生物化學(xué)課程中的批判性思維培養(yǎng)路徑

摘要：文章探討生物化學(xué)課程中批判性思維的培養(yǎng)，并整合國(guó)內(nèi)外研究，結(jié)合我國(guó)教育現(xiàn)狀，提出有效培養(yǎng)模式，旨在通過問題導(dǎo)向、案例分析及翻轉(zhuǎn)課堂等策略，顯著提升學(xué)生能力。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)課程；批判性思維；培養(yǎng)路徑；教學(xué)策略

一、批判性思維在生物化學(xué)課程中的重要性

批判性思維在生物化學(xué)課程中表現(xiàn)為主動(dòng)性、獨(dú)立性、全面性。主動(dòng)性即學(xué)生不是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是能主動(dòng)地提出問題、分析問題，并積極尋求問題的解決方案；獨(dú)立性即學(xué)生能擺脫對(duì)他人觀點(diǎn)的依賴，不盲從權(quán)威，而是基于自己的理解和分析來作出判斷；全面性即學(xué)生在思考問題時(shí)能全面地考慮問題的各個(gè)方面，權(quán)衡利弊得失，深入問題的本質(zhì)，挖掘出隱藏在背后的深層次原因和影響因素。

在生物化學(xué)課程中，教師培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的重要性體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，促進(jìn)知識(shí)深化。批判性思維促使學(xué)生不僅接受知識(shí)，還學(xué)會(huì)質(zhì)疑和審視知識(shí)的來源、邏輯和適用性，從而加深對(duì)生物化學(xué)原理的理解。第二，提升問題解決能力。面對(duì)復(fù)雜的生物化學(xué)問題，批判性思維能幫助學(xué)生從多角度分析問題，提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，有效解決問題。第三，激發(fā)創(chuàng)新思維。批判性思維有助于學(xué)生跳出傳統(tǒng)框架進(jìn)行思考，勇于嘗試新方法、新思路。

二、批判性思維與生物化學(xué)課程的結(jié)合點(diǎn)

批判性思維與生物化學(xué)的結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面尤為顯著。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求學(xué)生能獨(dú)立思考，提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這些假設(shè)。在這一過程中，學(xué)生需要運(yùn)用批判性思維，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析，確保實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性。

數(shù)據(jù)分析是生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，也是批判性思維與生物化學(xué)結(jié)合的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。在數(shù)據(jù)分析過程中，學(xué)生要運(yùn)用邏輯推理能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和解釋。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的數(shù)據(jù)差異，識(shí)別數(shù)據(jù)中的異常值，以及探究數(shù)據(jù)背后的生物學(xué)意義，學(xué)生可以更深入地理解生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理和目的。

團(tuán)隊(duì)合作是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的重要方式。在團(tuán)隊(duì)合作中，學(xué)生需要相互協(xié)作、共同完成任務(wù)，這不僅要求學(xué)生要具備良好的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，還需要其具備批判性思維來解決問題和應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。教師通過團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)方式，可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決問題的能力。

三、生物化學(xué)課程中批判性思維的培養(yǎng)路徑與實(shí)踐策略

（一）培養(yǎng)路徑

1.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

在生物化學(xué)課程的教學(xué)中，教師應(yīng)秉持“以學(xué)生為中心，能力為導(dǎo)向”的教育理念，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心策劃與優(yōu)化。這不僅是對(duì)知識(shí)的簡(jiǎn)單堆砌，還是對(duì)學(xué)生思維能力培養(yǎng)的深度挖掘。教師要通過整合最新的科研成果、前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)以及經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例，將批判性思維的培養(yǎng)自然融入教學(xué)內(nèi)容。

2.梳理核心知識(shí)點(diǎn)

