高中化學(xué)課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生思維的研究

王磊 朱成東 孫影 李金智

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂;化學(xué)優(yōu)質(zhì)課;思維過程;思維發(fā)展

1問題的提出

發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)是2017年版新課標的培養(yǎng)目標，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)和培養(yǎng)深度學(xué)習(xí)的能力成為落實核心素養(yǎng)的有效方式。深度學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)者高階思維形成、創(chuàng)新能力提升和精神影響為旨歸，突出參與、體驗和生成，并促進學(xué)習(xí)者核心素養(yǎng)培養(yǎng)的一種學(xué)習(xí)方式。顯然，基于深入思考、深入探究的深度學(xué)習(xí)是建構(gòu)觀念、培養(yǎng)思維、提升探究能力的必由之路。發(fā)展學(xué)生思維能力是核心素養(yǎng)的關(guān)注點之一，因此聚焦發(fā)展學(xué)生思維能力理應(yīng)成為化學(xué)教學(xué)的應(yīng)有之義。林崇德認為思維能力的具體表現(xiàn)形式是思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)是發(fā)展其智能的“突破口”。有研究表明當(dāng)前高中生思維品質(zhì)處于中等偏下發(fā)展水平，且思維的批判性品質(zhì)和獨創(chuàng)性品質(zhì)發(fā)展水平較低。然而，思維是課堂教學(xué)中師生活動的中心，所以必須關(guān)注課堂教學(xué)、關(guān)注教師的教學(xué)設(shè)計，準確把握化學(xué)課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生思維的現(xiàn)狀，并有針對性地提出改進措施是一種現(xiàn)實訴求。

已有研究多是討論發(fā)展學(xué)生思維的重要性、方法策略或開展具體的教學(xué)設(shè)計?？傮w而言，對當(dāng)前高中化學(xué)課堂發(fā)展學(xué)生思維的質(zhì)量研究較少，對其核心特征及哪些方面落實較為理想、哪些實行不夠的討論尚且不足。本文以化學(xué)優(yōu)質(zhì)課例為載體，研究高中化學(xué)課堂發(fā)展學(xué)生思維的狀況。

2研究對象與工具

2.1研究對象

以2019年安徽省高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課中17節(jié)參賽課例為研究對象。參賽課例均經(jīng)過多次打磨，凝聚了數(shù)位一線教師的教學(xué)智慧。本次優(yōu)質(zhì)課參賽課例均不同程度地凸顯了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，可在一定程度上體現(xiàn)教師對于發(fā)展學(xué)生思維的認識。通過評析優(yōu)質(zhì)課，總結(jié)提煉優(yōu)秀課堂發(fā)展學(xué)生思維的特征，同時反思化學(xué)課堂促進學(xué)生思維發(fā)展的不足。

2.2研究工具

孫旭等人從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)活動、思維過程和素養(yǎng)達成四個維度構(gòu)建了“一核四維”的化學(xué)課堂教學(xué)評價指標體系，該體系基于“素養(yǎng)為本”的高中化學(xué)課堂構(gòu)建而成，具有較好的信度、效度與鑒別力。本研究從中抽提“思維過程”（表1）評價維度，其中包含思維啟發(fā)、思維引導(dǎo)、思維深化、思維整合和思維拓展5個指標。

2.3評定示例

由兩位研究者依據(jù)評分標準對17節(jié)課例進行打分，對少數(shù)分歧進行討論之后，借助SPSS25.0對兩位研究者的評分結(jié)果進行一致性檢驗，在思維啟發(fā)、思維引導(dǎo)、思維深化、思維整合、思維拓展指標上Kappa系數(shù)分別為0.821、0.821、0.767、0.866、0.896，可見在各指標上均達到較高程度的一致性，據(jù)此可認為評定結(jié)果真實可靠。最終取兩位研究者的平均打分確定各課例的水平層次。

