高階思維視角下化學實驗教學初探

黃筱菡

我們不一定有“最強大腦”，但可以有“最活思維”.人思想的解放、觀念的改變、思維的激活，可以為自己的認知領域和智慧人生開辟一個新的局面.美國教育家布盧姆將人的思維過程分為六個目標：記憶、理解、應用、分析、綜合評價和創造.其中，記憶、理解、應用是低階思維，是較低層次的認知水平，主要是指用于學習事實性知識或完成簡單任務的能力；而分析、綜合評價和創造為高階思維，是發生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力.

在課堂教學中，進行“高階思維”訓練和教學.，才能更好地使學生的思維被激活.學生思維的有效途徑被打開，就會茅塞頓開創造出意想不到的學習效果.

本人以高階思維為視角，從學生已有的知識背景出發，以二氧化碳實驗室制法為例，初步探究摸索出了一套能夠培養學生高階思維的有效教學模式.即“激發興趣—培養能力—動手創造—適時評價.”

一、讓化學貼近生活，激發學生學習興趣

興趣是最好的老師，是學習知識的動力，是點燃智慧的火花.當學生對某一門學科產生了興趣，他就會不知疲倦，越學越精.但興趣不是生來就有的，興趣的產生離不開教師的培養和激發.之前在學習二氧化碳的性質時，我每組發一大瓶雪碧，打開瓶蓋的瞬間，我們看到大量氣泡冒出，證明氣體的溶解性隨壓強的減小而減小；將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明該氣體是二氧化碳；取少量雪碧于試管，滴入紫色石蕊試液，試液變紅，證明雪碧中含有酸性物質.同學們猜肯定是碳酸，于是他們將變紅的液體于酒精燈外焰加熱，結果紅色沒有變成紫色，后來同學們自己查閱資料得出：雪碧中除不穩定的碳酸外，還有其他比較穩定的酸.有了之前的雪碧實驗，學生對二氧化碳產生了濃厚的興趣，開始對二氧化碳怎么制取的，有了一定的好奇心.在上新課的前一天，我給他們分好小組，每組成員回去準備好以下材料：一根一次性筷子、幾小塊廢舊的大理石或石灰石（用榔頭敲碎）、一小瓶白醋，廚房中的蘇打粉等.這些材料都是我們生活中常見的，也沒有什么危險性，這遠比讓他們做一張試卷來得有趣，他們會很積極地完成任務.教師在教學時注意要從學生熟悉的身邊現象入手，尋找到新的切入點，讓學生感受到化學來源于生活，且又服務于生活，有意識地培養學生的社會責任感、參與意識與決策能力.

二、把握已有經驗，培養學生探究能力

科學探究能力的形成是一個逐步提高的過程，教師在選擇教學方法時要立足于學生的學習基礎、能力發展水平以及興趣愛好等的特點，設計合適的教學環節，讓學生主動構建抽象的概念和結論提高學生的學習能力.在學習本節課之前，學生已經有實驗室制取氧氣的基礎.我從學生已有的知識背景出發，提出問題：加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置適合于用雙氧水在二氧化錳作催化劑的條件下制取氧氣嗎？為什么？能改嗎？怎樣改？讓學生在鞏固舊知的基礎上分析、推理出實驗室制取氣體的一般思路和方法： 選擇理想藥品； 確定合適的實驗裝置； 驗滿和驗證氣體.這樣不僅達到輕松突破難點的學習效果，而且激發學生的探究欲.實驗桌上的藥品有石灰石（或大理石）、蘇打粉（碳酸鈉）、稀鹽酸、稀硫酸、白醋等.我指導學生從反應速率，生成的氣體是否易于收集等方面考慮，通過比較，選出實驗室制取二氧化碳的理想藥品：大理石（或石灰石）和稀鹽酸.其中碳酸鈉和稀鹽酸反應速度太快，不利于收集；白醋和石灰石（或大理石）也能生成二氧化碳，但速度較慢，也不利于收集；稀硫酸和石灰石（或大理石）反應不能持續進行.學生通過分組實驗、觀察、記錄，更直觀地理解實驗室制取二氧化碳應選擇的理想藥品（廉價易得，操作簡便，氣體純凈，速度適中）.初步認識實驗室制取氣體時理想藥品的選擇依據，加強同伴間的合作、交流與表達，培養學生運用已有知識解決問題的能力，從而培養學生探究能力.

