8对美国化学教材中批判性思维培养的思考

对美国化学教材中批判性思维培养的思考──以2005年版PrenticeHall《化学》教材为例周青1，杨玲1，杨辉祥2(1.陕西师范大学化学与材料科学学院；2.陕西师范大学《中学化学教学参考》编辑部，西安710062)摘要：在学习资源──教材中，设计培养学生批判性思维的内容不仅可以促使学生思维的发展，而且可以促进学科三维目标的全面达成及学生自主学习习惯的养成。美国2005年版PrenticeHall高中《化学》教材正是将批判性思维教育内容与学科知识很好整合的一个范例。关键词：化学教材；批判性思维；科学精神；自主学习中图分类号：G633.8文献标识码：A作者简介：周青（1964—），女，四川德阳人，陕西师范大学化学与材料科学学院教授，课程与教学论硕士生导师，主要从事课程与教学论、教师专业化发展、教育测量与评价、学习论等方面的研究；杨玲（1978—），女，陕西咸阳人，陕西师范大学化学与材料科学学院硕士研究生，主要从事课程与教学论研究；杨辉祥（1959—），陕西乾县人，陕西师范大学《中学化学教学参考》杂志主编、副编审，主要从事化学教育研究。批判性思维是评价、探索和发展活动中最基本、最富有创造性的思维形式，是提出并解决问题的先决条件。培养学生批判性思维已成为21世纪世界各国重要的教育研究课题。早期学生批判性思维的培养主要是以独立开课的形式进行，近年来，受现代教育所倡导的课程综合化、融合性理念的影响，批判性思维培养正走向与各学科教学融合之路。美国2005年版PrenticeHall高中《化学》教材是将批判性思维教育内容与化学学科教学内容很好整合的一个范例。本文以此教材为例，对发展学生批判性思维与学科教学目标达成的有机整合方式，发展学生批判性思维，促进学生自主学习能力养成的方法作初步探讨。一、培养学生批判性思维的意义自杜威提出“反思性思维”概念以来，批判性思维能力的培养逐渐成为美国教育改革的核心。1991年美国的《国家教育目标报告》中要求各类学校“应培养大量的具有较高批判性思维能力、能有效交流、会解决问题的学生”，并将培养学生对学术领域和现实生活问题的批判性思考能力作为教育的重要目标。［1］1995年美国颁布的《国家科学教育标准》也规定，“学校教育的重点应是帮助学生掌握每天使用的多种技能，如创造性地解决问题，批判性思维能力和在工作中具有合作精神。”批判性思维是指通过个体的主动思考，对所学知识的真实性、精确性、过程、理论、方法、背景、论据和评价等进行个人的判断，从而对做什么和相信什么作出合理决策的思维认知过程。批判性思维是与非形式逻辑相提并论的一种思潮，它不仅是一种思维形式，更是一种优秀的思维品质，它与问题解决并称为思维的两大技能。［2］批判性思维对学生的发展有重要的现实意义，主要表现在以下三方面。（一）批判性思维是创新思维的基础创新思维是通过对事物本质和规律的认识和运用，对事物之间的联系进行新的思考，从而创造出新成果的认知活动。创新思维的本质是发现事物的新特点和新本质，从普遍认同的定论、不可更改的事实中找出和发现不合理的因素，提出创新的、有价值的问题。没有批判就不会有新问题的产生，只有批判才能创新，只有不断反省才能进步。我国著名的教育家、儿童心理学家朱智贤教授曾指出“思维的批判性品质，来自对思维活动各个环节方面进行调整、校正的自我意识；这种批判性思维品质，在创造性活动和创造性思维过程中，是不可缺少的因素。”［3］所以，批判性思维是创新思维的一种极为重要的品质，是创新思维的基础与核心。（二）批判性思维是信息素养的组成部分在日新月异的信息社会，信息素养已成为每个社会成员生存能力的核心要素，更是学习型社会“学会学习”及“终身学习”的必备素质。信息素养是指个体（人）对信息活动的态度以及对信息的获取、分析、加工、评价、创新、传播等方面的能力。［4］学生批判性思维的形成与提高能增强学生对信息的选择、解读、消化和评价的能力，增强学生对形形色色的信息的辨别与区分能力，使他们能够抵制各种消极思想的影响，增强对新时代的适应性。