高中化學教學中學生高階思維能力培養路徑研究

盧珍妮

摘 要：培養學生高階思維能力，不僅是為了促進學生的化學核心素養，還意味著為他們開啟更廣闊的認知之門。化學核心素養作為學科的基石，涵蓋了科學探究與創新意識、變化觀念及平衡思想、宏觀辨識與微觀探析，以及科學精神與社會責任等方面的能力。這些素養不僅可以幫助學生深入理解化學的知識本質，還能夠使他們在化學學習中深入思考、探究和創新。本文將展開高中化學教學中學生高階思維能力培養路徑研究，通過創設適當的學習環境和任務，引導學生培養高階思維能力，從而實現化學教育的全面發展。

關鍵詞：高中化學；高階思維；能力培養；路徑研究

化學作為高中階段一門重要的學科，對學生的學習和發展起著至關重要的作用。隨著教育改革的不斷深入發展，當下化學教學的目標已經從簡單的知識灌輸轉變為綜合素質培養，教師在教學中要注重學生的高階思維能力和核心素養的培養。教師應不斷探索創新的教學方法，積極引導學生主動學習，從而開闊學生的學習視野，培養他們的創新精神和解決問題的能力。只有這樣，化學教育才能更好地為學生的綜合發展和未來的科學研究奠定堅實基礎。

一、高階思維含義

高階思維能力是一種當代社會對人才素質的重要要求，結合當前教學現狀，高階思維的培養在現代教育中顯得尤為重要。高階思維不僅僅局限于基礎的知識儲備，還包括創造性和問題解決、決策、判斷等方面的知識。最早的高階思維出現在蘇格拉底的產婆術理論中，蘇格拉底相信通過啟發式教育方法，學生能夠主動尋求答案，從而達到深入思考目的。這種啟蒙式的教學方法在當時引起了巨大的轟動，為后世教育思想家提供了重要的借鑒。后來，美國著名心理學家、教育家，芝加哥大學教育系教育學教授布魯姆在教育領域提出了六大教學目的，分別是記憶、理解、應用、分析、評價和創造。這六個目的可以被劃分為低級思維和高級思維。前三個目的屬于低級思維，它們注重的是對知識的獲取和應用。而后面三個目的則涉及更高層次的思維能力，要求學生能夠進行分析、判斷和創新等操作，達到更高的認知水平。隨后，杜威在思維理論方面提出了新的觀點。他認為真正的教育是一門藝術，好的教師就是藝術家。根據杜威的理念，高階思維的教學需要細致入微的指導和引導。教師應該通過多樣的教學方法和多樣的學習資源，培養學生在更高的認知層面上進行思想活動和思維創新。總而言之，從蘇格拉底到布魯姆再到杜威，高階思維的教育理論逐漸得到了完善與擴展。教師在教學實踐中應結合這些理論，并靈活運用各種教學方法，引導學生在更高的認知層面上展開思考，以培養他們的創新力和批判性思維能力，這將為學生未來的學習和發展奠定堅實的基礎。

二、高中化學高階思維培養教學中存在的問題

現有的教學觀念往往偏重傳授基礎知識，忽視了培養學生的思維能力。化學作為一門綜合性的學科，其價值和意義不僅在于掌握知識點，更在于培養學生的批判性思維和創新能力。然而，許多教師仍然沉浸在以傳統的講授方式為主的教學模式中，使得學生的主體地位無法真正體現。這種教師主導的教學方法導致學生缺乏探索和思辨的機會，難以培養出高階思維能力。學習化學反應時，學生往往只是被動地接受教師提供的實驗操作流程和結果。他們很少被引導去思考實驗背后的化學原理，以及為什么會發生反應。然而，如果能夠鼓勵學生進行實驗的設計和分析，讓他們從實踐中發現問題，并提出解決方案，無疑會激發他們的創新意識和解決問題的能力。此外，在高中化學教學中，考試導向的教學觀念也比較普遍。許多學校和教師過于注重學生的成績，只關注知識點的掌握和應試能力的培養，而忽略了學生的實際能力提升。這種偏重應試的教學觀念，導致學生在課堂上只注重記憶和應用知識，而缺乏對化學現象的深入理解和

思考[1]。

三、高中化學教學中學生高階思維能力培養的策略

（一）樹立正確教學思想，提高教師教學水平

教師不僅需要具備傳授知識的能力，更應該有培養學生高階思維的意識。高階思維指的是學生在學習過程中，能夠運用邏輯、分析、推理等能力進行深層次的思考和探索，形成獨立的思想體系。在教學中，教師應該以學生為主體，引導學生自主思考，激發他們的學習興趣和探索欲望。現階段很多教師對高階思維的認識不夠充分，應專注于加深對高階思維的理解，明確高階思維在化學教學中的重要性[2]。

