在論證式教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的批判性思維
——以“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”教學(xué)為例

黃璐璐

（福州第三中學(xué)，福建 福州 350003）

隨著基礎(chǔ)教育課程改革的深入推進，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)已成為中小學(xué)教學(xué)的主旋律。作為核心素養(yǎng)的重要組成部分，批判性思維的發(fā)展能促進學(xué)生主動甄別信息，為進一步的科學(xué)探究奠定基礎(chǔ)。然而，經(jīng)過長時間習題化的訓(xùn)練，很多學(xué)生已經(jīng)習慣于被動接受知識，缺乏對所獲信息進行批判性分析的意識與能力，有必要在學(xué)科教學(xué)過程中加強培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力，促進學(xué)生養(yǎng)成批判性思維習慣。

一、概述批判性思維及論證式教學(xué)

批判性思維是指在標準評價體系基礎(chǔ)之上，進行合理化反思的行為，具體包括思維傾向和思維能力兩個方面。［1］其中，思維傾向是指以強烈的好奇心和求知欲評判、分析自己或他人觀點的傾向；思維能力既包括對已有結(jié)論的辯證分析，也包括對事實和觀點的區(qū)分以及運用論據(jù)對觀點進行辯護的能力。［2］在發(fā)展學(xué)生批判性思維的過程中，思維傾向與思維能力的培養(yǎng)缺一不可。

與其他教學(xué)模式不同，論證式教學(xué)強調(diào)通過對合理化問題的“質(zhì)疑—辨析—推論”的過程，促進學(xué)生形成自己的觀點或結(jié)論，這與批判性思維培養(yǎng)有著深層的內(nèi)在聯(lián)系。［3］在論證式教學(xué)中，教師可以通過指導(dǎo)學(xué)生評價方案、提出觀點、論證猜想等過程，激發(fā)學(xué)生的探求欲望與批判性思維傾向，發(fā)展學(xué)生的批判性思維能力。

二、探索發(fā)展批判性思維的論證式教學(xué)

本文以2019 年版人民教育出版社普通高中教科書《生物學(xué)·選擇性必修3·生物技術(shù)與工程》中“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”教學(xué)為例，探討發(fā)展學(xué)生批判性思維的論證式教學(xué)策略。

（一）概述“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”教學(xué)要求及教學(xué)思路

學(xué)生在學(xué)習“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”之前，已經(jīng)學(xué)習了有關(guān)基因工程的知識，初步了解基因工程的操作流程及其應(yīng)用。該節(jié)內(nèi)容聚焦于現(xiàn)代生物技術(shù)相關(guān)的安全性問題，旨在通過嚴謹?shù)目茖W(xué)分析，引導(dǎo)學(xué)生理性看待社會熱點問題，發(fā)展批判性思維。

《普通高中生物學(xué)課程標準（2017 年版2020 年修訂版）》對涉及轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的教學(xué)要求是，能說出常見的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，并能分析轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用可能帶來的社會影響。由此可見，發(fā)展學(xué)生批判性思維、社會責任意識與擔當?shù)闹匾饬x，這既是教學(xué)重點，也是教學(xué)的難點。傳統(tǒng)教學(xué)中，圍繞這一教學(xué)重點，教師通常應(yīng)用講述、展示學(xué)生收集的資料及辯論等教學(xué)方法，促進學(xué)生“理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)”。然而，若單純以辯論的方式指導(dǎo)學(xué)生討論轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性問題，容易形式化、浮于“表面”，不利于學(xué)生深刻理解其中蘊含的生物學(xué)原理。筆者嘗試運用論證式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)方法區(qū)分謠言與事實、收集證據(jù)，并加以論證，在“質(zhì)疑—辨析—推論”過程中發(fā)展學(xué)生的批判性思維。

