高階思維下的初中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐與研究

于莎莎

（威海市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 山東 威海 264200）

愛因斯坦曾說：“教育就是人們遺忘了所有學(xué)校灌輸?shù)闹R(shí)后，仍能留存的東西。”我認(rèn)為這存留的東西就是一種思想方法或者是思維能力。縱觀近年來提出的“深度教學(xué)”、“生命化課堂”、“大單元教學(xué)”“項(xiàng)目化活動(dòng)”等教育模式，實(shí)際上本質(zhì)都是相同的：旨在提升學(xué)生的思維水平和創(chuàng)新能力。站在化學(xué)的角度我在思考：經(jīng)過兩年的化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生走出校門，化學(xué)教育能給學(xué)生留下什么？我希望學(xué)生已經(jīng)具備：以化學(xué)知識(shí)為載體，建立超越化學(xué)知識(shí)層面的學(xué)科思維即具備化學(xué)核心素養(yǎng)。這就需要我們走一條以“思維發(fā)展”為抓手，實(shí)現(xiàn)“核心素養(yǎng)”教育之路。

1.立足現(xiàn)狀，聚焦問題

我曾問剛剛升入初三的學(xué)生:你認(rèn)為化學(xué)是一門什么樣的學(xué)科？怎樣才能學(xué)好化學(xué)？在眾多答案中，我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為化學(xué)是理科中的“文科”，是“背出來”的學(xué)科。實(shí)際上化學(xué)學(xué)科有獨(dú)特的學(xué)科思維、學(xué)科觀念與方法，不是簡單的背一背基礎(chǔ)知識(shí)就能學(xué)好的。由于對(duì)化學(xué)學(xué)科的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，大多數(shù)學(xué)生長期處于識(shí)記這種低階思維水平，不能靈活運(yùn)用化學(xué)思維解決真實(shí)情境中的問題。作為一名一線化學(xué)教師，我在多年的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)高階思維下的化學(xué)教與學(xué)主要存在以下幾方面的問題。

1.1 學(xué)習(xí)以記憶為主，形式邏輯多于辯證邏輯

課堂上大多數(shù)學(xué)生習(xí)慣于靜態(tài)模仿和單調(diào)思維，例如新授課，學(xué)生會(huì)將學(xué)習(xí)內(nèi)容很全面地整理在的筆記本上，感覺自己“學(xué)會(huì)了”。實(shí)際上他的思維沒有得以發(fā)展，不能利用所學(xué)知識(shí)解決生活中的問題。

原子是初中化學(xué)核心概念之一，近年來威海中考多次涉及原子結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)，盡管學(xué)生在中考前做過大量訓(xùn)練，但考試依然出錯(cuò)。究其原因，我認(rèn)為是學(xué)生在第一次學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時(shí)沒有親身經(jīng)歷探究過程，只是記住了所謂的結(jié)論。課堂不是直接告訴！在講授這部分內(nèi)容時(shí)，老師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生重溫盧瑟福ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)，提問學(xué)生：如果你在現(xiàn)場(chǎng)，你能根據(jù)現(xiàn)象獲得哪些結(jié)論？學(xué)生深入思考，通過生生、師生之間的交流評(píng)價(jià)，思維在不斷的碰撞與升級(jí)，我相信如果有這樣的思維歷程，學(xué)生對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的理解會(huì)更加透徹。

1.2 不對(duì)知識(shí)深加工，難發(fā)現(xiàn)思維規(guī)律

每學(xué)完一個(gè)單元，學(xué)生就感概需要記得東西太多，知識(shí)很零碎，導(dǎo)致這一困境的原因是：學(xué)生只是簡單的疊加知識(shí)，沒有對(duì)知識(shí)進(jìn)行思維的深加工。實(shí)際上很多化學(xué)知識(shí)雖然是常識(shí)性內(nèi)容，但也是有規(guī)律可循的。比如產(chǎn)物是鹽和水的化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生立馬想到了中和反應(yīng)，而實(shí)際上學(xué)過的還有堿和非金屬氧化物、酸和金屬氧化物這兩種，這樣的例子還有很多，學(xué)生只是片面的記憶當(dāng)下內(nèi)容，而沒有進(jìn)行遷移和加工，做不到舉一反三，缺乏高階思維的深度整合。教師要引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)科學(xué)的視角（物質(zhì)的組成和構(gòu)成）認(rèn)識(shí)自然界里發(fā)生的變化和現(xiàn)象，要運(yùn)用歸納、比較、推理、演繹等科學(xué)方法來系統(tǒng)學(xué)習(xí)，找尋其中蘊(yùn)含的思維規(guī)律。這樣就能提高學(xué)習(xí)效率，學(xué)起來更輕松、更清晰。

