高中生物學學生批判性思維培養探究

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摘要生物學教學中，決策活動的設計和實施是發展學生批判性思維的有效途徑。通過分析高中生物學教學決策活動中事實、猜想、結論與評價的四個階段以及與批判性思維的關系，闡述利用決策活動發展學生的批判性思維的策略與方法，并為批判性思維的培養提供案例。

關鍵詞決策活動;批判性思維;思維訓練

生活中的決策無處不在，決策的設計和實施往往伴隨著批判性思維的運用。作為一種隱性的高階思維，在課堂教學中很難對批判性思維進行觀測和量化，但是依托決策活動，能將學生隱性的批判性思維活動通過顯性的思維認知技能和思維感情態度表達，便于教師觀測并采取特定手段加以干預。因此，生物學教學中廣泛存在的決策活動為學生發展批判性思維提供了良好的訓練平臺。經濟學家赫伯特·西蒙曾提出決策活動包含四個階段:第一是界定問題、收集信息，確定明確目標的情報活動階段(intelligencephase)，第二是尋找可行方案的設計活動階段(designphase)，第三是在各備選方案中選定某個方案的抉擇活動階段(choicephase)，第四是對已選方案實施評價的審查活動階段(monitorphase)［1］。從該角度分析，決策不是實施決策的某個瞬間，而是圍繞決策制定和決策實施展開的系列活動的統稱。在課堂教學中，學生們面臨問題情境時判斷問題、解決問題的過程，基于事實經過分析提出的結論，對存疑的論點進行判斷也都屬于決策活動。從決策的四個階段出發進行分析，教學中學生在科學決策的具體活動的事實階段中，學生應本著探索求真的學習態度沉浸感受當下問題環境，及時聚焦問題。學生可從多種渠道獲得與問題相關的信息，再辨明信息，對其進行篩選，排除干擾后，實事求是地整合與猜想相關的信息。在第二個階段，學生應針對整合后的信息進行分析，從中推理提出針對問題的幾種猜想。在第三個階段，學生應基于事實，選定合理的結論，并在師生面前從容不迫地表達。表達過程中學生既能清晰地闡明方案，又能使師生理解結論的選定原因。最后，通過教師評價，審查自己的思維活動，結合教師的建議對自己提出的結論進行修正或改進。在決策活動的各個階段，學生應能調整自身狀態，時刻保持有意注意。決策活動中批判性思維認知技能與情感態度的滲透詳見圖1。由此可見，批判性思維的認知技能和情感態度滲透在決策活動的各個階段，通過決策活動的開展與實施能從多個維度有效提升學生的批判性思維水平。批判性思維作為一項技能、方法已得到公眾接受和認可。但批判性思維無法自發形成，需要在教學實踐中逐步提升。筆者發現，決策活動的開展和實施是訓練批判性思維的有效途徑。現以生物學教學中“學生基于事實，辨明命題真偽，提出結論”的決策活動，展示決策活動和批判性思維的關系，利用決策活動發展學生的批判性思維。以兩份教學片段為例，片段1取自人教版高中生物學教材必修1第3章第1節“細胞膜的結構和功能”中“對細胞膜成分和結構的探索”;片段2取自人教版高中生物學教材選擇性必修1第3章第1節“激素與內分泌系統”中“促胰液素的發現”。從整體上看，批判性思維情感態度驅動學習者利用批判性思維認知技能參與決策活動。

1界定問題，尋找事實

本階段伊始，教師創造了頗具爭議的問題環境，迅速激發學生求知探索的學習欲望，使其及時聚焦問題。教師使用幻燈片展示以下信息，如圖2、3所示。此時學生意識到情境中的問題分別是“磷脂分子在細胞膜上以單層形式排列”與“胰腺分泌胰液不受神經調節”，但對于判斷證據的選擇卻不明確。此時，教師引導學生收集與問題相關的事實，對各種信息進行篩選和整理。一方面肯定學生實事求是的學習態度，另一方面讓學生明晰質疑或肯定某個結論，都需要事實證據作為支撐。例如:在“細胞膜成分探索”片段中，教師可以通過提問的方式詢問學生:“磷脂分子在細胞膜上的排列方式會和哪些物質的特性有關?”進而引導學生從磷脂分子的特點與細胞膜周圍的環境特點兩大因素出發進行考慮，搜集并整合關于磷脂分子與細胞膜環境的相關信息。最后分辨出“細胞膜內外均有水環境”以及“磷脂分子具有雙親性”與磷脂分子在細胞膜上的排列方式有關。在“促胰液素的發現”片段中，教師提問學生:“在何種情況，胰腺分泌胰液?在何種情況，胰腺不能分泌胰液?”引導學生搜集并整合胰腺分泌胰液和不分泌胰液的條件。該階段末，學生不僅能對大量信息進行分辨和提取，還能客觀地整理信息及時匯總，為猜想的提出提供事實依據，這無疑發展了他們的明辨是非力與信息整合力.

