林伟：例析高中生物学批判性思维技能的测评要素

 

来源公众号：华东师范大学生物学教学杂志

林伟（浙江省丽水教育教学研究院）

摘   要  在阐述批判性思维的内涵和价值的基础上，概括批判性思维技能测评的四个能力要素，通过分析一道指向批判性思维技能测试的试题，探讨其设计特点、解决路径和学生的思维障碍，在此基础上提出教学建议。

关键词  批判性思维  分析论证  评估证据  高中生物学

1 批判性思维的内涵和价值

1.1 批判性思维的内涵   

“批判性思维”有多种定义，一致的观点是批判性思维由习性和技能两大部分构成，包括具有批判性思维的精神和愿意运用批判性思维的个人品质和倾向，以及具体的思维操作和能力[1]。习性为技能提供了态度基础，技能提升习性的效应和价值。

批判性思维具有三个显著特点：①怀疑性，即独立思考不轻信；②逻辑性，即基于论据的逻辑性的、不偏颇的思考；③反思性，即有意识地审思自身的思维过程

1.2 批判性思维的价值

批判性思维作为一种评估观点和获取知识的认知过程，对学生终身学习和创新实践能力具有重要意义。以提升核心素养为宗旨的新一轮课程改革以来，批判性思维受到了学者极大关注，在《普通高中生物学课程标准（2017版2020修订）》中，明确提出学生应该在学习过程中运用批判性思维，审视或论证生物学社会议题。可以说批判性思维既是发展核心素养的重要途径，也是达成核心素养的重要目标。

研究者的调查结果表明，高中生学业成绩与批判性思维总体正相关。究其原因，可能在于批判性思维有助于学生深入分析问题的本质，从不同角度审视问题，并寻找创新的解决方案，问题解决能力较强；通过批判性思维，学生能识别虚假信息和片面观点，做出理性的决策。因此具备批判性思维的学生更善于自主学习，他们能够持续反思和改进自己的学习方法。

2 批判性思维技能的测评要素

批判性思维要求学生在接收信息时保持审视的态度，不盲目接受表面信息，而是深入探究其背后的逻辑和证据。因此可以认为，论证是批判性思维的具体应用，通过论证，学生将批判性思维的结果以合理的方式呈现出来。

基于以上理解，通过分析科学论证的结构形式，可概括得出批判性思维技能主要包括四个能力要素，分别是“分析论证”“评估证据”“评价推理”和“综合判断”。

“分析论证”是指：明确情境中的问题；明确论证结构，即识别出证据、推理过程和观点；挖掘隐含假设。

评估证据”是指：明确证据的类型；分析评估证据的可靠性和准确性。

“评价推理”是指：基于证据采用演绎、归纳等科学思维方法有效地进行论证。

“综合判断”是指：检查证据和结论的相关性，论证过程的充分性，寻找反例来检验（或反驳观点）。

从以上四个要素切入，使高中生物学批判性思维技能的测评和教学变得具体可操作。

3 分析一道指向批判性思维技能测试的试题

3.1试题呈现

本题取自2024年北京卷第17题，限于篇幅，对题目作了删减。

【题目】啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。

根据实验已知，采集酵母菌时O₂浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O₂的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H₂O₂）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H₂O₂能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H₂O₂的培养基上，无氧培养后得到如图1所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由。

【参考答案】不能，该实验只能证明随着H₂O₂浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深）,但不能证明酵母菌接触O₂的最初阶段，细胞产生的H₂O₂浓度会持续上升；该实验在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，接种到培养基上无氧培养，并没有创造O₂浓度陡然变化的条件。

3.2 解决问题的路径 

本试题的设计特点是告知观点和事实，要求评估论证过程，其实质考查学生的批判性思维能力。要解决这个问题，需要对以下几个环节进行分析。

（1）分析论证 什么是主要观点?什么是证据?论证结构是怎样的?

