課堂教改對大學生批判性思維能力的影響

施農農，何莎莎，金臻暉，秦 誠

（杭州師范大學 生命與環(huán)境科學學院，杭州 311121）

“批判性思維”這一概念最早出自美國著名教育家約翰·杜威[1]（John Dewey，1859—1952）的“反省性思維”（reflective thinking），其含義即一切知識、信念和信息，充分考慮到支持它們的理由和證據(jù)，以及它們所指向的結論，進行能動、持續(xù)和細致的思考。教育家羅伯特·恩尼斯（Robert Ennis）認為批判性思維是“為了決定相信什么或者做什么而進行的合理的、反省的思維”[2]。這個定義開始關注的是對問題和思維過程的評估。教育家理查德·保羅[3]（Richard Paul）則認為批判性思維是一種自我指向的思維，它能夠對獲得的信息進行細致充分的分析、綜合和評估，包括觀察、實驗、反思、推理和交流等，最終將指導或者調整一個人的內在信念或外在行為。中國學者林崇德和朱智賢認為反思性思維，是思維的批判性、元認知及自我監(jiān)控的同義語，是人類特有的意識性最高的一種思維[4]。Faeione 等[5]將批判性思維分為批判性思維技能和傾向兩個方面，批判性思維技能包括闡明（歸類、理解和澄清意義）、分析（審查觀念、識別與分析論證）、推論（質疑證據(jù)、推測不同可能和得出結論）、評價（評價主張、評價論證）、解析（陳述結果、證明程序的正當性及表達論證）和自我調節(jié)（自我審查與自我校正）六個維度，括號內為其子維度；批判性思維傾向則包括追求真理、分析性、思想開放、系統(tǒng)性、批判性思維自信心、求知欲望和認知成熟度七個維度，這也是加利福尼亞批判性思維傾向測量表（CCTDI）的測定內容[6]。Paul 等[7-8]則指出具有批判性思維的人具有一貫的理性、智慧和同理心。

從上述這些對批判性思維的心理分析的見解，我們不難看出批判性思維的一種思辨性和內省性，是向內積極求索的過程。因此，通俗地講，批判性思維即經常性地反思、審慎地判斷及積極地探索的一種高階思維，其特質即大膽質疑，小心求證，勇于探索，最終指向真理。

20 世紀80 年代，批判性思維教育的制度化和課程化開始出現(xiàn)，美國等一些國家將批判性思維能力、創(chuàng)造性地解決問題的能力和工作中具有的合作精神作為國家科學教育的目標，并逐漸成為歐美國家教育的主流理念[9]。21 世紀批判性思維能力的培養(yǎng)逐漸受到我國高等教育界人士的重視，出現(xiàn)了諸如測評技術研究[10]、概念辨析[11]、大學生批判性思維現(xiàn)狀調查與分析[12-14]、大學生批判性思維與學習投入和收獲[15]、學習方式等關聯(lián)度[16]等一系列相關研究報道，以及本課題組研究發(fā)表的有關生物學社會議題寫作與批判性思維傾向關聯(lián)度及中外比較研究的論文等[17-18]，通過課堂教學改革舉措探究提高大學生批判性思維能力的研究成果有少量報道[19-22]，在生物學課程體系中的相關研究則未見報道。

在當前紛繁復雜信息巨量的社會背景及創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的目標要求下，批判性思維能力的培養(yǎng)是信息化時代學生的生存與發(fā)展需求、學生的創(chuàng)造性能力發(fā)揮需求、人本主義和建構主義教育理念的形成需求。因此批判性思維的培養(yǎng)是現(xiàn)今高等教育體制中必須重視的內容。目前，高校學生培養(yǎng)方案中對作為科學思維培養(yǎng)目標之一的批判性思維能力的培養(yǎng)提出了要求，這與培養(yǎng)高素質綜合能力的人才教育理念是完全吻合的，代表著時代發(fā)展的人才能力需求。因此，了解大學生批判性思維能力現(xiàn)狀，思考和探究如何在課堂教學中訓練和培養(yǎng)學生高階思維能力，是高等教育課堂教學改革向縱深發(fā)展的一項重要課題，意義重大。

