瞿 洋

化學(xué)課程教學(xué)實踐的目的不僅是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)豐富的化學(xué)知識,還關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。指向高階思維的化學(xué)實驗教學(xué)對學(xué)生核心素養(yǎng)的提升具有積極的推動作用。高中化學(xué)與高階思維之間存在密切的聯(lián)系,基于這種聯(lián)系,高中化學(xué)能夠助力學(xué)生高階思維能力的良好發(fā)展,幫助學(xué)生充分發(fā)揮自身的潛能和價值。

一、高階思維概念闡述

現(xiàn)階段,許多研究者對高階思維展開了系統(tǒng)地研究,但是關(guān)于高階思維的定義尚不統(tǒng)一。布魯姆最早圍繞高階思維的內(nèi)涵展開了一定的討論,他的教育目標(biāo)分類學(xué)可以說是高階思維研究的起點。之后安德森等人在布魯姆的基礎(chǔ)上進(jìn)一步修訂了教育目標(biāo)分類學(xué),這一學(xué)科也得到了廣泛的認(rèn)可。以布魯姆的教育目標(biāo)分類標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),其中低階思維包括記憶、應(yīng)用、理解能力,高階思維包括評價、分析、創(chuàng)造能力。國內(nèi)對高階思維的研究也有不少,其中鐘志賢教授對高階思維的概念進(jìn)行了界定,他指出高階思維指的是求解問題的能力、創(chuàng)新能力和批判性思維能力。文章深入討論了高階思維與化學(xué)課堂的結(jié)合,具體是指學(xué)生分析、創(chuàng)造、評價、解決化學(xué)問題的能力。

二、高中化學(xué)對學(xué)生的高階思維要求

(一)分析思維

學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識必須要具備分析思維,分析思維是學(xué)生從低階思維向高階思維轉(zhuǎn)變的有效過渡。分析思維具體包括判斷、分析、區(qū)別、對比、組織等內(nèi)容,分為不同的層次。在基礎(chǔ)層次,要求學(xué)生能夠?qū)⒁粋€復(fù)雜的化學(xué)任務(wù)進(jìn)行有效分解,將一個任務(wù)內(nèi)容分解成若干個子任務(wù),從而降低化學(xué)任務(wù)的難度。在發(fā)展層次,要求學(xué)生能夠明確梳理和總結(jié)分解成的各個任務(wù)部分之間的聯(lián)系,能夠順利地運(yùn)用分析工具。在提高層次,要求學(xué)生利用分析方法,順利地總結(jié)出化學(xué)現(xiàn)象及知識規(guī)律。

(二)整體思維

整體思維又叫綜合思維,指的是從整體、宏觀的角度出發(fā)去看待問題和解決問題的一種思維方式。高中化學(xué)各個知識內(nèi)容之間存在各種各樣的聯(lián)系,學(xué)生利用好綜合思維分析和學(xué)習(xí)化學(xué)知識,建立起完善、全面的化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)體系,才能夠更加準(zhǔn)確地從整體上把握課程內(nèi)容。形成綜合思維,能夠讓學(xué)生更高效、準(zhǔn)確地解答化學(xué)問題,幫助學(xué)生拓展解題思路,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。高中化學(xué)知識點龐雜,但各個知識點并不是孤立存在的,每個知識內(nèi)容都是一個個知識體系的重要組成,都與其他的知識點存在多重聯(lián)系。因此,想要學(xué)好化學(xué)知識,必須要讓學(xué)生形成綜合思維,學(xué)生要建立“牽一發(fā)而動全身”的意識。比如,學(xué)生要明確化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)方程式之間的關(guān)系,在記憶化學(xué)方程式時,要同時記住反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)實驗的流程和步驟、化學(xué)實驗反應(yīng)的具體條件、化學(xué)結(jié)果現(xiàn)象等。

