促進學生高階思維發展的高中化學實驗教學

占文芳

(福建省福安市第一中學 福建 福安 355000)

高中化學實驗教學不僅是化學教學的基礎，也是深刻掌握和運用化學知識的指導與途徑。高中生結合實驗活動的實際現象，在腦海中建立化學概念，轉化為化學規律，從而構建出完整的知識框架，編織知識網絡，并不是必須要經過去偽存真、由此及彼、由感性上升到理性的思維過程。在培養高中生化學核心素養的時候，教師應將重點放在挖掘實驗功能方面。對此，高中化學教師們可以參考將化學實驗功能轉化為“獲知、激趣、求真、循理、育德”的原則，利用化學實驗教學活動，促使高中生的思想道德、專業技能、理論知識等方面得到整體加強，而要想實現綜合能力的提高，就必須要通過科學有效的方式對他們的思維能力進行訓練。化學實驗教學可以給高中生帶來正確認識事物發展和其變化規律的驗證，以其具備的獨特魅力與多元化內涵調動學生的參與熱情，促使他們能夠從心底里喜歡化學實驗，并善于自己動手操作實驗，這樣的參與熱情是他們學習化學知識的主要動機。高中化學將實驗教學作為主要途徑，實驗教學是化學學科中必不可少的重要組成部分。

1.高階思維的界定和教學的必要性

相關專業學者認為：人的思維主要分為運用、判斷、記憶、認識、創新、評價6個層次。運用、認識和記憶屬于低階思維，而高階思維主要是遠遠高于簡單的信息檢索與記憶，通過知識與概念去處理困難程度不同的任務以及問題。具備高階思維的人可以將學習資料當做有關聯的、系統性的，可以進行整合與類比，同時將分散的信息整合為具備體系的整體，他們通過科學可行的思維與分析標準進行學習，通常教師將這類人稱為聰明或者是思維活躍的學生。形成高階思維是在低級思維的基礎上，應用于創建高階思維能力的低階思維能力，比如記憶、聽、說、讀、寫等，我國在現階段的教育工作中對其引起了高度的重視。相關專業學者認為：不能將學習活動單純的看做是對知識的積累與記憶鍛煉。死記硬背只會使學生變得越來越愚蠢與遲鈍，這樣的教學模式不但無法促使學生身心健康的良好發展，還會在很大程度上阻礙他們高階思維的發展，并且還會對其他綜合能力的發展產生局限性，過多的記憶和讀寫會給學生帶來沉重的學習負擔。在信息數據大爆炸的時代中，信息知識的檢索與記憶能夠交給電腦和網絡進行操作，學生需要做的只是操作信息技術，對信息資料進行分析和判斷，同時在此前提下充分發揮自己的創造能力。為了更好的滿足學生的發展需求，教師在實際開展教學活動的時候應有針對性的注重培養與鍛煉學生的高階思維和能力，這樣能夠給教師科學合理的設計教學活動與開展高階思維教學提供支持[1]。

2.高階思維培養教學的特點

2.1 以學生為中心而非教師控制。以往的教學活動往往是教師將知識教授給學生之后，給他們布置很多的練習題讓他們對所學知識進行鞏固，在這一過程中，教師希望學生能夠記住并且理解教學知識，而學生通常將學習停留于死記硬背上和機械學習上。在高階思維訓練的教學活動中，要求教師轉變以往的教學理念與對課堂的控制，引導學生積極參與到課堂活動中。重視在高階思維教學活動中鼓勵想學生勇敢表達自己的觀點，愿意并且嘗試表達自己內心真實的想法對于學生思維能力的發展是非常重要的，在這一過程中教師應給學生提供更多鍛煉思維能力的機會和時間，充分調動他們參與學習活動的熱情和動力。這樣的教學活動主要是把合理有效的提問模式作為基礎，在一問一答的過程中鍛煉學生創造、分析與綜合評價的能力，在這樣的課堂中教師應將學生作為主體，鼓勵他們積極參與其中，對他們的反應和心理活動進行積極觀察，同時及時作出回應。