具體教學(xué)思路是指導(dǎo)學(xué)生課前收集有關(guān)轉(zhuǎn)基因研究成果資料。課堂教學(xué)時，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本有關(guān)內(nèi)容，交流討論身邊常見的轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品；從超市轉(zhuǎn)基因大豆油和非轉(zhuǎn)基因大豆油的比較中，引導(dǎo)學(xué)生初步形成觀點，分析網(wǎng)上關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的言論；由我國批準種植的棉花和番木瓜等兩種轉(zhuǎn)基因生物，引出關(guān)于轉(zhuǎn)基因番木瓜安全性的深度討論；最后由轉(zhuǎn)基因食品的安全引申到轉(zhuǎn)基因生物可能存在的環(huán)境安全問題，促進學(xué)生學(xué)會理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

（二）“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”論證式教學(xué)過程

1.分析網(wǎng)上關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的言論

創(chuàng)設(shè)問題情境：如果在超市購物的時候你看到這樣的兩類產(chǎn)品，一類是標注“非轉(zhuǎn)基因”的大豆油，另一類是未做相應(yīng)標注的大豆油，你會怎么選擇？引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地分析網(wǎng)上關(guān)于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的言論，區(qū)分信息中的事實和觀點。

（1）分析轉(zhuǎn)基因玉米實驗。播放紀錄片《小崔考察轉(zhuǎn)基因》中關(guān)于轉(zhuǎn)基因玉米粒和非轉(zhuǎn)基因玉米粒的片段，提出問題：你是否認同“鳥類對轉(zhuǎn)基因玉米粒啄食較少”這一觀點？學(xué)生質(zhì)疑認為：鳥類的取食傾向與是否為轉(zhuǎn)基因的玉米無關(guān)。分析紀錄片中相關(guān)實驗設(shè)計，辨析1：轉(zhuǎn)基因玉米實驗中兩種玉米的擺放位置、放置時間等條件并不滿足單一變量原則。辨析2：轉(zhuǎn)基因玉米實驗中兩種玉米的擺放位置、放置時間等條件并不滿足單一變量原則。辨析3：沒有調(diào)查鳥類對玉米顆粒大小啄食偏好。結(jié)合教師提供的資料：轉(zhuǎn)基因玉米粒因為含水量更低，對鳥類的吸引力更小而更少被食用，學(xué)生推論：紀錄片中所呈現(xiàn)的實驗并不符合科學(xué)設(shè)計要求，無法得出“鳥類對轉(zhuǎn)基因玉米粒啄食較少”的結(jié)論。

（2）區(qū)分傳統(tǒng)育種和轉(zhuǎn)基因育種。教師展示有關(guān)紫薯圖片資料，提出問題：你是否認同“與傳統(tǒng)作物味道不同、色彩不同的作物都是轉(zhuǎn)基因的”這一觀點？學(xué)生質(zhì)疑認為：農(nóng)產(chǎn)品的味道、顏色并不是判斷是否為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的唯一標準。查找紫薯培育方法的相關(guān)資料，辨析1：紫薯是由甘薯中富含紫色花青素的品種經(jīng)多代雜交和篩選獲得的新品種。辨析2：紫薯中的花青素是一種水溶性類黃酮物質(zhì)，存在于藍莓、黑枸杞等植物體中。推論：紫薯等顏色鮮艷的植物是結(jié)合傳統(tǒng)育種技術(shù)培育出的品種，并不是轉(zhuǎn)基因生物，不能用口味、顏色、大小等指標來衡量一種植物是否為轉(zhuǎn)基因生物。

密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，激發(fā)學(xué)生認知沖突，認識到在科技快速發(fā)展的當下，人類應(yīng)該批判性地思考新技術(shù)存在的安全隱患。但是判斷一種轉(zhuǎn)基因生物是否具有安全性，需要應(yīng)用科學(xué)方法進行理性的分析。以此，培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑、求實的科學(xué)態(tài)度，促進批判性思維傾向的形成。

2.論證轉(zhuǎn)基因食品安全性

推理是建立在大量真實資料基礎(chǔ)之上的，是批判性思維的關(guān)鍵能力。以我國科研人員自主研發(fā)的抗PRSV 轉(zhuǎn)基因番木瓜——華農(nóng)一號為例，論證轉(zhuǎn)基因食品的安全性。通過搜集華農(nóng)一號的相關(guān)信息，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，尋找他人推論中的漏洞，發(fā)展學(xué)生的批判性思維能力。

