高中生物教學(xué)中運(yùn)用PBL教學(xué)法發(fā)展學(xué)生的批判性思維初探

張衛(wèi)東 李瑞

摘? 要：批判性思維是高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)理性思維的重要組成，長期以來受中國傳統(tǒng)觀念、教育統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)、灌輸式教學(xué)方法的影響，我國課堂教學(xué)中批判性思維訓(xùn)練缺失。而基于問題的學(xué)習(xí)——PBL教學(xué)法，是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的有效途徑。遵循以主動(dòng)學(xué)習(xí)和建構(gòu)主義為理論基礎(chǔ)制定的指向教學(xué)目標(biāo)、情境性、預(yù)設(shè)性與生成性相結(jié)合的創(chuàng)設(shè)問題原則，提出了通過真實(shí)情境、“思考·討論”欄目、生物科學(xué)史等環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)問題發(fā)展學(xué)生批判性思維的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法;批判性思維;高中生物教學(xué)

中圖分類號：G633? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）17-0099-04

21世紀(jì)科學(xué)和知識的發(fā)展給學(xué)習(xí)者帶來了一種緊迫感，學(xué)生面臨學(xué)業(yè)、工作和生活方面的壓力，如何高效獲取知識和相關(guān)技能顯得至關(guān)重要。學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是運(yùn)用技能去解決問題的過程，包括創(chuàng)新技能、批判性思維技能、協(xié)作技能等。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生被期望是一個(gè)能夠詢問、爭論、做研究，從觀察結(jié)果中得出正確的結(jié)論、科學(xué)地思考和批評、知道如何獲得知識、有創(chuàng)造力、做決定、表達(dá)自己，并成為具有批判性思維的人。

批判性思維（Critical Thinking）是通過一定的標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)思維，進(jìn)而改善思維，是合理的、反省性的思維，既是思維技能，也是思維傾向[1]。這就要求學(xué)生面對復(fù)雜的問題時(shí)能夠獨(dú)立思考，運(yùn)用頭腦中已有的知識進(jìn)行分析推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，而不是人云亦云、缺乏獨(dú)到的見解與思考。批判性思維技能是指對客觀存在的事物或現(xiàn)象進(jìn)行判斷、推論，分析其合理性，并對其可能存在的問題進(jìn)行分析、演繹、推理，進(jìn)而建構(gòu)論點(diǎn)的能力，同時(shí)對新文化和價(jià)值觀等維持開放與接納的能力。“反思”是批判性思維的核心要素，即對自己的觀點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)審思，尋找其中的理論依據(jù)，目的是全面細(xì)致地思考問題，綜合正反兩個(gè)方面的意見進(jìn)行自我檢查，從而決定自身的信念或行動(dòng)。基于以上特點(diǎn)，批判性思維是學(xué)生進(jìn)行知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)的不竭動(dòng)力，是學(xué)生創(chuàng)新思維得以培養(yǎng)的基本條件與前提。

PBL（Problem-Based—Learning）教學(xué)法是指問題式學(xué)習(xí)或者項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法[2];以“問題”為導(dǎo)向，兼并小組合作與自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式，其核心內(nèi)涵是將知識點(diǎn)應(yīng)用在比較實(shí)際或者比較復(fù)雜的問題情境中，學(xué)生圍繞問題收集資料、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力[3]。PBL教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法的不同之處在于強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，以發(fā)揮“問題”在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)性作用。

現(xiàn)代教學(xué)理念認(rèn)為，教學(xué)活動(dòng)是以知識為載體，運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)法，達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)的思維培養(yǎng)過程，PBL教學(xué)法近年來被廣泛運(yùn)用于學(xué)生的科學(xué)思維能力的培養(yǎng)中，同時(shí)批判性思維是科學(xué)思維重要的組成部分，但是在高中生物學(xué)教學(xué)中并沒有得到充分重視，缺乏廣泛有效的應(yīng)用[4]。針對高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)新要求，運(yùn)用PBL教學(xué)法發(fā)展學(xué)生的批判性思維，對于建立學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)具有重要意義。