核心概念和原理是生物化學(xué)課程的基石，它們構(gòu)成了學(xué)生理解復(fù)雜生物現(xiàn)象、解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)。因此，教師要清晰界定并系統(tǒng)梳理這些知識(shí)點(diǎn)，通過邏輯嚴(yán)密的講解和圖文并茂的展示，幫助學(xué)生構(gòu)建起條理清晰、層次分明的知識(shí)框架。在梳理過程中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別，培養(yǎng)他們的歸納與演繹能力，為提高他們的批判性思維奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.引入爭(zhēng)議性話題

生物化學(xué)作為一門不斷發(fā)展的學(xué)科，其領(lǐng)域內(nèi)充滿未解之謎和爭(zhēng)議性話題。教師應(yīng)在教學(xué)中積極引入這些話題，如基因編輯的倫理問題、代謝途徑的調(diào)控機(jī)制爭(zhēng)議等，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。這樣不僅能鍛煉學(xué)生的批判性思維能力，還能培養(yǎng)他們的同理心和社會(huì)責(zé)任感。

4.設(shè)置批判性思維訓(xùn)練環(huán)節(jié)

為了讓學(xué)生在實(shí)際操作中體驗(yàn)和應(yīng)用批判性思維，教師可以在課程設(shè)計(jì)中設(shè)置一系列訓(xùn)練環(huán)節(jié)。案例分析是訓(xùn)練的重要手段，教師可以通過選取具有代表性的生物化學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生深入分析案例背景、問題癥結(jié)及解決方案的合理性。在案例分析過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑、假設(shè)并驗(yàn)證自己的想法。

（二）教學(xué)方法的創(chuàng)新

1.案例教學(xué)

案例教學(xué)是一種通過具體實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，并解決問題的教學(xué)方法。在生物化學(xué)課程中，教師可以選取具有代表性的生物化學(xué)案例，如基因編輯技術(shù)、代謝疾病機(jī)制等，引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度進(jìn)行分析，培養(yǎng)其批判性思維。以教學(xué)“酮體代謝”為例，教師可以設(shè)計(jì)一系列遞進(jìn)式問題，旨在引導(dǎo)學(xué)生深入探討酮體生成的生理意義、調(diào)控機(jī)制以及其在臨床中的重要性，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維技能。以下是教學(xué)問題設(shè)計(jì)。

第一，引入階段。問題一：在日常生活中，酮體這一生物化學(xué)名詞可能并不常被提及，但它在人體代謝中扮演著關(guān)鍵角色。你能簡(jiǎn)要描述一下什么是酮體，并猜想一下它可能在哪些生理情境下被大量生成嗎？此問題旨在激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)他們回顧基礎(chǔ)知識(shí)并開啟思考。

第二，深入探索酮體的生理意義。問題二：酮體主要是由哪些器官生成的？它們的主要去向又是哪里？這一生成與利用過程對(duì)于維持機(jī)體能量平衡有何重要意義？此問題旨在讓學(xué)生分析酮體生成的部位（主要是肝臟）、利用的主要器官以及其在能量供應(yīng)中的角色。

第三，調(diào)控機(jī)制分析。問題三：酮體的生成受到哪些關(guān)鍵酶的調(diào)控？這些酶的活性又是如何根據(jù)機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的？此問題旨在引導(dǎo)學(xué)生探索HMG-CoA合酶、乙酰CoA硫解酶等關(guān)鍵酶在酮體生成中的作用，以及它們?nèi)绾雾憫?yīng)激素（如胰島素、胰高血糖素）和底物濃度變化。

第四，臨床相關(guān)性探討。問題五：酮體代謝異常在哪些臨床疾病中表現(xiàn)顯著？例如，糖尿病酮癥酸中毒的發(fā)病機(jī)制是什么？如何通過調(diào)節(jié)酮體代謝來干預(yù)這些疾病？此問題旨在引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與臨床實(shí)踐相結(jié)合，理解酮體代謝在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用及潛在的治療策略。

2.問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)

問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生圍繞特定問題展開探究，通過查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)等過程尋找答案。在生物化學(xué)課程中，教師可以根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)一系列具有挑戰(zhàn)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和解決問題的能力。

