促进学生高阶思维发展的高中化学实验教学

占文芳

(福建省福安市第一中学 福建 福安 355000)

高中化学实验教学不仅是化学教学的基础，也是深刻掌握和运用化学知识的指导与途径。高中生结合实验活动的实际现象，在脑海中建立化学概念，转化为化学规律，从而构建出完整的知识框架，编织知识网络，并不是必须要经过去伪存真、由此及彼、由感性上升到理性的思维过程。在培养高中生化学核心素养的时候，教师应将重点放在挖掘实验功能方面。对此，高中化学教师们可以参考将化学实验功能转化为“获知、激趣、求真、循理、育德”的原则，利用化学实验教学活动，促使高中生的思想道德、专业技能、理论知识等方面得到整体加强，而要想实现综合能力的提高，就必须要通过科学有效的方式对他们的思维能力进行训练。化学实验教学可以给高中生带来正确认识事物发展和其变化规律的验证，以其具备的独特魅力与多元化内涵调动学生的参与热情，促使他们能够从心底里喜欢化学实验，并善于自己动手操作实验，这样的参与热情是他们学习化学知识的主要动机。高中化学将实验教学作为主要途径，实验教学是化学学科中必不可少的重要组成部分。

1.高阶思维的界定和教学的必要性

相关专业学者认为：人的思维主要分为运用、判断、记忆、认识、创新、评价6个层次。运用、认识和记忆属于低阶思维，而高阶思维主要是远远高于简单的信息检索与记忆，通过知识与概念去处理困难程度不同的任务以及问题。具备高阶思维的人可以将学习资料当做有关联的、系统性的，可以进行整合与类比，同时将分散的信息整合为具备体系的整体，他们通过科学可行的思维与分析标准进行学习，通常教师将这类人称为聪明或者是思维活跃的学生。形成高阶思维是在低级思维的基础上，应用于创建高阶思维能力的低阶思维能力，比如记忆、听、说、读、写等，我国在现阶段的教育工作中对其引起了高度的重视。相关专业学者认为：不能将学习活动单纯的看做是对知识的积累与记忆锻炼。死记硬背只会使学生变得越来越愚蠢与迟钝，这样的教学模式不但无法促使学生身心健康的良好发展，还会在很大程度上阻碍他们高阶思维的发展，并且还会对其他综合能力的发展产生局限性，过多的记忆和读写会给学生带来沉重的学习负担。在信息数据大爆炸的时代中，信息知识的检索与记忆能够交给电脑和网络进行操作，学生需要做的只是操作信息技术，对信息资料进行分析和判断，同时在此前提下充分发挥自己的创造能力。为了更好的满足学生的发展需求，教师在实际开展教学活动的时候应有针对性的注重培养与锻炼学生的高阶思维和能力，这样能够给教师科学合理的设计教学活动与开展高阶思维教学提供支持[1]。

2.高阶思维培养教学的特点

2.1 以学生为中心而非教师控制。以往的教学活动往往是教师将知识教授给学生之后，给他们布置很多的练习题让他们对所学知识进行巩固，在这一过程中，教师希望学生能够记住并且理解教学知识，而学生通常将学习停留于死记硬背上和机械学习上。在高阶思维训练的教学活动中，要求教师转变以往的教学理念与对课堂的控制，引导学生积极参与到课堂活动中。重视在高阶思维教学活动中鼓励想学生勇敢表达自己的观点，愿意并且尝试表达自己内心真实的想法对于学生思维能力的发展是非常重要的，在这一过程中教师应给学生提供更多锻炼思维能力的机会和时间，充分调动他们参与学习活动的热情和动力。这样的教学活动主要是把合理有效的提问模式作为基础，在一问一答的过程中锻炼学生创造、分析与综合评价的能力，在这样的课堂中教师应将学生作为主体，鼓励他们积极参与其中，对他们的反应和心理活动进行积极观察，同时及时作出回应。

