池必文

（福州第三中學，福建 福州 350001）

隨著《普通高中生物學課程標準（2017 年版）》（以下簡稱“課程標準”）頒布，培養(yǎng)學生生物學學科核心素養(yǎng)成為高中生物學教學的方向和任務。高中生物學課堂教學應以批判性思維培養(yǎng)為主導，通過科學探究活動，促進學生提升科學思維能力，［1］讓學生在獲得基礎的生物學知識的同時，領悟科學研究過程、觀點及解決問題的方法。［2］批判性思維又稱為思辨式思維或審辯能力。它是做出有目的、自我監(jiān)督的判斷過程，“目的”是就觀點和行為建立一個公正科學的判斷，“自我監(jiān)督”指監(jiān)控自我思辨過程的能力、發(fā)現(xiàn)錯誤及進行修正的能力。簡而言之，批判性思維是理由充足、邏輯嚴謹?shù)姆此寂袛?。培養(yǎng)學生的批判性思維可以有效地落實生命觀念及科學思維的培養(yǎng)，促進學生學會科學探究，樹立社會責任，提升生物學學科核心素養(yǎng)。

一、高三生物學科復習教學現(xiàn)狀

受傳統(tǒng)文化的影響，批判性思維是國民思維體系的短板。在高三生物學科復習教學中則表現(xiàn)為，教師多根據(jù)教輔材料督促學生機械化地記憶已習得的生物學概念，完成相關習題。學生對于生物學的重要概念的理解和掌握是基于習題而非深刻理解其生物學本質。由于教師的權威性，學生較少有機會提出自己的疑問與想法。該復習方式單調且重復，教學效率低下，不利于學生提升能力。例如，對“遺傳與進化”模塊的復習，僅停留在對分離和自由組合的比例等機械記憶上，在遺傳病的親子代遺傳概率計算上花費了大量時間。而對于遺傳學的思想，尤其是遺傳分離和自由組合的實質、基因如何定位于染色體等問題，學生無法應對自如。

二、改進高三復習教學，培養(yǎng)批判性思維能力

高中生物學“遺傳與進化”必修模塊展示了眾多遺傳學家富有創(chuàng)造性的、促進人類對于生命本質認識的實驗現(xiàn)象、過程及結論。倘若以批判性思維培養(yǎng)貫穿于該模塊的復習教學，則有利于學生拓展思維深度，提升解決實際問題的能力。

例如，“基因分離和自由組合”專題復習時，介紹基因分離定律和自由組合定律發(fā)現(xiàn)史，遺傳學的奠基人孟德爾基于對融合遺傳的質疑，創(chuàng)造性地提出“顆粒遺傳”的假說，并通過測交加以驗證，以此加深學生對于經典遺傳學的認識，學習批判性思維的方法。還可以介紹摩爾根勇于質疑孟德爾的學說，以果蠅為實驗材料，探尋質疑孟德爾假說的證據(jù)。雖未找到相關證據(jù)，但發(fā)現(xiàn)白眼雄果蠅等“基因位于染色體上”的證據(jù)，從而推動了現(xiàn)代遺傳學的發(fā)展，促進學生認識：科學發(fā)展總是伴隨著質疑與批判、修正甚至推翻。批判有可能不完全正確，但勇于質疑的科學精神是促進科學發(fā)展的關鍵因素。此外，關于“遺傳物質是蛋白質還是DNA”的爭論也是培養(yǎng)學生批判性思維的極好素材?？茖W界曾經一度認為蛋白質是遺傳物質，DNA 沒多大作用。但有些持有“非主流”觀點的科學家努力探尋合適的實驗材料和實驗方法，最終以“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“T2 噬菌體侵染大腸桿菌實驗”有力地證明了DNA 是遺傳物質。通過復習生物科學研究史上經典案例，逐步引導學生不盲目崇拜權威，基于事實證據(jù)、敢于質疑、善于科學嚴謹?shù)乇磉_自己的觀點。又如“細菌抗藥性變異產生原因”的爭論焦點是：變異出現(xiàn)于使用藥物之前還是之后。如果僅告知學生結論，讓其記憶，那么學生對“突變”的理解勢必“蒼白無力”。復習時不妨開展相關的探究實驗，讓學習程度好的學生動手設計實驗方案，指導全體學生開展小組探究論證活動。甚至可以將學生分為“細菌的抗藥性發(fā)生于用藥前”與“細菌的抗藥性變異發(fā)生于用藥后”兩個觀點不同的小組進行辯論。指導學生探尋支持或反駁各自觀點的實驗證據(jù)及資料，通過論證探究活動達成共識：細菌抗藥性的變異是基因突變產生的，而藥物是選擇作用。

因此，高三生物學復習教學應改革傳統(tǒng)的試題講練方式，加強批判性思維能力的培養(yǎng)。這就需要進行課程的二次開發(fā)，如圍繞重要概念、大概念，充分利用相關資料，運用合適的教學方法，指導學生開展深度學習，構建概念網(wǎng)絡，通過合理的質疑，科學的探究，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力及批判性思維能力。

三、例析批判性思維培養(yǎng)的復習教學策略

根據(jù)課程標準的內容要求，將人教版《高中生物·必修2·遺傳與進化》的第1 章至第3 章經典遺傳學內容組合為“玉米籽粒的遺傳學分析”復習專題。現(xiàn)以該專題復習為例，闡述培養(yǎng)批判性思維能力的高三生物學復習教學策略。

