學；批判性思維；培養實踐;高中生物

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）18-0143-03

收稿日期：2023-03-25

作者簡介：劉露（1993.11-），女，江蘇省昆山人，本科，中小學一級教師，從事高中生物教學研究.

學生的學習積極性和主動性難以得到真正激發是高中生物實驗教學中學生批判性思維養成受限的重要原因.故高中生物教師在進行實驗教學時，需要從以下幾個方面入手，培養學生的批判性思維.

1 合理設置問題情境，激發學生思維批判意識

教學情境設置的方法有很多，具體來說，可以從以下兩個方面來進行.首先是借助生活化的教學語言進行情境創設，比如從學生關注的具體生活或者社會熱點進行情境創設，將學生生活中遇到的具體問題引入實驗課堂教學中，通過增加課堂教學中的生活化教育資源，引起學生的注意力，激發學生學習和討論的興趣，讓學生能夠將課堂學習與具體的生活實踐聯系起來，培養學生關注生活、關注現實，大膽質疑、小心求證的批判性思維習慣，為學生的創造性思維養成構建積極的問題情境.

例如，教師在進行植物細胞的質壁分離和復原現象實驗教學時，可以選用這樣的問題來進行提問：“同學們有沒有發現，我們回家的時候經常會聞到路邊的花香，這是什么原因導致的呢？”學生就會回答：“這是由氣體分子擴散導致的！”此時教師就可以再進行誘導性的問題提問：“你覺得氣體分子的擴散有方向嗎？同學們試著從氣體分子濃度來分析一下.”學生就會根據教師的提問來進行相關分析，然后回答教師：“氣體分子是高濃度到低濃度的方向來進行擴散的.”然后教師再進行遷移式提問：“我們現在知道了氣體分子是有擴散現象的，那么其他形態的分子有沒有擴散現象呢？比如液體分子？”為了驗證這個問題，教師帶領學生用清水和墨水相互融合的實驗操作，幫助學生領悟什么是液體間的滲透作用，接著再導入質壁分離實驗的相關話題，由此自然而然地引發學生對質壁分離內容的關注，為學生學習質壁分離這一內容構建良好的學習情境，提升生物實驗教學的探究性.

其次是采用直觀的教學形式進行問題情境創建.高中生物實驗教學中有很多的實物、模型和圖片視頻等直觀教學材料，教師要積極利用這些材料構建具體生動的實驗教學情境，提升實驗教學的直觀性，幫助學生養成良好的思維習慣，助力學生批判性思維的養成.

例如，教師在進行“光合作用的原理和應用”教學時，為了幫助學生弄清楚不同光質對植物光合作用的影響，提前讓學生進行了“控制光照強度計算葉片浮出水面時間”的相關興趣小組活動，并讓相關的組員用視頻拍攝的方式記錄整個實驗過程，再將實驗過程在課堂上播放.在這個過程中，其他小組可以對不同小組的結果進行質疑和提問，說出自己考慮的不同方向，請求對方解釋實驗結果，以此引導學生進行積極主動的問題思考，從別人的答案中尋找問題，或者借助別人的問題來驗證自己的答案，培養學生的批判性思維和質疑精神，從而保證生物實驗教學的教學效果.

2 小組合作教學，積極培育學生批判性思維

通過小組合作教學，對學生的批判性思維進行培養是非常有必要的^[1].教師在進行實驗教學時，要從以下幾個方面來進行小組合作教學.首先，教師要做好合作任務的布置，比如一個班級要分為幾個小組，按照什么樣的分組形式進行劃分，每個小組成員應該要進行什么樣的工作，等等.通過明確的責任分工來進行小組合作探究，保證小組合作學習的目的性.其次，在小組合作實驗教學過程中，教師要注意運用專業的教學語言對學生的合作學習過程進行啟發引導，通過積極的問題設置和情景創設，為學生營造良好的討論氛圍，使小組合作探究進行有意義的學習和探討.除此之外，教師還要做好小組合作學習的評價工作，小組合作學習評價一個最主要的優勢就是可以通過小組之間的相互評價來發現對方的不足，并驗證自己的結果，提升學生的自我反思和自我改正能力，幫助學生養成良好的批判性思維.

例如，教師在進行“檢測生物組織中的糖類脂肪和蛋白質”相關實驗時，為了讓學生弄明白還原糖、脂肪、蛋白質、淀粉的檢測原理，將學生按照五人一組進行分組，每個小組負責不同的實驗項目，如：一組負責還原糖+斐林試劑實驗，觀察實驗結果并總結相關結論，結論為：經過水溶加熱后，出現磚紅色沉淀；二組負責淀粉與碘液的實驗，結果為出現藍色液體；三組則采用蛋白質與雙縮脲試劑進行融合實驗，結論為：出現紫色液體；四組則采用脂肪與蘇丹Ⅲ染液進行混合，結論為出現橘黃色或花生子葉顏色；五組則將脂肪與蘇丹IV染液混合，出現紅色液體等.讓學生以小組合作的方式進行相關實驗，在該實驗過程中，每個小組都有不同的任務劃分，每個小組內的成員的任務也各自不同，如有的進行實踐操作，有的進行過程觀察，有的進行結論記錄等，通過明確的目標分配，劃分成員的工作職責，提高小組成員的協同合作能力，在這個過程中，教師還積極參與到實驗過程中，通過誘導性的話術，讓小組內成員進行積極的問題交流和探討，如“為什么這兩種物質混合在一起會出現這樣的顏色？”“這個實驗能不能應用到其他物質的檢驗當中？”以此提升各小組成員之間的思辯和問答能力，促進組內各成員之間的友好交流.最后，在實驗結束后，教師又將每個小組不同的實驗結果都收集起來，讓每個小組派代表對實驗過程、實驗結果進行演示和闡述，并試探性的解釋實驗結果.同時，不同組別在進行解釋時，其他小組也可以提出質疑和反駁，以此幫助學生驗證不同的實驗結果，加深學生對相關知識的深入理解，提高實驗教學效果.