明确问题：采集酵母菌时O₂浓度的陡然变化，为什么会导致部分菌体死亡。

主要观点：酵母菌接触O₂的最初阶段，细胞产生的H₂O₂浓度会持续上升，使酵母菌受损。

证据：本实验所得结果，即在无氧条件下，一定范围内随培养基H₂O₂浓度升高，培养基中酵母菌菌落数显著减少。

论证结构：实验结果→推理→研究者推测。

（2）评估证据 证据是否具体、可靠?

本实验在无氧条件下进行，实验设置了对照组和实验组，符合单一变量原则，用菌落数反映酵母活菌的数量，获取证据的方法是合理的，因此证据具体可靠。

（3）评价推理 证据和结论是否相关?证据对结论的支持是否充分?

推理过程：基于实验证据，结合已知事实和生物学原理，推理得出结论，过程见图2。因此，证据支持主要观点中的“酵母菌细胞产生的H₂O₂浓度若持续上升，会使酵母菌受损”。

（4）综合判断  对照原来的问题，综合判断原来的问题是否得到回答，即论证是否成功?

本证据支持“随着H₂O₂浓度的持续上升，使酵母菌受损”,但不支持“酵母菌接触O₂的最初阶段，细胞产生的H₂O₂浓度会持续上升”。因此要支持推测，本试题提供的证据是不充分的。

综上所述，本试题要求考生运用所学生物学知识，包括实验设计的程序性知识，经历批判性思维过程中的分析论证、评估证据、评价推理和综合判断等来解答问题，是一道考查批判性思维技能的典型试题，测试的重点是批判性思维的探究和实证能力，其设计思路值得借鉴。

3.3 学生答题遇到的思维挑战  

笔者随机抽取本市高三学生72名进行检测，发现绝大多数学生回答“不能完全证实”,但理由说明完全正确的学生仅占25%,学生的主要错误如表1。

结论：在相对复杂的情境中，不能清晰辨认出观点是学生最大的思维障碍，逻辑混乱和错用原理解释是学生推理过程常见的错误，有少数学生对事实和证据获取的方法过度怀疑。由此可反映，日常教学中对批判性思维能力的培养存在一定的不足。

4 教学启示和建议

4.1 营造包容环境，养成批判性思维习性 

要训练批判性思维，首先需要创设一个开放且包容的学习环境，这是滋养批判性思维习性成长的必要条件，教师和学生都应持有开放包容的心态。同时，教师需要消除学生对批判性思维的误区，认为批判即否定，引导学生意识到批判性思维是建设性的，并无攻击、批倒对方的意涵，在批判性思维中重要的是：其一，倾听对方的发言，准确地解释论据、逻辑与情感；其二，反思自身思考的错误与偏差。

4.2 设计开放问题，开启批判性思维 

教师设计的问题很大程度上决定了学生的思维方式，上文中北京卷试题的设问技术给出了一个很好的示范。如果问题的答案都是标准化和预设的，只要求学生给出简短、明确的回答，这会限制学生批判性思维发展，因为批判性思维侧重于对信息或观点的深入分析、评估和判断，因此教师应适量设计出具有一定开放性、劣构成分问题，如争议性话题、含多元观点和多元评价的问题等，以此激发学生，引导学生或在小组讨论中相互启发新思路，或在辩论中寻找他人假设，或开展实验探究寻找证据，或进行角色扮演从不同视角分析问题。总之，设计开放问题，运用批判性思维，最后指向生物学核心概念的构建。

4.3 建立测评框架，引导批判性思维 

依据上述分析，通过审思论证结构，对“分析论证”“评估证据”“评价推理”和“综合判断”等四个能力要素，建立一个简易、程式化的批判性思维技能测评框架（图3）。

利用该批判性思维技能测评框架，可以更好地指导有关批判性思维能力试题的设计和分析，使得测评目标更加聚焦，避免偏离核心评价点，提升高中生物学批判性思维技能测评的整体质量。

来源：林伟.例析高中生物学批判性思维技能的测评要素[J/OL].生物学教学,1-3[2025-09-16].

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