生物化学课程中的批判性思维培养路径

摘要：文章探讨生物化学课程中批判性思维的培养，并整合国内外研究，结合我国教育现状，提出有效培养模式，旨在通过问题导向、案例分析及翻转课堂等策略，显著提升学生能力。

关键词：生物化学课程；批判性思维；培养路径；教学策略

一、批判性思维在生物化学课程中的重要性

批判性思维在生物化学课程中表现为主动性、独立性、全面性。主动性即学生不是被动地接受知识，而是能主动地提出问题、分析问题，并积极寻求问题的解决方案；独立性即学生能摆脱对他人观点的依赖，不盲从权威，而是基于自己的理解和分析来作出判断；全面性即学生在思考问题时能全面地考虑问题的各个方面，权衡利弊得失，深入问题的本质，挖掘出隐藏在背后的深层次原因和影响因素。

在生物化学课程中，教师培养学生批判性思维的重要性体现在三个方面。第一，促进知识深化。批判性思维促使学生不仅接受知识，还学会质疑和审视知识的来源、逻辑和适用性，从而加深对生物化学原理的理解。第二，提升问题解决能力。面对复杂的生物化学问题，批判性思维能帮助学生从多角度分析问题，提出假设并设计实验验证，有效解决问题。第三，激发创新思维。批判性思维有助于学生跳出传统框架进行思考，勇于尝试新方法、新思路。

二、批判性思维与生物化学课程的结合点

批判性思维与生物化学的结合，在实验设计方面尤为显著。生物化学实验设计要求学生能独立思考，提出假设，并设计合理的实验方案来验证这些假设。在这一过程中，学生需要运用批判性思维，对实验设计的各个环节进行深入分析，确保实验的科学性和可行性。

数据分析是生物化学实验的重要组成部分，也是批判性思维与生物化学结合的另一个关键点。在数据分析过程中，学生要运用逻辑推理能力，对实验数据进行整理、分析和解释。通过对比实验组与对照组的数据差异，识别数据中的异常值，以及探究数据背后的生物学意义，学生可以更深入地理解生物化学实验的原理和目的。

团队合作是培养学生批判性思维的重要方式。在团队合作中，学生需要相互协作、共同完成任务，这不仅要求学生要具备良好的沟通能力和团队协作精神，还需要其具备批判性思维来解决问题和应对挑战。教师通过团队合作的教学方式，可以进一步培养学生的批判性思维，提高学生团队协作和解决问题的能力。

三、生物化学课程中批判性思维的培养路径与实践策略

（一）培养路径

1.教学内容的优化

在生物化学课程的教学中，教师应秉持“以学生为中心，能力为导向”的教育理念，对教学内容进行精心策划与优化。这不仅是对知识的简单堆砌，还是对学生思维能力培养的深度挖掘。教师要通过整合最新的科研成果、前沿技术动态以及经典实验案例，将批判性思维的培养自然融入教学内容。

2.梳理核心知识点

核心概念和原理是生物化学课程的基石，它们构成了学生理解复杂生物现象、解决实际问题的基础。因此，教师要清晰界定并系统梳理这些知识点，通过逻辑严密的讲解和图文并茂的展示，帮助学生构建起条理清晰、层次分明的知识框架。在梳理过程中，教师应注重引导学生发现知识点之间的联系与区别，培养他们的归纳与演绎能力，为提高他们的批判性思维奠定坚实的基础。

3.引入争议性话题

生物化学作为一门不断发展的学科，其领域内充满未解之谜和争议性话题。教师应在教学中积极引入这些话题，如基因编辑的伦理问题、代谢途径的调控机制争议等，激发学生的好奇心和求知欲。这样不仅能锻炼学生的批判性思维能力，还能培养他们的同理心和社会责任感。

4.设置批判性思维训练环节

为了让学生在实际操作中体验和应用批判性思维，教师可以在课程设计中设置一系列训练环节。案例分析是训练的重要手段，教师可以通过选取具有代表性的生物化学案例，引导学生深入分析案例背景、问题症结及解决方案的合理性。在案例分析过程中，教师应鼓励学生勇于质疑、假设并验证自己的想法。