遺傳學是研究生物遺傳、變異的基本規(guī)律的科學，是高校生命科學領域專業(yè)必修課程之一。在當今以學生為主體的主動性學習理念下，探究如何通過改進課程教學方法，豐富學生的形成性學習評價指標，使學生更準確、主動地掌握生命科學領域既古老又日新月異的這門遺傳學課程的基本規(guī)律、基本概念和研究方法，掌握和了解遺傳學發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，培養(yǎng)遺傳分析能力，在群體、個體、細胞和分子等不同層面上對遺傳學有較為完整和深入地認識，培養(yǎng)和提高自身批判性思維能力具有重要意義。

本研究試圖通過我國教育領域學者彭美慈教授等[23]修訂的美國加利福尼亞批判性思維能力傾向測量表（CCTDI-CV），從尋找真理、開放思想、分析能力、系統(tǒng)化能力、批判性思維的自信心、求知欲和認知成熟度七個維度上，系統(tǒng)測定本院生物科學和生物技術專業(yè)學生在基于形成性學習評價為主導的遺傳學課堂教學改革舉措實施前及實施后，批判性思維能力的現(xiàn)狀及其發(fā)生的變化，分析多元化課堂教改措施與批判性思維各維度要素之間的關聯(lián)度，尋求培養(yǎng)和提高大學生批判性高階思維能力的有效途徑，期望提出可行性建議和措施，為提升本校高等師范課堂教育質量，培養(yǎng)學生的高階思維能力，提高學生培養(yǎng)目標的達成度提供有效借鑒。

一、實施課堂教學改革舉措

（一）積累和制作豐富的課堂教學資源

修訂了遺傳學課程教學大綱，明確了課程教學目標，并與學生培養(yǎng)目標相結合進行歸納提煉，體現(xiàn)在知識、能力及溝通三方面。分別精選了中英文兩套雙語教學紙質和電子版教材；構建了數(shù)千幅中英文電子教學圖片；十余個原版教學視頻；制作了雙語試題庫；積累了大量的中英文詞義匹配題、課堂互動題和小測題，其中不乏一些開放式思考題；積極使用課堂教學平臺資源如“課堂派，https：//www.ketangpai.com”，發(fā)放各類教學資源、互動思考題及小測題，隨堂使用并分析學生答題情況；或者利用課程釘群不時發(fā)放多個相關拓展閱讀資料，提供學生閱讀理解。

制作完成兩套遺傳學課件，一套為課堂版用以課堂教學，另一套為含有大量空格和問號的學生版發(fā)放并隨堂使用。要求學生課堂上結合教材內容，通過課堂版課件的教學學習、師生互動思考及勤記筆記，回答學生版課件中的問題和填空等問題，最終達到與課堂版的銜接。

（二）建立了滲透科學史教育的研究型教學模式

教師注重收集相關教學資源，充分備好課，依托多媒體技術和設施，還原科學家發(fā)現(xiàn)重要成果和規(guī)律的實驗過程，包括圖片、表格、樣本、實物和數(shù)據(jù)等的展示，使學生除了通過閱讀教科書、參考資料思考科學家的研究過程，更可以直觀地通過視聽材料回顧過程。在課堂中滲透科學史教育，學習科學家嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，從中得到領悟和啟發(fā)。了解前人如何在學術背景下發(fā)現(xiàn)、提出和解決科學問題，如何設計實驗、分析數(shù)據(jù)和推導結論，使學生認識到科學思維邏輯與發(fā)現(xiàn)真理間的重要關系。啟發(fā)式、遞進式和有邏輯地闡明知識點，并進行案例分析和思路拓展，展開充分的課堂討論。

（三）最新科技文獻精讀優(yōu)化了課程教學

遺傳學研究成果日新月異，書本教材的更新相對滯后，為及時讓學生了解最新遺傳學研究成果及與教學內容緊密相關的研究進展，并進行思考提問，將科技文獻精讀引入課程教學中是一種很好的方法。通過最新文獻精讀使學生獲得書本以外的專業(yè)新知識、新認識，豐富和拓展課程知識儲備，并促進科研思維和雙語閱讀能力。

教師在文獻內容的選擇上與教學環(huán)節(jié)穿插，教師遴選近年若干篇權威科學雜志發(fā)表的文獻，可以中、英文兼有，學生根據(jù)自身興趣選取文獻，可以重疊以此促進學生間交流，課外組成小團隊進行閱讀理解吸收交流，并準備一定時間的課堂交流。