一、影響高中生批判性思維形成的因素

高中階段是學(xué)生養(yǎng)成良好思維習(xí)慣，培養(yǎng)批判性思維能力的關(guān)鍵時(shí)期。但就目前的教育現(xiàn)狀來看，由于升學(xué)壓力、考試評價(jià)制度、家長期盼等因素的影響，使得學(xué)校不重視學(xué)生批判性思維的養(yǎng)成，學(xué)生批判性思維能力相對滯后。究其原因主要在于：

（一）中國傳統(tǒng)觀念的影響

自漢代以來占統(tǒng)治地位的儒家學(xué)派“罷黜百家，獨(dú)尊儒術(shù)”，“經(jīng)學(xué)獨(dú)斷論”的思想在意識形態(tài)上占統(tǒng)治地位，導(dǎo)致我國傳統(tǒng)教育中獨(dú)立思考與開放精神的培養(yǎng)不足。此外，儒家“中庸”思想、君臣觀念、三從四德等傳統(tǒng)觀念對中國人的思想有較大影響。“木秀于，林風(fēng)必摧之”告誡人要低調(diào)，中庸為甚，因此中國傳統(tǒng)文化缺乏批判性元素。長此以往，這種缺乏創(chuàng)造和質(zhì)疑的特點(diǎn)表現(xiàn)在教育中的后果就是教師不重視對學(xué)生批判和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。學(xué)生的發(fā)現(xiàn)、探究、質(zhì)疑能力發(fā)展相對滯后。

（二）教育統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)

批判性思維素養(yǎng)旨在促進(jìn)學(xué)生從信息的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變成知識的發(fā)現(xiàn)者和創(chuàng)造者。而行為化的教學(xué)目標(biāo)、統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)、墨守成規(guī)的教育模式導(dǎo)致當(dāng)今學(xué)校教育過于重視學(xué)生汲取知識的多少，其原因可能不是這些知識更有價(jià)值，而是由于這是一種更簡單的教育方式，僅通過教師在課堂上的講授就可起到知識傳遞的作用，在教學(xué)上容易掌控，學(xué)生對知識的掌握程度也更容易通過考試去評價(jià)和測量。強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)化教育通過無休止的教學(xué)和考試，使教育變得工具化，也造成了學(xué)生學(xué)習(xí)的功利性。學(xué)生會將在考試中取得高分視為唯一的奮斗目標(biāo)，認(rèn)為想要取得好成績，就必須在頭腦中儲存更多的知識，而不去理解知識中蘊(yùn)含的真理，不去探究其本質(zhì)，更不會質(zhì)疑知識可能存在的問題。一旦脫離了書本，學(xué)生根本無法應(yīng)對瞬息萬變的信息社會，也沒有能力應(yīng)對實(shí)踐中不斷出現(xiàn)的問題，無法在良莠不齊的信息熱潮中保持清醒的頭腦。由此造成學(xué)生實(shí)踐能力、發(fā)現(xiàn)、探索意識和創(chuàng)新、批判能力的退化。

（三）灌輸式的教學(xué)方法

盡管在新課改中強(qiáng)調(diào)“自主合作、探究學(xué)習(xí)”，但目前的教育實(shí)踐中灌輸式的教學(xué)方法依然存在。與此同時(shí)，教師不能靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，不能根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)習(xí)目標(biāo)選擇適合學(xué)生認(rèn)知、思維發(fā)展的教學(xué)方式，不善于運(yùn)用啟發(fā)式、問題式教學(xué)，不具備指導(dǎo)學(xué)生展開科學(xué)思維的能力。教師在課堂中照本宣科，學(xué)生的任務(wù)就是努力記住教師教給的“真理”，因而其思維存在很大的惰性，不僅不敢提問，更不會提問。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不善于積極發(fā)現(xiàn)問題，不善于質(zhì)疑，只是被動(dòng)地接受知識。長此以往，導(dǎo)致了教學(xué)中批判性思維培養(yǎng)的欠缺。