（三）批判性思维是健全人格的基本要素健全人格是指人格的生理、心理、社会、道德和审美各要素完美统一、平衡、协调。健全人格是一种既有鲜明个性，又有很强社会适应性的理想社会化人格。［5］健全人格的养成需要学会用批判的、审视的眼光来看待一切问题及做法，形成正确的价值观。健全人格还要求个体具有思想开放、独立自主的品质，尊重他人、诚信交往的良好道德情操。批判性精神表现出的独立自主、充满自信和尊重他人等特性都是健全人格形成的基本要素。二、美国高中化学教材中批判性思维的培养（一）教材简介世界著名的教育书籍出版公司PearsonPrenticeHallPearsonPrenticeHall出版公司建立于1913年，它是全球知名的教育出版公司之一，具有雄厚的人员配备和严密的管理体制。PearsonPrenticeHall和PrenticeHall都是该公司的注册商标。于1990年出版高中化学教材《化学》以来，到2005年已再版七次。新版本的教材在继承原有版本优点的基础上，将许多心理学与教育学上的最新理论成果应用到教材的设计中，增强了教材的教育科学性，使教材更具人性化。2005年版PrenticeHall《化学》教材由25章构成，各章内容分别为：化学简介；物质和变化；科学测量；原子结构；原子中的电子；元素周期表；离子键和金属键；共价键；物质命名和分子式；物质的量；化学反应；化学计算；物质的状态；气体的性质；水和水溶液；溶液；热化学；反应速率和化学平衡；酸、碱、盐；氧化—还原反应；电化学；烃及其衍生物；官能团；生活中的化学；核化学。从内容上看，该教材的结构体系体现了学科中心课程理念，但在教材内容及栏目的设计上却强烈地融合学生中心课程和社会中心课程理念，体现了现代课程理论的思想──在注重学生掌握核心概念与形成基本技能的同时，更加重视学生理解科学的价值；正确认识科学技术的潜能和局限性；强调通过探究来学习化学；培养学生应用化学知识对自己生活和社会中的问题进行批判性思考并作出正确决策的能力，引导学生了解化学对社会、个人生活和今后职业生涯的影响等。（二）批判性精神的培养批判性思维包括批判性精神和批判性思维技能。［6］批判性精神是有意识进行批判的心理状态、意愿和倾向，它激活个体的批判思维意识，促使个体朝向某个方向思考，并用审视的眼光来看待问题；批判性思维技能则是指进行有效批判思维活动所应具备的技能和策略。如果说前者的构成要素是“勇于批判”的精神和心向，那么后者的构成要素则是“善于批判”的策略和能力。［7］批判性精神有以下几方面的内容：独立自主；充满自信；乐于思考；不迷信权威；头脑开放；尊重他人。2005年版PrenticeHall《化学》教材对于学生批判性精神的培养，主要是通过每一章评价栏目（Assessment)中专门设计的，以培养学生批判性精神为宗旨的习题来实施。这些习题的共同特点可以概括为以下几点。1.综合性每道题不只涉及一个知识点，知识点也不只局限在化学学科内部，往往是一道题综合多个知识点，且涉及生物、物理或艺术等其他学科的知识。习题的综合性，使学生在分析、解决问题时必须把与题目相关的各知识点和各学科相关的知识都考虑进来，不只拘泥于化学学科或只局限于一个知识点，这样学生在做习题的过程中逐渐学会从多角度、多层次寻找知识间的联系，以更开放的视野看问题。习题的综合性培养了学生独立自主、乐于思考、头脑开放的批判性精神。2.开放性开放性的习题对培养学生的品质和精神影响较大，开放性的习题设计可以克服学生在解题过程中的“习题所给条件必有所用”“习题必有确定答案”的思维定势。条件开放的习题可以让学生经历思考，判断哪些条件是有用的，哪些是无关的。习题结论的开放可以让学生认识到习题结论的不确定性，不去一味追求固定的答案，从而开阔学生的眼界与思维，认识到世界的多样性，形成开放的头脑。开放的头脑有利于帮助学生承认差异，克服怕犯错误的心理，敢于在教师和同学面前表达自己不同的观点。