提升初中科學(xué)分析高階思維能力的策略

李巍峰

（杭州市江干區(qū)采荷中學(xué) 浙江杭州 310016）

高階思維是指發(fā)生在較高認知水平層次上的心智活動或者認知能力[1]。在初中教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的高階思維，就是讓學(xué)生能夠運用科學(xué)的知識、科學(xué)的眼觀、科學(xué)的方法觀察、分析、解決生活實際問題。為此，為提高初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高階思維能力，教師可以通過創(chuàng)設(shè)探究情境、設(shè)計有效問題，開展實踐活動等方法，促進思維有序發(fā)展，拔升思維高度，本文解讀了高階思維培養(yǎng)的內(nèi)涵，分析了初中科學(xué)中高階思維培養(yǎng)的原則，最后探究了其有效培養(yǎng)策略。

一、高階思維的內(nèi)涵解讀

高階思維是高階能力的核心，主要指創(chuàng)新能力、問題求解能力、決策能力和批判性思維能力，是發(fā)生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力[2]。在教育教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生高階思維，第一，教師要遵從學(xué)生的思維水平，保證其思維水平與學(xué)習(xí)水平?jīng)]有脫節(jié)；第二，要根據(jù)理解、分析、創(chuàng)造為輔助，在理解的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)其進行問題探索，促進創(chuàng)造發(fā)展，也就是說，在此階段要立足有序，層層推進，在遞進引導(dǎo)的過程中，促進思維發(fā)展。

二、初中科學(xué)中高階思維培養(yǎng)的原則

高階思維表現(xiàn)為較高認知水平層次的能力，如分析、歸納、綜合、創(chuàng)新、總結(jié)等[3]。考驗了學(xué)生的批判思維、邏輯思維、推理思維等，要求學(xué)生在解決實際問題的時候，能夠多角度、多層次、多元素分析問題，從整體到局部、從局部到整體進行全面探索。為此，在初中科學(xué)教學(xué)中，為有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，教師要遵從以下幾點原則：

要重視啟發(fā)引導(dǎo)，樹立以學(xué)生為主的教育理念，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，教會其學(xué)習(xí)、探索，通過創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在激發(fā)自主探究的基礎(chǔ)上，結(jié)合問題引導(dǎo)、整合知識內(nèi)容、開展實踐活動等，促使其能夠自主、主動參與到學(xué)習(xí)建構(gòu)中去，在溝通交流的同時，發(fā)展思維技能，進而提高學(xué)生的創(chuàng)造性。

要遵從有序遞進，高階思維的定義到現(xiàn)在還沒有公認的一致的定義和概念，有的學(xué)者認為高階思維是基于低階思維的進一步發(fā)展，有的認為，高階思維要求學(xué)生在解決問題的時候，能夠運用所學(xué)知識進行靈活分析，是一種系統(tǒng)思維、整體思維、創(chuàng)新思維，但是不論是哪一種定義，它的共性都是促進學(xué)生思維發(fā)展，為此，在教學(xué)的時候，教師要遵從有序遞進的原則，層層推進、有序引導(dǎo)，從而幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)體系，培養(yǎng)高階思維能力。

三、提升初中科學(xué)分析高階思維培養(yǎng)的策略

（一）創(chuàng)設(shè)探究情境，引發(fā)高階思維

培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力，調(diào)動自主學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)主動探究學(xué)習(xí)能力是關(guān)鍵。為此，在進行初中科學(xué)教學(xué)的時候，教師要打破傳統(tǒng)以講為主的教學(xué)方法，創(chuàng)設(shè)趣味探究情境，根據(jù)學(xué)生的認知特點、生活實際、思維水平等，設(shè)計探究活動，在真實情境引入，激發(fā)探究興趣的同時，培養(yǎng)探究學(xué)習(xí)能力，引發(fā)高階思維。

