成华

摘要：文章从分析高中化学实验课的现状入手，谈自己对促进学生高阶思维发展的认识，改变教学策略，积极探索高中化学实验课中促进学生高阶思维发展的路径，阐述在化学实验课引导学生开展自主学习来促进学生高阶思维发展的教学实践研究。

关键词：学生高阶思维;高中化学实验课;实践研究

文章编号：1008-0546（2020）06-0090-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.024

2017年以来，中国基础教育经历了一系列改革，“核心素养”成为课程与教学改革发展的关键词之一，其中的“科学精神”（理性思维、批判质疑、勇于探索）、“学会学习”（乐学善学、勤于反思、信息意识）、“实践创新“（劳动意识、问题解决、技术应用），均是对学生高阶思维水平的要求。

作为基础教育课程中的化学是一门以实验为基础的科学，化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，是提升学生化学学科核心素养的一条重要途径。因此，实验课是高中化学教学中的重要组成部分。

课堂教学中，学生是学习的主体，我们要通过教学理念的转变，引导学生由“他主”到“自主”，鼓励其积极参与到高中化学实验课的教学中来，学生在自主学习的过程中，培养其独立自主的独特思维，而不是受制于教师的思维，不是简单地复制他人的思维方式和技能，使其真正成为学生可以带得走、可以再生的一种“思考能力”。本文中，笔者将就“如何在高中化学实验课促进学生高阶思维发展”阐述自己的实践与思考。

一、高中化学实验课的现状

一方面，虽然大家知道化学实验课的重要性，但由于课时紧，不少化学教师将学生应该自己动手做的“探究实验”“分组实验”用教师“演示实验”来代替，学生自主学习的机会被剥夺，缺乏创新能力，学生只能被动地接受教师的教学方法，学习积极性不高，更谈不上有思维实践的活动;另一方面，部分教师只是让学生看教师在黑板上画实验或观看实验视频，并让学生死记实验现象和实验结论，将学生对化学的最后一点兴趣扼杀在识记的过程中，面对问题，学生没有自己的观点和见解，提高学生思维水平更无从谈起。

二、促进学生高阶思维发展的意义

1.从理论层面再次认识高阶思维

高阶思维是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力，主要包括创新、问题求解、决策和批判性思维等能力。高阶思维能力的培养是当今教育教学关注的焦点。

美国教育家杜威认为，思维的过程是一种事件的序列链。他认为，思维就是一个发现问题，分析问题并最终解决问题的过程。后来，美国教育家布卢姆对杜威所提及的思维进行了分类，杜威所指的思维过程，其实就是高阶思维过程。

布卢姆为教师在教育教学实践中促进学生思维发展提供了指导平台。他将思维过程分为六个教育目标，即学习时需要掌握的六个类目的行为表现，即记忆、理解、应用、分析、综合、评价。记忆、理解和应用，属于低阶思维;分析、综合和评价，属于高阶思维。其后分析、综合和评价三个高阶思维又被修订为分析、评价和创造（表1）。布卢姆的这一分类，为教师在教学实践中将高阶思维能力的发展与具体的课程和教学有效整合起来、为教师评价自我的教学是否有利于促进学习者的高阶思维能力提供了一种便利的图式。

因此，高中化学实验课中教师应该引导学生学会自主学习，主动理解实验的目的，分析实验已有条件，设计实验方案并通过实验观察、记录，评价实验方案，最终得出科学的实验结论。

2.从发展学生核心素养的高度来理解促进学生高阶思维发展的意义

2014年3月，“核心素养”首次出现在《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中。2016年9月，中国学生发展核心素养总体框架正式发布，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习等六大素养。

其中，“科学精神”主要是学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现。课堂教学中教师要培养学生理性思维、批判质疑、勇于探究的科学精神。“学会学习”主要是学生在学习意识形成、学习方式方法选择、学习进程评估调控等方面的综合表现。“授人以鱼，不如授人以渔”，教师课堂教学中要积极引导学生学会学习，形成乐学善学、勤于反思、信息意识等基本学习能力。所有这些都指向培养学生更高层次的思维，突出了学生“思维能力”培养的重要性。学校和教师应该认识到，培养学生的科学思维水平有利于奠基学生学习能力，有利于其长远的发展。

北师大著名教授、中国學生发展核心素养研究项目负责人林崇德先生指出，“不管是学科能力还是学科核心素养，它们的基础都是思维”。可见学生“高阶思维”的培养，应着重于培养学生的“思考能力”。如果说，核心素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。这里的关键能力就应该包括学生的“思考能力”，从教育的角度讲，思考强调的是主体性，即独立性和创造性。

3.从实验教学的角度来思考促进学生高阶思维发展的意义

作为高中化学课程的组成部分之一，化学实验具有不可替代的作用。学生只有实际操作实验后，才能更好地联系所学相关化学知识并加深理解。通过实验，学生的学习思维方式和学习能力，自然得到提高。

化学实验作为高中化学学科的重要特征，是其学科知识的来源与基础，学生在化学实验课中通过实验方案的设计、实验现象的观察记录、实验结论的归纳分析等高阶思维活动，逐步养成化学特有的学科思维方法。

