何显华 高 峰
（1.广东省肇庆市高要区第一中学 广东肇庆 526100）
（2.华南师范大学生命科学学院 广东广州 510631）
在科学与经济迅猛发展的21世纪，创新是发展的主旋律，而批判性思维则是创新的重要基础。我国教育部颁布的《普通高中生物学课程标准（2020年版）》（以下简称《课程标准》）中强调，要培养学生批判性思维的能力，使学生在其终身发展过程中能够更有效地作出决策，更高效地解决问题。当前中学教学对学生批判性思维的培养不到位，大多数学生不具备对所学知识和观点提出质疑和批判性想法的能力，缺乏创新意识。如何培养批判性思维仍然是教学研究的一个重点。
很多学者曾对“批判性思维”的定义进行了阐述，但是目前关于“批判性思维”的概念还没有统一的看法。综合前人的研究，本研究定义批判性思维主要包含批判性思维倾向和批判性思维技能两个方面，其核心是批判性思维技能，具体的要素见表1。
表1 批判性思维的要素
2.1 改变传统教学观念，鼓励大胆质疑
在教学中，学生是课堂的主体，教师则是学生的引导者和知识的促进者。培养学生的批判性思维，教师在生物学课堂中需要改变传统“师道尊严”的教学观，营造民主、和谐的课堂气氛，鼓励学生大胆质疑，使学生真正成为课堂的主角。在学生提出质疑和个人见解时，教师应倾听学生的想法。该做法有利于学生打破常规思维，锻炼学生的批判性思维，提升学生的生物学核心素养。
2.2 巧用教材的“批判性思维”栏目
人教版高中生物学教材专门设置了培养学生批判性思维的栏目（表2），此栏目的内容多以生活素材或问题的形式出现，旨在引导学生思考和进行探究，具有很强的启发性。
表2 人教版高中生物学教材中“批判性思维”栏目
以“既然人类很难消化纤维素，为什么一些科学家还将纤维素等其他糖类称为人类的‘第七类营养素’呢？”为例，在学习此栏目的内容之前，学生已经了解到细胞中的糖类分为单糖、双糖和多糖三种，其中纤维素是植物多糖。很多学生认为纤维素只能被牛、羊这些植食性动物分解利用，而不能被人体分解，也有部分学生认为牛、羊和人都是不能分解纤维素的。针对不同的观点，教师需要引导学生说出自己的想法和理由，师生进行互评。接着，教师提出问题：既然人体不能分解利用纤维素，为什么科学家还要将其称为“营养素”呢？教师通过此问题引起学生注意，鼓励学生查阅资料，并呈现有说服力的论据，从而解决疑团，以此锻炼学生的批判性思维。
2.3 挖掘教材中的“边角材料”
包春莹指出教材中批判性思维培养的栏目和篇幅并不多，但并不意味着批判性思维的培养不重要，这要求教师要懂得挖掘教材中的“边角材料”，如“探究·实践”“辩论会”“拓展应用”“异想天开”等，引导学生多角度思考问题，潜移默化地提高学生的批判性思维能力。
以“转基因产品是否安全？”这一问题为例，其来源是《选择性必修三·生物技术与工程》103页的“辩论会”，该栏目探讨了转基因产品的安全性问题，意在引导学生独立思考，搜集证据来表述自己的观点。目前，转基因成果不断涌现，带来便利的同时，其安全性成为关注焦点。在教学中，教师可以让学生了解相关的理论，将多方的资料和观点进行比较，最终得出学生自己判断和结论。接着，班里组织辩论会，并由教师比较正方和反方的观点，总结转基因产品优点和缺点，从而引导学生要理性看待转基因技术和产品。这样课堂不仅有趣味性，而且在辩论过程中学生的思维会发生激烈碰撞，这有利于学生批判性思维的提升。
2.4 利用生物科学史培养学生的批判性思维