二、創(chuàng)設(shè)問題的原則

（一）指向教學(xué)目標(biāo)

教師要圍繞教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)問題，創(chuàng)設(shè)問題最根本的目的是為了使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。新課程標(biāo)準(zhǔn)雖然強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)、合作和探究學(xué)習(xí)，淡化了教師的主導(dǎo)地位，但在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，教師的指導(dǎo)至關(guān)重要，教師要幫助學(xué)生確立主體地位，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、發(fā)現(xiàn)問題、養(yǎng)成思維[5]。教師在設(shè)置問題時(shí)，首先要對教材進(jìn)行分析，掌握教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，再結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)，合理設(shè)置問題，設(shè)置的問題要基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體。

（二）問題要有情境性

布魯納發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，“學(xué)生是一個(gè)積極的探究者，教師的作用是創(chuàng)設(shè)一種能夠使學(xué)生獨(dú)立探索的情境，而不是提供現(xiàn)成的知識，學(xué)生不是被動(dòng)的、消極的知識接受者，而是主動(dòng)、積極的探索者?！盵6]新課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：教師在組織和呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)重視情境的創(chuàng)設(shè)，有效的教學(xué)情境，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。問題是思維的源泉，教師在課堂上恰當(dāng)?shù)貟伋銮榫承詥栴}，可以瞬間啟發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生對這一問題產(chǎn)生濃厚的興趣，從而在教師的引導(dǎo)下自覺積極地對問題展開思考并探索。生物學(xué)是一門與實(shí)際生活聯(lián)系非常密切的學(xué)科。生活中有許多與生物學(xué)有關(guān)的實(shí)例，教師在課堂中應(yīng)充分利用生物學(xué)的優(yōu)勢，以真實(shí)的情境為背景，引導(dǎo)學(xué)生自主探究問題，學(xué)生對理論知識的接受度會大大提高，進(jìn)而提高實(shí)際課堂教學(xué)效果[7]。

（三）預(yù)設(shè)性與生成性相結(jié)合

預(yù)設(shè)性是指教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生可能提出的問題進(jìn)行預(yù)測，并做好充分準(zhǔn)備。生成性是指在教學(xué)過程中動(dòng)態(tài)生成問題，是教師和學(xué)生自主構(gòu)建教學(xué)活動(dòng)的過程。在課堂教學(xué)中，預(yù)設(shè)性和生成性分別對應(yīng)著科學(xué)性和藝術(shù)性。在PBL課堂教學(xué)中，學(xué)生之間、師生之間會發(fā)生多次思維碰撞，因此在教學(xué)過程中會生成許多無法預(yù)設(shè)的問題，教師需要在教學(xué)活動(dòng)中作出具有前瞻性的準(zhǔn)備并要求這些準(zhǔn)備與教學(xué)情境相適應(yīng)，即生成與預(yù)設(shè)相結(jié)合。以情境教學(xué)理論為指導(dǎo)，教師要深入落實(shí)教學(xué)目標(biāo)的要求[8]，注重學(xué)生課堂的參與度，激起學(xué)生的求知欲。教師也應(yīng)對學(xué)生的整體思維動(dòng)向做出精準(zhǔn)把握。善于運(yùn)用實(shí)際教學(xué)過程中的生成資源，使學(xué)生的思維更加敏銳、靈活，思考問題更有深度、有意義。

三、基于PBL發(fā)展批判性思維的策略

結(jié)合以上原則，科學(xué)合理地制定批判性思維培養(yǎng)的PBL教學(xué)策略。學(xué)生在教師提出的問題情境基礎(chǔ)上提煉出需要解決的問題，初步作出假設(shè)，然后自行搜集資料，再通過自主學(xué)習(xí)、合作討論的方式解決問題，這樣的學(xué)習(xí)模式對學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)具有促進(jìn)作用。學(xué)生親歷提出問題、科學(xué)合理地探究、思考解決問題的過程。在尋找證據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程中學(xué)生習(xí)得了生物學(xué)知識，發(fā)展了批判性思維。

