高中化学教学中学生高阶思维能力培养路径研究

卢珍妮

摘 要：培养学生高阶思维能力，不仅是为了促进学生的化学核心素养，还意味着为他们开启更广阔的认知之门。化学核心素养作为学科的基石，涵盖了科学探究与创新意识、变化观念及平衡思想、宏观辨识与微观探析，以及科学精神与社会责任等方面的能力。这些素养不仅可以帮助学生深入理解化学的知识本质，还能够使他们在化学学习中深入思考、探究和创新。本文将展开高中化学教学中学生高阶思维能力培养路径研究，通过创设适当的学习环境和任务，引导学生培养高阶思维能力，从而实现化学教育的全面发展。

关键词：高中化学；高阶思维；能力培养；路径研究

化学作为高中阶段一门重要的学科，对学生的学习和发展起着至关重要的作用。随着教育改革的不断深入发展，当下化学教学的目标已经从简单的知识灌输转变为综合素质培养，教师在教学中要注重学生的高阶思维能力和核心素养的培养。教师应不断探索创新的教学方法，积极引导学生主动学习，从而开阔学生的学习视野，培养他们的创新精神和解决问题的能力。只有这样，化学教育才能更好地为学生的综合发展和未来的科学研究奠定坚实基础。

一、高阶思维含义

高阶思维能力是一种当代社会对人才素质的重要要求，结合当前教学现状，高阶思维的培养在现代教育中显得尤为重要。高阶思维不仅仅局限于基础的知识储备，还包括创造性和问题解决、决策、判断等方面的知识。最早的高阶思维出现在苏格拉底的产婆术理论中，苏格拉底相信通过启发式教育方法，学生能够主动寻求答案，从而达到深入思考目的。这种启蒙式的教学方法在当时引起了巨大的轰动，为后世教育思想家提供了重要的借鉴。后来，美国著名心理学家、教育家，芝加哥大学教育系教育学教授布鲁姆在教育领域提出了六大教学目的，分别是记忆、理解、应用、分析、评价和创造。这六个目的可以被划分为低级思维和高级思维。前三个目的属于低级思维，它们注重的是对知识的获取和应用。而后面三个目的则涉及更高层次的思维能力，要求学生能够进行分析、判断和创新等操作，达到更高的认知水平。随后，杜威在思维理论方面提出了新的观点。他认为真正的教育是一门艺术，好的教师就是艺术家。根据杜威的理念，高阶思维的教学需要细致入微的指导和引导。教师应该通过多样的教学方法和多样的学习资源，培养学生在更高的认知层面上进行思想活动和思维创新。总而言之，从苏格拉底到布鲁姆再到杜威，高阶思维的教育理论逐渐得到了完善与扩展。教师在教学实践中应结合这些理论，并灵活运用各种教学方法，引導学生在更高的认知层面上展开思考，以培养他们的创新力和批判性思维能力，这将为学生未来的学习和发展奠定坚实的基础。

二、高中化学高阶思维培养教学中存在的问题

现有的教学观念往往偏重传授基础知识，忽视了培养学生的思维能力。化学作为一门综合性的学科，其价值和意义不仅在于掌握知识点，更在于培养学生的批判性思维和创新能力。然而，许多教师仍然沉浸在以传统的讲授方式为主的教学模式中，使得学生的主体地位无法真正体现。这种教师主导的教学方法导致学生缺乏探索和思辨的机会，难以培养出高阶思维能力。学习化学反应时，学生往往只是被动地接受教师提供的实验操作流程和结果。他们很少被引导去思考实验背后的化学原理，以及为什么会发生反应。然而，如果能够鼓励学生进行实验的设计和分析，让他们从实践中发现问题，并提出解决方案，无疑会激发他们的创新意识和解决问题的能力。此外，在高中化学教学中，考试导向的教学观念也比较普遍。许多学校和教师过于注重学生的成绩，只关注知识点的掌握和应试能力的培养，而忽略了学生的实际能力提升。这种偏重应试的教学观念，导致学生在课堂上只注重记忆和应用知识，而缺乏对化学现象的深入理解和

思考[1]。

三、高中化学教学中学生高阶思维能力培养的策略

（一）树立正确教学思想，提高教师教学水平

教师不仅需要具备传授知识的能力，更应该有培养学生高阶思维的意识。高阶思维指的是学生在学习过程中，能够运用逻辑、分析、推理等能力进行深层次的思考和探索，形成独立的思想体系。在教学中，教师应该以学生为主体，引导学生自主思考，激发他们的学习兴趣和探索欲望。现阶段很多教师对高阶思维的认识不够充分，应专注于加深对高阶思维的理解，明确高阶思维在化学教学中的重要性[2]。

