指向学生批判性思维发展的高中化学教学探究

摘 要：在高中化学教学中培养学生的批判性思维，符合新课程改革下学科核心素养的要求，可以促进学生创新思维与能力的发展。文章以学生的批判性思维为研究对象，对批判性思维进行介绍，从问题式教学、开放性实验和研究性课程等方面进行探究。

关键词：批判性思维;高中化学;教学探究

中图分类号：G427                                文献标识码：A                                       文章编号：2095-9192（2022）12-0046-03

引  言

在新课程和新高考改革背景下，培养学生的批判性思维，可以提高学生的学科素质与创新能力，满足新课程改革的要求。文章从如何在高中化学教学中培养学生的批判性思维进行分析，并提出相应策略。

一、批判性思维的相关内容及教学实施意义

（一）批判性思维的内涵

批判性思维是指个体主动对所接触知识或事件的真实性、精确性等性质或价值提出疑问，通过自我分析、评价与判断，最终做出合理决策的思维过程[1]。教育工作中的批判性思维培养主要包含两个方面的内容：第一，经过个体的质疑、求证，确定某个命题或结论是错误的，并进行相关的改进;第二，在个体质疑、思考、求证后，确定该命题或结论是正确的。

（二）批判性思维的特点

批判性思维有以下四个特点：（1）主动性。批判性思维是个体思考的主动过程，是获取信息的直接方法。（2）独立性。批判性思维重视思维独立性，要求个体独自思考并得出结论。（3）发散性。通过发散思维，将影响结论与思考过程的因素综合在一起，对事物或者观点进行批判，以此确定事物结论的正确性。

（4）严密性。在批判的过程中，要对原有的结论和自己的探究过程及结论进行批判，使得到的结论或观点更具合理性。

（三）批判性思维的教学实施意义

批判性思维是构成核心素养五要素的重要组成部分。在学科核心素养的高层次水平要求中，学生要能运用对立统一思想考查、分析化学反应，认识化学变化的本质，能对实验中的“异常”现象进行反思、提出疑问;能针对某些化学工艺设计存在的问题，提出解决方案等。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中阐述的化学学科特点，体现了化学教学具有培养学生批判性思维的“土壤”，由此可见，培养学生的批判性思維有助于发展学生的核心素养。

二、高中化学教学中发展学生批判性思维的对策

（一）倡导问题教学法，培养学生的批判性思维习惯

在高中化学教学中，要想培养学生的批判性思维，教师就要尊重学生的主体性，注重应用问题教学法[2]。教师在教学活动设计过程中，可以预先留出一定的空间和时间，让学生进行独立的思考与实践，引导学生进行观察、讨论和思考等，并提出问题、解决问题。对学生而言，问题教学法的运用不仅能够体现自身的主体地位，还可以帮助自己更好地理解课本知识。在实际教学中，教师需要对教材内容和学习舆情进行深层次的挖掘，利用矛盾设计知识热点，引导学生质疑，鼓励学生在学习中发现和解决问题，获得成就感与自信心。

以“催化剂对化学反应速率的影响”内容教学为例，鲁科版“能量—反应进程”坐标图是结合臭氧分解反应的历程来体现的。与之相比，苏教版“能量—反应进程”坐标图只有关于催化剂对Ea的改变，进而影响反应速率的表述，在理论的表达和应用上有一定的脱节。教师可以利用问题教学法进行教学设计，使学生充分理解和掌握相关内容。首先，教师在给出催化剂对反应活化能量影响的“能量—反应进程”图后，可以引导学生认真观察“无催化剂”曲线和“有催化剂”曲线的差异，鼓励学生积极思考提出问题的角度，然后进行总结归纳，得出以下三个问题：（1）峰的变化;（2）Ea的变化;（3）△H的变化。在解决这三个问题的过程中，学生初步掌握了催化剂对反应历程的改变，使峰的数量发生变化，在改变反应历程的过程中使Ea减小，进而影响反应速率，但不影响总反应焓变的理论。然后，教师推出具体题例：“H2O2分解反应为2H2O2=2H2O+O2，△H<0。在I-的催化作用下，分解机理如下：（1）H2O2+I-=H2O+IO-，△H>0，慢反应;（2）H2O2+IO-=H2O+O2+I-，△H<0，快反应。”教师可以指导学生从解决三个问题的角度出发，画出反应过程中有无催化剂的能量变化图像，并进行对比讨论，进一步巩固学生的理论认知。教师利用问题教学法进行教学设计，激发学生的认知矛盾，由易到难，层层递进，能让学生在探究和思考的过程中形成并发展批判性思维，同时减少化学理论学习的枯燥感，提高课堂教学的有效性。

