初中科学学科中如何培育学生高阶认知能力

吴立新

摘要：科学学科所培养的重心是教导学生掌握自然界物质、物态变化规律、生命、光学方面的理论内容，帮助学生在总结物质特点的过程中认知物体本身，进而提高学生的综合能力。因此，教师应侧重培育学生的高阶认知水平，引导学生在理解认知、分析思考、总结创新的过程中认识到科学学的内涵。基于此，文章就初中科学学科中学生高阶认知能力的培养方法进行了探讨。

关键词：初中；科学学科；高阶认知能力

中图分类号：G633.98 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）08-0072

引言：科学学科的综合性较强，它涵盖了生物学、物理学、数学等学科内容，故教师应激发学生的探究思维能力，结合生活中常见的科学问题、思考实践问题进行分析，帮助学生理解理论知识与实践方法之间的关系。因此，教师应改革科学课堂模式，尽量为学生创造交互体验、学习分享的空间，让学生在自主认知、实践分析的过程中进行创新。

一、高阶认知能力的内涵及培育作用

1.基本内涵

高阶思维能力的有效培育，能够让学生依据自己的心理活动、性格特点、认知水平进行思考与创新，以便学生快速掌握复杂的学科规律。在此过程中，学生需要从认识到的角度思考某一具体问题，再根据这一问题的背景、问题情境进行方案调整、创新思维，进而汇总出该问题的完成及解决方式。从宏观的角度来讲，高阶思维能力要求学生在抽象的思维理解、判断理解分析的过程中进行汇总分析，进而掌握科学学科的本质。

2.培育作用

在科学学科中培育学生认知观的过程中，教师应激发学生深入至各知识点的理解过程，同时对知识点内容进行汇总探讨，掌握知识点的应用方向，再结合必要的评价反馈及创造创新分析过程中观察事物的本质规律。因此，高阶认知能力能帮助学生逐渐形成批判性思维，依据问题的解决思路进行批判反馈，有利于帮助学生自主形成问题解决的能力[1]。

二、初中科学学科中学生高阶认知能力的培养策略

1.明探究主题，培育学生的科学思想观

创新科学课程的教学思路及教学模式，侧重展示出课程重心及主题，给予课程合理的规划设计，诱导学生由浅入深的理解知识点内涵，这为学生的思考理解和价值观培养创造了有利的条件。因此，教师应理清课程逻辑及重点，明白科学认知观的本质内涵，突破传统教育形式对学生的限制，提高学生的学习积极性。

例如浙教版《光的反射和折射》的教学中，首先教师应利用多媒体技术展示出光在不同环境、不同介质背景下的反射状况，引导学生思考什么条件下会形成反射原理，什么条件下会形成折射原理，促使学生初步认知这两个重要的知识点。在此过程中，教师可要求学生制定探究主体，提出“自行设计实验，思考将阳光导入物体中，可以同时发生折射现象和反射现象吗？”这一问题，促使学生围绕这一主题内容进行思考。其中，学生A通过实验观察后发现“我设计了以下实验，如果将红外线光以45°的倾角摄入水平面时，在水面另一侧45°处有反射光射出；如果将此时观看水底时，那么水底会有一条折射光线。”此时，教师可展示出不同状况下的反射与折射情况，要求学生思考入射光线、反射光线、折射光线之间的关系，再运用总结反馈的方式得出相关结论[2]。最后，教师可对学生进行必要的评价，提出“如果使用红外线垂直射向水面，此时会发生什么？”这一探究问题，要求学生在课后进行实践操作，有利于帮助学生更深入地理解与本课相关的内容。同时，教师还可制作微课内容，要求学生在课后阶段进行复习巩固，进一步总结、评价自己的学习情况。