有许多学校已经意识到了教师自身教学理念及水平对于学生高阶思维能力培养的重要性，因此他们为教师提供了很多学习机会。例如：学校为教师提供充分的学习条件，给教师提供培训的渠道，帮助教师深度理解高阶思维，在有意识的基础上开展化学教学。通过学习，教师可以具备最丰富、新颖的教学策略，从而在教学过程中有效引导学生，提升学生的高阶思维能力，培养他们的创新精神和独立思考能力。此外，学校可以为教师提供专门的研讨会和交流平台，让他们分享教学经验和教学策略，激发出更多的创新思想。通过与其他教师的互动和交流，教师可以相互启发，共同进步。同时，学校还可以邀请行业专家或相关领域的学者开展讲座，让教师接触到更广泛的知识和理论，从而加深对高阶思维重要性的认识，并将其应用于实际教学中。总之，教师在教学中不仅仅是知识的传授者，更是学生的引路人，培养教师的高阶思维能力对于提高化学教学质量至关重要。只有教师拥有开放的教学思维和教学策略，才能够培养出高阶思维的学生。通过提供学习条件、培训渠道和交流平台，学校可以帮助教师提升其教学水平，拓宽其教学视野，为学生打开无限可能的思维空间。

（二）创设化学学习情境，激活学生兴趣灵感

如果在课堂上，教师只是采用传统的讲解方式，要求学生照本宣科，然后死记硬背化学公式，那么，这种缺乏实际应用的联系会导致学生的学习兴趣和动力下降，从而限制他们的学习效果。相反，通过创造情境，让学生与化学知识产生实质性的互动，学生能够更加深入地认识和应用所学的化学知识。只有这样，才能够培养出对化学感兴趣、有创新思维的学生，并且让化学教学不再被学生视为枯燥的知识堆积，而是与生活紧密相关的实用学科[3]。

在讲解甲烷的性质时，教师以一种生动有趣的方式给学生展示了一个实际的故事情景。故事发生在澳大利亚的一个农庄，农场主发现一头牛连续几天没有进食，却仍然保持着一个鼓胀的肚子。这使农场主感到非常焦急，他开始担心牛嘴里是否卡住了什么东西。于是，他让人把牛的嘴巴撬开，拿着一支火把接近牛的嘴巴，想弄清楚到底发生了什么。然而，当火把靠近牛的嘴巴时，从牛的嘴里突然喷出一道长长的火焰。这个突发的情景引起了农场主极大的惊讶和好奇。那么，为什么会在牛的嘴巴里射出一道长长的火焰呢？这个故事不仅仅是一个引人入胜的情景描绘，更是为了启发学生对甲烷性质的兴趣和好奇心。在现实中，类似的事例确实存在。比如：当沼气集中到一定程度时，在点燃时会出现明亮的火焰。这是因为甲烷是沼气的主要成分，而沼气由有机废物经过发酵分解产生。所以，牛在长时间没有进食的情况下，其消化系统中积累了大量的甲烷气体，当农场主靠近牛的嘴巴时，火源点燃了积聚在牛体内的甲烷，因此喷射出了一道长长的火焰。这种引入新知识的方式，将让学生保持积极的学习状态，既满足了知识的传递，又激发了他们对科学的兴趣和探索欲望，培养他们的想象力和独立思考能力。

（三）精心设计化学问题，提高学生思维能力

教师在教学中扮演着引导者的角色，通过优化问题设计，引导学生深入思考和分析，能够促使学生在解决问题的过程中发展高阶思维。这需要教师结合具体的学科内容和学生的学情特点，循序渐进地设计问题，从简单到复杂，由表及里，引导学生逐步达到高阶思维的水平[4]。