（一）利用真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)問題

PBL教學(xué)模式的本質(zhì)是以問題來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，問題情境的創(chuàng)設(shè)是該模式的關(guān)鍵，通過提出合理的問題來創(chuàng)設(shè)問題情境不僅是一種良好的教學(xué)策略，也是一種非常適合高中生物教學(xué)使用的教學(xué)手段，設(shè)置問題情境的來源很多，教師可以借助視頻資源、教材資源、社會熱點(diǎn)或新聞事件等作為情境材料。教師應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用生活中或教材中的各種情境資源，適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問題情境，從而使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到教學(xué)過程中，學(xué)生根據(jù)教師創(chuàng)設(shè)的情境提出問題、分析并解決問題、梳理分散的知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，構(gòu)建完整的知識體系，從而更好地理解生物學(xué)概念并形成生命觀念，養(yǎng)成科學(xué)思維和科學(xué)探究的意識，養(yǎng)成良好的科研素養(yǎng)?，F(xiàn)以高中生物學(xué)必修一第五章第2節(jié)的內(nèi)容——“細(xì)胞的能量通貨ATP”教學(xué)為例，闡述如何以螢火蟲發(fā)光原理的問題情境作為主線，有效構(gòu)建起ATP的功能、結(jié)構(gòu)等概念，通過一步步解決問題尋求知識，發(fā)展批判性思維。

本節(jié)內(nèi)容可利用學(xué)生熟知的螢火蟲會發(fā)光這一現(xiàn)象作為問題情境，借助多媒體手段展示其他生物如珊瑚、水母等自然界常見的生物發(fā)光現(xiàn)象，引出螢火蟲發(fā)光的能量來源這一問題，這時(shí)教師可向同學(xué)們展示螢火蟲發(fā)光的實(shí)驗(yàn)視頻，視頻播放結(jié)束后教師引導(dǎo)學(xué)生分析螢火蟲發(fā)光現(xiàn)象的機(jī)理，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系物理學(xué)中能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：“發(fā)光需要能量，能量不會憑空消失，也不會憑空出現(xiàn)，只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。”教師可鼓勵(lì)學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象提出疑問。學(xué)生聯(lián)系之前所學(xué)的“細(xì)胞中的能源物質(zhì)”有關(guān)知識，小組之間開展關(guān)于“誰是發(fā)光的直接能源物質(zhì)”的辯論，學(xué)生通過互相之間觀點(diǎn)的碰撞，進(jìn)而激發(fā)思維的火花，不斷完善自己的認(rèn)知，從而獲得知識。

這種真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，以螢火蟲發(fā)光的原理為主線，引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)家所做實(shí)驗(yàn)中不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝有螢火蟲發(fā)光粉末的三個(gè)試管中同時(shí)出現(xiàn)熒光，一段時(shí)間后消失，再次向三個(gè)試管中分別加入等量葡萄糖、ATP制劑、蒸餾水后，只有加入ATP的試管中出現(xiàn)了熒光。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)這些不同的現(xiàn)象提出問題、尋找證據(jù)、會用證據(jù)驗(yàn)證猜想和假說，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的分析性與思想開放度。

（二）巧用“思考·討論”欄目創(chuàng)設(shè)問題

人教版高中生物教材的“思考·討論”欄目能促進(jìn)學(xué)生的知識理解和科學(xué)思維提升。教師可依據(jù)不同欄目類型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)問題層級遞進(jìn)，啟發(fā)學(xué)生思維[9]。例如高中生物必修一第四章第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例中思考與討論欄目的內(nèi)容：（1）紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過半透膜嗎？（2）紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于問題探討中的半透膜？