2.渗透连环性探究问题，培养学生的思维认知观

创设由简入难的探究性问题，让学生在思考中形成认知能力，有利于凸显出学生在课堂内的主体作用。由此可见，教师应让学生主动接受学科知识理论，促使在认知知识点的过程中对不同知识点进行总结、分析，进而培养学生的高阶认知水平。另外，教师也应当明确课内提问的重要作用，融入于学生相关的生活问题，有利于让学生在学习、思维的过程中掌握生活规律。

例如浙教版《健康》的教学中，首先，教师可说明保证人体健康的重要因素，包括于免疫、营养、代谢等原因，让学生明白维持人体健康的方法。在此过程中，教师可对所涉及的教学内容进行分析与总结，制定教学框架和教学目标，同时罗列出一以下连环探究问题：①维持人体健康的七大要素包括哪些？最重要的是哪几类物质？②如何形成正确的生活方式？③常见亚健康现象包括哪些？肥胖属于健康吗？④试说明BMI与健康的关系。⑤人体的循环代谢是怎样完成的？试说明身高180cm、体重75kg的一名19岁男性，保持怎样的饮食能达到健康的状态？在此过程中，学生需要对①—⑤这几个问题进行分类总结，想象各个问题重点考察的内容，然后画出各问题的思维导图，评价这些问题的思路。例如在③问题的探究中，学生发现：“导致亚健康疾病主要是由于饮食习惯、运动强度不大、作息不科学、长期熬夜、精神压力较大诱发，而且我们常说的“三高”也是这一现象的发展，大多数患有亚健康的人群的情绪抑郁、低落、焦虑。所以亚健康指的是一种体征现象，就是疾病的一种警示，故肥胖就属于亚健康的一类因素，原因是肥胖可能会诱发高血脂。”在问题反馈过程中，学生还自主收集了这一病症的解决措施，即可以运用食疗的方式调理，如黄芪党参鸡汤。通过学生的反馈与分析，掌握了有关健康生活、亚健康之间的联系，自然帮助学生形成了高阶认知能力素养，也扩充了学生对科学饮食、作息的认知理解[3]。

3.构建评价反馈机制，激发学生的探究欲望

由于科学学科与我们日常生活联系极为密切，故教师应重视对学生的评价与反馈，让学生在改进实验、分析体验过程中进行认知。例如浙教版《金属材料》的教学中，教师可要求学生自行制作思维导图，整理本课的重点内容，同时说明常见金属材料的性质。其中，学生汇总了以下框架：

①物理性质：金属—导电、导热、延展性—大多为固体，少量为液体；

②颜色：铜—紫红色，金—金色，铁—银白色；

③合金：合金由两种或以上金属材料混合而成，如生活中常见的钢，就是由碳、铁、镍等金属材料混合的。

经过学生的理解与探索后，教师可对于本课程知识点进行总结，要求学生在对比分析中进行自我反馈，发现自己预习内容和PPT课件中的差别，并在过程中及时向教师反馈、说明自己的想法，以便教师记录学生的学习状况。其中，学生们发现金属材料具有较好的金属光泽，并且大多金属材料的硬度较大。总之，教师应根据学生的讨论、实践、分析与汇总过程给予学生必要的点评，让学生在自主分析过程中提高自己的思维能力。

三、结束语

综上所述，初中科学学科的教学实践和创新中，教师应侧重培养学生的认知水平，依据学生的发展需求、学习需求设定完整的评价、反馈方式，细致的评估出学生的学习状况，进而提高学生的高級认知能力，也利于激发学生学习积极性。

参考文献：

[1]陆伟波.初中科学教学中学生核心素养培养策略初探[J].中学课程辅导（教学研究）， 2018， 012（022）：27.

[2]刘静雅.初中科学教学如何促进学生核心素养发展[J].科学咨询（科技·管理）， 2020， No. 704（09）：271-271.

[3]陈小河. 浅谈初中物理教学中如何培养学生的兴趣[J]. 都市家教月刊， 2017（1）：14-14.

（作者单位：浙江省义乌市义亭镇初级中学 322005）