2.2 關注學習過程而非知識傳遞。以往的化學實驗教學中教師通常將目標放在給學生傳授知識，同時保證他們可以充分理解知識，這樣過于中重視學生掌握知識的教學方式會對他們思維能力的發展產生阻礙。重視高階思維的培養，主要是將關注點由學習結果轉變到學生對教學過程的認識與理解，將引導學生掌握思考與分析能力作為培養他們高階思維能力的主要目標。在這種教學活動中能夠觀察到以下特點：可以聽到學生多于他們提出的觀點進行解釋、推理和描述等；可以聽到教師向學生提出的各種問題，這些問題并非可以通過簡單的一兩句話就能夠回答的，它要求學生對其進行認真思考、詳細闡述；可以觀察到他們在處理基礎問題的時候清楚的指導自己運用怎樣的程序、規律和原理等。

2.3 問題設置開放性而非封閉式。相關的專業學者提出：封閉式的問題主要是指具有明確針對性與選項的問題，學生只可以簡單的根據規定的方向進行思考，這樣非常容易使他們在固定的答案中形成了思維上的禁錮。而開放性問題主要是指沒有明確針對性與選項的問題，學生能夠在很廣的范圍內進行探究，問題的答案也沒有固定性，這樣的開放性問題可以促使他們在激發自身思維能力的過程中，將所學知識與自己生活實際進行密切聯系，還可以使教師更加充分的發現學生思維的優點與不理解的地方。開放性的問題包括觀察世界洋流分布圖發現了什么規律？這種問題促使學生在觀察過程中及時發展問題以規律，給他們提供更多想象以及推理的機會，與以及掌握的知識進行聯系，嘗試著在對比與總結的過程中獲得發現、分析、處理問題的能力；利用這種開放性問題，可以幫助學生打開創造、分析和評價的窗戶。

3.當前高中化學實驗教學存在的問題

3.1 考核評價模式不科學。考核化學實驗始終都是化學實驗教學中的難點，很難開展大規模的測試，就算是開展之后也無法進行合理的量化考核。所以，以往高中化學實驗評價模式主要是通過紙筆測驗，測試內容通常是考察學生對化學知識與實驗技能的掌握，但是很少評價他們的學習過程、方式和態度等方面，所以，在將升學作為目標的教學背景下，高中生普遍存在懶惰懈怠的情況；通常是教師對學生的評價，很少有學生自評或是互評。教師忽視評價學生的創新意識、操作技能、情感態度等方面，進而致使他們將完成學習任務作為目的，過于注重完成實驗報告，甚至出現了抄襲的情況。還有一些學生過于依賴教師，等著教師公布答案，然后背誦出來就是完成了學習任務。另外在評級時，教師通常會忽略對學生的正確引導與積極鼓勵，在一定程度上打擊了他們的學習熱情[2]。

3.2 教學方法、手段的限制。在以往的化學實驗教學活動中，教師通常是先會學生發實驗預習報告，讓他們對實驗過程和內容進行預習，在他們正式開展實驗活動的時候，教師在對實驗步驟進行講解和示范。特別是由于化學實驗的特殊性質，比如有毒有害、腐蝕性、易燃易爆的試劑等，都是會對學生安全產生威脅的因素。對實驗操作技術與步驟有非常嚴格的要求，所以，在實際開展實驗活動的時候，通常教師需要反反復復的強調這一過程中的注意事項，需要浪費很多的時間，效果還并不理想。雖說教師始終強調，但是依舊有學生左耳進右耳出，由于操作不當導致出現嚴重的事故，幾乎所有教師都可以說出類似的危險案列。高中化學課程的時間并不多，進行實驗活動的時間更是少之又少，教師會把很多實驗放在一節課集中操作，時間短，學生進行思考、分析與溝通的時間更少，所以，他們自己動手操作實驗，對其進行分析與觀察的時間和機會非常少。學生在實際開展討論活動的時候，通常很容易就失去了控制，這就要求教師具備很強的課堂把控能力。一些教師為了省心，限制了他們的自由討論。本來就不多的化學實驗活動也會變成高中生機械式根據實驗流程進行操作，根據教師的要求完成，這就失去了實驗活動的教育意義，無法切實發揮出培養創造性、探索能力、開發潛能的效果，也無法切實有效的培養高中生的實驗操作能力以及規范操作的意識。

