高阶思维下的初中化学教学实践与研究

于莎莎

（威海市实验中学 山东 威海 264200）

爱因斯坦曾说：“教育就是人们遗忘了所有学校灌输的知识后，仍能留存的东西。”我认为这存留的东西就是一种思想方法或者是思维能力。纵观近年来提出的“深度教学”、“生命化课堂”、“大单元教学”“项目化活动”等教育模式，实际上本质都是相同的：旨在提升学生的思维水平和创新能力。站在化学的角度我在思考：经过两年的化学学习，学生走出校门，化学教育能给学生留下什么？我希望学生已经具备：以化学知识为载体，建立超越化学知识层面的学科思维即具备化学核心素养。这就需要我们走一条以“思维发展”为抓手，实现“核心素养”教育之路。

1.立足现状，聚焦问题

我曾问刚刚升入初三的学生:你认为化学是一门什么样的学科？怎样才能学好化学？在众多答案中，我发现大多数学生认为化学是理科中的“文科”，是“背出来”的学科。实际上化学学科有独特的学科思维、学科观念与方法，不是简单的背一背基础知识就能学好的。由于对化学学科的错误认识，大多数学生长期处于识记这种低阶思维水平，不能灵活运用化学思维解决真实情境中的问题。作为一名一线化学教师，我在多年的实践中发现高阶思维下的化学教与学主要存在以下几方面的问题。

1.1 学习以记忆为主，形式逻辑多于辩证逻辑

课堂上大多数学生习惯于静态模仿和单调思维，例如新授课，学生会将学习内容很全面地整理在的笔记本上，感觉自己“学会了”。实际上他的思维没有得以发展，不能利用所学知识解决生活中的问题。

原子是初中化学核心概念之一，近年来威海中考多次涉及原子结构相关知识，尽管学生在中考前做过大量训练，但考试依然出错。究其原因，我认为是学生在第一次学习原子结构时没有亲身经历探究过程，只是记住了所谓的结论。课堂不是直接告诉！在讲授这部分内容时，老师应该带领学生重温卢瑟福ɑ粒子散射实验，提问学生：如果你在现场，你能根据现象获得哪些结论？学生深入思考，通过生生、师生之间的交流评价，思维在不断的碰撞与升级，我相信如果有这样的思维历程，学生对原子核式结构的理解会更加透彻。

1.2 不对知识深加工，难发现思维规律

每学完一个单元，学生就感概需要记得东西太多，知识很零碎，导致这一困境的原因是：学生只是简单的叠加知识，没有对知识进行思维的深加工。实际上很多化学知识虽然是常识性内容，但也是有规律可循的。比如产物是盐和水的化学反应，学生立马想到了中和反应，而实际上学过的还有碱和非金属氧化物、酸和金属氧化物这两种，这样的例子还有很多，学生只是片面的记忆当下内容，而没有进行迁移和加工，做不到举一反三，缺乏高阶思维的深度整合。教师要引导学生从化学科学的视角（物质的组成和构成）认识自然界里发生的变化和现象，要运用归纳、比较、推理、演绎等科学方法来系统学习，找寻其中蕴含的思维规律。这样就能提高学习效率，学起来更轻松、更清晰。

1.3 思维定势严重，干扰了正确分析

思维是人类本质的特征，是人一切活动的源头，也是创新的源头，有了创新思维才会有创新活动，想要拥有创新的高阶思维就要打破思维定势。思维定势会阻碍高阶思维的发展。我认为表格型计算题最能锻炼学生的思维能力。通过对比、比较不同组实验数据摸清每组反应的具体情况，从而找出解题的有效数据，在这个过程中训练逻辑思维能力。

大家可以对比下面两道计算题，表面上相似，实际上不尽相同。同样是质量减轻，第一次是产生氢气的质量，第二次是消耗金属锌的质量，由于存在思维定式，干扰了学生正常的分析，从而无法正确解题，因而我们需要跳出思维定势的圈子。

[计算题1]黄铜是生产机器零件的重要材料，为测定某黄铜（假设合金中近含铜、锌）中铜的质量分数，兴趣小组同学称取 20g黄铜粉末于烧杯中，将80g稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示：

第一次 第二次 第三次 第四次加入稀硫酸的质量（g） 20 20 20 20烧杯中剩余物的质量（g） 39.92 59.84 79.80 99.80

（1）黄铜粉末完全反应生成氢气的总质量为________g

（2）该黄铜中铜的质量分数为多少？（写出计算过程）

（3）第三次实验中溶质的成分为

[计算题2]小美有一只银手镯（银锌合金），她想用实验探究手镯中银的含量。先用电子秤称得手镯的质量是25.00g，再用稀盐酸分多次与此手镯充分反应，实验数据入下表：