2.2 关注学习过程而非知识传递。以往的化学实验教学中教师通常将目标放在给学生传授知识，同时保证他们可以充分理解知识，这样过于中重视学生掌握知识的教学方式会对他们思维能力的发展产生阻碍。重视高阶思维的培养，主要是将关注点由学习结果转变到学生对教学过程的认识与理解，将引导学生掌握思考与分析能力作为培养他们高阶思维能力的主要目标。在这种教学活动中能够观察到以下特点：可以听到学生多于他们提出的观点进行解释、推理和描述等；可以听到教师向学生提出的各种问题，这些问题并非可以通过简单的一两句话就能够回答的，它要求学生对其进行认真思考、详细阐述；可以观察到他们在处理基础问题的时候清楚的指导自己运用怎样的程序、规律和原理等。

2.3 问题设置开放性而非封闭式。相关的专业学者提出：封闭式的问题主要是指具有明确针对性与选项的问题，学生只可以简单的根据规定的方向进行思考，这样非常容易使他们在固定的答案中形成了思维上的禁锢。而开放性问题主要是指没有明确针对性与选项的问题，学生能够在很广的范围内进行探究，问题的答案也没有固定性，这样的开放性问题可以促使他们在激发自身思维能力的过程中，将所学知识与自己生活实际进行密切联系，还可以使教师更加充分的发现学生思维的优点与不理解的地方。开放性的问题包括观察世界洋流分布图发现了什么规律？这种问题促使学生在观察过程中及时发展问题以规律，给他们提供更多想象以及推理的机会，与以及掌握的知识进行联系，尝试着在对比与总结的过程中获得发现、分析、处理问题的能力；利用这种开放性问题，可以帮助学生打开创造、分析和评价的窗户。

3.当前高中化学实验教学存在的问题

3.1 考核评价模式不科学。考核化学实验始终都是化学实验教学中的难点，很难开展大规模的测试，就算是开展之后也无法进行合理的量化考核。所以，以往高中化学实验评价模式主要是通过纸笔测验，测试内容通常是考察学生对化学知识与实验技能的掌握，但是很少评价他们的学习过程、方式和态度等方面，所以，在将升学作为目标的教学背景下，高中生普遍存在懒惰懈怠的情况；通常是教师对学生的评价，很少有学生自评或是互评。教师忽视评价学生的创新意识、操作技能、情感态度等方面，进而致使他们将完成学习任务作为目的，过于注重完成实验报告，甚至出现了抄袭的情况。还有一些学生过于依赖教师，等着教师公布答案，然后背诵出来就是完成了学习任务。另外在评级时，教师通常会忽略对学生的正确引导与积极鼓励，在一定程度上打击了他们的学习热情[2]。

3.2 教学方法、手段的限制。在以往的化学实验教学活动中，教师通常是先会学生发实验预习报告，让他们对实验过程和内容进行预习，在他们正式开展实验活动的时候，教师在对实验步骤进行讲解和示范。特别是由于化学实验的特殊性质，比如有毒有害、腐蚀性、易燃易爆的试剂等，都是会对学生安全产生威胁的因素。对实验操作技术与步骤有非常严格的要求，所以，在实际开展实验活动的时候，通常教师需要反反复复的强调这一过程中的注意事项，需要浪费很多的时间，效果还并不理想。虽说教师始终强调，但是依旧有学生左耳进右耳出，由于操作不当导致出现严重的事故，几乎所有教师都可以说出类似的危险案列。高中化学课程的时间并不多，进行实验活动的时间更是少之又少，教师会把很多实验放在一节课集中操作，时间短，学生进行思考、分析与沟通的时间更少，所以，他们自己动手操作实验，对其进行分析与观察的时间和机会非常少。学生在实际开展讨论活动的时候，通常很容易就失去了控制，这就要求教师具备很强的课堂把控能力。一些教师为了省心，限制了他们的自由讨论。本来就不多的化学实验活动也会变成高中生机械式根据实验流程进行操作，根据教师的要求完成，这就失去了实验活动的教育意义，无法切实发挥出培养创造性、探索能力、开发潜能的效果，也无法切实有效的培养高中生的实验操作能力以及规范操作的意识。