2分析信息，提出猜想

當學生對所得信息進行分析，基于爭議結論本著實事求是的眼光，從事實證據出發，推理得出新猜想。此時，教師要有意識地幫助學生建立“猜想需要信息支持”的觀念。例如:“細胞膜成分探索”教學片段中，教師引導學生對信息“磷脂分子的雙親性”和“細胞內外均有水環境”進行分析。學生發現:如果磷脂分子以奇數層形式存在，那么其疏水尾部必然會和細胞某一側的水環境相斥，因此磷脂分子在細胞膜上不能以單層或者三層、五層等奇數層的形式排列。由此提出猜想:“磷脂分子可以兩層、四層、六層等偶數層的形式排列”。在“促胰液素的發現”教學片段中，教師引導學生針對胰腺分泌胰液和不分泌胰液的事實條件”進行分析。基于“剔除通向該段小腸的神經后，胰腺仍能分泌胰液”，學生提出猜想:“胰腺分泌胰液與小腸內的反射活動無關，但和其他類型的調節相關。”結論是在猜想的基礎上進一步完善獲得的，這意味著即使猜想的正確性有待考量，但并不意味著學生可以憑空猜想，而是要把握信息核心，并以事實為支撐，從事實證據出發提出猜想，由此發展學生的分析推理力。

3闡明結論，表達論證

令人滿意的決策活動通常需以正確的結論為支撐，而充分的事實依據能大幅度提供結論的準確率。從猜想到結論形成的過程中，倘若學生獲取的某則信息可以直接證明猜想，需在闡述結論的同時指明證據。如果不能，則無法保證結論的科學性。“細胞膜成分探索”片段中的學生結論有充分的理論來源，使其結論是科學且合理的。但“促胰液素的發現”片段中學生能獲得的理論依據相對較少，導致其結論仍有局限性，具體情況如下:在“細胞膜成分探索”片段中，學生得到的證據為“在空氣—水界面上鋪展成單分子層，紅細胞表面積恰為細胞膜單分子層面積的兩倍”，因此學生得出的最終結論是:“因為在空氣—水界面上鋪展成單分子層，紅細胞表面積恰為細胞膜單分子層面積的兩倍，所以磷脂分子在細胞膜上以雙層形式排列”。同理，在“促胰液素的發現”片段中，學生利用信息“向小腸粘膜濾液加入稀鹽酸，混合后加入至血液中，胰腺分泌胰液”，由此學生的最終結論是:“胰腺分泌胰液受體液調節。因為小腸粘膜在稀鹽酸作用下分泌某種物質，經血液運輸至胰腺處，促進胰腺分泌胰液。”在產生結論的過程中，學生根據猜想、結合證據提出結論，在表達結論的過程中，學生做到論中有述，既能向師生闡明自身結論又能指出結論的依據。

4基于評價，自我審查

該階段是升華決策活動的關鍵一環。倘若學習者針對教師評價進行自我反思，意識到本次決策活動的優缺點，對優點加以繼承，針對問題進行校正，就能為滿意決策的誕生做鋪墊。教師的評價內容是多樣的，如果學生的結論是正確的，那么可以針對學生在決策活動中暴露的疑惑進行解答(疑惑阻礙正確結論的產生)。如果學生的結論是錯誤的，則引導學生對錯誤的結論進行修正(當證據不足導致的錯誤結論產生時，教師需要補充相關事實依據)。例如，在“細胞膜成分探索”片段中，教師針對學生提出“磷脂分子為什么不能以四層、六層等形式排列”的猜想進行解答。如:磷脂雙分子層的厚度約4—5nm，而細胞膜的總厚度約為77．5nm［2］。如果磷脂分子在細胞膜上的排列過多，勢必影響細胞與物質之間的物質交換和信息交流，進而影響細胞膜的功能。因此磷脂分子層數不宜過多。在“促胰液素的發現”片段中，教師對學生“胰腺分泌胰液受體液調節”的結論進行修正:胰腺分泌胰液不僅受體液調節也受神經調節。并補充證據如下:人的迷走神經能直接引起胰腺分泌胰液，不需要通過胃酸間接起作用。因為無胃酸的患者假飼也能引起胰腺分泌胰液。除此之外，迷走膽堿能神經能通過腸胰反射直接作用于胰腺引起胰液分泌。所以胰腺分泌胰液不僅受體液調節，也和神經調節息息相關。該階段中，學生在傾聽的過程中消除疑惑，并汲取精華，根據教師的評價對自身的思維活動進行反思，從而取長補短并以此為基礎修正或完善自身結論。在決策活動的各個階段，教師要求學生按步驟填寫決策活動記錄表(表1、表2)。決策記錄表不僅呈現了學生各個階段的思維活動，還幫助學生有意監控自身的思維活動，使學生的注意力持續專注于課堂，以保證他們在分析、推理、猜想、論證的過程中逐步提升批判性思維。

5結語

廣大教師已經意識到批判性思維無法自發形成，但可以在教學活動中進行訓練和發展。教師們應深挖教材內容，發現并顯化生物學教材中滲透的批判性思維的隱性要素，充分發揮生物學教學自主探究、發現的學科特點，從學生的認知技能和情感態度兩方面入手，在“基于事實，辨明真偽”的課堂活動中完成學生批判性思維的培養。

主要參考文獻

［1］赫伯特·A·西蒙．管理決策新科學［M］．李柱流等譯．北京:中國社會科學出版社，1982:3334．

［2］康華光．細胞電生理與膜片鉗技術［J］．中國醫療器械雜志，2000(3):155160．

作者:林婉晶 張鋒 單位:福建師范大學生命科學學院 福建省普通教育教學研究室