提升初中科學分析高階思維能力的策略

伍闊倫

摘 要：高階思維能力是當今信息社會所要求的關鍵能力之一。高階思維分為分析、評價、創造。高階思維能力的培養是個循序漸進的過程，教師要改變觀念，提高培養意識。初中科學分析高階思維能力可以通過問題化學習，激發學生分析思維的興趣;繪制流程圖，理清分析思維的邏輯;應用優質提問法，搭建分析思維的橋梁;進行科學實驗，突破分析思維的難點等策略來提升。

關鍵詞：高階思維;思維能力;流程圖

高階思維能力是當今信息社會所需，人工智能的飛速發展，不斷促使人類生產方式、思維方式、學習方式的改變，“關鍵能力”“必備品格”等先進的思想理念不斷地改變著我們的學習發展態勢。

根據布魯姆教育目標分類法，分析屬于高階思維的第一層級，它要求的思維層次高，不是一蹴而就的。高階思維能力的培養是個循序漸進的過程，需從低階思維能力的培養慢慢過渡到高階思維能力的培養，從高階思維“分析”能力的培養再過渡到高階思維“評價”能力的培養，再過渡到高階思維“創造”能力的培養。

引領學生思維，將有助于學生對知識的深度理解和對復雜問題的分析、判斷、決策，更能實現學習目標。學習過程是學生在教師的指導下，在真實的情境中自主地探索、發現、分析、嘗試、改進和完善解決問題的過程。因此，我們可以通過以下策略，提升初中科學分析高階思維能力。

一、問題化學習，激發分析思維的興趣

杜威指出：高階思維不是自然發生的，它是由困惑、混淆和懷疑引發的。可見，問題是開發高階思維的載體。在教學中教師創設基于學情的真問題，給學生高階思維的發展創造機會。

我們可通過學生日常生活中經常接觸的事物、創新實驗、魔術等來創設情境，激活學生頭腦中的前概念，引發認知沖突，使其頭腦中的舊知識不斷地與即將學習的新知識發生聯系，引導學習者自覺地融入科學課堂。

[案例1：紙片為什么不掉下來？]

在一個玻璃杯中裝滿水，然后把硬紙板蓋上去，用手按住硬紙板，反過來，可以看到硬紙板不會掉下去。我們現在把玻璃杯中的水多倒出一些，杯中只剩一點點水，再蓋上硬紙板，用手按住硬紙板，反過來，見證奇跡的時刻，硬紙板仍然不會掉下來。我們把杯中的水全部倒掉，蓋上硬紙板，用手按住硬紙板，反過來，我們看到硬紙板掉落了。為什么？

覆杯實驗，學生非常熟悉，小學都玩過，我們進一步實驗，學生就流露出驚訝的眼光，感覺不可思議，瞬間注意力高度集中，思維非常活躍，積極參與思考。同時也體會到了科學和生活的聯系，激發了用所學知識解決實際問題的欲望。

真問題、真情境能夠充分調動學生的積極性，激發學生分析思維的興趣，從而使學生全身心地投入探究中，真心實意地解決真問題，并在探究中自主地提出子問題，形成問題鏈，相互合作，不斷討論、修訂、完善解決方案。問題化學習，解決真問題，提升分析思維的積極性，培養高階思維能力。

二、繪制流程圖，理清分析思維的邏輯

流程圖中的流程是指事件順次，流程圖是表示事件順次的圖表。具體地說，流程圖是用來表示解決問題的進程及個體所要執行的具體操作過程。

科學知識思維流程圖根據科學領域事物的發生、發展，用關鍵詞、箭頭、圖標，按照一定的邏輯關系，準確地表示出其具體步驟之間關系的圖的思維過程。

非良構問題之所以復雜，有時是局部問題難而深，有時是各個變量之間紛繁交錯。初中科學遇到的經常是后者，我們只要理清各種深層關系，問題就能迎刃而解。繪制流程圖，明晰各個變量的層次關系，理清分析思維的邏輯，將思維可視化，突出問題的重難點，可事半功倍。

[案例2：大氣壓強的教學片段]

現象1：為什么抽氣前，真空壓縮袋沒有被壓癟;抽氣后馬上被壓癟？

現象2：馬德堡半球抽氣之前可以輕松拉開;抽氣之后用很 大的力也拉不開？

流程圖1：

教師：同學們按照上面的流程圖，解釋現象1，根據文本和圖片獲取信息，形成問題，抽氣后真空壓縮袋被壓癟？“終點”是壓縮袋變癟。“起點”是壓縮袋鼓的。“怎么做”是抽氣。“為什么”是抽氣后壓縮袋內氣壓變小，明顯小于外界大氣壓。