3 設計探究活動，強化批判性思維傾向培養

設計探究性實驗活動，保持實驗活動的開放性是關鍵.在進行探究性實驗活動設計時，要保證學生能夠有想象的空間、推理的空間和預測的空間，即學生是發現問題的主人，也是研究問題、解決問題的主人^[2].因此，教師在進行探究性實驗設計時，要注意調動學生學習的主動性，一方面，在制定實驗方案時，可以積極地引導學生進行討論，并在使用哪一種實驗器材、選擇哪些實驗材料、讓實驗在什么條件下進行、應該按照什么方法、什么步驟進行實驗，或者這個實驗是為了證明一個什么樣的原理等問題上進行開放性的友善交流，讓學生進行相關實驗方案設計，使學生由被動的學習者變為主動的探索者，以此提升實驗教學的課堂教學效率、學生的動手能力和方案設計能力，優化實驗教學效果.另一方面，教師在進行實驗教學時，要將實驗的主動權交給學生，讓學生在實驗過程中進行主動的觀察和記錄、思考和推論，如果學生出現實驗錯誤或者實驗失敗的現象，要引導學生進行總結，啟發學生對實驗變量進行探究性控制，幫助學生一步一步得到實驗結果，以此加深學生對知識的理解和認識，提高學生的思考能力，教會學生進行主動的知識分析和問題解決.

例如，有教師利用韭菜進行葉綠素的提取與分離，或者在還原糖鑒定實驗中加入食鹽進行實驗材料的抗氧化處理等，通過這些創新型的探究性實驗，引導學生將生物實驗的關注點延伸到其他地方，提高學生的思維發散水平，促進學生批判性思維的養成.除此之外，保持實驗過程的開放性，讓學生進行積極性主動的探究性學習也是探究活動設計的一個重要方面，例如有學生在進行“葉綠體的光合色素提取和分離”實驗中，發現很多同學都出現了四個條帶顏色過淺的現象，為了解決這個問題，教師引導學生進行了積極的開放性探討，從葉片放置時間長短、輔助材料如二氧化硅研磨充分程度、無水乙醇加入量等各個方面展開分析研究，尋找問題出現的原因，以此提升學生的問題分析能力，幫助學生養成良好的批判性思維意識.

4 優化提問技巧，引導學生進行批判性反思

教師提問技巧的優化可以從以下幾個方面來進行：在提問題密度的處理上，要做好嚴格把控，通過充分的備課準備，詳略得當地設置課堂問題，保持問題邏輯緊湊、數量適中，既能夠實時對學生的思維進行點撥，又能夠給予學生廣闊的思考空間和余地.同時還要注意問題的梯度設計，問題設計不是一直保持一個格調不變的，而是要根據具體的實驗內容和學習內容進行規范制定，保持問題設置按照由易到難，由淺入深，由表層現象到內部邏輯的梯度進行，使課堂提問既能照顧到優秀學生的思維特點，也符合其他不同層次水平的學生的發展要求，保持問題的啟發性和針對性.除此之外，課堂提問也不僅僅是教師問學生答，還要注意給學生質疑的空間，讓學生提出問題，合理質疑，以此培養學生的批判性思維，幫助學生養成獨立思考的良好習慣.

例如，教師在進行“組成細胞的化合物”教學時，分別設置了以下問題：“組成細胞的化合物有哪些”，這是最基礎的概念提問，許多學生都能夠從教材中找到答案.接著教師再提問“有機化合物和無機化合物兩者之間的區別再哪里？為什么有這樣的區別？”這是一個具有概括性的問題，它需要學生根據教材內容對問題中的兩個概念進行總結梳理，然后才能得出答案，實際上已經完成了思維的遞進和升華；接下來，教師再進行第三個提問“細胞中最多的有機化合物是哪種？細胞中最多的化合物又是哪種？”這里學生需要明確有機化合物和化合物之間的區別，只有厘清這兩個概念，學生才能進行該問題的回答，因此它增加了一個分析辨別的過程，思維鍛煉的難度上又提高了一個程度；最后教師在進行思維拓展的引導性提問“植物中哪些細胞含有豐富的糖類、脂質和蛋白質？怎樣提取這些化合物？”這兩個問題屬于思維拓展的問題，要學生積極主動地思考才能回答出來，其在難度和深度上已經不是前面幾個問題所能比的了.從這個過程中可以發現，教師問題的設置其實是根據知識的內部邏輯而來的，有層次有梯度的問題設計是保證學生內部邏輯清晰不混亂，促進學生養成縝密思維的有效手段，對學生批判性思維的養成有重要作用.

參考文獻：

[1] 李瑜磊.在高中生物實驗教學中培養批判性思維的實踐對策[J].求知導刊，2022（10）：90-92.

[2] 梁惠萍.在高中生物教學中培養學生批判性思維的思考與實踐[J].第二課堂（D），2021（11）：39-40.

[責任編輯：季春陽]