指向高中生高阶思维养成的高中化学“问题化”教学策略研究

刘群

摘  要：随着新课标教育改革的深入，高阶思维培养逐渐受到教师的重视。高阶思维是较高层次的认知能力，对学生的学习效率、学习质量具有一定促进的作用，能够有效改善以往的教学模式。基于此，文章从转变教学模式，设计教学问题、实验问题、生活问题等方面，探究了高中生高阶思维养成的高中化学“问题化”教学策略。

关键词：高阶思维；高中化学；“问题化”教学

一、“问题化”教学模式对学生发展化学高阶思维的作用

高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，由解决问题的能力、决策能力、质疑精神、创新精神等方面构成，包含记忆、理解、应用、分析、评价、创造六个层次。其中记忆、理解、应用三个层级处于低思维水平，被认定为低阶思维，而分析、评价、创造处于思维的高水平，被认定为高阶思维。

经济、科技发展的日新月异，社会竞争、国际竞争形势严峻。在此背景下，高阶思维培养对学生学习效率的提高具有积极意义，可以更加有效地提高学生的核心素养，使学生适应社会的发展。教师在教学的过程中，要立足发展学生思维，促使学生感悟相关内容，运用思维灵活、自然地解决问题，避免刻板地记忆知识、解决问题。

“问题化”是随着新课标改革而被教师广泛应用的教学模式，是指精心设计的一系列类型丰富的高质量教学问题，其贯穿于整个课堂教学，重视学生高阶思维能力、解决问题能力和认知能力的培养，是能够实现学生深度理解教学内容的教学模式。“问题化”教学可以有效培养学生的高阶思维，锻炼他们分析、解决问题的能力。

二、“问题化”教学培养学生化学高阶思维的策略

（一）转变教学模式，培养创造精神

传统教学模式下，教师以照本宣科为主要教学模式，多运用说教式的教学方法，这使学生在课堂上处于被动地位，缺乏活跃思维的时间和空间，不利于学生形成质疑精神，无法培养学生的创新能力和高阶思维。随着新课程的改革深入和社会发展，高阶思维能力成为高中化学教学的重要目标之一。创新能力是高阶思维的重要组成部分，而质疑精神是培养学生创新能力的基础，因此教师在实际的化学教学中，要为学生预留充分的提问时间和空间，引导学生对化学知识、现象提出质疑或问题，培养学生提出假设的勇气，发散学生的化学思维，促使学生形成高阶思维。

例如，人教版高中化学高一必修二“认识有机化合物”一课将有机化合物碳原子成键特点、烷胺结构等内容作为重要的内容之一。教师在教学这部分内容时，可以鼓励学生勇敢提出假设和疑问。教师可以询问学生看到课题后有什么疑问，学生会根据教师的引导发散思维，并根据自身的知识结构提出如下问题：“有机化合物是什么？有機化合物会产生什么？有机化合物可以做什么？有机化合物与有机肥具有什么联系？对生活有什么影响？”通过对课题的质疑，学生活跃了化学思维，调动了对后续学习的好奇心，愿意主动探究和学习有机化合物的相关知识，如分析烷胺的作用等，从而在质疑精神的基础上形成创新精神，达成高阶思维的培养目标。

（二）设疑开展实验，培养创造能力

化学实验是开展化学教学的基础，是验证化学理论和化学思想的重要途径，也是验证设定猜想的有效途径。在化学教学中，根据教学内容的差异性，衍生出多种实验方法，如演示实验、探究实验、趣味实验等。教师在开展实验活动的过程中，可以适当给学生一定的空间，引导学生提出假设、验证假设，培养学生的创造能力，促使学生形成高阶思维。

1. 运用趣味实验创设问题情境

趣味实验是教师根据教学内容，利用学生课余时间完成的小实验，具有一定的生活性和趣味性，主要用于验证学生的假设和想法，以满足学生的好奇心。趣味性实验不受课堂的时间影响，学生可以根据自己的主观意识进行调整、延长实验时间，这是培养学生高阶思维的重要途径之一。

2. 利用探究实验创设问题情境

探究性实验活动是指学生在不知道结果的前提下，自主实验、分析、探究，总结出结论的实验方式，对学生化学思维的提升具有促进作用，对学生的化学创造能力具有一定的培养作用，可以有效培养学生的高阶思维。化学教师在实际教学中，可以将探究性实验融入教学中，以充分发挥学生的主观能动性。但这并不代表教师要放任学生的自由实验，教师可以根据实验内容设置实验问题，为学生的探究性实验提供导向，使学生在实验中明确实验方向，以锻炼学生的分析、创造能力，使学生形成高阶思维，从而实现教学目标。

例如，人教版高中化学高一必修一“铁及其化合物的性质”的实验活动，以探究铁及其化合物的性质为实验目的。在确定实验目标后，教师可以提出具有导向性的教学问题：“加入2mL CuSO₄后，放入铁丝会产生什么反应？加入3mL FeCl₃，放入铜块会产生什么现象？”这在确保实验向实验目标推进的基础上，充分发挥学生的主观能动性，使学生在探究活动中提高分析能力以及探究能力，形成高阶思维。

3. 利用演示实验创设问题情境

演示实验就是教师向学生展示实验步骤、实验现象、实验结果的实验方式，虽然学生难以参与演示实验，但它是化学教学不可或缺的一部分。演示实验多用于实验过程较为危险的实验，以让学生了解实验的步骤、反应等。教师在开展演示实验时，可以让学生根据实验目的提出设想和猜测，以培养学生的质疑能力，同时为学生后续发展创新能力、高阶思维奠定基础。