3.3 师生思想上不重视。第一，教师由于受到以往教育理念的影响，对化学实验教学的注重度不够。由于考试都是笔试，没有实际操作，因此在课堂中教师过于重视灌输知识，缺乏培养学生的实验技能。一些教师处于对课堂时间、安全因素等方面的考虑，通常采用教师操作实验，学生观察的方式，致使重视他们的分析观察能力，而忽视了培养他们的探索意识以及创造性。另外受到以往观念的束缚，通常在化学实验教学活动中的主体都是教师，由教师操作实验，学生进行观察，缺乏对他们学习积极性的培养，实验教学成为了一种形式，教师和学生、学生和学生之间都缺乏交流和互动。严重忽视了训练学生的科学态度、实验技能、操作能力等。这样虽然在表面上是满足了实验要求，但只是帮助学生对所学知识进行巩固和检验，与素质教育的要求并不相符。第二，大部分学生都比较注重学习理论知识，轻视实验教学，觉得考试也用不上，只需记住实验现象与流程就可以了。因为认识的不正确，知识他们轻视实验教学，将应付教师、完成任务的态度去进行实验。通常都是在教师讲解之后，根据教师的要求和课本上的步骤进行操作，照猫画虎、生搬硬套，随便操作几下就开始写实验报告了，他们很少主动去思考为什么这样设计实验，是否有其他的设计方式。这样的实验活动，不利于培养高中生的高阶思维，甚至还会致使他们失去操作实验的热情和主动性。

4.高中化学实验教学中高阶思维能力的培养策略

4.1 创设教学情境，激发学习兴趣。在新课标中明确提出：在实际开展授课活动的过程中应充分突出学生的主体地位，紧紧围绕着学生进行实验活动。所以，教师在进行化学实验活动的时候，应坚持“以人为本”的教育原则，利用创设教学情境的方式，有效调动高中生的参会热情与动力，充分发挥他们在教学活动中的主体作用，促使他们能够在不断探究的过程中学习更多化学知识，提高自身的综合能力，发展高阶思维。创设良好的教学情境能够使课堂氛围变得更加活跃，促使高中生可以尽快融入到实验教学中，尤其是对于那些危险系数高并且难度大的实验活动，利用创设教学情境的方式，能够使高中生紧张的情绪得到缓解，帮助他们克服心理障碍，促使实验教学能够获得理想的效果，并有效提高学生的高阶思维[3]。

例如，在实际开展“金属钠及其化合物的性质”这一教学活动的时候，教师可以先让学生巩固金属的活动顺序，之后提出相关的问题：“把金属钠放进硫酸铜溶液里面是否可以置换出来金属钠中的铜？”教师提出问题之后就会有学生回答可以。这个时候教师要做的不是急着表态，而是通过实验的方式让学生自己观察，对自己的观点进行验证，利用操作化学实验的方法，他们可以直观清晰的看到液面上游动的钠，同时在酸铜溶液的溶解下不断变小，并形成了大量气体以及蓝色絮状物，但是并没有观察到置换出红色的铜。这样的实验现象和高中生原本的认知出现了矛盾，进而调动了他们探索真相的欲望。

4.2 有效改进实验，增强实验趣味。高中化学课本中的部分实验趣味性并不强，而且实验现象也不明显，无法切实有效的激发起高中生的学习欲望，更无法获得理想的实验教学效果。对此，化学教师应不断思考，并对其进行持续调整和优化，以此加强实验活动的趣味性[4]。

例如，在实际开展“过氧化钠与二氧化碳的反应”这一实验活动的过程中和，教师可以让学生在一个装有石灰石的U型管一面放上含有过氧化钠的物体，另一端放入稀盐酸，然后再使用一根有灰的木条操作实验，在这一过程中发现管一端生成了二氧化碳熄灭了条，另一端生成了氧气复燃了木条。在调整原实验之后，整个实验过程使用的时间比较短，并且具有操作简便、节能环保、实验现象明显等特点，同时具备良好的趣味性，能够切实有效的调动高中生的参与兴趣，使他们在积极参与实验的过程中潜移默化的提高自身高阶思维能力。

