高階思維下的初中化學教學實踐與研究

于莎莎

（威海市實驗中學 山東 威海 264200）

愛因斯坦曾說：“教育就是人們遺忘了所有學校灌輸的知識后，仍能留存的東西。”我認為這存留的東西就是一種思想方法或者是思維能力。縱觀近年來提出的“深度教學”、“生命化課堂”、“大單元教學”“項目化活動”等教育模式，實際上本質都是相同的：旨在提升學生的思維水平和創新能力。站在化學的角度我在思考：經過兩年的化學學習，學生走出校門，化學教育能給學生留下什么？我希望學生已經具備：以化學知識為載體，建立超越化學知識層面的學科思維即具備化學核心素養。這就需要我們走一條以“思維發展”為抓手，實現“核心素養”教育之路。

1.立足現狀，聚焦問題

我曾問剛剛升入初三的學生:你認為化學是一門什么樣的學科？怎樣才能學好化學？在眾多答案中，我發現大多數學生認為化學是理科中的“文科”，是“背出來”的學科。實際上化學學科有獨特的學科思維、學科觀念與方法，不是簡單的背一背基礎知識就能學好的。由于對化學學科的錯誤認識，大多數學生長期處于識記這種低階思維水平，不能靈活運用化學思維解決真實情境中的問題。作為一名一線化學教師，我在多年的實踐中發現高階思維下的化學教與學主要存在以下幾方面的問題。

1.1 學習以記憶為主，形式邏輯多于辯證邏輯

課堂上大多數學生習慣于靜態模仿和單調思維，例如新授課，學生會將學習內容很全面地整理在的筆記本上，感覺自己“學會了”。實際上他的思維沒有得以發展，不能利用所學知識解決生活中的問題。

原子是初中化學核心概念之一，近年來威海中考多次涉及原子結構相關知識，盡管學生在中考前做過大量訓練，但考試依然出錯。究其原因，我認為是學生在第一次學習原子結構時沒有親身經歷探究過程，只是記住了所謂的結論。課堂不是直接告訴！在講授這部分內容時，老師應該帶領學生重溫盧瑟福ɑ粒子散射實驗，提問學生：如果你在現場，你能根據現象獲得哪些結論？學生深入思考，通過生生、師生之間的交流評價，思維在不斷的碰撞與升級，我相信如果有這樣的思維歷程，學生對原子核式結構的理解會更加透徹。

1.2 不對知識深加工，難發現思維規律

每學完一個單元，學生就感概需要記得東西太多，知識很零碎，導致這一困境的原因是：學生只是簡單的疊加知識，沒有對知識進行思維的深加工。實際上很多化學知識雖然是常識性內容，但也是有規律可循的。比如產物是鹽和水的化學反應，學生立馬想到了中和反應，而實際上學過的還有堿和非金屬氧化物、酸和金屬氧化物這兩種，這樣的例子還有很多，學生只是片面的記憶當下內容，而沒有進行遷移和加工，做不到舉一反三，缺乏高階思維的深度整合。教師要引導學生從化學科學的視角（物質的組成和構成）認識自然界里發生的變化和現象，要運用歸納、比較、推理、演繹等科學方法來系統學習，找尋其中蘊含的思維規律。這樣就能提高學習效率，學起來更輕松、更清晰。

1.3 思維定勢嚴重，干擾了正確分析

思維是人類本質的特征，是人一切活動的源頭，也是創新的源頭，有了創新思維才會有創新活動，想要擁有創新的高階思維就要打破思維定勢。思維定勢會阻礙高階思維的發展。我認為表格型計算題最能鍛煉學生的思維能力。通過對比、比較不同組實驗數據摸清每組反應的具體情況，從而找出解題的有效數據，在這個過程中訓練邏輯思維能力。

大家可以對比下面兩道計算題，表面上相似，實際上不盡相同。同樣是質量減輕，第一次是產生氫氣的質量，第二次是消耗金屬鋅的質量，由于存在思維定式，干擾了學生正常的分析，從而無法正確解題，因而我們需要跳出思維定勢的圈子。

[計算題1]黃銅是生產機器零件的重要材料，為測定某黃銅（假設合金中近含銅、鋅）中銅的質量分數，興趣小組同學稱取 20g黃銅粉末于燒杯中，將80g稀硫酸分四次加入，充分反應，測得實驗數據如下表所示：

第一次 第二次 第三次 第四次加入稀硫酸的質量（g） 20 20 20 20燒杯中剩余物的質量（g） 39.92 59.84 79.80 99.80

（1）黃銅粉末完全反應生成氫氣的總質量為________g

（2）該黃銅中銅的質量分數為多少？（寫出計算過程）

（3）第三次實驗中溶質的成分為

[計算題2]小美有一只銀手鐲（銀鋅合金），她想用實驗探究手鐲中銀的含量。先用電子秤稱得手鐲的質量是25.00g，再用稀鹽酸分多次與此手鐲充分反應，實驗數據入下表：