根據(jù)有關(guān)轉(zhuǎn)基因作物資料，創(chuàng)設(shè)問題情境：華農(nóng)一號在大規(guī)模種植前，需要從哪些方面判斷它的安全性呢？［4］引導(dǎo)學(xué)生收集華農(nóng)一號相關(guān)數(shù)據(jù)，從成分差異、致敏性以及抗生素抗性等多角度進行論證分析。

（1）比較分析轉(zhuǎn)基因食品的成分。教師呈現(xiàn)資料：科研人員提取了轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因番木瓜青果種子、青果果肉、熟果種子、熟果果肉中的一種內(nèi)源毒物——芐基異硫氰酯（BITC），將提取后濃縮的樣品進行氣相色譜分析，并應(yīng)用生物統(tǒng)計方法，得到實驗結(jié)果（見表1）。［5］

表1 轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因番木瓜不同組織部位BITC 含量的測定（mg/g）

學(xué)生質(zhì)疑認為：轉(zhuǎn)基因番木瓜和非轉(zhuǎn)基因番木瓜在成分上并無明顯區(qū)別。分析表格中的數(shù)據(jù)，辨析1：比較分析種子和果肉中BITC 的含量，以及果實成熟前后，種子和果肉中BITC 的含量。推論1：無論成熟與否，轉(zhuǎn)基因番木瓜和非轉(zhuǎn)基因番木瓜的種子和果肉BITC 含量均不存在顯著性差異。結(jié)合教師提供的資料：科研人員測定了轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因番木瓜中的其他營養(yǎng)物質(zhì)，如胡蘿卜素和維生素A 的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者之間也并不存在明顯的差異，推論2：兩類番木瓜在營養(yǎng)成分上不存在明顯差異，由此不能說明轉(zhuǎn)基因番木瓜存在安全性隱患。

（2）分析轉(zhuǎn)基因食品中的致敏性。提出問題：華農(nóng)一號轉(zhuǎn)入的基因所表達。產(chǎn)物是否有可能成為新的過敏原？學(xué)生質(zhì)疑認為：食用華農(nóng)一號不會引起過敏。分析復(fù)制酶蛋白序列與人體常見過敏原序列的比較，以及食用華農(nóng)一號后蛋白質(zhì)的消化過程，辨析1：比較復(fù)制酶蛋白序列和人體常見的8 種過敏原序列發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)二者之間不存在連續(xù)8 個氨基酸的相同，不滿足引起T 細胞識別的肽鏈長度要求。辨析2：模擬胃腸液消化實驗條件下，復(fù)制酶蛋白序列在15s 以內(nèi)被分解［5］。推論：復(fù)制酶蛋白不可能成為潛在的過敏原，說明轉(zhuǎn)基因番木瓜中外源基因表達的蛋白質(zhì)不存在潛在的致敏性。

（3）分析食用轉(zhuǎn)基因食品可能引起的耐藥性。提出問題：華農(nóng)一號中含有的抗生素抗性基因，如卡那霉素抗性基因，食用后是否會導(dǎo)致人體出現(xiàn)耐藥性？學(xué)生質(zhì)疑認為：食用華農(nóng)一號不會導(dǎo)致人體出現(xiàn)抗生素耐藥性。查找抗生素在自然界中的分布和耐藥性產(chǎn)生的機理，辨析1：卡那霉素抗性基因在自然界中是廣泛分布的，不少植物本身就具有抗生素抗性。辨析2：人體出現(xiàn)的耐藥性的主要原因是盲目使用廣譜抗生素。結(jié)合教師提供的資料：來自歐盟食品安全局的一份調(diào)查報告顯示，沒有明確證據(jù)表明使用卡那霉素抗性基因作為標記基因會對人體或動物的健康造成危害［4］，推論：已有證據(jù)不能證明食用轉(zhuǎn)基因番木瓜會引起人體出現(xiàn)抗生素耐藥性。

