Phát triển tư duy phản biện cho học sinh là cần thiết trong bối cảnh hiện nay và phù hợp với yêu cầu của việc đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực người học đang diễn ra. Tư duy phản biện giúp cho học sinh có cái nhìn tích cực, tránh được sai lầm và không ngừng sáng tạo nhằm hướng tới những cái mới, cái tốt đẹp hơn. Bài viết này trình bày quan niệm về tư duy phản biện, các biểu hiện của năng lực tư duy phản biện của học sinh trong toán học từ đó đề xuất một số biện pháp nhằm phát triển tư duy phản biện cho học sinh lớp 12 THPT trong học tập đạo hàm, nguyên hàm và tích phân, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Toán ở trường phổ thông hiện nay.