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批判性思維是一種高階思維，是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一。它強(qiáng)調(diào)人們能夠進(jìn)行有邏輯、有證據(jù)、有深度的思考，即會(huì)質(zhì)疑、重實(shí)證、講邏輯。批判性思維,批判的是支持結(jié)論的理由，論證是批判性思維的核心。探究知識(shí)具備什么樣的理論支持，可以得出什么樣的結(jié)論，通過(guò)分析推理，做出判斷。下面筆者以“光合作用和細(xì)胞呼吸”為例，談?wù)勅绾位谂行运季S，突破教學(xué)難點(diǎn)。

1.引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑提問(wèn)

蘇格拉底認(rèn)為：“一切知識(shí)都來(lái)自疑問(wèn)；知識(shí)越多，疑問(wèn)也越多”。質(zhì)疑是思維的起點(diǎn)，是學(xué)習(xí)的動(dòng)力。學(xué)會(huì)質(zhì)疑，可對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題產(chǎn)生疑問(wèn)，或?qū)ΜF(xiàn)有問(wèn)題進(jìn)行深入思考、邏輯推理，衍生出新問(wèn)題。

【例1】如圖1 所示：導(dǎo)致曲線中bc 段和mn 段Pn下降的原因都是氣孔關(guān)閉嗎？

圖1

【答案】不是，bc 段Pn 下降原因是CO2濃度不足，mn 段Pn 下降原因是氣孔關(guān)閉。

筆者讓學(xué)生據(jù)圖1 分析一天中不同時(shí)間段凈光合速率（Pn）變化規(guī)律及其原因。學(xué)生通過(guò)分析橫、縱坐標(biāo)的含義及兩條曲線對(duì)應(yīng)環(huán)境的區(qū)別，推理出露地與大棚的區(qū)別，即大田環(huán)境與密閉環(huán)境的區(qū)別。8—10 時(shí)間段光合速率大于呼吸速率，CO2消耗量大，使大棚內(nèi)（密閉環(huán)境中）CO2濃度下降。10—13 時(shí)間段環(huán)境溫度過(guò)高，露地（大田環(huán)境）中植物由于蒸騰作用過(guò)強(qiáng)，引起失水，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2的吸收減少。

在學(xué)生的分析過(guò)程中，有位學(xué)生提出質(zhì)疑：若bc 段CO2濃度下降，在低CO2濃度環(huán)境下，為什么cd 段曲線又升高了？此時(shí)學(xué)生的思維已被激活，通過(guò)現(xiàn)有問(wèn)題的邏輯推理，衍生出新問(wèn)題。

分析學(xué)生的思維邏輯，不難發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生認(rèn)為bc 段CO2濃度降低后植物的光合速率不會(huì)比原來(lái)的高，其根本原因是學(xué)生不能動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的變化規(guī)律。筆者引導(dǎo)學(xué)生從光合作用與細(xì)胞呼吸兩個(gè)角度綜合考慮，尋找cd 段上升的原因：大棚內(nèi)CO2濃度低，c 點(diǎn)光合速率低，吸收CO2減少，但是呼吸作用產(chǎn)生CO2，使環(huán)境中的CO2濃度增大，導(dǎo)致cd 段光合速率增大，但因CO2濃度有限，d 點(diǎn)的光合速率比b 點(diǎn)低。

學(xué)生進(jìn)一步提出質(zhì)疑：大棚種植一直處于密閉環(huán)境嗎？有學(xué)生回答：可能有通風(fēng)口。其他學(xué)生又提出通風(fēng)的目的是什么？另一學(xué)生回答：減少棚內(nèi)空氣濕度，增加棚內(nèi)二氧化碳濃度。通過(guò)提出質(zhì)疑、討論，學(xué)生認(rèn)識(shí)到除上述原因，c 點(diǎn)光合速率的變化還受大棚通風(fēng)換氣的影響。

在復(fù)習(xí)過(guò)程中，教師可創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、挖掘問(wèn)題、大膽質(zhì)疑，用批判性思維來(lái)評(píng)價(jià)觀點(diǎn)，推導(dǎo)出支持觀點(diǎn)的理論依據(jù)。通過(guò)“問(wèn)題→嘗試性解決→反思、質(zhì)疑、探究、排除錯(cuò)誤→新問(wèn)題→……”中的“質(zhì)疑、探究”過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生形成批判性思維。

2.激活思維，多角度辨析

批判性思維,杜威稱之為“反思性思維”，即批判=反思，教師在授課過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)批判性思維去分析、探求，變換角度進(jìn)行思考、辨析，也許將另辟蹊徑，得到新收獲。例如在“光合作用和細(xì)胞呼吸”這一模塊中，學(xué)生難以判斷坐標(biāo)、曲線、拐點(diǎn)、交點(diǎn)的內(nèi)在含義，不能準(zhǔn)確區(qū)分它們的區(qū)別。筆者引導(dǎo)學(xué)生多角度辨析反思，找出類似試題進(jìn)行橫向比較，推導(dǎo)其本質(zhì)，辨析易混淆知識(shí)，生成新認(rèn)知。

