高中化學教學中的高階思維能力培養途徑研究

張 盛

(江蘇省海門中學,江蘇 海門 226100)

《普通高中化學課程標準(2022年版》中明確指出:高中化學教學應注重培養學生形成分析、探究、辯證等高階思維,培養學生形成關鍵能力與必備品質;高階思維能力作為思維品質發展的關鍵要素,是學生形成核心素養必不可少的內容.同時,在《國家教育十四五教育規劃發展綱要》中要求培養學生形成創新創造精神與能力,具備科學興趣,逐步培養學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是當前教育教學的主要目標之一.化學學科作為高中教育階段的重要課程,不僅要完成化學知識與化學技能的培養,還應在培養學生形成高階思維能力方面發揮重要作用.

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及其事物之間內在聯系的規律性作出概括與間接能動的一種反映,主要以空間結構思維與時間邏輯思維的形式呈現.美國教育學家布魯姆將人的認知思維就其復雜程度分為低階思維與高階思維,認為記憶、理解與應用屬于低階思維,分析、評價與創造屬于高階思維.當人具備高階思維時,可以同時發展出的高階能力有創新、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、區別、比較與組織等多個領域.根據每一名學生在學習中的具體表現,分為基礎層、發展層與提高層.基礎層分析思維表現為能夠將復雜的化學任務拆分成多個簡單的任務,進而起到降低學習難度的作用;發展層分析思維表現為分析復雜學習任務的前提下,能夠發現各部分存在的關系,并熟練地運用分析工具;提高層分析思維表現為學生能夠以分析方法為依托,總結并歸納出規律,發現事物的本質屬性.

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.高中化學課程知識雖然較多,但是每一個知識點并非孤立存在的.從綜合思維的視角分析,需要教師指導學生發現各個知識點之間存在的普遍聯系,建立趨于完善的化學知識體系,有助于高中生在化學學習中從整體的視角出發,把握化學課程知識,拓展解題思路,提升化學知識的整體性,達到牽一發而動全身的效果.

1.2.3批判思維

批判思維是指人們在一定的標準基礎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、科學的、反思性基礎上的批判,而非隨意批判.在高階思維能力培養中需要教師引領學生基于評價標準、按照一定的流程,在評價與估計的基礎上進行價值判斷,辨析、維護有效內容,并批判不合理內容,進而建構新內容,做到有“破”有“立”[3].

1.2.4創造思維

創造思維是高度機動性思維.具備創造思維的人不滿足于已有的結論或解決方法,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想.盡管提出的這些想法不一定會起到預期的效果,但是在經歷了反復嘗試與修改中,總會為問題的解答提出可取的建議,破開復雜問題解答的困境.創造思維的核心在于學習者可以在學習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,這是化學思維中最具備高階思維特點的思維方式,也是學生在化學研究領域能夠長遠發展的必備能力.

2 高中化學教學中的高階思維能力有效培養途徑

2.1 通過誘思探索教學,培養高階思維能力

張雄飛教授提出了“誘思探究學科教學論”,主張教師在教學中堅持以“學”為中心,發揮出啟發與引導的作用,激活學生的思維,促進學生主動地探索與分析問題,起到以“誘”達“思”,啟“智”悟“道”的作用[4].教師應善用誘思探索教學方法,推動學生在化學學習中主動地思考、獨立地分析問題,積極探索、創造性地解決問題,從而獲得創新思維的發展.

以“鈉的化合物”知識點教學為例,教師可創設問題化的情境:“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,現在人們使用火柴、打火機取火,但是,同學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,給每一名學生發一根火柴,讓學生對著火柴吹氣,火柴并沒有被點燃,引導學生結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?”學生們聯系生活經驗以及已有的化學知識經驗,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,用玻璃導管對棉花內吹氣,觀察實驗現象.學生們可以發現棉花燃燒了,并且在燃燒過程中釋放出大量的熱.在實驗完成之后,教師提出問題引發學生的思考,如:(1)為什么對準包裹淡黃色粉末的棉花吹氣,棉花就會被點燃?(2)淡黃色粉末究竟是什么?學生們結合化學實驗現象,聯想到上節課學習到的金屬鈉的性質,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,進而猜測本次實驗中的淡黃色粉末可能是Na2O2.在此基礎上,引發學生對Na2O、Na2O2中氧元素的化合價分析,判斷二者的化學性質,并由此思考不同物質的化學性質在生活中的用途,思考Na2O2與H2O、CO2的化學反應方程式,用以解釋吹氣生火的神奇現象.

在這個過程中,教師創設了可以誘發學生思考與探究的情境,并在情境中提出了問題,布置了探究性學習任務,激發了學生對化學問題的思考.在經歷了一系列的問題分析與解答中,引發學生生成了思維鏈,有助于學生高階思維能力的形成.

2.2 通過批判性教學,培養高階思維能力

采取批判性教學法可以引領學生樹立敢于質疑的學習態度,做到不完全接受已有的理論,能夠通過反省與創新而生成新的結論,實現知識、技能以及方法的自我建構.教師應營造批判性的學習環境,鼓勵學生在學習中質疑,在質疑中創新.

在化學教學中利用批判性教學方法,可以培養高中生學會質疑,善于質疑,進而發展學生的質疑思維,這是發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,培養高階思維能力

項目化教學是指教師為學生營造社會環境,或者帶領學生進入到真實的社會環境中,并通過扮演社會角色的方式,參與到與學科相關的長期學習活動中.在項目任務完成過程中,需要學生經歷資料查找、分工協作、問題研究以及結論總結等過程,不僅需要學生掌握基本的學科知識與技能,同時也是對學生綜合能力的考查.在這一過程中,學生需要結合多學科知識,站在整體的視角探索項目解決的有效方法,并做到創造性地完成任務,促使學生在實踐與創新中獲得高階思維能力的發展[5].

如在“酸堿中和滴定與pH的計算”的教學中,教師可以實施項目化教學,具體為:

項目課題:酸堿中和滴定與pH的計算

項目內容:檢測松花江江水的酸堿情況

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

項目要求:能夠運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,樹立環保理念以及團結協作意識.

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

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

在項目化教學過程中,建立了真實的情境.學生在項目任務完成中獲得綜合能力、合作能力、解決問題能力的發展,學會處理項目完成中遇到的各類突發問題,促進學生的高階思維能力生成.

3 結束語

綜上,高階思維能力的培養不僅是高中生化學學習的需求,同時也是培養適應未來社會發展人才的重中之重.在教學實踐中,教師應不斷探索有效的教學指導方法,幫助學生提升思維活躍性、辯證性與創造性,促進高中生的高階思維能力形成.