(三)批判性思維

批判性思維指的是學(xué)生能夠形成一定的評價標(biāo)準(zhǔn)思維,逐步形成一定的思維技能和傾向。批判性思維絕對不是隨意、沒有原則的批判,而是必須要遵循一定的流程,要建立在評價、估計的基礎(chǔ)之上,要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)原則進(jìn)行價值判定,才能夠更有依據(jù)地對有效內(nèi)容加以辯護(hù),對與事實不符的內(nèi)容進(jìn)行批判并進(jìn)行糾正。批判性思維是一種不破不立的思維,是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識必須要形成的一種思維,也是高階思維的重要組成部分。

(四)創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性思維與其他思維類型相比具有明顯的高度機(jī)動性。具備創(chuàng)造性思維的個體往往不會滿足于現(xiàn)有的結(jié)論和方案,能夠從全新的角度思考問題,總結(jié)和提出更為有效的解決問題的辦法。具備創(chuàng)造性思維的個體經(jīng)常會提出各種構(gòu)想,盡管這些構(gòu)想并不一定都能夠真正落實,但是經(jīng)過反復(fù)的思考和探究,往往能夠找到解決問題困境的有效辦法,從而為化解問題提出更為豐富的參考方案。創(chuàng)造性思維能夠幫助人們打破常規(guī)范式,突破常有程式的束縛,個體通過多樣組合獲得全新的感受體驗,深入體會和把握規(guī)律,最終得出全新的思維成果。創(chuàng)造性思維最為典型的特征在于敢于突破思維定式,個體能夠合理地展開想象,突破原有思維的局限,從各種意想不到的角度探索和思考全新的問題解決方案,最終也往往能夠獲得出其不意的結(jié)果?？梢哉f,創(chuàng)造性思維是高中化學(xué)思維最具備高階特點的一種思維方式,是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的一個重要的方向。創(chuàng)造性思維往往要以分析思維、綜合思維、批判性思維為基礎(chǔ),要求學(xué)生具備勇于探索、敢于創(chuàng)新的精神和理念?，F(xiàn)階段高中教材中的知識內(nèi)容、化學(xué)實驗基本上是前人總結(jié)出來的結(jié)果,但高中化學(xué)課堂并不局限于學(xué)習(xí)教材中的理論知識,更強(qiáng)調(diào)開展化學(xué)實驗教學(xué)?；瘜W(xué)實驗教學(xué)將原本停留在教材中的理論性知識內(nèi)容以更為直觀、更為具象的方式展現(xiàn)出來,為學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)提供了更為豐富的感性材料,讓學(xué)生能夠通過親身實踐深入理解和感受化學(xué)概念和原理,充分尊重了學(xué)生在化學(xué)課堂中的主體地位,學(xué)生能通過積極主動的實驗探究,發(fā)展自身的科學(xué)探究意識和化學(xué)思想。在化學(xué)實驗過程中,教師注重引導(dǎo)學(xué)生用創(chuàng)造性思維進(jìn)行深入思考,沖破學(xué)習(xí)的障礙。

三、指向高階思維的高中生化學(xué)實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的有效途徑

(一)指向高階思維,優(yōu)化設(shè)計化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)

高中化學(xué)教師在設(shè)計實驗教學(xué)目標(biāo)時,要緊緊圍繞學(xué)生高階思維能力發(fā)展的需要,立足于學(xué)生創(chuàng)新意識、批判性思維等方面發(fā)展的角度合理設(shè)計教學(xué)目標(biāo)。面向高階思維優(yōu)化設(shè)計化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo),要求化學(xué)教師關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力和學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展,基于高階思維為學(xué)生提供科學(xué)指導(dǎo),注重發(fā)展學(xué)生的實驗分析能力和實驗結(jié)果評價能力。高中化學(xué)實驗課堂中,元素化合物是十分重要的教學(xué)內(nèi)容之一,這部分內(nèi)容是幫助學(xué)生理解化學(xué)概念知識的基礎(chǔ)所在,也是幫助學(xué)生開展化學(xué)實驗的重要基礎(chǔ)?；瘜W(xué)教師在開展實驗教學(xué)時,應(yīng)當(dāng)首先系統(tǒng)地整合化學(xué)知識,以便于學(xué)生開展系統(tǒng)化的高效學(xué)習(xí)。例如,在學(xué)習(xí)“二氧化硫和硝酸性質(zhì)”這部分內(nèi)容時,化學(xué)教師設(shè)計實驗教學(xué),整合二氧化硫性質(zhì)、制備等方面的知識內(nèi)容,帶領(lǐng)學(xué)生細(xì)致觀察實驗現(xiàn)象,同時引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系化學(xué)方程式對實驗現(xiàn)象的實質(zhì)展開分析,讓學(xué)生結(jié)合實驗現(xiàn)象進(jìn)行案例分析,展開系統(tǒng)化學(xué)習(xí),從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的分析思維能力和綜合思維能力,在記憶化學(xué)現(xiàn)象的同時探究化學(xué)反應(yīng)的原因和過程。再如,在開展與葡萄糖相關(guān)的課程知識內(nèi)容教學(xué)時,化學(xué)教師制定了“明確葡萄糖結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途并探討其之間的相互關(guān)系”的實驗教學(xué)目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生建立控制實驗條件的意識,以此來幫助學(xué)生逐步地發(fā)展高階實驗思維和創(chuàng)新意識,鍛煉學(xué)生的高階思維能力。