在教學(xué)實(shí)踐中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧以哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞為材料制備細(xì)胞膜的方法，分析紅細(xì)胞吸水漲破的原理，結(jié)合“水分進(jìn)入紅細(xì)胞的狀況”實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)滲透作用發(fā)生的條件，從而得出紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜這一結(jié)論。通過引導(dǎo)學(xué)生比較本節(jié)“問題探討”中玻璃紙這種半透膜與紅細(xì)胞這種半透膜之間的區(qū)別，歸納概括出細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：選擇透過性。這時(shí)學(xué)生便對生物膜的功能有所認(rèn)知，進(jìn)而推理得出問題（1）的正確結(jié)論：因?yàn)檫x擇透過性膜具有生物活性，細(xì)胞能根據(jù)自身需要有選擇性地滲入和滲出，因此正常情況下血紅蛋白等有機(jī)物不能透過細(xì)胞膜。實(shí)際教學(xué)過程中教師可以巧用“思考·討論”欄目對問題設(shè)置的順序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，或?qū)栴}廣度和深度做出調(diào)整，設(shè)置問題要層級遞進(jìn)，符合學(xué)生思維和認(rèn)知發(fā)展水平，使學(xué)生在分析和解決問題的過程中獲得知識和方法，發(fā)展批判性思維傾向的求真度與分析性，從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

（三）依托生物科學(xué)史創(chuàng)設(shè)問題

生物科學(xué)史是生物學(xué)科發(fā)生和發(fā)展的歷史。它不僅記載了生命科學(xué)知識和理論的形成過程，而且蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)世界觀以及科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度等內(nèi)容[10]。因而具有很高的教育價(jià)值。高中生物教材中關(guān)于生物科學(xué)史的內(nèi)容較多，現(xiàn)以高中生物必修一第三章第1節(jié)對“生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程”為例，設(shè)計(jì)教學(xué)過程以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中分離出來，第一次得出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成;1959年，羅伯特森在電子顯微鏡下看到了清晰的“暗-亮-暗”三層結(jié)構(gòu)，得出所有生物膜都由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)這樣的三明治結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并將生物膜描述成為靜態(tài)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。教師這時(shí)可向?qū)W生提問：你對生物膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)有質(zhì)疑嗎？如果是靜態(tài)的，細(xì)胞的生長、變化、變形蟲的變形等運(yùn)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)嗎？學(xué)生對細(xì)胞膜是靜態(tài)的這一觀點(diǎn)產(chǎn)生質(zhì)疑，顯然靜態(tài)結(jié)構(gòu)滿足不了細(xì)胞的生長、發(fā)育過程，細(xì)胞無法完成物質(zhì)運(yùn)輸和信息交流，故生物膜不是靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，學(xué)生猜想生物膜具有流動(dòng)性。經(jīng)過自主學(xué)習(xí)得知：1970年科學(xué)家用熒光標(biāo)記法證明了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性;1972年桑格和尼克森提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多處人接受。

依托生物科學(xué)史設(shè)計(jì)問題，解決問題，有助于發(fā)展學(xué)生的批判性思維，在生物科學(xué)史的呈現(xiàn)過程中，教師可以根據(jù)科學(xué)原理發(fā)現(xiàn)的過程引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識科學(xué)家的探究歷程，在此過程中學(xué)會對科學(xué)家提出的觀點(diǎn)進(jìn)行批判、質(zhì)疑。在質(zhì)疑過程中激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，并主動(dòng)探索真理。教師通過引導(dǎo)學(xué)生基于問題進(jìn)行假設(shè)、演繹、推理，進(jìn)而得出正確的結(jié)論。

四、結(jié)語

培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維習(xí)慣和能力，是包括生物學(xué)科課程在內(nèi)的課程的核心目標(biāo)之一。批判性思維的培養(yǎng)目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，科學(xué)合理地制定針對批判性思維培養(yǎng)的原則和策略，有利于實(shí)現(xiàn)生物課程應(yīng)有的育人價(jià)值，PBL教學(xué)法是一條非常有效的途徑。

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作者簡介：張衛(wèi)東（1967—），男，碩士，佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院系主任，教授，研究方向?yàn)樯飳W(xué)教學(xué);李瑞（1997—），女，學(xué)士在讀，佳木斯大學(xué)，研究方向?yàn)樯飳W(xué)科教學(xué)。