例如，在一節(jié)“鐵的重要化合物”課例中，教師首先以鐵礦石實物和“中國鋼鐵讓世界更美好”的短片引入教學(xué)，接著以三個學(xué)習(xí)任務(wù)串聯(lián)課堂。任務(wù)一是鐵的氧化物的學(xué)習(xí)，該部分采用課前導(dǎo)學(xué)、課中交流分享的策略。任務(wù)二引導(dǎo)學(xué)生分析鐵的氫氧化物的組成和制備方法，學(xué)生如期制得Fe（OH），卻沒有得到Fe（OH）2，此時教師展示自己的課前實驗圖，引發(fā)學(xué)生強烈的求知欲，再通過問題鏈——Fe（OH）。變成了什么？是什么使之發(fā)生了變化？如何證明你的猜想？來引發(fā)學(xué)生進階思考，實現(xiàn)學(xué)生認識視角從宏觀向微觀轉(zhuǎn)化，并用數(shù)字化實驗驗證學(xué)生猜想。當(dāng)學(xué)生觀察到02濃度減小，從而確信自己的猜想正確時，教師再次問道：“02濃度減小就一定意味著其參加了反應(yīng)嗎？”學(xué)生進一步思考，從定量的角度分析之后再次確定猜想的正確性。任務(wù)三是制備純凈的Fe（OH）2，學(xué)生設(shè)計實驗并匯報實驗結(jié)果，表示多種方法隔絕02效果均不夠理想，此時教師引導(dǎo)學(xué)生嘗試“化學(xué)除氧”，學(xué)生提出可用鐵粉做抗氧化劑，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察之前的數(shù)字化實驗結(jié)果（溶液中02濃度再次下降），由此啟發(fā)學(xué)生Fe（OH）2也可以充當(dāng)抗氧化劑，學(xué)生思考之后給出新的實驗方案（4 mL 1 mol/L的NaOH溶液+1 mL 0.5 mol/L的FeSO4溶液+1 mL煤油與1 mL 1 mol/L的NaOH溶液+4 mL 0.5 mol/L的FeSO4溶液+1 mL煤油），教師演示實驗效果良好，隨后布置探究任務(wù)——Fe2和Fe3之間如何轉(zhuǎn)化？學(xué)生設(shè)計實驗，得出結(jié)論，表達交流。最后教師借用價類二維圖幫助學(xué)生梳理課程內(nèi)容。經(jīng)分析討論，對本節(jié)課在各維度水平界定如表2所示。

最終評定這節(jié)課在思維啟發(fā)、思維拓展維度處于水平2，在思維引導(dǎo)、思維深化、思維整合維度達到水平3。據(jù)此認為，這節(jié)課整體水平較高，其中思維引導(dǎo)、思維深化、思維整合三個維度的設(shè)計方式值得借鑒參考，思維啟發(fā)維度可進一步改善，以突出情境的啟發(fā)性，思維拓展維度可進行調(diào)整以凸顯課堂對學(xué)生思維的拓展、延伸功能。

3高中化學(xué)課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生思維的質(zhì)量分析

3.1總體情況分析

各維度評分的統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示。在思維啟發(fā)、思維引導(dǎo)兩個維度發(fā)展水平較好，絕大多數(shù)集中到水平3;思維深化、思維整合、思維拓展三個維度次之，但也基本上能夠達到水平2或水平3?？傮w而言，優(yōu)質(zhì)課中教師能有意識地發(fā)展學(xué)生思維能力，但各維度發(fā)展質(zhì)量不齊。此外，在同一維度的不同側(cè)面發(fā)展情況亦有所差異。

3.2各維度發(fā)展情況分析

依5項指標進行詳細分析，得到以下統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。

3.2.1“思維啟發(fā)”分析結(jié)果

在思維啟發(fā)維度，82.4%的課例達到水平3，17.6%的課例達到水平2，整體質(zhì)量較好。教師能有意識地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，自覺地從生活實際出發(fā)設(shè)計關(guān)聯(lián)課程的教學(xué)情境，但在利用情境啟發(fā)學(xué)生思維的處理上表現(xiàn)出一定差異。水平3的課例中，教師雖以不同的方式創(chuàng)設(shè)情境，但最終都能夠設(shè)計出與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系且可以較好地激發(fā)學(xué)生興趣的教學(xué)情境，能夠恰當(dāng)借助情境啟發(fā)學(xué)生思維。或直接通過實驗引導(dǎo)學(xué)生思考其中可能發(fā)生了什么;或先由學(xué)生猜想假設(shè)再實驗驗證，利用認知沖突指引學(xué)生思維發(fā)展，課堂開始由情境引入，課堂中不斷呼應(yīng)情境。同時，該水平的教師多傾向于借助化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)情境，或通過學(xué)生“猜想假設(shè)一分析驗證”來開展教學(xué)。

