提升初中科学分析高阶思维能力的策略

李巍峰

（杭州市江干区采荷中学 浙江杭州 310016）

高阶思维是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或者认知能力[1]。在初中教学中发展学生的高阶思维，就是让学生能够运用科学的知识、科学的眼观、科学的方法观察、分析、解决生活实际问题。为此，为提高初中科学教学质量，培养高阶思维能力，教师可以通过创设探究情境、设计有效问题，开展实践活动等方法，促进思维有序发展，拔升思维高度，本文解读了高阶思维培养的内涵，分析了初中科学中高阶思维培养的原则，最后探究了其有效培养策略。

一、高阶思维的内涵解读

高阶思维是高阶能力的核心，主要指创新能力、问题求解能力、决策能力和批判性思维能力，是发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力[2]。在教育教学中培养学生高阶思维，第一，教师要遵从学生的思维水平，保证其思维水平与学习水平没有脱节；第二，要根据理解、分析、创造为辅助，在理解的基础上，引导其进行问题探索，促进创造发展，也就是说，在此阶段要立足有序，层层推进，在递进引导的过程中，促进思维发展。

二、初中科学中高阶思维培养的原则

高阶思维表现为较高认知水平层次的能力，如分析、归纳、综合、创新、总结等[3]。考验了学生的批判思维、逻辑思维、推理思维等，要求学生在解决实际问题的时候，能够多角度、多层次、多元素分析问题，从整体到局部、从局部到整体进行全面探索。为此，在初中科学教学中，为有效培养学生的高阶思维能力，教师要遵从以下几点原则：

要重视启发引导，树立以学生为主的教育理念，让学生做学习的主人，教会其学习、探索，通过创设良好的学习环境，在激发自主探究的基础上，结合问题引导、整合知识内容、开展实践活动等，促使其能够自主、主动参与到学习建构中去，在沟通交流的同时，发展思维技能，进而提高学生的创造性。

要遵从有序递进，高阶思维的定义到现在还没有公认的一致的定义和概念，有的学者认为高阶思维是基于低阶思维的进一步发展，有的认为，高阶思维要求学生在解决问题的时候，能够运用所学知识进行灵活分析，是一种系统思维、整体思维、创新思维，但是不论是哪一种定义，它的共性都是促进学生思维发展，为此，在教学的时候，教师要遵从有序递进的原则，层层推进、有序引导，从而帮助学生构建完整的知识网络体系，培养高阶思维能力。

三、提升初中科学分析高阶思维培养的策略

（一）创设探究情境，引发高阶思维

培养学生高阶思维能力，调动自主学习兴趣，培养主动探究学习能力是关键。为此，在进行初中科学教学的时候，教师要打破传统以讲为主的教学方法，创设趣味探究情境，根据学生的认知特点、生活实际、思维水平等，设计探究活动，在真实情境引入，激发探究兴趣的同时，培养探究学习能力，引发高阶思维。

例如，在教学“动物的生长周期”科学内容时，旨在让学生知道人、青蛙、蝗虫生命周期的共同特性，理解生命周期与生命代代相传的关系，培养热爱生命、关爱生命的意识。那么，在教学的时候，可以从谈话做引入，让学生先调查父母、爷爷奶奶的年龄，让学生了解父母的昨天就是今天的我们，明天我们将是今天的父母，使其知道生命是为向前发展的，随后利用信息技术手段，事先将班内两位同学婴儿、幼儿、儿童时期的照片扫描，然后通过电脑图片设计青春期、成年期和老年期的图片，让学生根据真实情境猜一猜图片上的人是班级里的哪位同学？正处于哪个生长时期？让学生就此问题进行交流沟通，完成人的生命周期图，探讨各个生长时期的特点，通过了解人的生命周期，过渡到其他动物的生命周期，激发探究兴趣，让学生思考动物的生命周期又是怎样的呢？以组为单位，让学生小组选择自己探寻的动物对象，利用信息技术手段进行问题搜集探寻，如某小组调查蛙的生命周期，可以先观看青蛙生殖发育过程的视频，根据直观情境的探寻，完成蛙的生命周期图，然后发挥合作学习的优势，讨论其某一时期的蛙的特征，进行深入学习，最后让学生就动物的生长周期探寻情况进行总结归纳。通过探究情境和合作学习的运用，在激发学习兴趣和探究欲望的过程中，让学生做学习的主人，进行问题探究、分析，引发高阶思维，提升科学探究素养。

