［摘 要］批判性思維作為科學(xué)思維的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用。在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，為他們未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章以“基因在染色體上”一節(jié)的教學(xué)為例，探討如何培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，期望能為一線生物教師提供參考。

［關(guān)鍵詞］批判性思維；高中生物教學(xué)；基因；染色體

［中圖分類號］ G633.91 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-6058（2024）26-0091-03

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出了四個(gè)方面的學(xué)科核心素養(yǎng)，其中，科學(xué)思維是關(guān)鍵要素之一。批判性思維作為科學(xué)思維的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用［1］。首先，批判性思維對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率具有顯著作用。在面對問題時(shí)，擁有批判性思維的學(xué)生會(huì)更加深入地分析問題，不輕易接受表面信息，而是會(huì)通過自己的思考和判斷來尋找答案。批判性思維使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加主動(dòng)，能夠更快地掌握知識，從而提高學(xué)習(xí)效率。其次，批判性思維有助于學(xué)生形成扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。在生物學(xué)科中，理論知識的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)。批判性思維能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識時(shí)不僅僅滿足于表面的理解，而是深入探究，真正理解并掌握知識的本質(zhì)，從而幫助學(xué)生形成扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。最后，批判性思維有助于學(xué)生形成持久的學(xué)習(xí)力。在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，知識更新速度極快。擁有批判性思維的學(xué)生，能夠在不斷的學(xué)習(xí)中自我調(diào)節(jié)，不斷更新自己的知識體系，形成持久的學(xué)習(xí)力。

一、學(xué)習(xí)科學(xué)史，領(lǐng)悟批判性思維精神

科學(xué)史是生物教師教學(xué)的重要資源。在課堂教學(xué)中，教師可巧妙地融入科學(xué)史，通過重現(xiàn)科學(xué)家的探索歷程，讓學(xué)生身臨其境地感受科學(xué)家當(dāng)時(shí)所面臨的挑戰(zhàn)與困境。這不僅展示了科學(xué)家在探索過程中所秉持的專業(yè)觀點(diǎn)和堅(jiān)韌不拔的科研態(tài)度，還展示了他們運(yùn)用的技術(shù)手段和方法。啟發(fā)學(xué)生理解科學(xué)發(fā)展的過程，不僅能夠幫助學(xué)生深入了解科學(xué)知識的形成過程，更能培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和探索欲望，同時(shí)使他們領(lǐng)悟科學(xué)研究中的批判精神。

比如，“基因在染色體上”一節(jié)中提到，薩頓在研究蝗蟲精子和卵細(xì)胞的形成過程中，發(fā)現(xiàn)孟德爾假說中成對遺傳因子的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似；基于這種相似性，薩頓通過類比基因和染色體的行為，提出了基因在染色體上的假說。而美國科學(xué)家摩爾根不相信孟德爾的遺傳理論，對薩頓的假說則持懷疑態(tài)度。他一直想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以弄清楚基因與染色體之間的確切關(guān)系。后來，他選用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料，并成功證明基因在染色體上。摩爾根憑借敢于質(zhì)疑、勇于探索、鍥而不舍的精神，在科學(xué)道路上不斷前行，最終取得了輝煌的成就。在科學(xué)研究中，質(zhì)疑無疑是推動(dòng)進(jìn)步的重要?jiǎng)恿?。摩爾根敢于挑?zhàn)現(xiàn)有理論或觀點(diǎn)，不滿足于現(xiàn)成的答案，這種態(tài)度讓他得以深入探索事物的本質(zhì)和真相。

通過學(xué)習(xí)這段生命科學(xué)史，學(xué)生領(lǐng)悟到敢于質(zhì)疑的重要性，明白：只有勇于挑戰(zhàn)權(quán)威，不斷實(shí)踐和探索，才能在科學(xué)研究中實(shí)現(xiàn)突破和取得進(jìn)步。同時(shí)，教育學(xué)生在面對與自己不同的觀點(diǎn)時(shí)，應(yīng)采取開放和包容的態(tài)度，因?yàn)檫@種態(tài)度更有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和批判性思維。

