高階思維視域下的初中科學探究性問題設計

藍慧雅

【摘要】在科技高度發展的今天，社會對高素質人才的需求越來越迫切，也就要求各階段教育理念及教育模式不斷創新和優化，以強化學生的探究精神、創新思維、質疑能力及解決問題的能力，進而提高學生的綜合素養。基于此，需要教師把握科學學科教學本質及能力要求，創新教學理念，優化科學教學模式，以促進學生科學素養的提升。本文就高階思維視域下的初中科學探究性問題的設計策略進行分析，以求對提高初中科學教學水平及學生的學科素養有所增益。

【關鍵詞】高階思維；科學課堂；探究性問題；設計策略

高階思維即基于人的高認知水平及高認知能力上的嚴謹思維方式及認知探究活動，在人的認知活動中，與高階思維相關的思維活動包括分析、評價及創造三個方面，因此，要培養學生形成良好的高階思維，就需要教師在學科教學中有意識地結合教學內容強化學生的分析、評價及創造能力的訓練和培養。在初中科學學科的教學中，需要教師結合教學內容及能力要求，展開有針對性的教學及思維培養模式，以促進學生高階思維能力的優化和提升。

一、結合生活實踐培養學生發現問題的能力

科學源于生活又高于生活，日常生活中的許多現象，往往隱含著科學道理，學習科學要善于觀察、善于發現。高階思維的一個重要體現是善于在日常生活實踐中結合所學知識發現新問題，這取決于學生的科學理論知識水平、良好的實踐應用能力，以及基于這種能力之上的思維習慣、探究意識和敏銳體驗。需要教師在教學中有意識地培養、挖掘、發展學生的這種潛智，使其在學習、實踐中逐步具備高階思維。如，浙教版八年級科學《電荷與電流》章節的教學中，針對教材中所例引的關于高速收費員在崗期間需要穿戴防毒面具上班的一則新聞，啟發學生思考其中原由，并結合自己所學知識和生活體驗，探究解決問題的思路和方法。

根據新聞了解到，高速收費人員之所以在工作期間需要佩戴防毒面具，其主要誘因在于他們所工作的收費站旁邊建有兩家化工生產企業，正是因為兩家企業在每日生產中排放出的高濃度氣體充斥收費站周圍而威脅到收費員的呼吸健康。教師可要求學生就兩家工廠生產產品及生產流程、生產原理及其過程中產生的廢棄物成份等進行調查，以探究問題解決途徑。經過調研，學生會了解到相關內容，并認識到在工廠生產過程中會排出大量粉塵，需要增加一套凈化及除塵設施，并準備借助網絡查找資料，詳細探究此除塵設施的內在結構及工作原理。如果學生的探究停留于此，只是陷于低階思維，教師可就此對學生進行思維拓展訓練，啟發學生思考這套設施的工作原理，并圍繞自然沉降法、濾網過慮及靜電吸附等方法，探究哪種除塵方法更符合生產裝置的實際情況，且具備成本更低、除塵效果更佳，在此基礎上選出最佳文案。通過這種教學方式，使學生由單一的思維模式上升為多角度綜合思考，從而由低階思維上升為高階思維。

二、結合教學內容展開操作探究問題的本真

教師要認識到創新思維及探索探究精神對學生的重要性，并在課堂教學中，調動學生的動手積極性。如，針對前面提到的降低生產企業氣體排放的案例，要增強靜電吸附除塵的效果，必須要找到適宜的帶電體。為此教師可讓學生自主探索尋找帶電體，通過學生的自主探究，不論結果如何，都會使學生在實踐操作中積累更多的經驗。在探究過程中，教師可進行適當指導，以鼓勵和評價等方式激發學生的探究積極性和創新思維，并在實踐中不斷增強實踐操作的自信心。為了調動學生的學習興趣，提高課堂教學效率，教師可借助信息技術，如多媒體等設施輔助教學，以生動直觀的方式呈現實驗中涉及的科學原理，從而激發學生靈感，促使其快速理解并掌握教學知識點。如，為了解決前面案例中的問題，教師可先通過多媒體播放視頻，讓學生了解原子的內部結構，以及其帶電情況。隨后，可采取小組合作學習模式，通過實驗游戲，使學生直觀體驗到吸管由原本不帶電轉化為帶電體的整個過程，各小組認真分析各實驗小組帶電情況，并親自操作吸管通過摩擦帶電從而有效找到摩擦起電的最終原因。

三、教學中鼓勵學生在質疑中解決實際問題

在初中科學課堂教學中，學生發現問題、思考問題、解決問題的能力來自于其觀察和質疑能力，只有在學習中善于發現問題，積極究本溯源，才會在探究中進行獨立思考、分析并做出判斷，從而提高學生解決實際問題的能力。

在課堂教學過程中，可引導學生繼續嘗試將吸管摩擦后，觀察吸管對線香有沒有出現吸附情況，如果沒有出現則增強摩擦，也可以用更多吸管靠近線香，如果還是沒有出現吸附情況，教師可創設啟發、引導性的問題以促進學生分析、思考：在實驗中我們會看到吸管在摩擦后可以對碎紙屑有較強的吸附力，但對煙卻沒有明顯的的吸附力，大家認為是什么原因？基于對整個實驗過程的思考及教師的啟發，學生進行主動探究，并最終找到借助起電機解決問題的辦法。但針對起電機所帶金屬球是否帶電的情況，教師可啟發學生自主思考，找出問題解決辦法。通過教師引導，學生找到了有效的方法，即可將吸管與毛皮相互摩擦使其帶負電，利用電荷之間相互作用的內在規律，從而完成對起電機金屬球帶電情況進行檢驗。因金屬球無法置于筒中，可借助金屬球中電用銅絲將金屬球導出并置于筒中，這樣在起電機啟動時帶電銅絲可以對線香的煙產生吸附，從而完成除塵裝置的制作。

綜上所述，高階思維視域下的初中科學探究性問題的設計，充分體現了教師對生本教育理念的真正落實，因而在培養和提升學生的邏輯思維能力方面發揮了積極的促進作用。需要教師在初中科學教學中深入把握教學核心及對學生高階思維能力的要求，設計高質量、具有良好啟發性和延展性的教學問題，引導學生深入思考，反復實踐，多方探究，充分挖掘自身思維潛能，從而有效提高自身的高階思維能力。

【參考文獻】

[1]曾志旺.基于實驗探究教學培養高階思維能力[J].中學物理參考，2017（4）：52- 55

[2]魏小亮.靜電除塵裝置的制作與原理[J].新高考，2017（7）：58- 59