流程圖2：

簡要作答：真空壓縮袋抽氣后，內部氣壓明顯小于外界大氣壓，形成氣壓差，使壓縮袋變癟。

教師：請同學們繪制流程圖，再根據流程圖解釋現象2。

在流程圖繪制的過程中，學生需要不斷地對大腦中的科學知識進行篩選、分層并進行合理的編碼、反思、改進。流程圖可展示學生分析、解決問題的整個思維過程，有利于對思維進行監控。可以讓學生清晰地理解基本概念以及其內涵和外延，加深對基本知識的理解深度，同時也促進分析能力的發展。通過流程圖的繪制，將思維可視化，使學生的學習轉向教師可見，有利于教師的精準指導，更有利于學生分析思維的提升。

三、優質提問法，搭建分析思維的橋梁

美國教育專家沃爾什博士指出：優質提問法能夠提高學生的注意力，激發學生思維，提高認知水平，增強學習欲望。

[案例3：為什么硬紙片還掉不下來？]

當玻璃杯中只剩一點點水時，蓋上硬紙板，用手按住硬紙板，反過來，硬紙板還掉不下來。這是為什么呢？

這是一個高水平的優質問題。

同學們將注射器針筒與液體壓強計連通，并在針筒中裝入部分水，用“PVC”塑料片緊蓋在針筒上，用手按住塑料片，反過來，塑料片沒有下落，此時與針筒相連的壓強計液面明顯高于另一側。說明這時針筒內氣壓確實低于外界大氣壓。

教師：為什么此時針筒內氣壓低于外界大氣壓呢？

提出這個問題后，教師留出“思考時間1”，給所有學生充足的時間思考，教師心中具備堅定的信念所有的學生都能回答這個問題。

教師請學生甲回答。學生甲站起來，搖搖頭，一時無法回答。

教師請學生甲和所有同學再次認真觀察實驗，并口頭提示，針筒反過來的瞬間有什么現象？

學生甲：有少許水流出。

教師提示：這少許水流出，會使針筒內的氣壓如何變化，為什么？

教師留出“思考時間2”，給甲同學充足的時間思考、修正、補充，鼓勵甲同學產生聯想，“冒險”說出答案及思考過程。

學生甲：因為塑料片緊蓋在針筒上的瞬間，有少部分水流出，使得針筒內空氣體積增加，而空氣質量、溫度不變，故針筒內大氣壓減小。

提問、思考、理解，三個過程以動態的形式相互作用來促進學生的學習、表現和成就。優質提問法能使一個傳統的以教師為中心的課堂轉變為一個以學生為中心、以咨詢為導向的學習者的團體。

優質提問法能調動所有學生積極參與，能有效激勵學生，搭建分析思維的橋梁，促使每個學生的分析思維進行到底，直至解決問題，從而提升高階思維能力。

四、進行科學實驗，突破分析思維的難點

科學實驗是科學理論的基礎，也是科學探究的構成要素之一，還是科學探究的主要表現形式。科學實驗在培養學生科學素養方面有著其他方法無法替代的作用。

在真問題的探究中，分析思維一籌莫展之時，科學實驗往往能絕處逢生。

[案例4：科學實驗解決硬紙板為什么還不下落]

為什么玻璃杯中只剩一點點水，蓋上硬紙板，用手按住硬紙板，反過來，硬紙板仍然不會掉下來。同學們想，玻璃杯中有空氣，硬紙板外也有空氣，都有大氣壓，由于硬紙板的重力作用，一定會掉下來的。但事實是硬紙板就不掉下來。這是為什么呢？難道玻璃杯中的大氣壓小于外界大氣壓，這個壓力大于硬紙板的重力，故硬紙板不下落？實驗是檢驗真理的唯一標準。同學們進行了案例3所表述的實驗。

實驗可以幫助我們達到文本無法觸及的深度，是培養分析高階思維的重要方法和途徑。實驗是分析高階思維的助推器，是解決疑難問題的“法寶”。

教師還可以通過主題學習、項目化學習、綜合實踐活動、家庭實驗等，跨學科融合，課外拓展，深化分析思維能力的發展。分析高階思維能力的提升為評價和創造高階思維能力的發展打下良好的基礎。評價和創造性思維能力的發展，可逆向完善和提升分析思維能力。

編輯 溫雪蓮