第一次 第二次 第三次 第四次 第五次加入稀盐酸的质量（g） 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00充分反应后剩余固体质量 24.35 23.70 23.05 23.00 23.00

（1）手镯中银的质量是________g

（2）所用稀盐酸的溶质质量分数是多少？

2.方法策略

2.1 注重情境创设，着力问题引领

常态课要想提升学生的思维，关键是要选取贴近生活并且一以贯之的情境，围绕情境设计有思维价值的问题。威海市化学教研员贺婧老师曾讲过一节关于设计和优化化学探究活动方案的课。这节课以熟悉的海水创设情境，从定性和定量角度分别设计了两个梯次性问题：

（1）如何测定海水中是否含有氯离子（定性）？

（2）如何测定海水中氯元素的含量（定量）？

围绕这两个问题学生亲历科学探究，设计并优化实验方案，最终归纳出开展探究活动方案一般思路，在探究过程中学生的思维有低阶逐步走向高阶，逐步形成化学解决问题的思维，发展了证据推理能力，提升了实证意识，化学核心素养有效落地。

2.2 注重实验探究，激发创新思维

实验探究是激活学生思维发展、促进科学素养提升的重要手段。李政道教授曾说：实验再怎么强调都不为过。学生在实验探究中获得了其他方式难以比拟的提高。好的实验课应该是：有效的教学设计，有效的探究，真实而自然的收获。如何借助实验发展学生的思维呢？

2.2.1 选取有思维价值的实验，让学生真正去探究

关注学生经验基础，周密设计能够突出学习主题的实验内容。越是熟悉的实验越能激发学生探究兴趣，例如在学习《燃烧与灭火》，选择蜡烛为实验载体，在熄灭蜡烛的过程中，学生积极思考灭火方法背后的原理，在动手实验和深度反思中获得实验能力和思维能力。另外还可以开展项目化实验活动——从海水中获得餐桌上的食盐，以学生为主体，采用小组合作的方式，讨论制定方案、优化评价方案，学生在探究体验过程中启迪思维，增强自我效能感。

2.2.2 引导学生对实验进行反思和改进

教师引导学生不仅仅关注实验现象，还要思考产生现象的原因，促进学生逐步走向知识的内核。比如在做粗盐提纯实验，教师可以引导学生思考食盐产率偏低的原因，把学生的思维引向高阶；再比如测定空气中氧气含量实验，教师可以引导学生分析实验结果小于五分之一的原因，进一步指导学生对装置进行优化，确保实验既安全又准确。这一过程中学生加深对实验原理的认识，发展了思维。

2.2.3 注重宏微结合，养成化学特有思维

宏观与微观相联系是化学学科不同于其他学科的最特征的思维方式，是一种高阶思维方式。汽油、酒精等物质为什么要密封保存？学生会用挥发性来解释，在微观上是因为分子在不断运动。目前大多数学生看到宏观现象不能从微观本质上进行解释，学生还是习惯从宏观角度解释现象和变化，没有认识到问题的本质，思维水平较低。那如何才能建立宏观微观之间的联系呢？我认为需要上好《运动的水分子》这节课，这是一节关于分子的启蒙课。为了让学生更好地感受分子的特征，我设计了3个问题情境：1.如何鉴别水和酒精、2.固体碘能使淀粉变蓝吗、3.糖为什么能溶解，在探究过程中学生直观感受实验现象，用微粒的观点解释现象和变化，在这一过程中发展了微观探析能力，微粒观也就植根于学生的头脑中了。

2.3 注重知识的建构，强化逻辑意识

高阶思维不是教师“教”出来的，而是学生自己“悟”出来的。通过自我建构，深度学习才会发生，高阶思维才会出现。绘制思维导图是一个思维可视化、作品成果化的过程。思维导图涵盖了学科知识、学科方法、学科思想以及经验反思等多方面的小结。小到一节新授课大到一个单元，老师都会布置相应的整理类作业——绘制思维导图。特别是初四中考一轮复习，绘制思维导图更能提高复习效率。课堂上学生交流展示自己的思维导图，其他同学进行补充，进一步强化了逻辑意识，也锻炼了学生的语言表达能力，增强了学习化学的信心。

结语

化学知识和化学学科思维是矛盾的对立统一体，这好比是依靠化学知识搭台，循着化学学科思维逻辑唱戏，最终能留给学生的就是最为宝贵的化学核心思维理念。虽然目前化学教学还不能建立很完善的学科体系，但是高阶思维的巨大潜力肯定会吸引更多人加入。相信在高阶思维的指引下，有化学核心素养的学生会越来越多，化学教育会越来越有价值。