1.3 思維定勢(shì)嚴(yán)重，干擾了正確分析

思維是人類本質(zhì)的特征，是人一切活動(dòng)的源頭，也是創(chuàng)新的源頭，有了創(chuàng)新思維才會(huì)有創(chuàng)新活動(dòng)，想要擁有創(chuàng)新的高階思維就要打破思維定勢(shì)。思維定勢(shì)會(huì)阻礙高階思維的發(fā)展。我認(rèn)為表格型計(jì)算題最能鍛煉學(xué)生的思維能力。通過對(duì)比、比較不同組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)摸清每組反應(yīng)的具體情況，從而找出解題的有效數(shù)據(jù)，在這個(gè)過程中訓(xùn)練邏輯思維能力。

大家可以對(duì)比下面兩道計(jì)算題，表面上相似，實(shí)際上不盡相同。同樣是質(zhì)量減輕，第一次是產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量，第二次是消耗金屬鋅的質(zhì)量，由于存在思維定式，干擾了學(xué)生正常的分析，從而無法正確解題，因而我們需要跳出思維定勢(shì)的圈子。

[計(jì)算題1]黃銅是生產(chǎn)機(jī)器零件的重要材料，為測(cè)定某黃銅（假設(shè)合金中近含銅、鋅）中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興趣小組同學(xué)稱取 20g黃銅粉末于燒杯中，將80g稀硫酸分四次加入，充分反應(yīng)，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

第一次 第二次 第三次 第四次加入稀硫酸的質(zhì)量（g） 20 20 20 20燒杯中剩余物的質(zhì)量（g） 39.92 59.84 79.80 99.80

（1）黃銅粉末完全反應(yīng)生成氫氣的總質(zhì)量為________g

（2）該黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫出計(jì)算過程）

（3）第三次實(shí)驗(yàn)中溶質(zhì)的成分為

[計(jì)算題2]小美有一只銀手鐲（銀鋅合金），她想用實(shí)驗(yàn)探究手鐲中銀的含量。先用電子秤稱得手鐲的質(zhì)量是25.00g，再用稀鹽酸分多次與此手鐲充分反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入下表：

第一次 第二次 第三次 第四次 第五次加入稀鹽酸的質(zhì)量（g） 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量 24.35 23.70 23.05 23.00 23.00

（1）手鐲中銀的質(zhì)量是________g

（2）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

2.方法策略

2.1 注重情境創(chuàng)設(shè)，著力問題引領(lǐng)

常態(tài)課要想提升學(xué)生的思維，關(guān)鍵是要選取貼近生活并且一以貫之的情境，圍繞情境設(shè)計(jì)有思維價(jià)值的問題。威海市化學(xué)教研員賀婧老師曾講過一節(jié)關(guān)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化化學(xué)探究活動(dòng)方案的課。這節(jié)課以熟悉的海水創(chuàng)設(shè)情境，從定性和定量角度分別設(shè)計(jì)了兩個(gè)梯次性問題：

（1）如何測(cè)定海水中是否含有氯離子（定性）？

（2）如何測(cè)定海水中氯元素的含量（定量）？

圍繞這兩個(gè)問題學(xué)生親歷科學(xué)探究，設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，最終歸納出開展探究活動(dòng)方案一般思路，在探究過程中學(xué)生的思維有低階逐步走向高階，逐步形成化學(xué)解決問題的思維，發(fā)展了證據(jù)推理能力，提升了實(shí)證意識(shí)，化學(xué)核心素養(yǎng)有效落地。

2.2 注重實(shí)驗(yàn)探究，激發(fā)創(chuàng)新思維

實(shí)驗(yàn)探究是激活學(xué)生思維發(fā)展、促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)提升的重要手段。李政道教授曾說：實(shí)驗(yàn)再怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中獲得了其他方式難以比擬的提高。好的實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該是：有效的教學(xué)設(shè)計(jì)，有效的探究，真實(shí)而自然的收獲。如何借助實(shí)驗(yàn)發(fā)展學(xué)生的思維呢？