有許多學校已經意識到了教師自身教學理念及水平對于學生高階思維能力培養的重要性，因此他們為教師提供了很多學習機會。例如：學校為教師提供充分的學習條件，給教師提供培訓的渠道，幫助教師深度理解高階思維，在有意識的基礎上開展化學教學。通過學習，教師可以具備最豐富、新穎的教學策略，從而在教學過程中有效引導學生，提升學生的高階思維能力，培養他們的創新精神和獨立思考能力。此外，學校可以為教師提供專門的研討會和交流平臺，讓他們分享教學經驗和教學策略，激發出更多的創新思想。通過與其他教師的互動和交流，教師可以相互啟發，共同進步。同時，學校還可以邀請行業專家或相關領域的學者開展講座，讓教師接觸到更廣泛的知識和理論，從而加深對高階思維重要性的認識，并將其應用于實際教學中。總之，教師在教學中不僅僅是知識的傳授者，更是學生的引路人，培養教師的高階思維能力對于提高化學教學質量至關重要。只有教師擁有開放的教學思維和教學策略，才能夠培養出高階思維的學生。通過提供學習條件、培訓渠道和交流平臺，學校可以幫助教師提升其教學水平，拓寬其教學視野，為學生打開無限可能的思維空間。

（二）創設化學學習情境，激活學生興趣靈感

如果在課堂上，教師只是采用傳統的講解方式，要求學生照本宣科，然后死記硬背化學公式，那么，這種缺乏實際應用的聯系會導致學生的學習興趣和動力下降，從而限制他們的學習效果。相反，通過創造情境，讓學生與化學知識產生實質性的互動，學生能夠更加深入地認識和應用所學的化學知識。只有這樣，才能夠培養出對化學感興趣、有創新思維的學生，并且讓化學教學不再被學生視為枯燥的知識堆積，而是與生活緊密相關的實用學科[3]。

在講解甲烷的性質時，教師以一種生動有趣的方式給學生展示了一個實際的故事情景。故事發生在澳大利亞的一個農莊，農場主發現一頭牛連續幾天沒有進食，卻仍然保持著一個鼓脹的肚子。這使農場主感到非常焦急，他開始擔心牛嘴里是否卡住了什么東西。于是，他讓人把牛的嘴巴撬開，拿著一支火把接近牛的嘴巴，想弄清楚到底發生了什么。然而，當火把靠近牛的嘴巴時，從牛的嘴里突然噴出一道長長的火焰。這個突發的情景引起了農場主極大的驚訝和好奇。那么，為什么會在牛的嘴巴里射出一道長長的火焰呢？這個故事不僅僅是一個引人入勝的情景描繪，更是為了啟發學生對甲烷性質的興趣和好奇心。在現實中，類似的事例確實存在。比如：當沼氣集中到一定程度時，在點燃時會出現明亮的火焰。這是因為甲烷是沼氣的主要成分，而沼氣由有機廢物經過發酵分解產生。所以，牛在長時間沒有進食的情況下，其消化系統中積累了大量的甲烷氣體，當農場主靠近牛的嘴巴時，火源點燃了積聚在牛體內的甲烷，因此噴射出了一道長長的火焰。這種引入新知識的方式，將讓學生保持積極的學習狀態，既滿足了知識的傳遞，又激發了他們對科學的興趣和探索欲望，培養他們的想象力和獨立思考能力。

（三）精心設計化學問題，提高學生思維能力

教師在教學中扮演著引導者的角色，通過優化問題設計，引導學生深入思考和分析，能夠促使學生在解決問題的過程中發展高階思維。這需要教師結合具體的學科內容和學生的學情特點，循序漸進地設計問題，從簡單到復雜，由表及里，引導學生逐步達到高階思維的水平[4]。

在化學教學的實踐中，問題設計是至關重要的一環。化學學科通過揭示微觀與宏觀之間的聯系，幫助學生深入理解化學反應的本質。教師充分考慮化學學科的特點及教學目標，并結合學生的學情分析，確定學生的“最近發展區”，同時充分考慮學生的認知水平和學習需求，并以此作為問題設計的依據可以提升學生的推理能力和遷移能力，進而完善學生的思維體系。教師可以以氯氣為例來進一步說明，通過分析氯原子的結構和氯元素的化合價，學生可以將微觀的原子結構與宏觀的化學性質聯系起來。這個過程有助于學生初步建立起“結構決定性質”的化學思維框架。例如：當學生分析氯氣與水反應時，他們會發現氯氣能夠與水反應生成氫氯酸，同時放出氧氣。這個新的知識與他們已有的認知相連接，幫助他們進一步理解化學反應的機理。通過這樣的問題設計，學生在化學學習過程中能夠發現知識之間的銜接點。他們逐漸認識到在理解化學現象時，將微觀和宏觀層面相結合是非常有效的。這樣的學習方法不僅可以幫助他們牢固掌握基礎知識，還能夠培養他們的批判性思維和解決問題的能力。因此，化學教學中的問題設計應當注重化學學科的特征，以促使學生從微觀和宏觀的角度去理解化學反應，進而提高他們的高階思維能力和知識遷移能力，幫助學生建立起扎實的化學思維體系。