（四）適當采用了翻轉課堂教學模式

根據(jù)遺傳學課程某些章節(jié)或主題內容，非常適合采用翻轉課堂由學生主講教師點評這一教學模式，如部分緒言、遺傳進化等內容，通過教師提出相關主題的一系列問題，學生自主選題并組成小組，組內進行分工合作，通過查閱文獻資料、撰寫報告、討論定稿和全班交流討論，進行學生互評，老師點評。

（五）建立了形成性評價與終結性評價相結合的學生課程學習評價體系

項目通過實施上述多元化課堂教學改革舉措，結合相應的單元作業(yè)、抽測、提問、討論和專題報告等，豐富了形成性評價的環(huán)節(jié)與內容，具體評價細則、權重及對應的教學目標見表1。形成性學習評價與期末的終結性評價各占50%，構成學生課程學習的終成績。隨堂考勤僅作扣分依據(jù)，缺課1/3 以上無成績；終結性評價試卷主、客觀題結合，適當增加綜合分析題比重（表1）。

表1 學生成績組成、考評細則及對應的教學目標

二、問卷發(fā)放及回收分析

本研究采用彭美慈等根據(jù)我國本土特點修訂的加利福尼亞批判性思維能力傾向測量表（CCTDI-CV）作為前后測問卷表。問卷內容效度（CVI）0.89，α 值0.90，各維度內部一致性（α 值）介于0.54～0.77，具有良好的信度與效度，適合作為學生批判性思維能力傾向的測量工具[23]。量表包含7 個維度，每個維度10 個小題，共70 個小題，每題后有6 個選項。

采用Likert 六點量表評分法，正向題從非常贊同、相當贊同、比較贊同、一般贊同、相當不贊同和非常不贊同六個等級依次分別對應于1～6 分；反向題則依次分別對應6～1 分。依據(jù)量表總分定義，若被試者總分≦210，則批判性思維總體傾向為負性；總分介于210～280，總體傾向較弱；總分≧280 分，總體傾向比較理想；若總分≧350 分，總體傾向很強。若單維度總分≦30 分，則被試者此維度的批判性思維為負性；單維度總分30～40，此維度傾向表現(xiàn)中性；單維度總分≧40 分，此維度傾向表現(xiàn)較理想；單維度總分≧50，則此維度傾向很強。

分別在上述課堂教學改革舉措實施前、后發(fā)放批判性思維能力傾向測量表（CCTDI-CV），學生填寫后回收，利用Excel 對各班前后測數(shù)據(jù)進行方差和差異性統(tǒng)計分析，利用GraphpadPrism 統(tǒng)計軟件繪制柱形差異圖。

三、量表前后測分析結果

生科、生技班回收的前后測有效問卷數(shù)共120 份。

（一）批判性思維能力傾向現(xiàn)狀分析

前測量表數(shù)據(jù)表明，生科班學生的七個維度平均總得分為203.50±28.17，生技班的平均總分為185.40±27.48，生科班比生技班相對高些，但依據(jù)量表總分定義，兩班總分均小于210 分，總體傾向均為負性（表2、表3）。

從七項單維度得分看，生科班在24.50±7.66 到33.53±7.48 之間，依據(jù)量表單維度得分小于40 分定義，批判性思維狀況在負性到中等之間，其中五個單維度尋找真理、開放思想、分析能力、求知欲和認知成熟度在負性區(qū)間，系統(tǒng)化能力和批判性思維自信心二個維度則在中等區(qū)間；生技班的七項單維度特質得分在23.43±6.24到30.50±7.93 之間，批判性思維狀況基本都在負性區(qū)間，僅批判性思維自信心30 分略多，剛好進入中等區(qū)間；兩個班級相對較高得分的單維度特質相同，均為批判性思維自信心（表2、表3）。

表3 生技班項目實施前后批判性思維能力分析量表得分情況分析匯總

（二）課堂教改舉措實施后數(shù)據(jù)分析

項目實施后生科班學生的平均總分為258.86±36.34，總體傾向由負性轉為較弱，前后測差異極顯著（表2、圖1（a））。七項單維度得分在32.30±4.36 到45.20±7.23之間，批判性思維狀況由負性到中等轉為中等到較理想之間；雖然系統(tǒng)化能力和求知欲二個單維度的前后測結果在統(tǒng)計學意義上呈顯著差異（P＜0.05），但系統(tǒng)化能力仍在中等區(qū)間；尋找真理、開放思想、分析能力和認知成熟度的前后測結果呈極顯著差異（P＜0.01），尤其是認知成熟度變化最大，由實施前的負性傾向（24.50±7.66）轉為較理想狀態(tài)（45.20±7.23）；而批判性思維自信心則前后測變化不大，在中等區(qū)間徘徊，且差異不顯著（P＞0.05）（表2、圖1（b））。