习题的开放性培养了学生独立自主，充满自信，乐于思考，不迷信书本和权威，尊重他人等批判性精神。3.过程性习题的设计特别注重引导学生经历完整思考的过程。一道习题往往综合多个知识点并伴有多个条件，学生在思考时把这些知识点和条件都考虑进去并非一件容易的事情，学生必须经过多次的思考才可以把所有知识点和条件都考虑周全。这种反复的思考过程有利于学生形成缜密的思维，缜密的思维有利于学生在信息社会学会选择，更好地生存。过程性有利于培养学生独立自主、乐于思考的批判性精神。我们以“物质和变化”这一章中的一道批判性思维习题为例。例：讨论“一种气体需要一个容器，但固体自身就是它的容器”这一说法。［8］这是一道看似容易，却难达成一致结论的讨论题。由于学生对气体与固体的形态与体积的理解程度以及学生表达能力的差异，要达成一致的结论，不仅需要学生通过讨论，各自拿出有说服力的证据，而且需要表达清楚，有说服别人的能力。该题含有：气体可以自由运动、扩充、填满任何空间；容器决定了气体的“形状”和体积；固体有确定的形状和体积，不需要容器来确定它的形状和体积等知识点。讨论时有些学生会认为这种说法是错误的；有些学生认为不能判断这种说法的正误；有些学生认为这种说法是正确的。学生要想证明自己观点的正确性，使别人理解自己的观点，必须重新思考、查阅文献、讨论交流，组织证据，展开激烈的争论。学生在参与讨论的过程中，不仅可以对气体与固体的特点有进一步明确的认识，同时可以基于气体与固体的特点，共同分析得出“一种气体需要一个容器，但固体自身就是它的容器”这一说法具有一定的道理。学生通过共同的分析、独立的思考、大胆的发言、耐心的倾听等活动，形成一种批判性思考的倾向和意图。这种批判性思考倾向和意图的形成，比纯粹的知识获得更有意义和价值。（三）批判性思维技能的培养批判性思维技能包括：抓住中心思想和议题；判断论据的准确性和可靠性；判断推理的质量和逻辑的一致性；察觉出那些已经明说或未明说的偏见、立场、意图、假设及观点；从多种角度考察合理性；在更大的背景中检查适用性；评定事物的价值和意义；预测可能的后果；等等。2005年版PrenticeHall《化学》教材培养学生的批判性思维技能主要是通过解读图表（InterpretingGraphs)栏目进行。解读图表栏目培养学生的批判性思维技能主要体现在以下几方面。1.分析隐含条件，抓住中心问题图表中的数据和信息非常丰富，有些数据与问题有直接关系，有些数据看起来与问题没有关系，实则存在着一定的间接关系。学生只有明确所问问题的主旨，从多种角度考察了数据的合理性及适用性，才能从大量的数据与信息中抓住关键的和有用的数据和信息。2.评价证据，得出有根据的结论图表是一种客观传递数据的形式，这些数据传达的信息相当于大量的证据。学生通过对这些证据进行分析、解读，相当于对获得的信息进行选择、评价，区分有关的与无关的资料，然后归纳出支持研究问题的理由和根据。这种严格的对证据的评价及依照证据得出结论的思维过程，有利于培养学生具有判断论据的准确性和可靠性的意识与能力。3.形成科学假设的能力学生依据自己对图表中数据和信息的分析、解读、评价和判断，根据所问问题，进一步进行推论，形成合理假定，归纳出事物发展变化的趋势，这有利于学生养成判断推理的质量和逻辑的一致性，在更大的背景中检查适用性，预测可能后果的批判性思维能力。PrenticeHall《化学》教材用于训练学生批判性思维的解读图表题包括了23个主题，下面我们以“元素周期表”这一章的图表题为例来分析。下图为55个元素的原子半径与原子序数关系的示意图，图中横坐标为原子序数，纵坐标为原子半径。问题：●分析数据：图中哪种碱金属的原子半径是238pm？●得出结论：观察原子半径—原子序数图中碱金属和稀有气体的数据，回答同主族内，原子半径大小如何变化？●预测：原子数为56的钡原子，和铯原子比起来，谁大谁小？［8］这道题，学生通过观察图表，从图表中获取数据和信息，经过分析、思考、推理和判断等过程，训练批判性思维技能。第1