1.動手實踐，分析數(shù)據(jù)

提供玉米作為本課的研究材料，指導學生統(tǒng)計玉米籽粒的顏色，探究玉米籽粒顏色遺傳規(guī)律。

首先，創(chuàng)設探究問題情境：玉米籽粒顏色的遺傳是否遵循孟德爾定律？引導學生復習遺傳學規(guī)律，嘗試說出有色籽粒：無色籽?？赡艿倪z傳比例。接著，鼓勵學生設計實驗方案、統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)以驗證自己的假設。運用Excel 錄入各組實驗數(shù)據(jù)，進行卡平方檢驗。并指導學生討論：有色籽粒：無色籽粒的比例應是多少？實驗1 組的數(shù)據(jù)是否真實可靠？當學生發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)無法驗證其假設時，指導學生深入探究可能的原因。

以“創(chuàng)設問題情境——探究實驗——實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析”設計復習教學過程，改革傳統(tǒng)的試題分析的復習方式，指導學生學習設計實驗方案、收集、統(tǒng)計與分析實驗數(shù)據(jù)的方法。此外，充分利用EXECL 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析功能，可以讓學生有更多的時間深入討論分析實驗數(shù)據(jù)，以驗證其假設。學生體驗科學發(fā)現(xiàn)過程并非一蹴而就的，如果實驗結果與預測不符，應冷靜思考與討論，探尋問題所在。明確科學研究需要理性的設計、有效的統(tǒng)計與全面的分析，方可獲得正確的結論。促進學生學會基于客觀事實得出合理結論，提高科學探究能力與批判性思維能力。

2.識圖繪圖，建構知識

提供有關控制籽粒顏色、甜度、糯性等性狀的玉米3 對基因在染色體上位置的研究論文［3］（下文簡稱論文），指導學生學習識圖、繪圖方法，能從復雜的數(shù)據(jù)中尋找有用的信息，正確認識“基因在染色體上的位置和相互關系”這一高中遺傳學重要概念，發(fā)展批判性思維，克服“試題情境稍有變化，作答就不理想”的狀況。

首先，指導學生閱讀論文，討論：如何判斷控制玉米紫色性狀的C 基因是定位于的9 號染色體上的？幫助學生復習孟德爾有關“遺傳因子”論述、魏爾遜的“基因”定義、減數(shù)分裂時染色體行為與數(shù)量變化，以及摩爾根的白眼雄果蠅實驗等知識，促進學生明確染色體是基因的主要載體。并指導學生利用數(shù)碼顯微鏡觀察玉米減數(shù)分裂的染色體裝片，復習減數(shù)分裂各個時期染色體的變化，明確染色體的行為變化導致基因分離和自由組合。接著，指導學生從論文實驗數(shù)據(jù)中任選兩對性狀的實驗數(shù)據(jù)，分析其在F2 的比例，建構控制玉米籽粒顏色、甜度及糯性等性狀的3 對基因模型（圖1），探究基因在染色體上的位置。并讓學生了解熒光染色技術在基因定位研究中的作用。進一步指導學生比較分析廣告語“玉米又甜又糯”與論文有關甜度、糯性等實驗數(shù)據(jù)，激發(fā)學生質疑與討論：為何玉米F2 代沒有甜糯性狀組合，要求學生繪制基因對性狀的控制模型（圖2），嘗試從分子生物學的角度進行解釋。

圖1 玉米3 對基因位置模型

圖2 玉米甜味與糯性的基因控制模型

充分利用生物科學研究論文創(chuàng)設批判性問題情境，布置識圖、繪圖學習任務，引導學生質疑與探究，“由簡單到復雜”深入地復習遺傳學基因分離和基因自由組合兩大定律，深刻理解基因的位置及其與性狀之間的關系，培養(yǎng)學生的批判性思維能力。

3.深入觀察，質疑創(chuàng)新

現(xiàn)代遺傳學研究中，遺傳學家認識到“基因不是簡單地控制蛋白質的合成”。其中，美國女科學家麥克林托克通過大量實驗數(shù)據(jù)的研究分析而提出“跳躍基因”，這是培養(yǎng)學生批判性思維的有利素材。

在“玉米籽粒的遺傳學分析”復習專題的最后環(huán)節(jié)，介紹“跳躍基因”創(chuàng)新的觀點，指導學生深入觀察玉米籽粒的顏色，討論玉米籽粒顏色中出現(xiàn)花斑色的原因，并要求學生嘗試運用規(guī)范的生物學術語進行解釋。

利用“跳躍基因”的觀點創(chuàng)設學習情境，拓展學生對“基因控制性狀”這一重要概念認識，激發(fā)學生熱愛生命科學，學習科學家勇于質疑與創(chuàng)新的科學精神，發(fā)展批判性思維能力。

4.反思與總結

本課例將遺傳學的研究歷程融入復習教學的設計與實施過程中，以批判性思維培養(yǎng)為著力點，以科研論文的實驗數(shù)據(jù)為教學資源，創(chuàng)設真實的問題情境，幫助學生全面、深入地復習“分離定律”“自由組合定律”“基因對于性狀的控制”“基因和基因之間的關系”等經典遺傳學重要概念與原理。

在高中生物學復習中，教師應精選教學資源，用心設計教學環(huán)節(jié)，引導學生合理質疑，理性思考，構建生物學概念體系，掌握生物學思想、觀點與方法，并嘗試運用生命觀解釋、評價現(xiàn)實生活中與生物學相關的問題，提高批判性思維能力。