(二)注重高階思維參與的全面性,巧妙設(shè)計實驗問題

高中化學(xué)實驗教學(xué)是發(fā)展學(xué)生高階思維能力的有效場所,相比于低階思維,高階思維比例更高,因此高中化學(xué)實驗教師培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力具有獨(dú)特的優(yōu)勢。在實際操作中,高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)首先設(shè)置清晰明確的實驗教學(xué)目標(biāo),在此基礎(chǔ)上制定具有挑戰(zhàn)性、趣味性的實驗學(xué)習(xí)主題,同時為學(xué)生精心設(shè)計實驗問題。在設(shè)置實驗問題時,高中化學(xué)教師絕不能盲目追求問題的難度,要提升問題的針對性,緊緊圍繞化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求和教材實驗內(nèi)容設(shè)計實驗問題?；瘜W(xué)教師還要關(guān)注學(xué)生現(xiàn)有能力、素質(zhì)狀況,了解學(xué)生當(dāng)前的知識基礎(chǔ),考慮多方面影響因素優(yōu)化設(shè)計實驗內(nèi)容并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化拔高。比如,以“鈉和水反應(yīng)”課程內(nèi)容為例,高中化學(xué)教師可以根據(jù)以下流程設(shè)置實驗問題：第一,引導(dǎo)學(xué)生回顧已經(jīng)掌握的關(guān)于鈉和水的相關(guān)知識,引導(dǎo)學(xué)生大膽預(yù)測鈉和水反應(yīng)的產(chǎn)物,利用多媒體展示學(xué)生預(yù)測的具體結(jié)果。第二,組織學(xué)生對自己的猜想進(jìn)行相互討論,小組之間展開討論確定所要使用的具體的實驗方法和方案,在開始實驗活動之前還要預(yù)測可能產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象,之后小組合作分組別開展實驗活動。第三,在實驗操作結(jié)束后,教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象,總結(jié)得出結(jié)論。在上述實驗流程中,學(xué)生基于現(xiàn)有知識預(yù)測化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物是難度最大的一部分,在以往的活動中,學(xué)生們已經(jīng)基本建立了化學(xué)物質(zhì)分類、化學(xué)反應(yīng)等方面的認(rèn)識內(nèi)容,但想要利用原有知識總結(jié)得出預(yù)測結(jié)果顯然難度較大。為此,在這一環(huán)節(jié),高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供科學(xué)引導(dǎo),幫助學(xué)生從已經(jīng)學(xué)習(xí)的復(fù)雜的知識內(nèi)容中梳理、建立知識聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生順利地得出預(yù)測結(jié)果。另外,在設(shè)計實驗方案、確定檢驗方法等環(huán)節(jié)學(xué)生也可能感覺難度較大,需要教師引導(dǎo)學(xué)生利用以往所學(xué)的知識展開遷移,鼓勵學(xué)生大膽探索。通過精心設(shè)計實驗問題和實驗環(huán)節(jié),學(xué)生的觀察能力、思維聯(lián)系建構(gòu)能力、解釋說明能力均得到了良好的發(fā)展。盡管上述環(huán)節(jié)中有兩個難度較大,但在化學(xué)教師的充分引導(dǎo)下,學(xué)生能夠全面調(diào)動高階思維能力開展實驗活動,順利地完成實驗活動任務(wù)。在固有知識基礎(chǔ)之上學(xué)生通過開展化學(xué)實驗,提升了自身的學(xué)習(xí)能力。這種方式符合最近發(fā)展區(qū)的要求,保證每位學(xué)生均能夠在原有的基礎(chǔ)上有所收獲。這種實驗教學(xué)活動方式也符合化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),為學(xué)生運(yùn)用高階思維能力提供了充足的空間和機(jī)會,學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)了高階思維的全面參與,發(fā)揮了高階思維能力助力學(xué)生實驗?zāi)芰Πl(fā)展的有效作用。