二、通過分析實(shí)驗(yàn)，提升批判性思維能力

批判性思維是一種對信息進(jìn)行分析、評估、推斷和評價(jià)的思考方式，它能夠幫助人們判斷信息的真實(shí)性，并評估其可靠性，從而做出明智的決策。通過實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維是一種有效的途徑。在實(shí)驗(yàn)中，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推理和思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不斷地反思和修正自己的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。批判性思維方式使學(xué)生能夠不盲目接受信息，進(jìn)行獨(dú)立思考和判斷，從而更好地應(yīng)對復(fù)雜多變的世界。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，運(yùn)用批判性思維是一個(gè)涵蓋提出問題、分析問題、作出假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行演繹推理和反思總結(jié)等環(huán)節(jié)的理性思考過程［2］。首先，學(xué)生應(yīng)勇于提出問題，這是批判性思維的發(fā)端，也是激發(fā)探索欲望的要點(diǎn)。在觀察現(xiàn)象時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生探究現(xiàn)象成因，提出針對性問題，以激發(fā)學(xué)生思考。其次，學(xué)生需學(xué)會(huì)分析問題，這是批判性思維的核心。學(xué)生應(yīng)運(yùn)用已有知識深入剖析問題，精準(zhǔn)把握問題核心，為后續(xù)的解決策略奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。再次，學(xué)生需大膽提出假說。假說是基于知識和觀察對問題的猜測。學(xué)生應(yīng)在分析問題的基礎(chǔ)上提出假說，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。然后，學(xué)生要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是批判性思維在實(shí)踐中的體現(xiàn)。學(xué)生應(yīng)根據(jù)假說設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以驗(yàn)證或推翻假說。最后，學(xué)生要進(jìn)行演繹推理，即從已知事實(shí)和原理推導(dǎo)出必然結(jié)論。學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推理，驗(yàn)證或修正假說，從而揭示問題的本質(zhì)。

例如，在教學(xué)“基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”這部分內(nèi)容時(shí)，教師以學(xué)生已有知識為基礎(chǔ)，采用假說-演繹法，引導(dǎo)他們重溫摩爾根研究過程。具體步驟如下：第一步，觀察摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，并提出問題：為什么果蠅眼色的遺傳總是與性別相關(guān)聯(lián)？第二步，分析問題，提出假說，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。第三步，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假說。第四步，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，有助于推動(dòng)他們進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，并進(jìn)一步培養(yǎng)他們的科學(xué)思維。

然而，在解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，教材直接提出：“摩爾根及其同事設(shè)想，如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因?！边@一假說確實(shí)可以解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是，是否存在其他假說同樣能夠解釋該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，勇于提出不同的假說，并通過實(shí)驗(yàn)證據(jù)來支持自己的觀點(diǎn)。在教學(xué)中，教師可以設(shè)置問題：有人認(rèn)為控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段，你認(rèn)為這種假說成立嗎？通過這樣的問題，啟發(fā)學(xué)生思考并嘗試運(yùn)用該假說來解釋實(shí)驗(yàn)。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)這種假說也可以解釋摩爾根的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣，一方面，學(xué)生認(rèn)識到能解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀點(diǎn)不止一個(gè)，從而更加勇于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，這有助于訓(xùn)練學(xué)生的批判性思維；另一方面，學(xué)生可能產(chǎn)生疑惑：兩種假說都能解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，那到底哪一種假說才是正確的呢？這種認(rèn)知上的沖突，能夠激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的欲望，激發(fā)他們的探究興趣，培養(yǎng)他們的探索精神。