（四）鼓勵學生積極思考，拓展學生思維深度

分析學生高階思維的發生路徑可知，思維的產生并非自然而然，而是由“難題和疑問”或“困惑、混淆或懷疑”所引發。這表明在教學中，教師應該通過激發學生的求知欲望，以學生為主體，鼓勵他們積極提問，培養他們的批判性思維能力。特別是在化學課堂上，教師可以引導學生通過分析實驗結果來思考，從中產生認知沖突，進而激發更深層次的思考。而這種思考過程將會引發新的疑惑或對問題的新認識，從而促使知識技能的遷移與再創造。

例如：當學生在化學實驗中觀察到特定反應的結果與預期不符時，他們可能會產生疑惑和困惑。在這種情況下，教師可以引導學生進行思考，提出問題，例如：“為什么反應會出現這種結果？”或者“有沒有其他因素會導致反應的變化？”通過類似的提問，學生將不僅僅是被動地接受知識，而是主動地進行推理和分析。此外，教師在思維建構的關鍵節點上起著至關重要的作用。他們應當給予學生進一步的引導和支持，幫助他們厘清思路，加深對問題的理解。假設學生在一個酸堿反應實驗中觀察到某種物質的顏色變化與預期不一致，教師可以詢問學生是否有注意到相關因素，比如反應物的濃度是否正確，溶液的溫度是否合適，或者是實驗過程中是否發生了其他化學反應。通過這些問題，學生將被激發思考，找出可能導致實驗結果異常的因素。在教師的引導和支持下，學生可以系統性地進行思考和實驗設計改進，最終達到對反應結果的準確解釋和理解。除此之外，教師還可以提供相關的實例或案例，讓學生通過比較的方式來加深對問題的認識。通過這樣的引導，學生能夠逐漸建立起對問題的全面理解，并能夠將所學的知識運用到實際生活中。綜上所述，培養學生的高階思維是教學中非常重要的一環。教師在這個過程中扮演著重要的角色，通過引導和支持，幫助學生解決困惑，促進他們的思維發展。通過引發疑問和困惑，鼓勵學生進行批判性思考，教師不僅可以培養他們的科學思維能力，還能促使他們深入理解所學知識，幫助他們培養自主學習的能力，促使知識技能的深度發展和應用，為學生的化學學習奠定堅實的基礎。

（五）組織項目合作學習，引領學生思維成長

項目式學習不僅僅是實現知識的傳遞，更是促進學生高階思維能力培養的有效途徑。通過這種方式，學生能夠積極參與討論、思考和探索化學問題，提升他們的批判性思維和創新能力。通過合作學習，學生能夠在思維碰撞中不斷成長，并在化學學習中體驗到樂趣與成就感，使學生真正愛上化學學習。

在教學《化學反應速率與化學平衡》這節內容時，教師開展項目式學習。在導入環節中，教師說道：“在寒冷的冬天，特別是在東北地區，室外溫度常常降到-30℃，這時人們出行時都離不開暖貼。大家是否有過使用暖貼的經歷呢？你知道暖貼是如何發熱的以及如何制作的嗎？”教師之后告訴學生本節課將要利用所學的化學知識動手制作一個適合出行攜帶的暖貼。教師將這個項目拆解為兩個活動：第一是探究暖貼的成分和發熱原理；第二是探究影響暖貼發熱的因素以及制作暖貼。教師遵循組內異質、組間同質的原則將學生分組。項目活動一分為資料研究和實驗研究。學生需要查閱資料了解暖貼的組成、發熱原理、使用方法。實驗研究中學生要探明內容物成分及發熱產物。這一過程培養了學生的信息檢索整合能力，學生了解了鐵吸氧腐蝕會釋放大量的熱，培養了他們歸納總結與知識遷移的能力。在活動二中，學生發現環境溫度對暖貼發熱影響不大，將研究重點放在原料選擇和配比上。各組同學首先按照實驗探究的最佳配比將鐵粉、炭粉、氯化鈉、水、蛭石、吸水性樹脂混合，然后從內到外依次包裝透氣膜、無紡布袋（背面含明膠層）、不透氣塑料膜，成功做出暖貼。通過本次活動，學生的思維能力與實驗能力都得到很好的鍛煉與提升。

結束語

綜上所述，只有真正將學生置于學習的核心地位，才能真正實現優質的化學教育。基于深度學習的化學教學需要教師引領學生將高階思維貫穿到化學學習中，同時注重知識與能力的遷移與應用。通過培養學生的探究意識和思維參與能力，他們不僅能更好地理解和應用化學知識，還能培養出解決問題的能力和創新思維。教師應不斷探索創新教學方法，只有通過全面改革教學觀念，才能推動高中化學教學朝著更有效、更有意義的方向發展。

參考文獻

[1]張興華.高中化學高階思維能力培養[J].中學課程資源，2021，17（1）：61-62.

[2]王貴飛.高中化學高階思維能力培養策略研究[J].試題與研究：教學論壇，2018（34）：1.

[3]高穎端.高中化學教學中高階思維的培養路徑[J].數理化解題研究，2023（18）：104-106.

[4]趙小剛.高中化學教學中高階思維能力的培養[J].考試周刊，2022（51）：120-124.