高中化學(xué)教學(xué)中的高階思維能力培養(yǎng)途徑研究

張 盛

(江蘇省海門中學(xué),江蘇 海門 226100)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版》中明確指出:高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生形成分析、探究、辯證等高階思維,培養(yǎng)學(xué)生形成關(guān)鍵能力與必備品質(zhì);高階思維能力作為思維品質(zhì)發(fā)展的關(guān)鍵要素,是學(xué)生形成核心素養(yǎng)必不可少的內(nèi)容.同時,在《國家教育十四五教育規(guī)劃發(fā)展綱要》中要求培養(yǎng)學(xué)生形成創(chuàng)新創(chuàng)造精神與能力,具備科學(xué)興趣,逐步培養(yǎng)學(xué)生形成邏輯思維以及辯證思維[1].由此可見,高階思維能力的培養(yǎng)是當(dāng)前教育教學(xué)的主要目標(biāo)之一.化學(xué)學(xué)科作為高中教育階段的重要課程,不僅要完成化學(xué)知識與化學(xué)技能的培養(yǎng),還應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生形成高階思維能力方面發(fā)揮重要作用.

1 高階思維能力概述

1.1 高階思維概念

思維是人的大腦對客觀事物本質(zhì)及其事物之間內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律性作出概括與間接能動的一種反映,主要以空間結(jié)構(gòu)思維與時間邏輯思維的形式呈現(xiàn).美國教育學(xué)家布魯姆將人的認(rèn)知思維就其復(fù)雜程度分為低階思維與高階思維,認(rèn)為記憶、理解與應(yīng)用屬于低階思維,分析、評價與創(chuàng)造屬于高階思維.當(dāng)人具備高階思維時,可以同時發(fā)展出的高階能力有創(chuàng)新、問題求解、決策、批判、兼容、獲取隱性信息、自我管理等,屬于相對較高層次的心理活動與認(rèn)知能力[2].

1.2 高階思維能力的基本要求

1.2.1分析思維

分析思維是科學(xué)探究中必備的能力,也是低階思維邁向高階思維的重要橋梁.所謂分析思維,不僅僅是指一種信息或問題分析的能力,同時還涉及推斷、區(qū)別、比較與組織等多個領(lǐng)域.根據(jù)每一名學(xué)生在學(xué)習(xí)中的具體表現(xiàn),分為基礎(chǔ)層、發(fā)展層與提高層.基礎(chǔ)層分析思維表現(xiàn)為能夠?qū)?fù)雜的化學(xué)任務(wù)拆分成多個簡單的任務(wù),進(jìn)而起到降低學(xué)習(xí)難度的作用;發(fā)展層分析思維表現(xiàn)為分析復(fù)雜學(xué)習(xí)任務(wù)的前提下,能夠發(fā)現(xiàn)各部分存在的關(guān)系,并熟練地運(yùn)用分析工具;提高層分析思維表現(xiàn)為學(xué)生能夠以分析方法為依托,總結(jié)并歸納出規(guī)律,發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)屬性.

1.2.2綜合思維

綜合思維是一種從宏觀視角看待問題的思維方式,也被人們稱之為整體思維.高中化學(xué)課程知識雖然較多,但是每一個知識點(diǎn)并非孤立存在的.從綜合思維的視角分析,需要教師指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各個知識點(diǎn)之間存在的普遍聯(lián)系,建立趨于完善的化學(xué)知識體系,有助于高中生在化學(xué)學(xué)習(xí)中從整體的視角出發(fā),把握化學(xué)課程知識,拓展解題思路,提升化學(xué)知識的整體性,達(dá)到牽一發(fā)而動全身的效果.

1.2.3批判思維

批判思維是指人們在一定的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上對事物作出評價的思維方式,是一種思維技能,也是思維傾向.需要注意的是,這里所指的批判思維一定是建立在合理的、科學(xué)的、反思性基礎(chǔ)上的批判,而非隨意批判.在高階思維能力培養(yǎng)中需要教師引領(lǐng)學(xué)生基于評價標(biāo)準(zhǔn)、按照一定的流程,在評價與估計的基礎(chǔ)上進(jìn)行價值判斷,辨析、維護(hù)有效內(nèi)容,并批判不合理內(nèi)容,進(jìn)而建構(gòu)新內(nèi)容,做到有“破”有“立”[3].