(三)關(guān)注知識遷移應(yīng)用,創(chuàng)設(shè)完善科學(xué)的實驗教學(xué)情境

高中生普遍具備良好的主觀能動性,學(xué)生在遇到一個新的化學(xué)問題時往往能夠自覺地運(yùn)用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識內(nèi)容嘗試解決問題,這也是學(xué)生高階思維的重要體現(xiàn)。因此,高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生遷移能力的發(fā)展要求,合理創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,確保教學(xué)情境真實、科學(xué)、完善且具有一定的復(fù)雜性,為學(xué)生提供更為豐富、直觀的情境體驗,讓學(xué)生能夠沉浸在教師創(chuàng)設(shè)的化學(xué)實驗教學(xué)活動情境中,深層理解化學(xué)知識內(nèi)容,發(fā)揮知識遷移應(yīng)用的有效性。從本質(zhì)上講,化學(xué)知識內(nèi)容本身就具有一定的情境性,因此在特定的情境下學(xué)習(xí)化學(xué)知識和開展化學(xué)實驗,既能夠提升學(xué)生探索學(xué)習(xí)的興趣和參與感,又能夠充分發(fā)揮教學(xué)情境的支撐作用,幫助學(xué)生建構(gòu)完整的知識系統(tǒng),讓學(xué)生將原本抽象的知識內(nèi)容與實際生活巧妙地結(jié)合起來。比如,在“鐵鹽和亞鐵鹽檢驗與轉(zhuǎn)換”實驗課程中,化學(xué)教師在學(xué)生開展實驗活動之前可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實驗情境,導(dǎo)入新課：“同學(xué)們都知道人體本身需要具有一定的微量元素來保障人體所需,鐵元素是其中重要的組成部分。但是全世界范圍內(nèi)缺鐵性貧血的病癥十分常見,針對這種情況,越來越多的人開始服用葡萄糖酸亞鐵等相關(guān)的補(bǔ)鐵劑,這是為什么?同學(xué)們能夠論證補(bǔ)鐵時基本補(bǔ)充的是亞鐵離子這一觀點,如何檢驗補(bǔ)鐵劑中存在的亞鐵離子?”在情境的支持下,化學(xué)教師巧妙設(shè)置導(dǎo)入問題,讓學(xué)生帶著疑問展開實驗探究活動,同時也讓學(xué)生將對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程和現(xiàn)實生活聯(lián)系到了一起,引發(fā)學(xué)生深度思考,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力和實驗?zāi)芰Φ男Ч?/p>