總體而言，在優(yōu)質(zhì)課例中，化學(xué)教師能自覺地發(fā)展學(xué)生思維。（1）思維啟發(fā)層面，重視教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，能較好地設(shè)計真實情境引入課堂，但對如何利用教學(xué)情境啟發(fā)學(xué)生思維的關(guān)注還可強化;（2）思維引導(dǎo)層面，合理設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)、板書圖文，在問題設(shè)計上教師還需減少對表層性問題的討論，增加對根源性問題的設(shè)計;（3）思維深化層面，重視引導(dǎo)學(xué)生進行分析討論，但引導(dǎo)方式和高階思維類型還可更加豐富;（4）思維整合層面，把握課堂發(fā)展線索，合理整合相關(guān)知識，對化學(xué)學(xué)科特征的體現(xiàn)還可加強;（5）思維拓展層面，關(guān)注遷移應(yīng)用、重視強化認知，部分應(yīng)用載體的發(fā)展性還可加強。

4.2啟示建議

鑒于化學(xué)優(yōu)質(zhì)課相對于常態(tài)課總體水平更高，故針對優(yōu)質(zhì)課評析結(jié)果，總結(jié)其中的優(yōu)勢與不足，為更多一線課堂的發(fā)展提出幾點建議。

4.2.1巧用情境啟發(fā)學(xué)生思維

教師在設(shè)計教學(xué)情境時要知悉情境不僅僅要引起學(xué)生的情感共鳴，更為關(guān)鍵的是要有思維共振。課堂中教師可合理借用化學(xué)實驗，通過感官的刺激激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時深入挖掘?qū)嶒炃榫车淖饔?，可嘗試讓學(xué)生預(yù)測實驗現(xiàn)象，在預(yù)測與事實的對比中產(chǎn)生認知沖突，進而順利地展開教學(xué)，學(xué)生亦可以帶著思想進入學(xué)習(xí)。

4.2.2設(shè)計本源性問題啟發(fā)學(xué)生思維

鄭長龍認為運用本源性方式，可以使教師形成對化學(xué)學(xué)科知識及其思維方式和方法的深層次認識，才有可能引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。我們不僅要讓學(xué)生知道這些是什么，更要讓學(xué)生在思考“為什么”“怎么辦”的過程中提升思維能力。要關(guān)注學(xué)生的思維方式，把握時機進行追問，促進學(xué)生思維能力的提升，也可設(shè)計“實驗故障”，嘗試讓學(xué)生分析原因、提出解決方案，亦可給學(xué)生提供拓展性的材料，引導(dǎo)學(xué)生的思維發(fā)展。

4.2.3重視高階思維的多樣性深化學(xué)生思維

提倡高階思維的多樣性不僅是指學(xué)生思維方式的多樣性，還指教師要能夠以多樣的方式引出學(xué)生的高階思維。在課堂中除關(guān)注學(xué)生分析思維的發(fā)展之外，還要多鍛煉學(xué)生比較、概括、分類等思維能力，可以采用讓學(xué)生完善實驗方案、交流反思等方法推動學(xué)生高階思維的發(fā)展。

4.2.4關(guān)注教學(xué)線索的學(xué)科特征整合學(xué)生思維

教學(xué)設(shè)計中不僅要合理設(shè)計教學(xué)線索串聯(lián)相關(guān)知識，也要巧妙利用化學(xué)學(xué)科的獨特優(yōu)勢，緊緊抓住從宏觀到微觀、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從定性到定量的發(fā)展視角設(shè)計教學(xué)，以具有化學(xué)學(xué)科特征的邏輯線索網(wǎng)羅零碎知識形成知識體系。讓學(xué)生在領(lǐng)會化學(xué)知識的同時感悟化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程和研究思路。

4.2.5注重應(yīng)用載體的高發(fā)展性拓展學(xué)生思維

對于練習(xí)，不僅是單純的強化，更要運用恰當(dāng)?shù)妮d體誘導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)有效遷移，即學(xué)習(xí)者利用已有知識理解新知識，把新知識納入到已有的認知結(jié)構(gòu)中。教師要擅于借助實驗裝置的設(shè)計、模型的提煉應(yīng)用等載體，幫助學(xué)生實現(xiàn)遠遷移、高路遷移。