1.2.4創(chuàng)造思維

創(chuàng)造思維是高度機(jī)動性思維.具備創(chuàng)造思維的人不滿足于已有的結(jié)論或解決方法,希望可以探索出更為便捷的、高效的方法解決問題,并且會在這個過程中提出種種構(gòu)想.盡管提出的這些想法不一定會起到預(yù)期的效果,但是在經(jīng)歷了反復(fù)嘗試與修改中,總會為問題的解答提出可取的建議,破開復(fù)雜問題解答的困境.創(chuàng)造思維的核心在于學(xué)習(xí)者可以在學(xué)習(xí)過程中不局限于固有的思維框架,能夠通過合理的想象,從不同的視角分析與探索新方案,這是化學(xué)思維中最具備高階思維特點(diǎn)的思維方式,也是學(xué)生在化學(xué)研究領(lǐng)域能夠長遠(yuǎn)發(fā)展的必備能力.

2 高中化學(xué)教學(xué)中的高階思維能力有效培養(yǎng)途徑

2.1 通過誘思探索教學(xué),培養(yǎng)高階思維能力

張雄飛教授提出了“誘思探究學(xué)科教學(xué)論”,主張教師在教學(xué)中堅持以“學(xué)”為中心,發(fā)揮出啟發(fā)與引導(dǎo)的作用,激活學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生主動地探索與分析問題,起到以“誘”達(dá)“思”,啟“智”悟“道”的作用[4].教師應(yīng)善用誘思探索教學(xué)方法,推動學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中主動地思考、獨(dú)立地分析問題,積極探索、創(chuàng)造性地解決問題,從而獲得創(chuàng)新思維的發(fā)展.

以“鈉的化合物”知識點(diǎn)教學(xué)為例,教師可創(chuàng)設(shè)問題化的情境:“生火的方式有許多種,古時候人們采取的是鉆木取火的方法,現(xiàn)在人們使用火柴、打火機(jī)取火,但是,同學(xué)們你知道如何能做到吹氣取火嗎?今天就讓我們一起來探究!”然后,給每一名學(xué)生發(fā)一根火柴,讓學(xué)生對著火柴吹氣,火柴并沒有被點(diǎn)燃,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合這樣一個小實驗思考“對著可燃物吹氣,沒有生成火的原因是什么?”學(xué)生們聯(lián)系生活經(jīng)驗以及已有的化學(xué)知識經(jīng)驗,可以回答:“因為沒有滿足燃燒的三要素”.接下來,教師組織探究性實驗.首先,取適量的淡黃色粉末,將淡黃色粉末平鋪在脫脂棉上并包裹好,將其放入到坩堝中,用玻璃導(dǎo)管對棉花內(nèi)吹氣,觀察實驗現(xiàn)象.學(xué)生們可以發(fā)現(xiàn)棉花燃燒了,并且在燃燒過程中釋放出大量的熱.在實驗完成之后,教師提出問題引發(fā)學(xué)生的思考,如:(1)為什么對準(zhǔn)包裹淡黃色粉末的棉花吹氣,棉花就會被點(diǎn)燃?(2)淡黃色粉末究竟是什么?學(xué)生們結(jié)合化學(xué)實驗現(xiàn)象,聯(lián)想到上節(jié)課學(xué)習(xí)到的金屬鈉的性質(zhì),可以想到金屬鈉暴露在空氣中會被氧化成Na2O,Na加熱會生成Na2O2,Na2O2是淡黃色固體,進(jìn)而猜測本次實驗中的淡黃色粉末可能是Na2O2.在此基礎(chǔ)上,引發(fā)學(xué)生對Na2O、Na2O2中氧元素的化合價分析,判斷二者的化學(xué)性質(zhì),并由此思考不同物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)在生活中的用途,思考Na2O2與H2O、CO2的化學(xué)反應(yīng)方程式,用以解釋吹氣生火的神奇現(xiàn)象.