表2 生科班項目實施前后批判性思維能力分析量表得分情況匯總

圖1 生科班遺傳學課堂教學改革前后測學生批判性思維能力傾向總分及各維度分值比較

項目實施后生技班學生的平均總分為244.67±61.38，也由負性向轉為較弱傾向，前后測呈極顯著差異（表3、圖2（a））。七項單維度得分在29.82±7.60 到42.91±10.42 之間，批判性思維狀況也由負性到中等轉為中等到較理想之間；其中尋找真理、開放思想、分析能力、求知欲和認知成熟度五個維度的前后測結果呈極顯著差異（P＜0.01），尤其是認知成熟度變化最大，由實施前的負性傾向（25.20±6.73）轉為較理想狀態(tài)（42.91±10.40）；雖然系統(tǒng)化能力和批判性思維自信心統(tǒng)計學上差異不顯著（P＞0.05），但是系統(tǒng)化能力還是從負性提高到了中等水準（表3、圖2（b））。

圖2 生技班遺傳學課堂教學改革前后測學生批判性思維能力傾向總分及各維度分值比較

四、課程教學目標達成度評價分析

對應本校學生培養(yǎng)目標專門制訂了遺傳學課程的三大教學目標，體現(xiàn)對學生在知識、能力和素養(yǎng)三方面的要求。

目標1：掌握遺傳學基本原理、規(guī)律及研究方法，在群體、個體、細胞和分子等不同層面對遺傳學有較為完整和深入的認識；能夠運用辯證唯物主義的科學觀認識和解釋遺傳現(xiàn)象的本質。

目標2：掌握運用多種遺傳學研究手段解決問題的能力，并在邏輯思維、科學態(tài)度和思辨能力方面獲得訓練；熟悉遺傳學發(fā)展史、領悟研究型學習方法，具有將發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、設計實驗、分析數(shù)據(jù)、獲得結果和推導結論等一系列解決科學問題的過程與方法運用在遺傳學研究中的能力，以及將所學知識運用到中學生物學教學中的能力。

目標3：具有良好的科學素質、遺傳學素養(yǎng)和團隊合作能力，了解課程前沿與趨勢，通過遺傳學領域的最新成果閱讀與專題合作學習，拓展知識，并提升中英雙語切換和理解遺傳學專業(yè)知識的水平，努力成為具有國際視野和創(chuàng)新意識的高素質人才。

課程目標達成度的評價依據(jù)見表4。

表4 教學目標達成度的評價依據(jù)及方法

項目實施期間課程教學目標達成度生科班73%～85%，生技班66%～75%，試卷難度系數(shù)中等。說明本項目實施后課程的教學目標達成度均獲得了很好的完成，絕大部分學生達到了教學目標的要求，其中生科班總的達成度略高于生技班，這與兩班學生（未參與大類招生）本身的基礎水平不均衡相對應且吻合。

項目實施期間學生總成績呈正態(tài)分布，項目執(zhí)行者（教師）的學評教成績連年優(yōu)秀。

五、教改成果與人才培養(yǎng)

項目實施期間，項目組積累和制作了豐富的課堂雙語教學資源；建立了滲透科學史教育的研究型教學模式，使學生在獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題方面得到了訓練；穿插最新科技文獻的精讀優(yōu)化了課程教學，完善了學生的學科知識結構；適當采用的翻轉課堂教學模式，使學生在思辨、主動探索和團隊協(xié)作等能力方面得到了提高；同時建立了一套完善的形成性評價與終結性評價相結合的學生課程學習評價體系，并有效實施多年。項目組成員及負責人作為指導教師指導的學生在全國和浙江省大學生生命科學競賽中獲得多次一、二等獎，主持“國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目”一項。本課程在項目實施期間獲得2020 年遺傳學浙江省一流課程（線下）。