(四)開展深度實驗教學(xué)反思與評價

持續(xù)性評價是高中化學(xué)實驗教學(xué)的重要組成部分,是化學(xué)教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時需要關(guān)注的重點內(nèi)容。為達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力和化學(xué)實驗?zāi)芰Φ哪繕?biāo),高中化學(xué)教師要注重引導(dǎo)學(xué)生在化學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)、分析各種異常的實驗現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)論和物質(zhì)變化規(guī)律,并帶領(lǐng)學(xué)生對實驗結(jié)果、實驗現(xiàn)象和總結(jié)的規(guī)律進(jìn)行充分的反饋評價,反思整理實驗活動中遇到的各種問題。想要保證化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量,確?；瘜W(xué)實驗教學(xué)活動能夠滿足學(xué)生深度學(xué)習(xí)和高階思維能力發(fā)展的需要,高中化學(xué)教師必須要建設(shè)完善的教學(xué)反饋和評價機(jī)制,幫助學(xué)生再次回顧和認(rèn)知抽象復(fù)雜的化學(xué)知識。在化學(xué)實驗教學(xué)活動中,化學(xué)教師要從以下幾個方面開展教學(xué)評價：首先,化學(xué)教師必須要關(guān)注教學(xué)評價的持續(xù)性,開展化學(xué)實驗教學(xué)的目的并不僅僅是讓學(xué)生通過實驗活動得出正確結(jié)論和實驗現(xiàn)象,而是要關(guān)注學(xué)生化學(xué)實驗過程中高階思維的應(yīng)用,關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)和實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展。為此,化學(xué)教師在開展實驗教學(xué)時要注意各個環(huán)節(jié)、各個流程中學(xué)生學(xué)習(xí)的動態(tài)狀況,建立持續(xù)性評價的方式評價反饋學(xué)生的高階思維、核心素養(yǎng)等方面的發(fā)展。比如,在化學(xué)實驗的準(zhǔn)備階段,高中化學(xué)教師要精心設(shè)計實驗內(nèi)容和問題,提前制定完善的評估清單,以便于后續(xù)對學(xué)生進(jìn)行診斷性評價?；瘜W(xué)教師要對學(xué)生在化學(xué)實驗活動全過程中的知識學(xué)習(xí)情況進(jìn)行客觀評價,對各個階段、環(huán)節(jié)學(xué)生的具體情況、表現(xiàn),靈活地調(diào)整實驗活動內(nèi)容?；瘜W(xué)教師要善于運(yùn)用口頭提問對學(xué)生進(jìn)行形成性評價。在化學(xué)實驗活動完成之后,化學(xué)教師還要對學(xué)生的具體表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)性評價,可以采用較為傳統(tǒng)的試卷測試的方式,對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行定量評價,也可以結(jié)合實際情況和學(xué)生表現(xiàn),優(yōu)化設(shè)置反饋清單,對學(xué)生進(jìn)行定性評價。其次,高中化學(xué)教師還要關(guān)注對學(xué)生化學(xué)實驗成果的評價,要注意靈活地選擇評價方式。當(dāng)前化學(xué)實驗教學(xué)中使用的評價方式類型較多,如定性評價、定量評價,定量評價應(yīng)用更為廣泛,比如期末、期中考試等。定量評價大多是讓學(xué)生進(jìn)行紙筆測驗,對學(xué)生的試卷進(jìn)行批閱,根據(jù)學(xué)生的測試分?jǐn)?shù)評價學(xué)生對化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)情況。這種方式適用于大規(guī)?？荚?但是也具有一定的局限性,不能實現(xiàn)對學(xué)生認(rèn)知的評價。因此,在評價學(xué)生的實驗成果時,要堅持定量評價、定性評價相結(jié)合的方式,除了測試分?jǐn)?shù),還要關(guān)注學(xué)生實驗活動中的行為表現(xiàn)。除教師評價之外,還可以采用學(xué)生自評、學(xué)生互評、小組評價等多種方式。多元評價主體能夠幫助學(xué)生從各個不同的角度全面、充分地認(rèn)識自己,從多個維度獲得真實的反饋,更清楚地認(rèn)識到自身現(xiàn)有的不足和問題,從而幫助學(xué)生及時地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)狀態(tài),更好地提升元認(rèn)知能力,從而進(jìn)一步推動學(xué)生高階思維的良好發(fā)展。

四、結(jié)論

文章對化學(xué)實驗教學(xué)對學(xué)生高階思維的要求展開分析,并深入討論了基于高階思維培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗?zāi)芰Φ挠行緩?。高中化學(xué)實驗課堂具有發(fā)展學(xué)生高階思維能力的獨(dú)特優(yōu)勢,化學(xué)教師明確高階思維能力的具體內(nèi)涵、基本要求和價值作用,有利于優(yōu)化創(chuàng)新化學(xué)實驗教學(xué)課堂,推動學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、高階思維的良好發(fā)展。