例如，在教學(xué)“動物的生長周期”科學(xué)內(nèi)容時，旨在讓學(xué)生知道人、青蛙、蝗蟲生命周期的共同特性，理解生命周期與生命代代相傳的關(guān)系，培養(yǎng)熱愛生命、關(guān)愛生命的意識。那么，在教學(xué)的時候，可以從談話做引入，讓學(xué)生先調(diào)查父母、爺爺奶奶的年齡，讓學(xué)生了解父母的昨天就是今天的我們，明天我們將是今天的父母，使其知道生命是為向前發(fā)展的，隨后利用信息技術(shù)手段，事先將班內(nèi)兩位同學(xué)嬰兒、幼兒、兒童時期的照片掃描，然后通過電腦圖片設(shè)計青春期、成年期和老年期的圖片，讓學(xué)生根據(jù)真實情境猜一猜圖片上的人是班級里的哪位同學(xué)？正處于哪個生長時期？讓學(xué)生就此問題進行交流溝通，完成人的生命周期圖，探討各個生長時期的特點，通過了解人的生命周期，過渡到其他動物的生命周期，激發(fā)探究興趣，讓學(xué)生思考動物的生命周期又是怎樣的呢？以組為單位，讓學(xué)生小組選擇自己探尋的動物對象，利用信息技術(shù)手段進行問題搜集探尋，如某小組調(diào)查蛙的生命周期，可以先觀看青蛙生殖發(fā)育過程的視頻，根據(jù)直觀情境的探尋，完成蛙的生命周期圖，然后發(fā)揮合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，討論其某一時期的蛙的特征，進行深入學(xué)習(xí)，最后讓學(xué)生就動物的生長周期探尋情況進行總結(jié)歸納。通過探究情境和合作學(xué)習(xí)的運用，在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究欲望的過程中，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，進行問題探究、分析，引發(fā)高階思維，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。

（二）設(shè)計有序問題，激活高階思維

激活學(xué)生的高階思維，問題引導(dǎo)是有效途徑，也是提高學(xué)生獨立思考能力，促進思維發(fā)展的重要載體。為此，在初中科學(xué)教學(xué)中，相對比以往單個問題的設(shè)計，教師可以設(shè)計有序問題鏈條為輔助，在層層遞進、步步啟發(fā)的過程中，通過對問題的深入分析、推進，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，加深對科學(xué)知識的理解，從而發(fā)展高階思維能力。例如，在教學(xué)“機械運動”科學(xué)內(nèi)容時，重點是讓學(xué)生知道機械運動是空間位置不斷發(fā)生變化的運動，在探究參考系的過程中，知道選取不同的參考系得出的結(jié)果可能不同的道理。為此，在教學(xué)的時候，可以通過設(shè)計有序問題為輔助進行教學(xué)啟發(fā)引導(dǎo)：

首先，教師可以利用信息技術(shù)手段，播放騰云駕霧，體操運動“跳馬”等真實場景，在直觀展示的過程中，引出機械運動，讓學(xué)生思考怎樣判斷運動和靜止？如何描述機械運動的快慢？

然后，通過這一問題交流溝通，過渡到判斷物體是運動還是靜止，需要找準(zhǔn)參照物這一知識點，隨后讓學(xué)生回想自己平時逛街坐電梯的場景，以及坐公交車觀看道路時的畫面，讓學(xué)生思考：

當(dāng)我們坐在觀光電梯里的時候，地面上的人認為你是怎樣運動的呢？

電梯里其他的人認為你是怎樣的狀態(tài)呢？

在問題探究思考的過程中，引出參照物的概念，讓學(xué)生知道選擇不同的參照物其物體的運動結(jié)果也會不同。

最后，回歸生活實際，回想自己坐公交車的時候，與另一輛公交車并排時的場景，當(dāng)你看邊上的車在運動的時候，感覺自己坐的車也在運動，但是看向另一邊窗口，會發(fā)現(xiàn)自己坐的車根本沒有動，這是為什么呢？讓學(xué)生運用所學(xué)知識對生活問題進行探究，在探究的過程中使其會找參考系，認識參考系的作用。