2.2.1 選取有思維價(jià)值的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生真正去探究

關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，周密設(shè)計(jì)能夠突出學(xué)習(xí)主題的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。越是熟悉的實(shí)驗(yàn)越能激發(fā)學(xué)生探究興趣，例如在學(xué)習(xí)《燃燒與滅火》，選擇蠟燭為實(shí)驗(yàn)載體，在熄滅蠟燭的過程中，學(xué)生積極思考滅火方法背后的原理，在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和深度反思中獲得實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。另外還可以開展項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)——從海水中獲得餐桌上的食鹽，以學(xué)生為主體，采用小組合作的方式，討論制定方案、優(yōu)化評(píng)價(jià)方案，學(xué)生在探究體驗(yàn)過程中啟迪思維，增強(qiáng)自我效能感。

2.2.2 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思和改進(jìn)

教師引導(dǎo)學(xué)生不僅僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還要思考產(chǎn)生現(xiàn)象的原因，促進(jìn)學(xué)生逐步走向知識(shí)的內(nèi)核。比如在做粗鹽提純實(shí)驗(yàn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考食鹽產(chǎn)率偏低的原因，把學(xué)生的思維引向高階；再比如測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果小于五分之一的原因，進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生對(duì)裝置進(jìn)行優(yōu)化，確保實(shí)驗(yàn)既安全又準(zhǔn)確。這一過程中學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)，發(fā)展了思維。

2.2.3 注重宏微結(jié)合，養(yǎng)成化學(xué)特有思維

宏觀與微觀相聯(lián)系是化學(xué)學(xué)科不同于其他學(xué)科的最特征的思維方式，是一種高階思維方式。汽油、酒精等物質(zhì)為什么要密封保存？學(xué)生會(huì)用揮發(fā)性來解釋，在微觀上是因?yàn)榉肿釉诓粩噙\(yùn)動(dòng)。目前大多數(shù)學(xué)生看到宏觀現(xiàn)象不能從微觀本質(zhì)上進(jìn)行解釋，學(xué)生還是習(xí)慣從宏觀角度解釋現(xiàn)象和變化，沒有認(rèn)識(shí)到問題的本質(zhì)，思維水平較低。那如何才能建立宏觀微觀之間的聯(lián)系呢？我認(rèn)為需要上好《運(yùn)動(dòng)的水分子》這節(jié)課，這是一節(jié)關(guān)于分子的啟蒙課。為了讓學(xué)生更好地感受分子的特征，我設(shè)計(jì)了3個(gè)問題情境：1.如何鑒別水和酒精、2.固體碘能使淀粉變藍(lán)嗎、3.糖為什么能溶解，在探究過程中學(xué)生直觀感受實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用微粒的觀點(diǎn)解釋現(xiàn)象和變化，在這一過程中發(fā)展了微觀探析能力，微粒觀也就植根于學(xué)生的頭腦中了。

2.3 注重知識(shí)的建構(gòu)，強(qiáng)化邏輯意識(shí)

高階思維不是教師“教”出來的，而是學(xué)生自己“悟”出來的。通過自我建構(gòu)，深度學(xué)習(xí)才會(huì)發(fā)生，高階思維才會(huì)出現(xiàn)。繪制思維導(dǎo)圖是一個(gè)思維可視化、作品成果化的過程。思維導(dǎo)圖涵蓋了學(xué)科知識(shí)、學(xué)科方法、學(xué)科思想以及經(jīng)驗(yàn)反思等多方面的小結(jié)。小到一節(jié)新授課大到一個(gè)單元，老師都會(huì)布置相應(yīng)的整理類作業(yè)——繪制思維導(dǎo)圖。特別是初四中考一輪復(fù)習(xí)，繪制思維導(dǎo)圖更能提高復(fù)習(xí)效率。課堂上學(xué)生交流展示自己的思維導(dǎo)圖，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)一步強(qiáng)化了邏輯意識(shí)，也鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)化學(xué)的信心。

結(jié)語

化學(xué)知識(shí)和化學(xué)學(xué)科思維是矛盾的對(duì)立統(tǒng)一體，這好比是依靠化學(xué)知識(shí)搭臺(tái)，循著化學(xué)學(xué)科思維邏輯唱戲，最終能留給學(xué)生的就是最為寶貴的化學(xué)核心思維理念。雖然目前化學(xué)教學(xué)還不能建立很完善的學(xué)科體系，但是高階思維的巨大潛力肯定會(huì)吸引更多人加入。相信在高階思維的指引下，有化學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)生會(huì)越來越多，化學(xué)教育會(huì)越來越有價(jià)值。