例如，人教版高中化学高一必修二的“乙醇、乙酸的主要性质”一课主要围绕乙醇和乙酸的性质为目的展开实验，实验涉及了酒精灯、乙醇、碎瓷片等物品，具有一定的危险性。因此教师在开展演示实验时，可以让学生勇敢表达对实验的观点和设想，如对实验顺序、实验现象的设想等，以充分发挥学生的主观能动性，发散学生的化学思维，加强学生的质疑精神，使学生形成创新精神和高阶思维。

（三）设计教学问题，小组合作学习

教学问题是推动教学活动开展的重要方法，是增加师生互动频率的重要途径，对学生分析以及解决问题能力具有较强的提升作用。教师在提出问题后，学生可以通过分析、探究等方式解决问题，从而提高分析能力。高中化学具有一定的复杂性、理论性、逻辑性和抽象性，对学生而言，独立解决教师提出的教学问题具有一定难度，学生容易产生心理压力。这不利于发散的学生思维、培养他们分析问题的能力。针对这一情况，教师可以将小组合作学习融入化学课堂中，通过小组合作的方式降低教学难度。通过小组成员的沟通、交流，学生能够更加深入地分析教学问题，形成高阶思维。

例如，人教版高中化学高二必修二的“分子结构与物质的性质”一课围绕原子结构的构造原理、掌握原子核外电子的能级分布等内容展开。这部分内容是在学生已有原子知识结构的基础上，更加深入地探究原子结构。教师在教授这部分内容时，可以将问题情境的方式导入课堂，帮助学生回忆原子的相关知识，促使学生进行知识的迁移。具体而言，教师可以将学生依据就近原则分为四人一小组，以小组的形式开展课堂教学。通过小组沟通、交流的方式，让学生完成原子向原子性质相关知识推导的过程。这可以降低化学知识的难度，培养学生的高阶思维。

（四）设计历史问题，分析化学来源

我国著名化学家傅鹰先生说：“化学可以给人以知识，化学史更可以给人以智慧。”在高中化学中融入化学史教学，有利于将学生已掌握的化学理论进行延伸拓展，使学生突破已有理论的静态局限性，进而能够分析化学理论的来源和演变过程。教师在教学中渗透科学的思维和态度，能够让学生在理解化学知识的基础上向高阶思维过渡，从而达到教学目标。

例如，人教版高中化学高一必修一“物质的分類及转化”一课介绍了丁达尔效应发展史，教师在教学这部分内容时，可以设计问题情境，使学生深入了解、分析丁达尔效应的起源和发展过程，如“丁达尔效应是什么？丁达尔效应在生活中有什么作用？怎样观察丁达尔效应？”通过问题导向，学生分析、探究丁达尔效应背后蕴含的科学精神和科学态度，感悟丁达尔先生假设、推测、实验得出结论的思维历程，加深对丁达尔效应的认知和感悟，最终形成化学的高阶思维。

（五）设计生活问题，评价生活现象

化学学科发源于生活，经过化学家的推测、实验、推导得到化学结论，并应用于生活。教师在实际教学中，可以将化学课堂与实际生活有机结合，利用生活元素创设问题情境，以问题为导向，利用学生已有的生活经验降低化学知识难度，促使学生将化学相关知识应用于生活中，解决生活中的实际问题，实现学生解决问题的全面性和多面性，将学生的化学知识学以致用，使学生的化学思维由低阶思维转化为高阶思维。

例如，人教版高中化学高三选择性必修三“糖类”一课围绕糖类水解反应、葡萄糖反应、葡萄糖检验等相关知识展开。糖类是学生在生活中经常接触的物品，但大部分学生对糖类缺乏深入了解，对此教师可以围绕学生身边的糖类创设问题情境，以趣味性的问题调动学生思维的活跃性：“葡萄糖与生活中的糖果有什么区别？蔗糖、白糖、葡萄糖三者具有什么关系？蔗糖与白糖的成分是什么？”让学生用所学的知识评价生活物品。教师也可将生活元素融入课堂：“生活中哪些食物含有葡萄糖？哪些食物含有蔗糖？”让学生的低阶思维实现向高阶思维的过渡。

（六）运用多元评价，形成正确认知

评价是教学中的重要环节之一，是学生形成自我认知、完善自我的重要途径。通过评价，学生能够明确自身的不足，并针对性地完善自我，发展自身的高阶思维能力。而教师通过评价可以掌握学生的学习情况，明确学生的优势和劣势，及时调整化学教学策略。

传统教学中，教师仅以成绩为标准评价学生的学习程度。而随着社会、教育的发展，传统的评价方式难以满足学生的多元发展需求，因此教师要积极构建多元评价体系，多方面、多角度地评价学生，使学生对自身形成正确的认知，提高学生的自我评价能力，发展学生的高阶思维。

例如，在人教版高中化学高一必修二“基本营养物质”一课中，教师在开展教学时，可以精心设计教学问题，让学生以小组探究的方式分析并解决问题。在小组充分沟通、分析问题后，小组成员可以自愿就教学问题的探究成果进行汇报，教师则根据学生汇报的内容及时给予学生鼓励和肯定。通过多组的汇报对比，教师可以选择小组成员评价自己或所在的小组，明确小组和自己的学习优势与劣势，并在后续学习中展开针对性的学习，促使学生形成高阶思维。

三、结语

综上所述，随着社会发展和教育领域的改革，新课标对高中化学提出了更高的要求，基于此，教育界更加重视学生高阶思维的培养和发展，倡导“学生为本”的教学理念。教师在实际教学中，要积极落实新课标教学理念，重视高阶思维对学生学习化学发挥的作用，将“问题式”教学融入化学教学中，循序渐进地培养学生的高阶思维。

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（责任编辑：廖  艺）

* 本文系江苏省教育科学“十四五”规划课题“指向高中生高阶思维养成的高中化学‘问题化教学研究”（课题编号：D/2021/02/246）的研究成果。