通過有序問題的引導(dǎo)，在啟發(fā)學(xué)習(xí)，自主探究的過程中，讓學(xué)生參與到問題分析中去，在解決問題的同時，促進思維發(fā)展，激活高階思維，這樣既符合學(xué)生的認知發(fā)展需求，又可以提高初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量，增強課堂活力。

（三）關(guān)注知識對比，拔升高階思維

高階思維能力倡導(dǎo)學(xué)生會分析問題、推導(dǎo)問題，能夠?qū)栴}進行歸納總結(jié)。在初中科學(xué)教學(xué)中，隨著知識量的增多，有很多相似的知識點，如果學(xué)生理解不透徹，很容易出現(xiàn)思維混亂，解題失誤的問題，那么，為培養(yǎng)高階思維，在教學(xué)的時候，教師要關(guān)注知識對比，通過探究異同點，在分析的過程中，超越低階認知，提高學(xué)習(xí)水平。

例如，在教學(xué)“動物的行為”科學(xué)內(nèi)容時，重點是讓學(xué)生理解動物的先天行為和后天行為，能夠進行科學(xué)判斷。為此，在教學(xué)的時候，為提高學(xué)生對此次所學(xué)知識的理解，教師要可以對比學(xué)習(xí)的方法為輔助，利用信息技術(shù)手段，播放動物求偶行為、筑巢行為、覓食行為、攻擊行為、小鳥喂魚、山雀喝牛奶等真實場景，在直觀圖片對比的過程中，讓學(xué)生根據(jù)動物的行為分析他們是否都屬于同一行為？如果不是，分別是什么行為？在問題引導(dǎo)的過程中，讓學(xué)生就動物的先天性行為和后天學(xué)習(xí)行為等知識內(nèi)容進行學(xué)習(xí)探索，按照表格記錄的方法進行對比思考，如：

動物先天性行為 動物后天學(xué)習(xí)行為是否本能是否訓(xùn)練神經(jīng)參與行為意義

在知識對比的過程中，幫助學(xué)生區(qū)別先天行為和后天學(xué)習(xí)行為，然后以判斷動物的行為為核心，設(shè)計專題訓(xùn)練，讓學(xué)生根據(jù)問題分析此動物的行為屬于哪一種行為，給出解釋，在學(xué)習(xí)探索、問題解析、交流溝通的過程中，提高理解能力和分析能力，讓學(xué)生會解決問題、思考問題、分析問題，從而培養(yǎng)高階思維能力，在對比分析中，加深學(xué)習(xí)理解，提高初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

（四）開展實踐活動，敞亮高階思維

科學(xué)是一門理論結(jié)合實踐的課程，在教學(xué)的時候，教師要做到放手，讓學(xué)生敢做、敢說、敢想，在真實參與、實踐體驗的過程中，展開主動驗證、積極批判，由此引發(fā)高階思維，提高學(xué)習(xí)水平。這樣既可以落實以人為本的教育理念，又可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究綜合素養(yǎng)。例如，在教學(xué)“物質(zhì)及其變化”科學(xué)內(nèi)容時，會學(xué)習(xí)到酸堿指示劑的制作，以及運用酸堿指示劑測量物品等，那么，在制作酸堿指示劑的時候，為培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力，教師可以深入生活實際，開展實踐活動，先為其講解指示劑的原理，在了解其原理本質(zhì)的基礎(chǔ)上為其準(zhǔn)備紫甘藍、紅辣椒、紅花繼木、胡蘿卜等素材，為其提供試管架、試管、膠頭滴管、研缽等實驗教具，將學(xué)生分為四個小組，讓學(xué)生小組分別選取不同的花果提取色素，制作指示劑，讓學(xué)生小組設(shè)計實驗過程，如：