接著，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：應(yīng)設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)來證明哪種假說是正確的呢？教材中提及：“后來，摩爾根等人又通過測交等方法，進(jìn)一步驗(yàn)證了這些解釋?！比欢?，教材并未詳細(xì)闡述摩爾根是通過怎樣的實(shí)驗(yàn)證明假說的。教師可以提示學(xué)生參考孟德爾的測交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生很容易想到讓F1的紅眼雌果蠅與親本的白眼雄果蠅雜交。但遺憾的是，使用這兩種假說預(yù)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相同的，也就是說這個(gè)實(shí)驗(yàn)并不能證明哪個(gè)假說是正確的。面對學(xué)生的疑惑——摩爾根是如何證明他的假說是正確的，教師順勢引出摩爾根設(shè)計(jì)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)：一是將子二代雌果蠅與白眼雄果蠅單對交配；二是將白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配；三是將白眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配。其中，第二個(gè)實(shí)驗(yàn)尤為關(guān)鍵。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)兩種假說進(jìn)行演繹推理，預(yù)測第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。最終，摩爾根的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因。

在這一過程中，學(xué)生深刻體驗(yàn)了從提出問題、分析現(xiàn)象、提出假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果，到最終得出結(jié)論的科學(xué)探究過程。這樣的經(jīng)歷不僅鍛煉了他們的解釋、分析、推理能力，而且有助于他們在面對復(fù)雜問題時(shí)能夠更加理性、深入地進(jìn)行思考，為未來的學(xué)術(shù)研究和實(shí)踐活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三、運(yùn)用批判性思維解決實(shí)際問題

在現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)常面臨各種復(fù)雜的情境，此時(shí)運(yùn)用批判性思維能幫助我們深入剖析問題、解決難題，進(jìn)而做出明智的抉擇。批判性思維還可以幫助我們識別信息的真假和價(jià)值，避免被虛假信息或誤導(dǎo)性信息所欺騙。在復(fù)雜多變的當(dāng)代社會(huì)，這種能力顯得尤為重要。例如，在工作中，我們需要運(yùn)用批判性思維來評估項(xiàng)目的可行性、方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從而作出最有利的決策。在生活中，我們需要運(yùn)用批判性思維來評估廣告宣傳的真實(shí)性和可靠性，避免被誤導(dǎo)或上當(dāng)受騙。此外，批判性思維還有助于我們更好地與他人溝通和合作。在與他人交流時(shí)，我們需要運(yùn)用批判性思維來準(zhǔn)確理解對方的觀點(diǎn)和立場，避免產(chǎn)生偏見和誤解。在團(tuán)隊(duì)合作中，我們需要運(yùn)用批判性思維來提出合理的意見，以此促進(jìn)團(tuán)隊(duì)的發(fā)展和進(jìn)步?？偟膩碚f，培養(yǎng)批判性思維的目的是解決現(xiàn)實(shí)問題，更好地應(yīng)對復(fù)雜多變的環(huán)境，提高自身的思維水平和綜合素質(zhì)。通過批判性思維的培養(yǎng)，我們不僅可以更好地理解世界、解決問題，還可以對自己的思考和判斷進(jìn)行反思和改進(jìn)。

例如，在“基因在染色體上”這一節(jié)的教學(xué)評價(jià)中，教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境：玉米是我國重要的糧食產(chǎn)物之一，育種專家常采用雜交方法來選育新品種。假設(shè)育種專家使用純合的細(xì)莖（不抗倒伏，基因型為AA）玉米和粗莖（抗倒伏，基因型為aa）玉米進(jìn)行雜交，而在得到的后代中，他們意外發(fā)現(xiàn)了一株粗莖個(gè)體。針對這一粗莖個(gè)體，你能給出合理的解釋嗎？這是一個(gè)開放性問題，設(shè)置此問題的目的是訓(xùn)練學(xué)生的批判性思維能力。這類問題通常沒有固定的答案，而是鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度進(jìn)行思考，從而激發(fā)他們的創(chuàng)造性思維。