（二）设计有序问题，激活高阶思维

激活学生的高阶思维，问题引导是有效途径，也是提高学生独立思考能力，促进思维发展的重要载体。为此，在初中科学教学中，相对比以往单个问题的设计，教师可以设计有序问题链条为辅助，在层层递进、步步启发的过程中，通过对问题的深入分析、推进，促进学生深度学习，加深对科学知识的理解，从而发展高阶思维能力。例如，在教学“机械运动”科学内容时，重点是让学生知道机械运动是空间位置不断发生变化的运动，在探究参考系的过程中，知道选取不同的参考系得出的结果可能不同的道理。为此，在教学的时候，可以通过设计有序问题为辅助进行教学启发引导：

首先，教师可以利用信息技术手段，播放腾云驾雾，体操运动“跳马”等真实场景，在直观展示的过程中，引出机械运动，让学生思考怎样判断运动和静止？如何描述机械运动的快慢？

然后，通过这一问题交流沟通，过渡到判断物体是运动还是静止，需要找准参照物这一知识点，随后让学生回想自己平时逛街坐电梯的场景，以及坐公交车观看道路时的画面，让学生思考：

当我们坐在观光电梯里的时候，地面上的人认为你是怎样运动的呢？

电梯里其他的人认为你是怎样的状态呢？

在问题探究思考的过程中，引出参照物的概念，让学生知道选择不同的参照物其物体的运动结果也会不同。

最后，回归生活实际，回想自己坐公交车的时候，与另一辆公交车并排时的场景，当你看边上的车在运动的时候，感觉自己坐的车也在运动，但是看向另一边窗口，会发现自己坐的车根本没有动，这是为什么呢？让学生运用所学知识对生活问题进行探究，在探究的过程中使其会找参考系，认识参考系的作用。

通过有序问题的引导，在启发学习，自主探究的过程中，让学生参与到问题分析中去，在解决问题的同时，促进思维发展，激活高阶思维，这样既符合学生的认知发展需求，又可以提高初中科学教学质量，增强课堂活力。

（三）关注知识对比，拔升高阶思维

高阶思维能力倡导学生会分析问题、推导问题，能够对问题进行归纳总结。在初中科学教学中，随着知识量的增多，有很多相似的知识点，如果学生理解不透彻，很容易出现思维混乱，解题失误的问题，那么，为培养高阶思维，在教学的时候，教师要关注知识对比，通过探究异同点，在分析的过程中，超越低阶认知，提高学习水平。

例如，在教学“动物的行为”科学内容时，重点是让学生理解动物的先天行为和后天行为，能够进行科学判断。为此，在教学的时候，为提高学生对此次所学知识的理解，教师要可以对比学习的方法为辅助，利用信息技术手段，播放动物求偶行为、筑巢行为、觅食行为、攻击行为、小鸟喂鱼、山雀喝牛奶等真实场景，在直观图片对比的过程中，让学生根据动物的行为分析他们是否都属于同一行为？如果不是，分别是什么行为？在问题引导的过程中，让学生就动物的先天性行为和后天学习行为等知识内容进行学习探索，按照表格记录的方法进行对比思考，如：

动物先天性行为 动物后天学习行为是否本能是否训练神经参与行为意义

在知识对比的过程中，帮助学生区别先天行为和后天学习行为，然后以判断动物的行为为核心，设计专题训练，让学生根据问题分析此动物的行为属于哪一种行为，给出解释，在学习探索、问题解析、交流沟通的过程中，提高理解能力和分析能力，让学生会解决问题、思考问题、分析问题，从而培养高阶思维能力，在对比分析中，加深学习理解，提高初中科学教学质量。