（1）判斷曲線拐點(diǎn)的含義

【例2】圖2 表示將一種植物葉片置于適宜條件，不同細(xì)胞間隙CO2的相對(duì)濃度下葉肉細(xì)胞中C5的相對(duì)含量變化。下列推測(cè)不合理的是 （ ）

圖2

A.ab 段，葉肉細(xì)胞CO2固定速率增加

B.bc 段，葉片的凈光合速率等于0

C.ab 段，CO2固定速率比C3的還原速率快

D.bc 段，可能是有關(guān)酶量限制了光合速率

【答案】B

學(xué)生的困惑點(diǎn)主要在B 選項(xiàng)，覺(jué)得抽象難懂。bc 段為直線，為什么不是光合速率等于呼吸速率？筆者先引導(dǎo)學(xué)生理解題中ab 段隨葉肉細(xì)胞間隙CO2的相對(duì)濃度升高，C5的消耗增多，即CO2固定增多，光合速率增強(qiáng)；再引導(dǎo)學(xué)生換個(gè)角度，反向思考，將縱坐標(biāo)改為植物葉片的光合作用強(qiáng)度（如圖3 中的甲），在所得出的曲線中，BC 段含義是什么？學(xué)生理解了B 點(diǎn)即是光合作用的光飽和點(diǎn)，BC 段光合速率大于呼吸速率，從而理解了例2 中的b 點(diǎn)也為光合作用的光飽和點(diǎn)。

圖3

筆者繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生積極反思辨析，還能聯(lián)想到什么與此相似的圖呢？展示圖3 中的乙、丙，提出問(wèn)題：圖3 中的乙在光照條件下，密閉容器中AB 段的含義與例2 中的bc段含義一樣嗎？圖3乙中的A點(diǎn)，相當(dāng)于圖3丙中的哪個(gè)點(diǎn)？

通過(guò)思考討論、比較分析，學(xué)生修正觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到圖3 中的乙在光照條件下，光合速率大于呼吸速率，密閉容器中CO2的濃度降低，光合速率降低，AB 段表示光合速率等于呼吸速率，A 點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖3 丙中的E'點(diǎn)，光合速率降低至與呼吸速率相等。

（2）判斷曲線交點(diǎn)的含義

總光合速率與凈光合速率的判定，一直是學(xué)生的困惑點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)。筆者趁熱打鐵，提供以下坐標(biāo)圖（如圖4），由學(xué)生判斷兩條曲線交點(diǎn)的含義。

圖4

學(xué)生積極討論，得出：圖4 中甲的兩曲線交點(diǎn)表示甲、乙的凈光合速率為0，但因二者的呼吸速率不同，故總光合速率甲＜乙；乙的兩曲線交點(diǎn)G 表示凈光合速率等于呼吸速率，此時(shí)的總光合速率為呼吸速率的2 倍；丙的兩曲線交點(diǎn)，凈光合速率為-2，呼吸速率為2，即光合速率為0；丁先判斷出曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的含義，則可判斷交點(diǎn)C、D 的含義和拐點(diǎn)A、B 的含義。

通過(guò)對(duì)相似知識(shí)的比較、辨析、判斷，可培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性、靈活性，突破了教學(xué)難點(diǎn)。

3.批判分析，探究原因及理由

批判性思維是可以將知識(shí)的表象和本質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)的能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)時(shí)，要知其然更要知其所以然，形成的觀點(diǎn)必須要有理有據(jù)。通過(guò)分析原因，說(shuō)明理由，考查學(xué)生的科學(xué)思維，是本專題常見(jiàn)的設(shè)問(wèn)方式，也是高考的高頻設(shè)問(wèn)方式，更是學(xué)生最易失分之處。其解題方法是解讀分析已知條件和結(jié)果—鏈接已學(xué)知識(shí)—深度分析已知條件—通過(guò)邏輯推理得出結(jié)論—找出支撐結(jié)論的理論依據(jù)。

【例3】為研究高溫對(duì)植物光合速率的影響，某科研小組將甲、乙兩種植物從25℃移入40℃環(huán)境中培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5 的甲圖。圖5 的乙圖表示25℃時(shí)，光照強(qiáng)度對(duì)植物甲、乙光合速率的影響。回答下列問(wèn)題：

圖5

（1）植物乙的光合速率下降的原因主要是________________。

（2）據(jù)圖5 中的圖乙可知，25℃時(shí)甲、乙植物的光補(bǔ)償點(diǎn)A 相等，則將其移入40℃環(huán)境后，______________（填“能”或“不能”）判斷這兩種植物光補(bǔ)償點(diǎn)的關(guān)系。當(dāng)光照強(qiáng)度為D 時(shí)，兩種植物胞間CO2濃度均遠(yuǎn)低于空氣中CO2的濃度，其原因是__________________________________。