上述三方面的論證可以說明轉(zhuǎn)基因番木瓜成分、致敏性與普通番木瓜無異，但是無法得出轉(zhuǎn)基因番木瓜完全無害的推論。事實上，“證實”和“證偽”本身就是相互矛盾的，教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考：相較于證明轉(zhuǎn)基因食品的安全，欲證明轉(zhuǎn)基因食品不安全，需要排除所有可能潛在的不安全因素，而這在邏輯學(xué)上是不存在的。另外，通過查找相關(guān)信息了解到華農(nóng)一號批準上市后，大大減少了農(nóng)藥的使用，取得了巨大的經(jīng)濟效益與社會效益，可以讓學(xué)生學(xué)會全面、多角度的分析問題、解決問題，提高獲取信息能力及批判性思維能力。

（三）論證轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境安全問題

針對復(fù)雜的科學(xué)情境，適當引入證據(jù)不充分的例子，能夠更好地促進學(xué)生的批判性思維能力的提升。轉(zhuǎn)基因番木瓜的成功并不意味著轉(zhuǎn)基因生物都是安全的。實際上，除了轉(zhuǎn)基因食品之外，人們還關(guān)心轉(zhuǎn)基因生物是否會對環(huán)境產(chǎn)生影響，以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能產(chǎn)生的社會、倫理問題。

創(chuàng)設(shè)問題情境：轉(zhuǎn)基因生物是否會造成“基因漂移”，產(chǎn)生“超級雜草”？學(xué)生質(zhì)疑認為：轉(zhuǎn)基因生物可能存在環(huán)境安全問題。查找“基因漂移”和“超級雜草”的相關(guān)資料，辨析1：轉(zhuǎn)基因植物在種植區(qū)域和所轉(zhuǎn)入的基因選擇上都有嚴格的要求，但是依然無法排除基因隨花粉擴散到近緣植株的可能性，其可能引起的環(huán)境安全問題是轉(zhuǎn)基因作物潛在的安全性問題之一。辨析2：“超級雜草”是指長期使用單一品種的除草劑會使一些品種的雜草產(chǎn)生耐藥性，但這和是否使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)并沒有關(guān)聯(lián)。結(jié)合教師提供的資料：2016 年，我國科學(xué)家找到了一個在水稻花藥絨氈層和花粉粒中特異性表達的基因OsNPⅠ，該基因的突變體表現(xiàn)為花粉敗育，可以有效阻止花粉介導(dǎo)的基因漂移；科研人員嘗試在目的基因發(fā)揮作用后，利用Cre?LoxP 重組系統(tǒng)將其從轉(zhuǎn)基因植物中刪除，從根本上杜絕了基因漂移的可能性。［6］推論：雖然轉(zhuǎn)基因生物可能會出現(xiàn)“基因漂移”的現(xiàn)象，但是通過科學(xué)家們的不斷研究探索，可以大幅度降低轉(zhuǎn)基因生物可能造成的環(huán)境安全隱患。

通過論證分析“基因漂移”現(xiàn)象，學(xué)生能夠認識到事物的多變性，學(xué)會用辯證的眼光看待問題。此環(huán)節(jié)教學(xué)與轉(zhuǎn)基因食品的安全性判斷教學(xué)相結(jié)合，有助于學(xué)生建立轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性問題的全視角，能夠區(qū)分轉(zhuǎn)基因技術(shù)本身與轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的推廣，更加理性、謹慎地看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

應(yīng)用論證式教學(xué)策略開展“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”教學(xué)，通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、分析、尋找證據(jù)、形成推論及個人觀點，促進學(xué)生深刻理解：雖然轉(zhuǎn)基因技術(shù)本身是中性的，但事物具有兩面性，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是否安全是需要進行嚴格、科學(xué)的檢測。課后，教師還鼓勵學(xué)生向身邊的家人宣傳有關(guān)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，學(xué)會將所學(xué)的知識應(yīng)用于日常生活中，提高批判性思維傾向與批判性思維能力。

總之，相較于傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，論證式教學(xué)能夠彰顯生物科學(xué)實驗與探究實踐歷程，促進學(xué)生摒棄“死記硬背”的學(xué)習方式，在科學(xué)探究與實踐中，獲取生物學(xué)知識，形成有關(guān)生物學(xué)思想觀點與方法，發(fā)展批判性思維。