从高分子学习中培养批判性思维能力 | eic

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本文解读了一项培养学生批判性思维能力的前沿研究，通过以塑料和环境为主题的有趣任务培养学生的批判思考能力。

作者 David Read 是南安普顿大学的 principal teaching fellow。此前曾在雷丁的Theale Green Community School担任高中科学教师。

社会性科学议题 (Socio-scientific issues, SSI) 构成了科学与社会之间的联系，往往与与科学突破、健康和环境问题的发展有关。与社会性科学议题相关的重大问题通常没有明确的答案，因此围绕议题的争论也会持续不休。最近的一项研究探讨了利用SSI 在化学教育培上养学生批判性思维能力的作用，使他们能够参与负责任的辩论。

• 帮助学生批判性地分析和辩论现实世界的问题，锻炼批判思维能力 Source: © Sean Gladwell/Getty Images

该研究探讨了塑料和及其在环境中的普遍存在，因为塑料的性质以及人们未能妥善管理塑料的处置和回收。SSI 涉及到一个关键问题是较大废物的碎片及其在生态系统中的循环形成的微塑料问题，就这个问题在课堂上进行辩论。研究者就此主题设计了一个包含五个任务的教学序列，旨在发展全面的批判性思维能力。

教学技巧

• 让学生制作海报，列出塑料的应用，同时将塑料的性质与用途联系起来。然后，学生可以同时附上相关塑料制品的碎片，用于说明应用。

• 把回形针连接起来作为模型，帮助学生理解聚合物的结构。每个回形针代表单体。将多个回形针连接起来模拟聚合的过程。同时可以把多个链条连在一起模拟交联聚合物。也可以使用这些模型来解释塑料的性质以及降解过程。

• 让学生把不同塑料碎片挂在晾衣杆上 100 天，记录特性随着时间的变化，例如是否起皱、弯曲、受潮、变色等。然后他们可以将观察到的现象和分子水平的性质联系起来。

  

这项研究指出，批判性思维的基础是评估来源的可信度并对信息进行批判性分析。与化学有关的辩论以及拒绝接受没有依据的结论也能推动批判性思维的发展。批判性思维还需要全面考虑问题，例如从全球的角度出发考虑所有复杂性，多角度考虑问题，例如考虑科学、技术和伦理问题。为了做出可靠的决定，学生必须做出理性和合理的选择。它们需要形成独立的意见，进行批判性思考、反思问题并参与问题解决。同时沟通也很重要，因为学生需要使用合适的语言表达他们的想法和决定。

• 学生制作的海报 Source: © María del Mar López-Fernández et al.

任务型教学

前两个任务（制作海报和回形针模拟）可以帮助学生发展个人自主。他们必须批判性地分析海报的信息来源。在第三个任务中，学生必须采用整体方法来解决问题，调查不同塑料在环境中的耐久度。第四个任务涉及角色扮演，学生扮演不同环境科学家、渔夫、塑料公司老板或员工从不同角度考虑问题。在第五个任务中，学生们利用沟通技巧创作了一个以塑料为主角的音频故事。

• 学生制作的海报 Source: © María del Mar López-Fernández et al.

干预前后学生填写的问卷表明，他们在塑料的化学知识的测试在干预后表现更好，60% 的学生表示学会了收集信息并批判性地分析信息。学生在角色扮演任务中提出论点的分类也表明批判性思维能力有所提高，大多数学生的辩论技巧得到了提高。尽管这项研究持续了一个学年，但教师可以在较短时间使用一些元素用在课堂上。这不仅可以吸引学生，而且可以激发在未来阶段选择科学作为专业的兴趣，甚至未来在专业上有所作为。

原文文献：M d M López-Fernández, F González-Garcia, A J Franco-Mariscal, J. Chem. Ed., 2022, 99, 10, 3435–3442 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jchemed.2c00223

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