（3）高溫可降低植物葉綠素b/葉綠素a 的值，可通過(guò)____________________實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論，預(yù)期結(jié)果是______________________。

【答案】（1）氣孔導(dǎo)度下降，該植物吸收的CO2量減少，導(dǎo)致暗反應(yīng)受限 （2）不能 植物光合作用較強(qiáng)，消耗胞間CO2的速率較快 （3）色素的提取和分離 高溫組的濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍(lán)綠色的色素帶寬度的比值小于對(duì)照組

（1）小題題干的信息是植物乙光合速率下降，解讀已知條件，從圖5 的圖甲中提取有效信息可知是氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致乙光合速率下降，鏈接已學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)出植物吸收的CO2量減少→暗反應(yīng)受限。（2）小題解讀已知條件，由圖5 中的圖乙判斷光照強(qiáng)度為D 點(diǎn)時(shí)兩種植物已達(dá)到光飽和點(diǎn)，鏈接已學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)出D 點(diǎn)光合速率強(qiáng)，植物吸收胞間呼吸產(chǎn)生的CO2速率快，導(dǎo)致出現(xiàn)題干的結(jié)果。學(xué)生易漏寫“吸收胞間CO2速率快”這一支持結(jié)論的理論依據(jù)。

4.挖掘隱含條件，打破思維定式

鍛煉批判性思維，可以使學(xué)生深入思考事物的根本，通過(guò)觀察事物的表現(xiàn)方式，跳出自己固有的思維模式，重新提問(wèn)、思考，才能夠了解事物的本質(zhì)。打破思維定式應(yīng)排除原有認(rèn)知思維局限，排除題干干擾形成的思維障礙。

如例3（3）小題中的預(yù)期結(jié)果，很多學(xué)生認(rèn)為結(jié)果是高溫組的葉綠素b／葉綠素a 的值比對(duì)照組的小，但這是實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生認(rèn)知錯(cuò)誤的原因可能是受題干已知信息“高溫可降低植物的葉綠素b／葉綠素a 的值”的干擾，沒(méi)有挖掘到題中的隱含條件“預(yù)期（實(shí)驗(yàn)）結(jié)果”，即要求寫出觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（即結(jié)果）是什么。因此答案應(yīng)該是高溫組的濾紙條上黃綠色的色素帶寬度與藍(lán)綠色的色素帶寬度的比值小于對(duì)照組。通過(guò)色素帶寬度，來(lái)推測(cè)色素含量，這也是實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論的區(qū)別。

因題干干擾條件排除不徹底而出現(xiàn)思維定式，說(shuō)明學(xué)生的思維不夠發(fā)散，或原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)沒(méi)有得到更新，缺少批判性思維。

5.提供開(kāi)放性試題，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維

批判性思維是開(kāi)放、進(jìn)取甚至開(kāi)拓的。開(kāi)放性試題在條件、結(jié)論、方法上都可能存在不確定性。學(xué)生在解題時(shí)，要篩選有效信息，發(fā)散思維，破除固定答案的思維定式，提高思維品質(zhì)。

如例3（2）小題判斷這兩種植物光補(bǔ)償點(diǎn)的關(guān)系。雖然題干中只是問(wèn)能否判斷，但教師可挖掘題干中的開(kāi)放性問(wèn)題，針對(duì)學(xué)生的不同答案繼續(xù)追問(wèn)，分別說(shuō)明能或不能的原因是什么？學(xué)生的論證是否能支撐其觀點(diǎn)？若不能支撐，則觀點(diǎn)錯(cuò)誤。學(xué)生爭(zhēng)論后得知，將植物甲、乙移入40℃環(huán)境中培養(yǎng)后，雖然植物甲光合速率大于植物乙，但兩種植物的呼吸速率發(fā)生了不同的變化，所以不能判斷兩種植物光補(bǔ)償點(diǎn)的關(guān)系。

又如，請(qǐng)嘗試用圖6 裝置，自主選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料和試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其光合速率和呼吸速率，及判定呼吸方式。

圖6

此題的開(kāi)放性表現(xiàn)在自主選擇實(shí)驗(yàn)材料和試劑。只有徹底掌握實(shí)驗(yàn)原理，縝密推理，才能正確選擇實(shí)驗(yàn)方案（如圖7）。為了排除實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)變量的干擾，可設(shè)置對(duì)照，用已死亡的綠色植物（或已死亡的種子）進(jìn)行物理校正。

圖7

在“光合作用和細(xì)胞呼吸”這一知識(shí)模塊中，復(fù)雜曲線的分析，原因、依據(jù)、結(jié)論等設(shè)問(wèn)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，都是本模塊的重、難點(diǎn)，學(xué)生需要基于批判性思維，積極思考、推理論證，提升思維品質(zhì)，才能突破專題難點(diǎn)。