三、高中化学实验课中促进学生高阶思维发展的路径

1.改变实验课教学策略，突出学生的自主学习

2017年版高中化学课程标准在必修课程设置了5个主题，旨在促进全体学生在“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养的各个方面都有一定的发展。其中主题1：“化学科学与实验研究”中提到，实验课的教学策略包括“改变在实验中注重动手但缺少思考的现状，强调高级思维过程。”

在高中化学实验中，验证性实验较多，往往不利于培养学生的思维能力，学生只有自己动手进行实验操作才能对相关化学知识进一步思考与创新。在以学生自主学习过程中，通过自主设计实验能进一步加深学生的学习理解，提高其化学学习的积极性，可以有效地激发学生学习的内驱力。恩格斯曾经说过：“就个别人的行动的一切动力都一定要通过他的头脑，一定要转变为他的愿望的行动才能使他们行动起来。”兴趣是思维的催化剂，学生只有把自主参与化学实验的兴趣转化为学习化学的动力和行动，才有可能獲得更多的化学学科知识;掌握的化学知识越多、越准确越牢固、理解越深刻，则遇到实验问题时也就更深入、更广泛地去思考，这样一来，学生的思维品质和学习能力得到相互促进。

学生自主设计实验的具体途径有很多，通过各种实验方法均可体现出来，如在探究“溶液中离子反应的实质及发生条件”的实验过程中，本节课教师可在向学生介绍手持技术通过数字化实验，引导学生自主设计实验方案来测定不同溶液反应前后的电导率变化，在进行实验设计后，学生将方案做成表格，以易于观察记录实验现象（表2）。

这样，学生将微观的离子的浓度变化通过溶液电导率的数据变化呈现在自己面前，使学生能将离子间反应的微观过程和宏观的物质的性质、实验现象更好地结合起来，接着教师再强化学生对离子反应实质的理解和离子方程式的书写要求，从而将宏观、微观和化学符号更好地加以结合。

当然，我们可以要求学生根据实验影响因素进行分组设计，再通过实验现象和数据比较实验方案的优缺点，鼓励学生提出更好的设计思路，探索更好的设计方案。这类实验对培养学生的批判性思维、创新性思维均起到了积极的作用。

2.改变实验课教学方法，促进学生自主解决问题

实验课教学中教师应坚持问题导向，注重让学生展示解决实验问题的策略、过程及方法，引导学生通过高阶思维参与问题的解决过程中去，并为学生营造宽松、积极的活动氛围。

教师帮助学生解决问题时，不是直接给出答案，而是组织学生分组自主讨论，引导学生自己找到解决问题的办法。

如，在探究“淀粉水解产物”的实验中，学生设计了用新制氢氧化铜悬浊液来验证淀粉水解生成了葡萄糖，实验流程如下：

实验中我们却没有看到生成砖红色沉淀。教师就要引导学生从葡萄糖还原性实验的原理来分析反应后溶液是否呈碱性？如何验证溶液呈碱性？实验过程中需要增加什么环节使淀粉水解液呈碱性？通过这样的引导，学生不仅学会了如何调整实验设计方案，更重要的是体验了问题解决的思维过程，学会了如何分析问题和解决问题。

3.改变实验课教学内容，促进学生主动创新实验

在实验课教学中，教师可以改变教学内容，增加对实验的改进创新栏目，激发学生创新思维的“火花”，培养和锻炼学生的高阶思维，尤其是实验方案的多样性、实验现象的“反常性”、实验装置的多用途性等的应用更能促进学生的高阶思维的提升。

例如：当学生认识了金属钠和水反应的原理后，可立即启发引导他们思考金属钠与硫酸铜溶液反应，为什么没有转换出铜，而是生成了蓝色的絮状沉淀，再进一步引导学生思考金属钠分别与氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、盐酸之间的反应会是怎样呢？这样的问题引导既扩大了思维的容量，同时也使学生对已认识了的化学知识理解得更深刻和全面。又如，当学生通过实验认识了氨气易溶于水后，为了使学生的思维在逻辑性和深刻性上得以培养和发展，立即使他们思考喷泉实验的物理原因是什么？这种物理性原因是由何种化学原因造成的？还有哪些气体能设计喷泉实验？这样的思维活动能使学生更透彻地理解所学知识，并在理解的基础上引伸出更深刻的结论，同时也提高了学生的思维能力。

四、反思

1.在化学实验课的教学中发展学生的高阶思维更多地还是依靠问题教学中教师的教学问题设计，但对学生参与学习任务的设计关注不够，笔者将在教师及学生共同参与的层面开展研究，真正体现课堂教学角色的互换，突出学生的主体地位。

2.“自主学习”的开展是高中化学实验课教学中实现学生“高阶思维发展”的新路径。促进学生高阶思维，并非要设计难题，教师要选择一定的实验内容，设计成不同思维层次的任务要求，激发学生进行分析、评价、创造等高层次思维;高阶思维能力发展基于学生主体参与，设计探究性的任务，驱动学生自主探究。

3.促进学生高阶思维发展不能局限于实验课一种课型，在新授课、习题课、课外活动课上均可以尝试，可以考虑在原先问题教学比较成熟的案例中，选取适当的教学内容进行设计，根据自己的思维发展近况，学生自主设计成不同层次的学习任务单，以“自主学习单”为载体推动课堂教学方式的改革，将提高学生的核心素养落到实处，从以“教”为中心向以“学”为中心，在课堂教学中运用“自主学习单”，引导学生开展自主学习，促进学生高阶思维，提高课堂教学的实效性。