（二）设计开放性实验，发展学生的批判性思维能力

化学实验是训练批判性思维、培养科学学习方法的有力工具和载体[3]。在高中化学教学中，教师可以鼓励学生自主设计探究性、开放性的实验，并提供条件让学生进行实验验证，从而激发学生的学习兴趣，提升学生解决问题的能力。这一教学方法的运用，将批判性思维当成“技能”概念来理解并实施教学，对学生更好地认识化学学科，并培养核心素养是有帮助的[4]。

例如，SO2集诸多性质于一身，是非金属氧化物的典型代表。在教学中，教师可以结合开放性实验的设计，指导学生构建网络知识体系。首先，教师提出一个问题：“SO2气体分别通入足量的BaCl2和Ba（OH）2溶液中，现象如何？”引导学生在通过思考、讨论并得出判断性结论后进行实验设计并验证。此时，学生会形成两种看法：一种看法认为均会生成BaSO3沉淀，溶液都变浑浊;另一种看法认为亚硫酸酸性弱于盐酸，

SO2不会与BaCl2发生反应，所以一个没有明显现象，一个变浑浊。那实际情况如何呢？通过实验验证，学生发现SO2通入足量的Ba（OH）2溶液中，有大量的白色沉淀生成，而在BaCl2溶液中也可以看到少量白色的沉淀，这与学生的原有看法都不完全相同。在理论推理与现实认知产生强烈冲突的情况下，学生的积极性和求知欲都被充分调动起来。教师可以继续引导学生发散思维，进行“SO2与BaCl2溶液反应条件探究及沉淀成分鉴定”或“SO2与Ba（NO3）2溶液反应”等开放性实验，从而达到完善学生知识体系的目的。

（三）开发研究性课程，提升学生的批判性思维品质

研究性学习是化学课堂教学的有力补充，是学生学习知识和应用知识的主阵地之一。充分开发利用研究性课程，对学生的批判性思维培养具有重要意义。教师可以根据学生学习能力提升的具体要求，设计研究性学习课题，引导学生将研究性学习作为提升自身批判性思维的一种方式，使其在学习中掌握更多的能力与技巧。

以化学史教育教学内容为例，教师可以设计“我看化学史”之类的课题，利用研究性学习的灵活性、多样性，引导学生通过课外阅读、查阅网络信息及小组讨论等方式，充分了解化学发展的历史，如通过人类对原子结构认识模型演变的化学史，让学生认识到化学理论的发展是动态的过程。人类对原子结构模型的认识是逐步深入的，而前进的每一步都建立在实验研究的基础上。科学实验是揭示原子结构奥秘的重要手段，而结合现象的辩证性、全面性思考是揭示原子结构奥秘的前提。如汤姆生通过阴极射线管的实验，认为原子不是最小的微粒，提炼出原子中还有电子的“枣糕”原子结构模型。同时期的日本科学家也发表了土星式的带核的模型，却不被世界认可，是因为少了实验的证据支撑。唐朝杨贵妃的饰品与波尔的量子化轨道模型类似，缺乏实验证据，同理也不认为杨贵妃提出了量子化轨道理论。这些史料不仅增加了学习原子结构模型的趣味性，还强调了实验证据推理的重要性，提升了学生的思维品质。

