指向高中生高階思維養(yǎng)成的高中化學(xué)“問題化”教學(xué)策略研究

劉群

摘? 要：隨著新課標教育改革的深入，高階思維培養(yǎng)逐漸受到教師的重視。高階思維是較高層次的認知能力，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)質(zhì)量具有一定促進的作用，能夠有效改善以往的教學(xué)模式。基于此，文章從轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，設(shè)計教學(xué)問題、實驗問題、生活問題等方面，探究了高中生高階思維養(yǎng)成的高中化學(xué)“問題化”教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：高階思維；高中化學(xué)；“問題化”教學(xué)

一、“問題化”教學(xué)模式對學(xué)生發(fā)展化學(xué)高階思維的作用

高階思維是發(fā)生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力，由解決問題的能力、決策能力、質(zhì)疑精神、創(chuàng)新精神等方面構(gòu)成，包含記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造六個層次。其中記憶、理解、應(yīng)用三個層級處于低思維水平，被認定為低階思維，而分析、評價、創(chuàng)造處于思維的高水平，被認定為高階思維。

經(jīng)濟、科技發(fā)展的日新月異，社會競爭、國際競爭形勢嚴峻。在此背景下，高階思維培養(yǎng)對學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高具有積極意義，可以更加有效地提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，使學(xué)生適應(yīng)社會的發(fā)展。教師在教學(xué)的過程中，要立足發(fā)展學(xué)生思維，促使學(xué)生感悟相關(guān)內(nèi)容，運用思維靈活、自然地解決問題，避免刻板地記憶知識、解決問題。

“問題化”是隨著新課標改革而被教師廣泛應(yīng)用的教學(xué)模式，是指精心設(shè)計的一系列類型豐富的高質(zhì)量教學(xué)問題，其貫穿于整個課堂教學(xué)，重視學(xué)生高階思維能力、解決問題能力和認知能力的培養(yǎng)，是能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生深度理解教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)模式。“問題化”教學(xué)可以有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，鍛煉他們分析、解決問題的能力。

二、“問題化”教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)高階思維的策略

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，培養(yǎng)創(chuàng)造精神

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師以照本宣科為主要教學(xué)模式，多運用說教式的教學(xué)方法，這使學(xué)生在課堂上處于被動地位，缺乏活躍思維的時間和空間，不利于學(xué)生形成質(zhì)疑精神，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和高階思維。隨著新課程的改革深入和社會發(fā)展，高階思維能力成為高中化學(xué)教學(xué)的重要目標之一。創(chuàng)新能力是高階思維的重要組成部分，而質(zhì)疑精神是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，因此教師在實際的化學(xué)教學(xué)中，要為學(xué)生預(yù)留充分的提問時間和空間，引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)知識、現(xiàn)象提出質(zhì)疑或問題，培養(yǎng)學(xué)生提出假設(shè)的勇氣，發(fā)散學(xué)生的化學(xué)思維，促使學(xué)生形成高階思維。

例如，人教版高中化學(xué)高一必修二“認識有機化合物”一課將有機化合物碳原子成鍵特點、烷胺結(jié)構(gòu)等內(nèi)容作為重要的內(nèi)容之一。教師在教學(xué)這部分內(nèi)容時，可以鼓勵學(xué)生勇敢提出假設(shè)和疑問。教師可以詢問學(xué)生看到課題后有什么疑問，學(xué)生會根據(jù)教師的引導(dǎo)發(fā)散思維，并根據(jù)自身的知識結(jié)構(gòu)提出如下問題：“有機化合物是什么？有機化合物會產(chǎn)生什么？有機化合物可以做什么？有機化合物與有機肥具有什么聯(lián)系？對生活有什么影響？”通過對課題的質(zhì)疑，學(xué)生活躍了化學(xué)思維，調(diào)動了對后續(xù)學(xué)習(xí)的好奇心，愿意主動探究和學(xué)習(xí)有機化合物的相關(guān)知識，如分析烷胺的作用等，從而在質(zhì)疑精神的基礎(chǔ)上形成創(chuàng)新精神，達成高階思維的培養(yǎng)目標。

（二）設(shè)疑開展實驗，培養(yǎng)創(chuàng)造能力

化學(xué)實驗是開展化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，是驗證化學(xué)理論和化學(xué)思想的重要途徑，也是驗證設(shè)定猜想的有效途徑。在化學(xué)教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的差異性，衍生出多種實驗方法，如演示實驗、探究實驗、趣味實驗等。教師在開展實驗活動的過程中，可以適當給學(xué)生一定的空間，引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)、驗證假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，促使學(xué)生形成高階思維。

1. 運用趣味實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

趣味實驗是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用學(xué)生課余時間完成的小實驗，具有一定的生活性和趣味性，主要用于驗證學(xué)生的假設(shè)和想法，以滿足學(xué)生的好奇心。趣味性實驗不受課堂的時間影響，學(xué)生可以根據(jù)自己的主觀意識進行調(diào)整、延長實驗時間，這是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的重要途徑之一。