三、為學生創造動手機會，提高學生實踐能力

化學課堂教學不是讓學生簡單地接受教師和教材提供現成的觀點和結論，而是在教師引導下，學生通過“思考、討論、交流、觀察分析、歸納、動手實驗”等一系列教學活動，主動參與、主動發現與探索、獨立思考和不斷創新的過程.我在這節課的設計上更注重的是方法和技能而不是具體的某個知識點，通過對實驗室制取氧氣的回顧復習、對比和分析，得出發生裝置的選擇該考慮的因素為反應物的狀態和反應條件；收集裝置的選擇該考慮的因素為氣體在水中的溶解性及密度（與空氣相比）.學生早已通過探究得出結論：實驗室制取二氧化碳反應物為大理石（或石灰石）和稀鹽酸，狀態分別為固體和液體；反應條件為不需加熱.二氧化碳在水中的溶解性及密度（與空氣相比）在之前學習物理性質時已知曉.實驗桌上給學生提供的儀器有大試管、錐形瓶、分液漏斗、鐵架臺、酒精燈、水槽、小木條（一次性筷子）、集氣瓶、帶導管的橡皮塞等.根據實驗室制取二氧化碳的化學反應原理請學生通過分析、討論、設計實驗室制取二氧化碳的實驗裝置，然后向同伴展示自己的作品，并說出自己設計的裝置如何制取二氧化碳，用自己設計的裝置制取、驗證、驗滿二氧化碳.隨后小組之間通過交流、表達、對比，選出最佳的制取裝置.讓學生從探究中獲取成功的喜悅，增強環保意識，培養創新能力.向同伴展示自己的作品，可以培養學生自我表達、自查自糾的能力，還可以提高學生實踐能力.

四、適時激勵性評價，提高學生學習的積極性

在教學過程中，教師通過語言、情感和恰當的教學方式，不失時機地從不同角度給不同層次的學生以充分的肯定、鼓勵和贊揚，使學生在心理上獲得自信和成功的體驗，激發學生學習動機，誘發其學習興趣，從而提高學生學習的積極性.其實，學生中存在著巨大的潛能，課堂是一個創造奇跡的地方，學生在學習，教師也在學習，二者是相互的，十幾年的教學經歷讓我真正領悟到了“教學相長”的內涵.學生設計的裝置也許不怎么出色，還可能是不適合本實驗的.只要他們努力動腦、動手了，我都會給予肯定、鼓勵和贊揚，因為這是學生所期待的.課堂中有個學生不小心把大試管底部摔了一個小洞，當他主動向我承認錯誤時，我不怒反笑：“沒關系，那你不妨試試廢物利用，把它應用到你的設計中去.”我也只是抱著試試的態度，另我驚訝的是，沒過多久他就把他的設計裝置給我看了：燒杯中加稀鹽酸，把塊狀的石灰石（或大理石）放在底部破損的大試管中，用帶導管的單孔橡膠塞在管口旋緊，把試管底部插入燒杯中的鹽酸，反應就開始了；當把試管撤離燒杯，反應就停止了.看完他的演示后，我不禁對他豎起大拇指：“你真棒！”并把他的的設計理念推廣給其他組的成員，鼓勵他們向這位學生學習，擴展思維，積極創新.我給每組成員布置了一個任務：選用家中現有的物品，如墨水瓶、塑料瓶、圓珠筆芯等，自制一套制取二氧化碳的裝置，參加班級展覽、討論，并在老師的指導下進行實驗.這樣，不僅能培養學生綜合運用能力，自我歸納能力，又能培養學生精益求精、勇攀高峰的科學品質，還能讓學生體驗探究成功的喜悅，真正感受到化學實驗不只局限在書本或實驗室，從而提高學生學習的積極性.

高階思維的培養和教學沒有固定的模式，其中通過“問題解決”來突出學生的主體地位是高階思維教學的關鍵.實踐證明，教師在教學過程中能盡量放手，讓學生體驗到探究活動的樂趣和成功的喜悅，這不僅能激發學習的興趣，還提高了學習品質，優化了教學過程.在今后的教學中我將會繼續努力，引導學生親歷探究過程，體驗化學的樂趣，使化學課堂教學煥發出生命的活力.