（四）开展实践活动，敞亮高阶思维

科学是一门理论结合实践的课程，在教学的时候，教师要做到放手，让学生敢做、敢说、敢想，在真实参与、实践体验的过程中，展开主动验证、积极批判，由此引发高阶思维，提高学习水平。这样既可以落实以人为本的教育理念，又可以培养学生科学探究综合素养。例如，在教学“物质及其变化”科学内容时，会学习到酸碱指示剂的制作，以及运用酸碱指示剂测量物品等，那么，在制作酸碱指示剂的时候，为培养学生高阶思维能力，教师可以深入生活实际，开展实践活动，先为其讲解指示剂的原理，在了解其原理本质的基础上为其准备紫甘蓝、红辣椒、红花继木、胡萝卜等素材，为其提供试管架、试管、胶头滴管、研钵等实验教具，将学生分为四个小组，让学生小组分别选取不同的花果提取色素，制作指示剂，让学生小组设计实验过程，如：

第一步，研磨花果，提取色素；

第二步，过滤；

第三步，在试管中加入氢氧化钠溶液、澄清石灰水、纯净水、食醋、稀盐酸等药品；

滴入色素，观察记录现象。

在设计实验方案的基础上，为其搭建实践平台，让学生小组进行同步实验，最后展示其成果，派遣优秀小组代表就此次实践情况进行讲解，在倾听各个小组成果的基础上，综合实验探究成果，让学生总结归纳实验结论，让学生运用自己所做的指示剂，就生活中用品的酸碱性进行检验，明确调查对象、设计调查报告、记录调查结果、分享调查成果。通过实践活动的开展，在真实参与体验的过程中，创新教学内容，培养创新思维能力，将科学与生活建立关联，使其学会运用科学知识、科学方法、科学思维解决生活实际问题，从而敞亮高阶思维，提升初中科学教学质量。

（五）立足多元点评，培养高阶思维

对于教育教学而言，并不是讲解完知识，学生学习完成任务就是结束，教师要重视学生在学习完之后对知识的掌握和感悟，通过多元评价，在信息反馈的过程中，了解学生所需，从而为下一步教学工作的开展提供依据，为培养学生高阶思维能力打下基础。例如，在教学“人类发展与环境问题”科学内容时，旨在让学生了解人类社会不同发展阶段与环境的关系，能够通过阅读图表来获取信息并对其进行描述，认识人类与环境的密切关系，促使学生走可持续发展道路。在教学的时候，教师会联系生活实际如“人口问题（高生育、高死亡率、经济收入、生活质量）”等过渡到环境问题，揭示人类生存与环境发展之间的关系。那么，在学习结束后，对学习内容进行点评的时候，也应该结合生活实际、学习能力、学科素养进行综合分析，从学生对科学知识的掌握情况（人类现在面临的环境问题、解决措施）等知识点评入手，关联生活实际，根据学生探讨真实生活中的环境问题（水资源污染、浪费）等，结合学生的应用能力、解决能力进行点评，最后根据学生就人类发展与环境问题的看法与感悟进行点评，从情感态度和价值观方面进行分析，通过多元内容整合设计，让学生展开自评和互评，最后由教师根据学生评价信息的反馈，认识学生对此次知识的掌握情况，了解实际所学，使其在交流点评的过程中，认识自己学习过程中的不足，在评价中促进共同进步。这样既可以创造良好教学氛围，又可以提高初中科学教学质量，使其在思维碰撞中，促进自身思维发展，培养高阶思维能力。

四、结束语

在初中科学教学中，培养学生高阶思维能力，提高教学质量，教师要遵从启发引导、有序递进的原则，围绕学生实际学习情况，依据思维特点、认知水平，设计教学活动，优化教学内容。然后通过创设探究情境、设计有序问题、关注知识对比、开展实践活动、运用多元点评等方法，激活自主学习兴趣，培养高阶思维能力。