（二）教学方法的创新

1.案例教学

案例教学是一种通过具体实例引导学生分析、讨论，并解决问题的教学方法。在生物化学课程中，教师可以选取具有代表性的生物化学案例，如基因编辑技术、代谢疾病机制等，引导学生从多个角度进行分析，培养其批判性思维。以教学“酮体代谢”为例，教师可以设计一系列递进式问题，旨在引导学生深入探讨酮体生成的生理意义、调控机制以及其在临床中的重要性，从而有效培养学生的批判性思维技能。以下是教学问题设计。

第一，引入阶段。问题一：在日常生活中，酮体这一生物化学名词可能并不常被提及，但它在人体代谢中扮演着关键角色。你能简要描述一下什么是酮体，并猜想一下它可能在哪些生理情境下被大量生成吗？此问题旨在激发学生的好奇心，引导他们回顾基础知识并开启思考。

第二，深入探索酮体的生理意义。问题二：酮体主要是由哪些器官生成的？它们的主要去向又是哪里？这一生成与利用过程对于维持机体能量平衡有何重要意义？此问题旨在让学生分析酮体生成的部位（主要是肝脏）、利用的主要器官以及其在能量供应中的角色。

第三，调控机制分析。问题三：酮体的生成受到哪些关键酶的调控？这些酶的活性又是如何根据机体的营养状态进行动态调整的？此问题旨在引导学生探索HMG-CoA合酶、乙酰CoA硫解酶等关键酶在酮体生成中的作用，以及它们如何响应激素（如胰岛素、胰高血糖素）和底物浓度变化。

第四，临床相关性探讨。问题五：酮体代谢异常在哪些临床疾病中表现显著？例如，糖尿病酮症酸中毒的发病机制是什么？如何通过调节酮体代谢来干预这些疾病？此问题旨在引导学生将理论知识与临床实践相结合，理解酮体代谢在疾病发生发展中的作用及潜在的治疗策略。

2.问题导向学习

问题导向学习鼓励学生围绕特定问题展开探究，通过查阅资料、设计实验、分析数据等过程寻找答案。在生物化学课程中，教师可以根据课程内容设计一系列具有挑战性的问题，引导学生自主学习、合作探究，培养其独立思考和解决问题的能力。

3.翻转课堂

翻转课堂模式将传统课堂中的知识传授环节调整至课外，通过视频、阅读材料等形式由学生自主学习完成；课堂时间则用于讨论、答疑和实践操作。在生物化学课程中，教师可以利用翻转课堂模式，让学生在课前通过观看教学视频等方式预习基础知识，课堂上则侧重于开展问题解决、案例分析和实验操作等教学环节，从而提高教学效率，增强学生的批判性思维。

4.微课程与在线资源

微课程以其短小精悍、针对性强的特点，在生物化学教学中发挥着重要作用。教师可以利用微课程讲解重点和难点知识，帮助学生突破学习瓶颈，同时结合丰富的在线资源，如科学数据库、专业论坛等，引导学生自主学习、拓宽视野，培养学生信息检索和批判性评价能力。

（三）评估体系的改革

传统的评估体系往往侧重对学生知识的记忆和再现能力的考查，忽视了对学生批判性思维的评价。为了全面反映学生的综合素质和能力水平，评估体系改革势在必行，首先，教师要鼓励学生提问与质疑，对学生的问题给予认真解答和引导，培养学生的好奇心和探究精神。其次，教师要定期组织讨论课或辩论赛，让学生围绕生物化学领域的热点问题进行深入探讨和交流，培养其批判性思维和口头表达能力。最后，教师要实施同伴评价，在小组合作学习中引入同伴评价机制，让学生相互评价对方的观点和论证过程，促进其批判性思维的发展。

四、实践案例与效果分析

（一）翻转课堂实践案例

在“蛋白质结构与功能”教学中，笔者采用了翻转课堂。课前，笔者制作了关于蛋白质一级结构、二级结构、三级结构和四级结构的视频讲解材料，并提供了相关阅读材料供学生自学。课中，笔者组织学生进行小组讨论和案例分析活动。课后，学生需要提交一份关于蛋白质结构预测与功能分析的小论文。