教材中的生物学科学史和科学家曲折的探索历程，为培养学生批判性思维提供了丰富的素材。例如，在《必修一·分子与细胞》“对细胞膜结构的探索”教学中，以问题的形式引导学生重走科学家的探索历程。教师呈现相关资料，引导学生得出细胞膜主要是由蛋白质和脂质构成。接着，教师提问：那么这些大分子蛋白质又是如何排布于磷脂双分子层之中呢？并展示电镜下细胞膜暗—亮—暗的三层结构图片（图1），同时说明电子束照射大分子物质时，成像黑暗；
照射小分子物质时，成像光亮。然后教师请学生根据电镜图尝试摆出蛋白质在磷脂双分子层的分布。
图1 细胞膜结构的电镜照片（放大400 000倍）
学生通过小组合作构建出如图2所示的结构模型。接着教师提出此模型与当年科学家罗伯特森根据电镜图提出的细胞膜结构模型非常类似，并且着重指出罗伯特森认为细胞膜是静态的统一结构。
图2 蛋白质—脂质—蛋白质三层细胞膜结构模型
在此基础上，教师引导学生开展小组讨论，请学生结合细胞膜的功能，尝试评价罗伯特森提出的细胞膜结构模型。通过讨论，很多同学会对罗伯特森的细胞膜模型提出质疑和批判：如单细胞生物变形虫的变形运动和细胞的生长等现象则难以解释等。在学生疑惑之际，教师展示冰冻蚀刻的细胞膜结构图，学生恍然大悟，从而修正之前构建的模型，提出细胞中的蛋白质是镶在磷脂表面，或嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。教师再提供1970年科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验史实。学生分析得出：细胞膜上的蛋白质可以运动，而且细胞膜具有流动性，从而进一步修正了罗伯特森的静态结构模型。综上，教师通过改变科学史料的呈现方式，引导学生分析资料、构建模型、批判质疑、修正模型、得出结论，多角度地思考问题，从而培养学生批判性思维。
2.5 开展实验探究培养学生的批判性思维
生物学是一门以实验为基础的自然科学，开展实验探究可以培养学生科学探究能力，同时可以提升学生批判性思维能力。例如，在高中生物学《必修一·分子与细胞》“探究pH对酶活性的影响”实验中，有部分学生提出质疑：实验结果是用斐林试剂对淀粉水解出的还原糖进行测定，那能否改用碘液测定淀粉来反映pH对酶活性的影响呢？面对此类问题，教师不必急于给出答案，可以鼓励学生改变检测试剂后进行实验，根据实验结果反思实验的可行性，并分析此实验不可行的原因，通过该过程培养学生通过科学的方法对问题进行验证的能力。
又如关于渗透作用实验，《课程标准》建议开展模拟实验来探究膜的透性，从而达成相关概念的理解，提升学生生物学核心素养。
教师请学生评价教材中的渗透实验装置。学生思考后会发现其存在的一些不足之处，如：漏斗管径小，加液困难；
实验所用蔗糖溶液颜色偏浅，难以观察液面变化等。接着，教师鼓励学生利用课余时间以小组的形式对实验装置进行改进，各学生小组发挥奇思妙想，利用猪肠衣作半透膜，红墨水、红糖溶液作渗透溶液进行改进。最后小组展示和汇报，生生互评指出各自的优点和不足，集思广益，互相进步。整个实验改进过程以问题、评价、汇报、合作、质疑的形式进行，进一步提高学生的批判性思维。
综上所述，在教学中培养学生批判性思维的途径主要有鼓励学生大胆质疑，营造民主教学氛围、巧用教材的“批判性思维”栏目、挖掘教材中的“边角材料”、利用生物科学史和开展实验探究。除此之外，教师还可以通过翻转课堂、校本课程、开放性习题等培养学生批判性思维能力。学生思维的发展是一个循序渐进的过程，因此教师需要转变传统教育观念，多方面、多角度去进行批判性思维教学，提升学生的批判性思维能力和创新能力。
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