3.翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂模式將傳統(tǒng)課堂中的知識(shí)傳授環(huán)節(jié)調(diào)整至課外，通過視頻、閱讀材料等形式由學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成；課堂時(shí)間則用于討論、答疑和實(shí)踐操作。在生物化學(xué)課程中，教師可以利用翻轉(zhuǎn)課堂模式，讓學(xué)生在課前通過觀看教學(xué)視頻等方式預(yù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，課堂上則側(cè)重于開展問題解決、案例分析和實(shí)驗(yàn)操作等教學(xué)環(huán)節(jié)，從而提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生的批判性思維。

4.微課程與在線資源

微課程以其短小精悍、針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在生物化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。教師可以利用微課程講解重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)瓶頸，同時(shí)結(jié)合豐富的在線資源，如科學(xué)數(shù)據(jù)庫、專業(yè)論壇等，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、拓寬視野，培養(yǎng)學(xué)生信息檢索和批判性評(píng)價(jià)能力。

（三）評(píng)估體系的改革

傳統(tǒng)的評(píng)估體系往往側(cè)重對(duì)學(xué)生知識(shí)的記憶和再現(xiàn)能力的考查，忽視了對(duì)學(xué)生批判性思維的評(píng)價(jià)。為了全面反映學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力水平，評(píng)估體系改革勢(shì)在必行，首先，教師要鼓勵(lì)學(xué)生提問與質(zhì)疑，對(duì)學(xué)生的問題給予認(rèn)真解答和引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和探究精神。其次，教師要定期組織討論課或辯論賽，讓學(xué)生圍繞生物化學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題進(jìn)行深入探討和交流，培養(yǎng)其批判性思維和口頭表達(dá)能力。最后，教師要實(shí)施同伴評(píng)價(jià)，在小組合作學(xué)習(xí)中引入同伴評(píng)價(jià)機(jī)制，讓學(xué)生相互評(píng)價(jià)對(duì)方的觀點(diǎn)和論證過程，促進(jìn)其批判性思維的發(fā)展。

四、實(shí)踐案例與效果分析

（一）翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐案例

在“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能”教學(xué)中，筆者采用了翻轉(zhuǎn)課堂。課前，筆者制作了關(guān)于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)的視頻講解材料，并提供了相關(guān)閱讀材料供學(xué)生自學(xué)。課中，筆者組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和案例分析活動(dòng)。課后，學(xué)生需要提交一份關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與功能分析的小論文。

筆者通過訪談發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂能有效提高他們的自主學(xué)習(xí)能力和批判性思維。學(xué)生表示，在課前自學(xué)過程中能主動(dòng)思考問題并提出疑問；在課堂上通過小組討論和案例分析進(jìn)一步加深了對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的理解；在課后作業(yè)中則能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題并進(jìn)行創(chuàng)新思考。

（二）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐案例

在教授“酶與代謝調(diào)控”時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)于“探索某種代謝途徑的調(diào)控機(jī)制”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)，不僅能加深學(xué)生對(duì)酶學(xué)、代謝途徑及其調(diào)控機(jī)制的理解，還能培養(yǎng)他們的科研能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、信息檢索與分析能力。以下是對(duì)該項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)。

1.項(xiàng)目啟動(dòng)與分組

在項(xiàng)目介紹環(huán)節(jié)，教師需向?qū)W生詳細(xì)介紹項(xiàng)目的背景、目的、意義及預(yù)期成果，明確項(xiàng)目的重要性和學(xué)習(xí)目標(biāo)。在分組時(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生興趣、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及能力差異進(jìn)行分組，確保每組都有不同特長(zhǎng)的學(xué)生，促進(jìn)互補(bǔ)合作。每組人數(shù)控制在4～6人，便于管理和協(xié)作。在選題指導(dǎo)時(shí)，教師要提供一份代謝途徑列表或鼓勵(lì)學(xué)生自行探索感興趣的代謝途徑，每組選擇一個(gè)具體途徑作為研究對(duì)象。