笔者通过访谈发现，大多数学生认为翻转课堂能有效提高他们的自主学习能力和批判性思维。学生表示，在课前自学过程中能主动思考问题并提出疑问；在课堂上通过小组讨论和案例分析进一步加深了对蛋白质结构与功能之间关系的理解；在课后作业中则能运用所学知识解决实际问题并进行创新思考。

（二）项目式学习实践案例

在教授“酶与代谢调控”时，笔者设计了一个关于“探索某种代谢途径的调控机制”的项目式学习任务，不仅能加深学生对酶学、代谢途径及其调控机制的理解，还能培养他们的科研能力、团队协作能力、信息检索与分析能力。以下是对该项目式学习任务的设计。

1.项目启动与分组

在项目介绍环节，教师需向学生详细介绍项目的背景、目的、意义及预期成果，明确项目的重要性和学习目标。在分组时，教师要根据学生兴趣、学习基础及能力差异进行分组，确保每组都有不同特长的学生，促进互补合作。每组人数控制在4～6人，便于管理和协作。在选题指导时，教师要提供一份代谢途径列表或鼓励学生自行探索感兴趣的代谢途径，每组选择一个具体途径作为研究对象。

2.文献调研与资料收集

任务分配时，教师要让组内成员分工合作，分别负责收集该代谢途径的基本信息、关键酶的作用机制、已知调控因子及调控方式等方面的文献。在文献筛选与整理时，教师要引导学生学习如何有效筛选高质量文献，提取关键信息，并使用文献管理软件进行整理。教师要定期召开小组讨论会，分享各自的研究成果，讨论存在的问题和下一步研究方向。

3.实验设计与实施

首先，学生应基于文献调研结果，设计实验方案以验证或进一步探索代谢途径的调控机制，方案需包括实验目的、假设、材料与方法、预期结果等。其次，学生要提交实验方案给教师审核，教师要提供反馈意见，确保实验方案的科学性、可行性和安全性。最后，在实验室安全规范指导下，学生分组进行实验，记录实验过程，观察实验现象，收集实验数据。

4.数据分析与报告撰写

首先，学生使用统计软件对实验数据进行处理和分析，验证实验假设或发现新的调控机制。其次，学生撰写详细的研究报告，包括引言、文献综述、实验材料与方法、实验结果、讨论、结论及参考文献等部分。在这个过程中，学生要注意强调科学写作的逻辑性和规范性。

5.成果展示与反馈

首先，学生分组制作演示文稿或海报，向全班展示研究成果，分享研究过程中的经验教训和收获。其次，学生之间互相提问、评价，教师进行总结点评，指出亮点与不足，提出改进建议。最后，学生需撰写个人报告，总结自己在项目中的收获、成长及未来努力方向。

6.后续拓展

首先，教师鼓励学生根据项目成果，选择感兴趣的方向进行更深入的研究，如撰写科研论文、参与科研项目等。其次，教师组织学生参加学术会议或研讨会，拓宽视野，交流学习。

通过项目展示和成果汇报两个环节，笔者发现，各学生小组均能围绕所选代谢途径进行深入分析并提出独特的见解和假设。例如，有的小组通过基因编辑技术验证了某个调控因子在代谢途径中的作用；有的小组则通过生物信息学方法预测了代谢途径中可能存在的新的调控点。这些成果不仅展示了学生的批判性思维能力、实验设计能力和团队协作能力，还体现了他们对生物化学知识的深入理解和应用。

五、结论

文章通过探讨和实践得出结论，教师在生物化学课程教学中融入批判性思维的培养是提升教学质量、促进学生全面发展的有效途径。教师通过优化教学内容、创新教学方法和改革评估体系等措施，可以有效激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生独立思考、问题解决和创新能力。在今后的教学工作中，笔者将继续深化对批判性思维培养路径的研究与实践，不断探索更多适合生物化学课程特点的教学方法和策略，为培养更多具有创新精神和科学素养的高素质生命科学人才贡献力量。

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（作者单位：江苏第二师范学院生命科学与化学化工学院）