第一次 第二次 第三次 第四次 第五次加入稀鹽酸的質量（g） 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00充分反應后剩余固體質量 24.35 23.70 23.05 23.00 23.00

（1）手鐲中銀的質量是________g

（2）所用稀鹽酸的溶質質量分數是多少？

2.方法策略

2.1 注重情境創設，著力問題引領

常態課要想提升學生的思維，關鍵是要選取貼近生活并且一以貫之的情境，圍繞情境設計有思維價值的問題。威海市化學教研員賀婧老師曾講過一節關于設計和優化化學探究活動方案的課。這節課以熟悉的海水創設情境，從定性和定量角度分別設計了兩個梯次性問題：

（1）如何測定海水中是否含有氯離子（定性）？

（2）如何測定海水中氯元素的含量（定量）？

圍繞這兩個問題學生親歷科學探究，設計并優化實驗方案，最終歸納出開展探究活動方案一般思路，在探究過程中學生的思維有低階逐步走向高階，逐步形成化學解決問題的思維，發展了證據推理能力，提升了實證意識，化學核心素養有效落地。

2.2 注重實驗探究，激發創新思維

實驗探究是激活學生思維發展、促進科學素養提升的重要手段。李政道教授曾說：實驗再怎么強調都不為過。學生在實驗探究中獲得了其他方式難以比擬的提高。好的實驗課應該是：有效的教學設計，有效的探究，真實而自然的收獲。如何借助實驗發展學生的思維呢？

2.2.1 選取有思維價值的實驗，讓學生真正去探究

關注學生經驗基礎，周密設計能夠突出學習主題的實驗內容。越是熟悉的實驗越能激發學生探究興趣，例如在學習《燃燒與滅火》，選擇蠟燭為實驗載體，在熄滅蠟燭的過程中，學生積極思考滅火方法背后的原理，在動手實驗和深度反思中獲得實驗能力和思維能力。另外還可以開展項目化實驗活動——從海水中獲得餐桌上的食鹽，以學生為主體，采用小組合作的方式，討論制定方案、優化評價方案，學生在探究體驗過程中啟迪思維，增強自我效能感。

2.2.2 引導學生對實驗進行反思和改進

教師引導學生不僅僅關注實驗現象，還要思考產生現象的原因，促進學生逐步走向知識的內核。比如在做粗鹽提純實驗，教師可以引導學生思考食鹽產率偏低的原因，把學生的思維引向高階；再比如測定空氣中氧氣含量實驗，教師可以引導學生分析實驗結果小于五分之一的原因，進一步指導學生對裝置進行優化，確保實驗既安全又準確。這一過程中學生加深對實驗原理的認識，發展了思維。

2.2.3 注重宏微結合，養成化學特有思維

宏觀與微觀相聯系是化學學科不同于其他學科的最特征的思維方式，是一種高階思維方式。汽油、酒精等物質為什么要密封保存？學生會用揮發性來解釋，在微觀上是因為分子在不斷運動。目前大多數學生看到宏觀現象不能從微觀本質上進行解釋，學生還是習慣從宏觀角度解釋現象和變化，沒有認識到問題的本質，思維水平較低。那如何才能建立宏觀微觀之間的聯系呢？我認為需要上好《運動的水分子》這節課，這是一節關于分子的啟蒙課。為了讓學生更好地感受分子的特征，我設計了3個問題情境：1.如何鑒別水和酒精、2.固體碘能使淀粉變藍嗎、3.糖為什么能溶解，在探究過程中學生直觀感受實驗現象，用微粒的觀點解釋現象和變化，在這一過程中發展了微觀探析能力，微粒觀也就植根于學生的頭腦中了。

2.3 注重知識的建構，強化邏輯意識

高階思維不是教師“教”出來的，而是學生自己“悟”出來的。通過自我建構，深度學習才會發生，高階思維才會出現。繪制思維導圖是一個思維可視化、作品成果化的過程。思維導圖涵蓋了學科知識、學科方法、學科思想以及經驗反思等多方面的小結。小到一節新授課大到一個單元，老師都會布置相應的整理類作業——繪制思維導圖。特別是初四中考一輪復習，繪制思維導圖更能提高復習效率。課堂上學生交流展示自己的思維導圖，其他同學進行補充，進一步強化了邏輯意識，也鍛煉了學生的語言表達能力，增強了學習化學的信心。

結語

化學知識和化學學科思維是矛盾的對立統一體，這好比是依靠化學知識搭臺，循著化學學科思維邏輯唱戲，最終能留給學生的就是最為寶貴的化學核心思維理念。雖然目前化學教學還不能建立很完善的學科體系，但是高階思維的巨大潛力肯定會吸引更多人加入。相信在高階思維的指引下，有化學核心素養的學生會越來越多，化學教育會越來越有價值。