2.文獻(xiàn)調(diào)研與資料收集

任務(wù)分配時(shí)，教師要讓組內(nèi)成員分工合作，分別負(fù)責(zé)收集該代謝途徑的基本信息、關(guān)鍵酶的作用機(jī)制、已知調(diào)控因子及調(diào)控方式等方面的文獻(xiàn)。在文獻(xiàn)篩選與整理時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何有效篩選高質(zhì)量文獻(xiàn)，提取關(guān)鍵信息，并使用文獻(xiàn)管理軟件進(jìn)行整理。教師要定期召開小組討論會(huì)，分享各自的研究成果，討論存在的問題和下一步研究方向。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

首先，學(xué)生應(yīng)基于文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以驗(yàn)證或進(jìn)一步探索代謝途徑的調(diào)控機(jī)制，方案需包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒓僭O(shè)、材料與方法、預(yù)期結(jié)果等。其次，學(xué)生要提交實(shí)驗(yàn)方案給教師審核，教師要提供反饋意見，確保實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性、可行性和安全性。最后，在實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范指導(dǎo)下，學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)過程，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)分析與報(bào)告撰寫

首先，學(xué)生使用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假設(shè)或發(fā)現(xiàn)新的調(diào)控機(jī)制。其次，學(xué)生撰寫詳細(xì)的研究報(bào)告，包括引言、文獻(xiàn)綜述、實(shí)驗(yàn)材料與方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、討論、結(jié)論及參考文獻(xiàn)等部分。在這個(gè)過程中，學(xué)生要注意強(qiáng)調(diào)科學(xué)寫作的邏輯性和規(guī)范性。

5.成果展示與反饋

首先，學(xué)生分組制作演示文稿或海報(bào)，向全班展示研究成果，分享研究過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和收獲。其次，學(xué)生之間互相提問、評(píng)價(jià)，教師進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)，指出亮點(diǎn)與不足，提出改進(jìn)建議。最后，學(xué)生需撰寫個(gè)人報(bào)告，總結(jié)自己在項(xiàng)目中的收獲、成長(zhǎng)及未來努力方向。

6.后續(xù)拓展

首先，教師鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目成果，選擇感興趣的方向進(jìn)行更深入的研究，如撰寫科研論文、參與科研項(xiàng)目等。其次，教師組織學(xué)生參加學(xué)術(shù)會(huì)議或研討會(huì)，拓寬視野，交流學(xué)習(xí)。

通過項(xiàng)目展示和成果匯報(bào)兩個(gè)環(huán)節(jié)，筆者發(fā)現(xiàn)，各學(xué)生小組均能圍繞所選代謝途徑進(jìn)行深入分析并提出獨(dú)特的見解和假設(shè)。例如，有的小組通過基因編輯技術(shù)驗(yàn)證了某個(gè)調(diào)控因子在代謝途徑中的作用；有的小組則通過生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)了代謝途徑中可能存在的新的調(diào)控點(diǎn)。這些成果不僅展示了學(xué)生的批判性思維能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，還體現(xiàn)了他們對(duì)生物化學(xué)知識(shí)的深入理解和應(yīng)用。

五、結(jié)論

文章通過探討和實(shí)踐得出結(jié)論，教師在生物化學(xué)課程教學(xué)中融入批判性思維的培養(yǎng)是提升教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑。教師通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和改革評(píng)估體系等措施，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、問題解決和創(chuàng)新能力。在今后的教學(xué)工作中，筆者將繼續(xù)深化對(duì)批判性思維培養(yǎng)路徑的研究與實(shí)踐，不斷探索更多適合生物化學(xué)課程特點(diǎn)的教學(xué)方法和策略，為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)的高素質(zhì)生命科學(xué)人才貢獻(xiàn)力量。

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（作者單位：江蘇第二師范學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)化工學(xué)院）