六、結束語

批判性思維是一種對事物客觀理性的分析和審慎判斷的過程，經判斷、推理做出正確的決定，其目的在于恰當?shù)亟鉀Q問題。批判性思維也是大學生綜合素質要求的重要組成部分，是學生提出問題和解決問題的前提條件[24]。課堂是學生吸收知識、能力培養(yǎng)、陶冶情感態(tài)度與培養(yǎng)正確價值觀的主要陣地。本項目的多元化課堂教學改革舉措強調了以學生為主體的體驗和探究過程，給學生更多的思考問題、提出問題、分析判斷及有效闡述等機會，涵蓋了批判性思維能力傾向的各類要素。

學生版課件的制作與發(fā)放使用，并與課堂版銜接的課堂要求，對促進學生主動思考，尋求解決問題的方法，增強課堂凝聚力等收效顯著。開放性問題的思考是培養(yǎng)和提升學生批判性思維能力傾向的重要手段，答案不是唯一或確定的，有助于學生反思自己言行，審慎做出決定；同時與實踐關聯(lián)的問題能夠激發(fā)學生主動探究與思考和主動學習的熱情。研究型教學對于培養(yǎng)學生的科學思維與創(chuàng)新能力至關重要，一些重要案例解題思路的闡明及其拓展訓練，可以培養(yǎng)學生的邏輯推理能力；而思辨模式可以激發(fā)學生的思維和興趣，問題的梳理澄清和交流也是學生對自身思維一種很好地審查與訓練的過程?？茖W史的滲透可以再現(xiàn)科學家們突破局限、攻堅克難和努力創(chuàng)新的過程，是培養(yǎng)學生批判性思維的很好素材；教師創(chuàng)設探究情景，引導性的描述，可以激發(fā)學生思考和提出問題，同時可使學生領悟科學家的智慧和發(fā)現(xiàn)真理的探究過程，以及他們身上擁有的堅韌嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和契而不舍的探索精神。最新科技成果與文獻學習可以拓展學生專業(yè)知識儲備和教師自身綜合能力的提高，構建師生的課程新型知識結構，增強和開拓教學深度和廣度，達到教研相長的作用。部分內容適當?shù)貙嵭蟹D課堂教學形式可以讓學生深入參與到教學活動中來，主動學習并增強思考和互動，對主動探索、提升分析問題能力和培養(yǎng)團隊合作精神非常有益。因此，本項目實施后對學生在批判性思維能力的提升上有很大的促進作用。

課程評價作為教育評價的重要組成部分在課程發(fā)展活動中不可或缺，評價的目的功能、目標體系和方式方法直接影響著課程培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，決定著課程改革的成敗。二十一世紀高等教育理念是以具有高階思維能力的創(chuàng)新型復合人才為培養(yǎng)目標，采取的是以學生為主體的探究式、主動學習的課堂教學模式，以往的學生重點關注終期結果的學生課程學習評價體系已不能凸顯和全面評價學生的目標能力達成度，評價既要關注學生學習的結果，更要關注他們的學習過程，把學生在發(fā)現(xiàn)提出和解決問題過程中的行為能力和思維能力如調查、探究、交流合作和思辨等表現(xiàn)納入評價視野，能夠更好地促進學生的批判性思維能力的努力提升。

遺傳學課程經過優(yōu)化教學資源、基于科學史教育的以學生為主體的研究型教學、滲透科技文獻的閱讀與思考及適當?shù)姆D課堂實施等課堂教學改革，的確能夠在一定程度上提高學生的批判性思維能力，尤其在尋找真理、開放思想、分析能力、求知欲和認知成熟度等五個維度上，其中對學生的認知成熟度的提升效果特別明顯，但對基礎尚可的批判性思維自信心則沒有明顯的提升效應。由于學生本身較弱的批判性思維能力現(xiàn)狀，盡管課堂教改實施后，各維度多有顯著改進，但仍處于較弱層面，需要在本項目實施舉措和研究成果基礎上，加大有效樣本量測評；持續(xù)實施有效的課堂教改舉措，持續(xù)進行總結、反思、改進或微調；探索教改新舉措；進一步加強綜合能力和思維能力的訓練，使學生在各維度上有更大幅度的能力提升，增強學生的批判性思維自信心，使學生的批判性思維能力有更大跨度的提升。同時，要更多關心和幫助后進同學，敦促和端正他們的學習態(tài)度，提高他們的學習能力，使全班每一個人都有較大收獲，共同進步，更好地提高教學目標達成度。