在實(shí)踐中，學(xué)生針對上述問題情境中出現(xiàn)粗莖植株的原因，提出了四種解釋。一是由于環(huán)境因素導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍；二是發(fā)生了基因突變；三是發(fā)生了染色體變異；四是由于水肥充足導(dǎo)致表型變化，但遺傳物質(zhì)沒有改變。基于這些解釋，教師進(jìn)一步設(shè)計(jì)了三個(gè)問題：（1）如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究粗莖玉米的產(chǎn)生是否僅受水肥條件影響，而遺傳物質(zhì)沒有改變？（2）如果粗莖玉米是由染色體數(shù)目加倍引起的，那么最可能導(dǎo)致這種變異的環(huán)境因素是什么？如何檢測這種變異？（3）假設(shè)有人使用該粗莖玉米與純合的細(xì)莖玉米進(jìn)行雜交，得到F1，再讓F1隨機(jī)傳粉得到F2，通過觀察統(tǒng)計(jì)F2的表現(xiàn)型及比例，請你預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并給出相應(yīng)的結(jié)論。通過解決這些情境問題，不僅可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行客觀評估，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生在知識遷移與應(yīng)用方面的能力。在解決問題的過程中，學(xué)生對粗莖植株出現(xiàn)的原因進(jìn)行了大膽的假設(shè)，提出了自己的觀點(diǎn)，并逐步思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些觀點(diǎn)。這樣，很好地訓(xùn)練了學(xué)生的批判性思維能力。

解答這類開放性問題時(shí)，學(xué)生需主動(dòng)進(jìn)行思考、分析和推理，而非僅僅記憶或重復(fù)課本上的內(nèi)容。這種思考模式能夠幫助學(xué)生更好地理解問題，同時(shí)提高他們的分析能力和邏輯思維能力。此外，學(xué)生還需審視不同的觀點(diǎn)和論據(jù)，對其進(jìn)行評估和比較，這有助于培養(yǎng)他們的批判性思維和獨(dú)立思考能力。另外，開放性問題還能夠促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行交流與合作，使他們更好地理解不同的觀點(diǎn)和立場，進(jìn)而提高他們的溝通能力和協(xié)作能力。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一些開放性問題，鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度思考問題，以促進(jìn)他們批判性思維的發(fā)展。

教學(xué)中，教師可以采用多樣化的教學(xué)策略幫助學(xué)生深入理解和牢固掌握生物學(xué)知識，同時(shí)提升他們的批判性思維能力。比如，教師可以運(yùn)用案例分析法，引導(dǎo)學(xué)生深入思考和分析生物學(xué)案例[3]。通過具體案例，讓學(xué)生學(xué)會(huì)將理論知識與實(shí)際問題相結(jié)合，從而培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力。這不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能讓他們學(xué)會(huì)從不同角度審視問題，形成批判性思維。此外，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑教科書中的內(nèi)容也是培養(yǎng)批判性思維的有效方法。教師要引導(dǎo)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，勇于提出自己的觀點(diǎn)；要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，組織討論和辯論活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生的思維活躍性和創(chuàng)造力。同時(shí)，關(guān)注科學(xué)熱點(diǎn)和科學(xué)倫理問題也是培養(yǎng)批判性思維的重要途徑。教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)，鼓勵(lì)他們從多方面思考和分析問題。通過對科學(xué)倫理問題的探討，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)發(fā)展的利與弊，形成辯證的思維方式。

總之，在生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)采取多種策略，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)開放、包容的學(xué)習(xí)環(huán)境，并培養(yǎng)他們的批判性思維；通過多種方式，引導(dǎo)學(xué)生在探索和思考中形成獨(dú)立、辯證的思維方式，為未來的科研和創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版2020年修訂[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 申定健.培養(yǎng)批判性思維能力的高中生物學(xué)教學(xué)：以“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）”教學(xué)為例[J].中學(xué)生物教學(xué)，2020（5）：22-25.

[3] 周興盛，初宏.高中生物學(xué)教學(xué)中批判性思維意識的滲透策略[J].中學(xué)生物教學(xué)，2021（36）：15-16.

（責(zé)任編輯 羅 艷）