第一步，研磨花果，提取色素；

第二步，過濾；

第三步，在試管中加入氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、純凈水、食醋、稀鹽酸等藥品；

滴入色素，觀察記錄現(xiàn)象。

在設(shè)計實驗方案的基礎(chǔ)上，為其搭建實踐平臺，讓學(xué)生小組進行同步實驗，最后展示其成果，派遣優(yōu)秀小組代表就此次實踐情況進行講解，在傾聽各個小組成果的基礎(chǔ)上，綜合實驗探究成果，讓學(xué)生總結(jié)歸納實驗結(jié)論，讓學(xué)生運用自己所做的指示劑，就生活中用品的酸堿性進行檢驗，明確調(diào)查對象、設(shè)計調(diào)查報告、記錄調(diào)查結(jié)果、分享調(diào)查成果。通過實踐活動的開展，在真實參與體驗的過程中，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，將科學(xué)與生活建立關(guān)聯(lián)，使其學(xué)會運用科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)思維解決生活實際問題，從而敞亮高階思維，提升初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

（五）立足多元點評，培養(yǎng)高階思維

對于教育教學(xué)而言，并不是講解完知識，學(xué)生學(xué)習(xí)完成任務(wù)就是結(jié)束，教師要重視學(xué)生在學(xué)習(xí)完之后對知識的掌握和感悟，通過多元評價，在信息反饋的過程中，了解學(xué)生所需，從而為下一步教學(xué)工作的開展提供依據(jù)，為培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力打下基礎(chǔ)。例如，在教學(xué)“人類發(fā)展與環(huán)境問題”科學(xué)內(nèi)容時，旨在讓學(xué)生了解人類社會不同發(fā)展階段與環(huán)境的關(guān)系，能夠通過閱讀圖表來獲取信息并對其進行描述，認識人類與環(huán)境的密切關(guān)系，促使學(xué)生走可持續(xù)發(fā)展道路。在教學(xué)的時候，教師會聯(lián)系生活實際如“人口問題（高生育、高死亡率、經(jīng)濟收入、生活質(zhì)量）”等過渡到環(huán)境問題，揭示人類生存與環(huán)境發(fā)展之間的關(guān)系。那么，在學(xué)習(xí)結(jié)束后，對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行點評的時候，也應(yīng)該結(jié)合生活實際、學(xué)習(xí)能力、學(xué)科素養(yǎng)進行綜合分析，從學(xué)生對科學(xué)知識的掌握情況（人類現(xiàn)在面臨的環(huán)境問題、解決措施）等知識點評入手，關(guān)聯(lián)生活實際，根據(jù)學(xué)生探討真實生活中的環(huán)境問題（水資源污染、浪費）等，結(jié)合學(xué)生的應(yīng)用能力、解決能力進行點評，最后根據(jù)學(xué)生就人類發(fā)展與環(huán)境問題的看法與感悟進行點評，從情感態(tài)度和價值觀方面進行分析，通過多元內(nèi)容整合設(shè)計，讓學(xué)生展開自評和互評，最后由教師根據(jù)學(xué)生評價信息的反饋，認識學(xué)生對此次知識的掌握情況，了解實際所學(xué)，使其在交流點評的過程中，認識自己學(xué)習(xí)過程中的不足，在評價中促進共同進步。這樣既可以創(chuàng)造良好教學(xué)氛圍，又可以提高初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量，使其在思維碰撞中，促進自身思維發(fā)展，培養(yǎng)高階思維能力。

四、結(jié)束語

在初中科學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力，提高教學(xué)質(zhì)量，教師要遵從啟發(fā)引導(dǎo)、有序遞進的原則，圍繞學(xué)生實際學(xué)習(xí)情況，依據(jù)思維特點、認知水平，設(shè)計教學(xué)活動，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。然后通過創(chuàng)設(shè)探究情境、設(shè)計有序問題、關(guān)注知識對比、開展實踐活動、運用多元點評等方法，激活自主學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)高階思維能力。