4.3 合理实施分组，提高实验效率。高中阶段的学生思维能力比较活跃，只有让他们切实体会到自身的价值，才可以有效调动他们的学习热情。教师应结合所有学生的具体状况，科学合理的分配人员，将他们分成不同的学习小组，进行小组探讨，给他们构建展现自己的平台，促使他们能够树立学习信心，充分发挥自身的潜能和思维能力。教师应做好对学生的引导工作，让他们做好课前预习，不只是简单的查看，而是在预习中进行思考，制定出实验方案，经实验活动和理论知识进行精准结合，或是在上课之前利用提问的方法让他们进行思考的，确定实验的要求与目标，这样才可以使他们在实验教学中获得理想的学习效果[5]。在实际开展实验教学的时候，教师应做好监管工作，因为化学实验的特殊性和复杂性，再加上学生操作化学实验的能力并不强，他们在操作实验的过程中势必会碰到很多困难，因此教师应及时纠正学生在实验中发生的问题，避免他们由于各种因素的影响手忙脚乱，对实验效果和质量产生影响。根据上述因素，教师要想有效发展高中生的高阶思维，应在教学活动中进行科学合理的分组，并安排他们进行合作预习，掌握实验流程并合理的使用知识，使他们在亲自操作的过程中做到心中有数，在操作实验的时候认真观察发生的变化和现象，做好记录报，将理论知识与实验活动进行融合，对实验现象进行分析，解决喷到的难题，使实验教学获得理想的效果。在实验结束之后，教师应结合他们的具体表现作出综合评价，给予鼓励和肯定，并指出在操作中的错误，充分发挥出自身的引导者作用，从而加强实验的效率，加强高中生的想象思维以及创新思维[6]。

4.4 注重联系实践，培养综合能力。开展化学教学活动的根本目标是加强高中生利用所学知识处理生活实际问题的能力，能够实现通过自己的努力解决各种化学难题，从而做到学有所用、活学活用，培养符合新时代发展的复合型高素质人才，因此实际开展授课活动的时候，教师需要重视将理论知识和实践活动进行结合，把化学知识贯穿到日常生活中的方方面面，引导高中生把自己视野放到更加广阔的领域中，对生活实际中蕴含的化学知识进行深入探究，从而有效的拓展他们的视野与思维能力。通过现有知识解释日常生活中的化学现象，将化学知识转变成实践能力，充分调动他们的探索的热情与创新思维，教师可以指导高中生对生活中常见化学现象进行解释[7]。

例如，在实际开展“硫酸酸雨及防治”这一教学活动的时候，高中生利用现有知识能够认识到酸雨是人们生产生活中排放大量SO2气体导致，SO2气体在水凝中与水结合成为了亚硫酸，再通过催化氧化成为了有腐蚀性的硫酸酸雨，这种引导方式的不仅能够激发高中生的生活意识，还使他们对化学理论知识的掌握更加深刻，在潜移默化中把教材知识拓展到了更加广阔的空间中，他们自身也提升了综合素质和能力，发展了高阶思维，加强了社会责任意识，这样的教学活动真正实现了教书育人的目标[8]。

5.结束语

综上所述，在高中化学实验中开展高阶思维训练是不可忽视，化学实验教学中的高阶思维训练对加强高中生思维能力、提升化学教学效果、实现学生综合能力良好发展具有非常重要的促进作用。培养与锻炼高中生的高阶思维并没有固定的方式，其中利用解决问题的方式来体现他们在教学活动中的主体地位是开展高阶思维训练的重点。根据相关实践显示，教师在实际开展实验教学活动的时候，应尽可能放手使学生自己操作整个实验活动，使他们能够充分感受到实验探究活动的趣味性与成功带来的自豪感与喜悦，这样不但可以切实有效的调动高中生学习化学知识的热情和动力，还可以更好的加强他们的学习效果，使教学结构变得更加完善。在后续的教学活动中，教师应积极探索出其他有效并且可行的教学方式，带领高中生亲身参与到整个探究过程中，感受化学实验的乐趣，促使他们可以在化学实验教学中换发出生命的活力。