在這個過程中,教師創(chuàng)設(shè)了可以誘發(fā)學(xué)生思考與探究的情境,并在情境中提出了問題,布置了探究性學(xué)習(xí)任務(wù),激發(fā)了學(xué)生對化學(xué)問題的思考.在經(jīng)歷了一系列的問題分析與解答中,引發(fā)學(xué)生生成了思維鏈,有助于學(xué)生高階思維能力的形成.

2.2 通過批判性教學(xué),培養(yǎng)高階思維能力

采取批判性教學(xué)法可以引領(lǐng)學(xué)生樹立敢于質(zhì)疑的學(xué)習(xí)態(tài)度,做到不完全接受已有的理論,能夠通過反省與創(chuàng)新而生成新的結(jié)論,實現(xiàn)知識、技能以及方法的自我建構(gòu).教師應(yīng)營造批判性的學(xué)習(xí)環(huán)境,鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)中質(zhì)疑,在質(zhì)疑中創(chuàng)新.

在化學(xué)教學(xué)中利用批判性教學(xué)方法,可以培養(yǎng)高中生學(xué)會質(zhì)疑,善于質(zhì)疑,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的質(zhì)疑思維,這是發(fā)展高中生形成高階思維能力的主要途徑之一.

2.3 通過項目化教學(xué),培養(yǎng)高階思維能力

項目化教學(xué)是指教師為學(xué)生營造社會環(huán)境,或者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到真實的社會環(huán)境中,并通過扮演社會角色的方式,參與到與學(xué)科相關(guān)的長期學(xué)習(xí)活動中.在項目任務(wù)完成過程中,需要學(xué)生經(jīng)歷資料查找、分工協(xié)作、問題研究以及結(jié)論總結(jié)等過程,不僅需要學(xué)生掌握基本的學(xué)科知識與技能,同時也是對學(xué)生綜合能力的考查.在這一過程中,學(xué)生需要結(jié)合多學(xué)科知識,站在整體的視角探索項目解決的有效方法,并做到創(chuàng)造性地完成任務(wù),促使學(xué)生在實踐與創(chuàng)新中獲得高階思維能力的發(fā)展[5].

如在“酸堿中和滴定與pH的計算”的教學(xué)中,教師可以實施項目化教學(xué),具體為:

項目課題:酸堿中和滴定與pH的計算

項目內(nèi)容:檢測松花江江水的酸堿情況

項目引入:隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重,雨水中會帶有害物質(zhì),流入江河,對于人們生產(chǎn)、生活帶來不良影響.請同學(xué)們圍繞酸雨形成的原因、危害以及防治方法進(jìn)行分析,檢測當(dāng)前的江河水質(zhì)酸堿度,形成調(diào)查報告,展示探究成果,提升學(xué)生的問題探究、決策以及創(chuàng)新能力.

項目要求:能夠運(yùn)用溶液酸堿測定方法,掌握具體的操作步驟,正確計算pH,了解酸雨形成的原因,樹立環(huán)保理念以及團(tuán)結(jié)協(xié)作意識.

項目實踐:以4～6人為一組,保障組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì).完成多次酸雨檢測,或分地區(qū)檢測,做好人員工作的分配,詳細(xì)計劃項目完成過程.

項目匯報:小組成員總結(jié),制作調(diào)查報告,觀察pH走勢情況,向附近居民宣傳環(huán)保的重要性.

在項目化教學(xué)過程中,建立了真實的情境.學(xué)生在項目任務(wù)完成中獲得綜合能力、合作能力、解決問題能力的發(fā)展,學(xué)會處理項目完成中遇到的各類突發(fā)問題,促進(jìn)學(xué)生的高階思維能力生成.

3 結(jié)束語

綜上,高階思維能力的培養(yǎng)不僅是高中生化學(xué)學(xué)習(xí)的需求,同時也是培養(yǎng)適應(yīng)未來社會發(fā)展人才的重中之重.在教學(xué)實踐中,教師應(yīng)不斷探索有效的教學(xué)指導(dǎo)方法,幫助學(xué)生提升思維活躍性、辯證性與創(chuàng)造性,促進(jìn)高中生的高階思維能力形成.