学生对原子结构模型印象最深刻的是卢瑟福的带核原子模型，这个模型也是后续其他原子模型发展的基础。教师可先用视频播放的方式重现α粒子散射实验：为了探究原子的结构，卢瑟福的学生及其助手在小黑屋进行了几天几夜不眠不休的观察。在实验遇到瓶颈时，卢瑟福提出换个方向观察，从α粒子穿过金箔的射出面转到射入面来观察，这时看到粒子反弹的现象。这些视频资料是培养学生科学精神、科学态度的重要载体，充分体现了化学学科的育人价值。在原子结构模型演变的研究性学习中，笔者还设计了简单的小黑箱实验，在一个箱子底部剪出多个同心圆，让学生蒙上双眼，用沙子替代α粒子，再洒向小黑箱底部。蒙眼的学生解开眼罩，看到箱底漏出的沙子形状，仍然不明所以，并不能准确说出箱子底部的形状。而卢瑟福却能从极少量的α粒子偏转甚至反弹现象中质疑汤姆生的枣糕原子模型，并提出相对准确的带核原子模型。笔者与学生共同感慨科学家的伟大，从宏观的现象联系到微观的结构，需要敏锐的洞察力、深度的思考能力和严密的逻辑思维分析能力。

在汤姆生、卢瑟福、卢瑟福助手、波尔几代师生对微观原子结构不断探究的化学史中，学生感受到科学家勤于实践、善于合作、敢于质疑、勇于创新的科学精神。而通过这样批判与反批判推动化学科学发展的生动事例，在化学发展史上比比皆是。在化学教学中，教师要引导学生通过研究性课程学习化学发展史，让学生感悟到大胆怀疑、不惧权威是化学学科发展的动力，从而提升学生的批判性思维品质。

（四）巧用社会性议题，诊断学生的批判性思维水平

社会性议题中的科学议题，开阔了学生的学习视野。教师将与化学学科知识、化学原理相关的各种社会性科学议题融合到化学课堂中，不但能构建与学生生活密切相关的富有价值的情境，在真实的情境中引发学生自主思考、积极讨论、深度交流，而且能够帮助学生更深刻地理解化学概念和原理，使其在不断思考、交流和讨论中设计和完善方案，在发现问题和解决问题的过程中发展批判性思维，提升高阶思维品质。教师要通过提问、观察学生在参与化学相关的社会性议题中的表现，在学以致用的过程中诊断学生的批判性思维发展水平，并适时地给予学生发展性的评价和建议，真正做到教、学、评的一致性，助力高效课堂的构建。

例如，在氮元素及化合物知识的复习中，教师可巧用社会性科学议题，激发学生的学习兴趣，促使学生运用化学学科知识解决实际问题，并对與化学有关的社会热点问题做出正确的判断。以多城市汽车限行这一社会性的科学议题为例，笔者在课堂上提问：“从2008年北京奥运会到现在，北京已经推行汽车限行十三年有余，是否还要继续执行该政策？请从化学学科的视角来阐述你的观点。”大部分学生从环境和健康的角度出发，认为汽车尾气排放导致雾霾等环境问题，还有汽车耗能大，传统的化石燃料资源面临枯竭等问题，基于这些原因应该限行。少部分学生认为，汽车的限号出行给生活带来了诸多不便。也有学生认为具备三元转化器的尾气处理装置对环境的污染小，再加上新能源汽车的大力发展也减少了化石能源的使用，因此不必限行。学生基于各种证据，各抒己见，在权衡利弊的过程中发展了证据推理能力，在交流讨论的过程中，不断产生思维的碰撞，从中培养了批判性思维和辩证思维。教师在这一教学过程中，给予学生充分的空间和时间进行自主思考和交流讨论，同时针对学生阐述的观点适时地给予点拨和建议，不但能诊断学生的批判性思维等高阶思维的发展水平，而且能借助评价来促进教学的开展。

结  语

总之，培养学生的批判性思维，提升学生的独立思考能力和自主学习意识，是新课程改革背景下的必行之路。在化学课堂上，教师可以采用问题式教学、开放实验、研究性学习、社会性科学议题等方式，培养学生的批判性思维，促进学生化学能力的发展。

[参考文献]

[1]吴娜苹.高中化学学习中学生批判性思维能力现状探查[D].江苏：扬州大学，2013.

[2]周磊鑫.问题教学法在高中化学教学中的策略研究[J].西部素质教育，2016（23）：2.

[3]钱华.让批判性思维在高中化学教学中生发[J].江苏教育·中学教学，2017（11）：77.

[4]俞赛红.基于批判性思维培养的高中化学实验教学浅思：于批判性思维的技能概念视角[J].中学课程辅导（教师通讯），2017（22）：24.

作者简介：杨丽君（1982.12-），女，福建莆田人，

任教于福建省莆田第六中学，化学组组长，中学一级教师，本科学历。