2. 利用探究實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

探究性實驗活動是指學(xué)生在不知道結(jié)果的前提下，自主實驗、分析、探究，總結(jié)出結(jié)論的實驗方式，對學(xué)生化學(xué)思維的提升具有促進作用，對學(xué)生的化學(xué)創(chuàng)造能力具有一定的培養(yǎng)作用，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。化學(xué)教師在實際教學(xué)中，可以將探究性實驗融入教學(xué)中，以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。但這并不代表教師要放任學(xué)生的自由實驗，教師可以根據(jù)實驗內(nèi)容設(shè)置實驗問題，為學(xué)生的探究性實驗提供導(dǎo)向，使學(xué)生在實驗中明確實驗方向，以鍛煉學(xué)生的分析、創(chuàng)造能力，使學(xué)生形成高階思維，從而實現(xiàn)教學(xué)目標。

例如，人教版高中化學(xué)高一必修一“鐵及其化合物的性質(zhì)”的實驗活動，以探究鐵及其化合物的性質(zhì)為實驗?zāi)康摹Ｔ诖_定實驗?zāi)繕撕螅處熆梢蕴岢鼍哂袑?dǎo)向性的教學(xué)問題：“加入2mL CuSO₄后，放入鐵絲會產(chǎn)生什么反應(yīng)？加入3mL FeCl₃，放入銅塊會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？”這在確保實驗向?qū)嶒災(zāi)繕送七M的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生在探究活動中提高分析能力以及探究能力，形成高階思維。

3. 利用演示實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

演示實驗就是教師向?qū)W生展示實驗步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果的實驗方式，雖然學(xué)生難以參與演示實驗，但它是化學(xué)教學(xué)不可或缺的一部分。演示實驗多用于實驗過程較為危險的實驗，以讓學(xué)生了解實驗的步驟、反應(yīng)等。教師在開展演示實驗時，可以讓學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康奶岢鲈O(shè)想和猜測，以培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力，同時為學(xué)生后續(xù)發(fā)展創(chuàng)新能力、高階思維奠定基礎(chǔ)。

例如，人教版高中化學(xué)高一必修二的“乙醇、乙酸的主要性質(zhì)”一課主要圍繞乙醇和乙酸的性質(zhì)為目的展開實驗，實驗涉及了酒精燈、乙醇、碎瓷片等物品，具有一定的危險性。因此教師在開展演示實驗時，可以讓學(xué)生勇敢表達對實驗的觀點和設(shè)想，如對實驗順序、實驗現(xiàn)象的設(shè)想等，以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，發(fā)散學(xué)生的化學(xué)思維，加強學(xué)生的質(zhì)疑精神，使學(xué)生形成創(chuàng)新精神和高階思維。

（三）設(shè)計教學(xué)問題，小組合作學(xué)習(xí)

教學(xué)問題是推動教學(xué)活動開展的重要方法，是增加師生互動頻率的重要途徑，對學(xué)生分析以及解決問題能力具有較強的提升作用。教師在提出問題后，學(xué)生可以通過分析、探究等方式解決問題，從而提高分析能力。高中化學(xué)具有一定的復(fù)雜性、理論性、邏輯性和抽象性，對學(xué)生而言，獨立解決教師提出的教學(xué)問題具有一定難度，學(xué)生容易產(chǎn)生心理壓力。這不利于發(fā)散的學(xué)生思維、培養(yǎng)他們分析問題的能力。針對這一情況，教師可以將小組合作學(xué)習(xí)融入化學(xué)課堂中，通過小組合作的方式降低教學(xué)難度。通過小組成員的溝通、交流，學(xué)生能夠更加深入地分析教學(xué)問題，形成高階思維。

例如，人教版高中化學(xué)高二必修二的“分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)”一課圍繞原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理、掌握原子核外電子的能級分布等內(nèi)容展開。這部分內(nèi)容是在學(xué)生已有原子知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更加深入地探究原子結(jié)構(gòu)。教師在教授這部分內(nèi)容時，可以將問題情境的方式導(dǎo)入課堂，幫助學(xué)生回憶原子的相關(guān)知識，促使學(xué)生進行知識的遷移。具體而言，教師可以將學(xué)生依據(jù)就近原則分為四人一小組，以小組的形式開展課堂教學(xué)。通過小組溝通、交流的方式，讓學(xué)生完成原子向原子性質(zhì)相關(guān)知識推導(dǎo)的過程。這可以降低化學(xué)知識的難度，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

（四）設(shè)計歷史問題，分析化學(xué)來源

我國著名化學(xué)家傅鷹先生說：“化學(xué)可以給人以知識，化學(xué)史更可以給人以智慧。”在高中化學(xué)中融入化學(xué)史教學(xué)，有利于將學(xué)生已掌握的化學(xué)理論進行延伸拓展，使學(xué)生突破已有理論的靜態(tài)局限性，進而能夠分析化學(xué)理論的來源和演變過程。教師在教學(xué)中滲透科學(xué)的思維和態(tài)度，能夠讓學(xué)生在理解化學(xué)知識的基礎(chǔ)上向高階思維過渡，從而達到教學(xué)目標。