3.3 師生思想上不重視。第一，教師由于受到以往教育理念的影響，對化學實驗教學的注重度不夠。由于考試都是筆試，沒有實際操作，因此在課堂中教師過于重視灌輸知識，缺乏培養學生的實驗技能。一些教師處于對課堂時間、安全因素等方面的考慮，通常采用教師操作實驗，學生觀察的方式，致使重視他們的分析觀察能力，而忽視了培養他們的探索意識以及創造性。另外受到以往觀念的束縛，通常在化學實驗教學活動中的主體都是教師，由教師操作實驗，學生進行觀察，缺乏對他們學習積極性的培養，實驗教學成為了一種形式，教師和學生、學生和學生之間都缺乏交流和互動。嚴重忽視了訓練學生的科學態度、實驗技能、操作能力等。這樣雖然在表面上是滿足了實驗要求，但只是幫助學生對所學知識進行鞏固和檢驗，與素質教育的要求并不相符。第二，大部分學生都比較注重學習理論知識，輕視實驗教學，覺得考試也用不上，只需記住實驗現象與流程就可以了。因為認識的不正確，知識他們輕視實驗教學，將應付教師、完成任務的態度去進行實驗。通常都是在教師講解之后，根據教師的要求和課本上的步驟進行操作，照貓畫虎、生搬硬套，隨便操作幾下就開始寫實驗報告了，他們很少主動去思考為什么這樣設計實驗，是否有其他的設計方式。這樣的實驗活動，不利于培養高中生的高階思維，甚至還會致使他們失去操作實驗的熱情和主動性。

4.高中化學實驗教學中高階思維能力的培養策略

4.1 創設教學情境，激發學習興趣。在新課標中明確提出：在實際開展授課活動的過程中應充分突出學生的主體地位，緊緊圍繞著學生進行實驗活動。所以，教師在進行化學實驗活動的時候，應堅持“以人為本”的教育原則，利用創設教學情境的方式，有效調動高中生的參會熱情與動力，充分發揮他們在教學活動中的主體作用，促使他們能夠在不斷探究的過程中學習更多化學知識，提高自身的綜合能力，發展高階思維。創設良好的教學情境能夠使課堂氛圍變得更加活躍，促使高中生可以盡快融入到實驗教學中，尤其是對于那些危險系數高并且難度大的實驗活動，利用創設教學情境的方式，能夠使高中生緊張的情緒得到緩解，幫助他們克服心理障礙，促使實驗教學能夠獲得理想的效果，并有效提高學生的高階思維[3]。

例如，在實際開展“金屬鈉及其化合物的性質”這一教學活動的時候，教師可以先讓學生鞏固金屬的活動順序，之后提出相關的問題：“把金屬鈉放進硫酸銅溶液里面是否可以置換出來金屬鈉中的銅？”教師提出問題之后就會有學生回答可以。這個時候教師要做的不是急著表態，而是通過實驗的方式讓學生自己觀察，對自己的觀點進行驗證，利用操作化學實驗的方法，他們可以直觀清晰的看到液面上游動的鈉，同時在酸銅溶液的溶解下不斷變小，并形成了大量氣體以及藍色絮狀物，但是并沒有觀察到置換出紅色的銅。這樣的實驗現象和高中生原本的認知出現了矛盾，進而調動了他們探索真相的欲望。

4.2 有效改進實驗，增強實驗趣味。高中化學課本中的部分實驗趣味性并不強，而且實驗現象也不明顯，無法切實有效的激發起高中生的學習欲望，更無法獲得理想的實驗教學效果。對此，化學教師應不斷思考，并對其進行持續調整和優化，以此加強實驗活動的趣味性[4]。

例如，在實際開展“過氧化鈉與二氧化碳的反應”這一實驗活動的過程中和，教師可以讓學生在一個裝有石灰石的U型管一面放上含有過氧化鈉的物體，另一端放入稀鹽酸，然后再使用一根有灰的木條操作實驗，在這一過程中發現管一端生成了二氧化碳熄滅了條，另一端生成了氧氣復燃了木條。在調整原實驗之后，整個實驗過程使用的時間比較短，并且具有操作簡便、節能環保、實驗現象明顯等特點，同時具備良好的趣味性，能夠切實有效的調動高中生的參與興趣，使他們在積極參與實驗的過程中潛移默化的提高自身高階思維能力。

