《普通高中生物学课程标准》(2017年版)建议广大生物教育者“从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养”。批判性思维是科学思维的一个重要组成部分,是本文章研究的重点之一。本研究尝试基于“5E”的高中生物教学模式,促进学生批判性思维的形成。经过理论研究得出:基于“5E”教学模式培养学生批判性思维具有必然性。然后采用问卷调查法了解被调查者的批判性思维现状,确定对照组和实验组,在实验研究中分别采用传统教学模式、“5E”教学模式教学。通过问卷调查法,比较两种教学模式的实验效果,验证“5E”教学模式是否确实能促进批判性思维的形成。本研究得到实验结论:(1)批判性思维倾向上:(1)实验研究前,批判性思维倾向总分的均值为297.20,高于280(批判性思维倾向水平正性和负性的分界线),表明被调查者倾向的整体状况处于正性水平;(2)实验研究后,与实验研究前比较,对照组水平无显著提高(总体及各分项特质上P值均大于0.05);实验组在总体(P=0.000<0.01)及各分项特质(P值均小于0.05)(除“自信心”维度P=0.328>0.05)上均获得显著提高;实验组总体水平显著优于对照组(P=0.039<0.05),主要表现在“寻求真理(P=0.038<0.05)、分析能力(P=0.032<0.05)、求知欲(P=0.047<0.05)”3个分项特质上。(2)批判性思维技能上:(1)实验研究前,批判性思维技能总分的均值为15.64,低于17分,表明被调查者批判性思维技能的整体状况处于负性水平;(2)实验研究后,与实验研究前比较,对照组水平无显著提高(总体及各分项技能上P值均大于0.05);实验组总体水平显著提高(P=0.000<0.01),“评估”技能得到极显著提高(P=0.000<0.01),但“推理(P=0.758>0.05)、分析(P=0.857>0.05)”技能无显著提高;实验组实验后水平显著优于对照组(P=0.042<0.05),主要表现在“评估”特质上(P=0.000<0.01)。(3)通过相关性分析,得出批判性思维的倾向与技能显著相关(P=0.012<0.05),而批判性思维倾向、技能与生物测验成绩均无显著相关关系(P=0.654>0.05、P=0.558>0.05)。最后总结本研究的一些不足并展望未来。