例如，人教版高中化學(xué)高一必修一“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”一課介紹了丁達爾效應(yīng)發(fā)展史，教師在教學(xué)這部分內(nèi)容時，可以設(shè)計問題情境，使學(xué)生深入了解、分析丁達爾效應(yīng)的起源和發(fā)展過程，如“丁達爾效應(yīng)是什么？丁達爾效應(yīng)在生活中有什么作用？怎樣觀察丁達爾效應(yīng)？”通過問題導(dǎo)向，學(xué)生分析、探究丁達爾效應(yīng)背后蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，感悟丁達爾先生假設(shè)、推測、實驗得出結(jié)論的思維歷程，加深對丁達爾效應(yīng)的認知和感悟，最終形成化學(xué)的高階思維。

（五）設(shè)計生活問題，評價生活現(xiàn)象

化學(xué)學(xué)科發(fā)源于生活，經(jīng)過化學(xué)家的推測、實驗、推導(dǎo)得到化學(xué)結(jié)論，并應(yīng)用于生活。教師在實際教學(xué)中，可以將化學(xué)課堂與實際生活有機結(jié)合，利用生活元素創(chuàng)設(shè)問題情境，以問題為導(dǎo)向，利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗降低化學(xué)知識難度，促使學(xué)生將化學(xué)相關(guān)知識應(yīng)用于生活中，解決生活中的實際問題，實現(xiàn)學(xué)生解決問題的全面性和多面性，將學(xué)生的化學(xué)知識學(xué)以致用，使學(xué)生的化學(xué)思維由低階思維轉(zhuǎn)化為高階思維。

例如，人教版高中化學(xué)高三選擇性必修三“糖類”一課圍繞糖類水解反應(yīng)、葡萄糖反應(yīng)、葡萄糖檢驗等相關(guān)知識展開。糖類是學(xué)生在生活中經(jīng)常接觸的物品，但大部分學(xué)生對糖類缺乏深入了解，對此教師可以圍繞學(xué)生身邊的糖類創(chuàng)設(shè)問題情境，以趣味性的問題調(diào)動學(xué)生思維的活躍性：“葡萄糖與生活中的糖果有什么區(qū)別？蔗糖、白糖、葡萄糖三者具有什么關(guān)系？蔗糖與白糖的成分是什么？”讓學(xué)生用所學(xué)的知識評價生活物品。教師也可將生活元素融入課堂：“生活中哪些食物含有葡萄糖？哪些食物含有蔗糖？”讓學(xué)生的低階思維實現(xiàn)向高階思維的過渡。

（六）運用多元評價，形成正確認知

評價是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一，是學(xué)生形成自我認知、完善自我的重要途徑。通過評價，學(xué)生能夠明確自身的不足，并針對性地完善自我，發(fā)展自身的高階思維能力。而教師通過評價可以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，明確學(xué)生的優(yōu)勢和劣勢，及時調(diào)整化學(xué)教學(xué)策略。

傳統(tǒng)教學(xué)中，教師僅以成績?yōu)闃藴试u價學(xué)生的學(xué)習(xí)程度。而隨著社會、教育的發(fā)展，傳統(tǒng)的評價方式難以滿足學(xué)生的多元發(fā)展需求，因此教師要積極構(gòu)建多元評價體系，多方面、多角度地評價學(xué)生，使學(xué)生對自身形成正確的認知，提高學(xué)生的自我評價能力，發(fā)展學(xué)生的高階思維。

例如，在人教版高中化學(xué)高一必修二“基本營養(yǎng)物質(zhì)”一課中，教師在開展教學(xué)時，可以精心設(shè)計教學(xué)問題，讓學(xué)生以小組探究的方式分析并解決問題。在小組充分溝通、分析問題后，小組成員可以自愿就教學(xué)問題的探究成果進行匯報，教師則根據(jù)學(xué)生匯報的內(nèi)容及時給予學(xué)生鼓勵和肯定。通過多組的匯報對比，教師可以選擇小組成員評價自己或所在的小組，明確小組和自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢與劣勢，并在后續(xù)學(xué)習(xí)中展開針對性的學(xué)習(xí)，促使學(xué)生形成高階思維。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著社會發(fā)展和教育領(lǐng)域的改革，新課標對高中化學(xué)提出了更高的要求，基于此，教育界更加重視學(xué)生高階思維的培養(yǎng)和發(fā)展，倡導(dǎo)“學(xué)生為本”的教學(xué)理念。教師在實際教學(xué)中，要積極落實新課標教學(xué)理念，重視高階思維對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)發(fā)揮的作用，將“問題式”教學(xué)融入化學(xué)教學(xué)中，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

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（責任編輯：廖? 藝）

* 本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“指向高中生高階思維養(yǎng)成的高中化學(xué)‘問題化教學(xué)研究”（課題編號：D/2021/02/246）的研究成果。