4.3 合理實施分組，提高實驗效率。高中階段的學生思維能力比較活躍，只有讓他們切實體會到自身的價值，才可以有效調動他們的學習熱情。教師應結合所有學生的具體狀況，科學合理的分配人員，將他們分成不同的學習小組，進行小組探討，給他們構建展現自己的平臺，促使他們能夠樹立學習信心，充分發揮自身的潛能和思維能力。教師應做好對學生的引導工作，讓他們做好課前預習，不只是簡單的查看，而是在預習中進行思考，制定出實驗方案，經實驗活動和理論知識進行精準結合，或是在上課之前利用提問的方法讓他們進行思考的，確定實驗的要求與目標，這樣才可以使他們在實驗教學中獲得理想的學習效果[5]。在實際開展實驗教學的時候，教師應做好監管工作，因為化學實驗的特殊性和復雜性，再加上學生操作化學實驗的能力并不強，他們在操作實驗的過程中勢必會碰到很多困難，因此教師應及時糾正學生在實驗中發生的問題，避免他們由于各種因素的影響手忙腳亂，對實驗效果和質量產生影響。根據上述因素，教師要想有效發展高中生的高階思維，應在教學活動中進行科學合理的分組，并安排他們進行合作預習，掌握實驗流程并合理的使用知識，使他們在親自操作的過程中做到心中有數，在操作實驗的時候認真觀察發生的變化和現象，做好記錄報，將理論知識與實驗活動進行融合，對實驗現象進行分析，解決噴到的難題，使實驗教學獲得理想的效果。在實驗結束之后，教師應結合他們的具體表現作出綜合評價，給予鼓勵和肯定，并指出在操作中的錯誤，充分發揮出自身的引導者作用，從而加強實驗的效率，加強高中生的想象思維以及創新思維[6]。

4.4 注重聯系實踐，培養綜合能力。開展化學教學活動的根本目標是加強高中生利用所學知識處理生活實際問題的能力，能夠實現通過自己的努力解決各種化學難題，從而做到學有所用、活學活用，培養符合新時代發展的復合型高素質人才，因此實際開展授課活動的時候，教師需要重視將理論知識和實踐活動進行結合，把化學知識貫穿到日常生活中的方方面面，引導高中生把自己視野放到更加廣闊的領域中，對生活實際中蘊含的化學知識進行深入探究，從而有效的拓展他們的視野與思維能力。通過現有知識解釋日常生活中的化學現象，將化學知識轉變成實踐能力，充分調動他們的探索的熱情與創新思維，教師可以指導高中生對生活中常見化學現象進行解釋[7]。

例如，在實際開展“硫酸酸雨及防治”這一教學活動的時候，高中生利用現有知識能夠認識到酸雨是人們生產生活中排放大量SO2氣體導致，SO2氣體在水凝中與水結合成為了亞硫酸，再通過催化氧化成為了有腐蝕性的硫酸酸雨，這種引導方式的不僅能夠激發高中生的生活意識，還使他們對化學理論知識的掌握更加深刻，在潛移默化中把教材知識拓展到了更加廣闊的空間中，他們自身也提升了綜合素質和能力，發展了高階思維，加強了社會責任意識，這樣的教學活動真正實現了教書育人的目標[8]。

5.結束語

綜上所述，在高中化學實驗中開展高階思維訓練是不可忽視，化學實驗教學中的高階思維訓練對加強高中生思維能力、提升化學教學效果、實現學生綜合能力良好發展具有非常重要的促進作用。培養與鍛煉高中生的高階思維并沒有固定的方式，其中利用解決問題的方式來體現他們在教學活動中的主體地位是開展高階思維訓練的重點。根據相關實踐顯示，教師在實際開展實驗教學活動的時候，應盡可能放手使學生自己操作整個實驗活動，使他們能夠充分感受到實驗探究活動的趣味性與成功帶來的自豪感與喜悅，這樣不但可以切實有效的調動高中生學習化學知識的熱情和動力，還可以更好的加強他們的學習效果，使教學結構變得更加完善。在后續的教學活動中，教師應積極探索出其他有效并且可行的教學方式，帶領高中生親身參與到整個探究過程中，感受化學實驗的樂趣，促使他們可以在化學實驗教學中換發出生命的活力。