在化学教学的实践中，问题设计是至关重要的一环。化学学科通过揭示微观与宏观之间的联系，帮助学生深入理解化学反应的本质。教师充分考虑化学学科的特点及教学目标，并结合学生的学情分析，确定学生的“最近发展区”，同时充分考虑学生的认知水平和学习需求，并以此作为问题设计的依据可以提升学生的推理能力和迁移能力，进而完善学生的思维体系。教师可以以氯气为例来进一步说明，通过分析氯原子的结构和氯元素的化合价，学生可以将微观的原子结构与宏观的化学性质联系起来。这个过程有助于学生初步建立起“结构决定性质”的化学思维框架。例如：当学生分析氯气与水反应时，他们会发现氯气能够与水反应生成氢氯酸，同时放出氧气。这个新的知识与他们已有的认知相连接，帮助他们进一步理解化学反应的机理。通过这样的问题设计，学生在化学学习过程中能够发现知识之间的衔接点。他们逐渐认识到在理解化学现象时，将微观和宏观层面相结合是非常有效的。这样的学习方法不仅可以帮助他们牢固掌握基础知识，还能够培养他们的批判性思维和解决问题的能力。因此，化学教学中的问题设计应当注重化学学科的特征，以促使学生从微观和宏观的角度去理解化学反应，进而提高他们的高阶思维能力和知识迁移能力，帮助学生建立起扎实的化学思维体系。

（四）鼓励学生积极思考，拓展学生思维深度

分析学生高阶思维的发生路径可知，思维的产生并非自然而然，而是由“难题和疑问”或“困惑、混淆或怀疑”所引发。这表明在教学中，教师应该通过激发学生的求知欲望，以学生为主体，鼓励他们积极提问，培养他们的批判性思維能力。特别是在化学课堂上，教师可以引导学生通过分析实验结果来思考，从中产生认知冲突，进而激发更深层次的思考。而这种思考过程将会引发新的疑惑或对问题的新认识，从而促使知识技能的迁移与再创造。

例如：当学生在化学实验中观察到特定反应的结果与预期不符时，他们可能会产生疑惑和困惑。在这种情况下，教师可以引导学生进行思考，提出问题，例如：“为什么反应会出现这种结果？”或者“有没有其他因素会导致反应的变化？”通过类似的提问，学生将不仅仅是被动地接受知识，而是主动地进行推理和分析。此外，教师在思维建构的关键节点上起着至关重要的作用。他们应当给予学生进一步的引导和支持，帮助他们厘清思路，加深对问题的理解。假设学生在一个酸碱反应实验中观察到某种物质的颜色变化与预期不一致，教师可以询问学生是否有注意到相关因素，比如反应物的浓度是否正确，溶液的温度是否合适，或者是实验过程中是否发生了其他化学反应。通过这些问题，学生将被激发思考，找出可能导致实验结果异常的因素。在教师的引导和支持下，学生可以系统性地进行思考和实验设计改进，最终达到对反应结果的准确解释和理解。除此之外，教师还可以提供相关的实例或案例，让学生通过比较的方式来加深对问题的认识。通过这样的引导，学生能够逐渐建立起对问题的全面理解，并能够将所学的知识运用到实际生活中。综上所述，培养学生的高阶思维是教学中非常重要的一环。教师在这个过程中扮演着重要的角色，通过引导和支持，帮助学生解决困惑，促进他们的思维发展。通过引发疑问和困惑，鼓励学生进行批判性思考，教师不仅可以培养他们的科学思维能力，还能促使他们深入理解所学知识，帮助他们培养自主学习的能力，促使知识技能的深度发展和应用，为学生的化学学习奠定坚实的基础。

（五）组织项目合作学习，引领学生思维成长

项目式学习不仅仅是实现知识的传递，更是促进学生高阶思维能力培养的有效途径。通过这种方式，学生能够积极参与讨论、思考和探索化学问题，提升他们的批判性思维和创新能力。通过合作学习，学生能够在思维碰撞中不断成长，并在化学学习中体验到乐趣与成就感，使学生真正爱上化学学习。

在教学《化学反应速率与化学平衡》这节内容时，教师开展项目式学习。在导入环节中，教师说道：“在寒冷的冬天，特别是在东北地区，室外温度常常降到-30℃，这时人们出行时都离不开暖贴。大家是否有过使用暖贴的经历呢？你知道暖贴是如何发热的以及如何制作的吗？”教师之后告诉学生本节课将要利用所学的化学知识动手制作一个适合出行携带的暖贴。教师将这个项目拆解为两个活动：第一是探究暖贴的成分和发热原理；第二是探究影响暖贴发热的因素以及制作暖贴。教师遵循组内异质、组间同质的原则将学生分组。项目活动一分为资料研究和实验研究。学生需要查阅资料了解暖贴的组成、发热原理、使用方法。实验研究中学生要探明内容物成分及发热产物。这一过程培养了学生的信息检索整合能力，学生了解了铁吸氧腐蚀会释放大量的热，培养了他们归纳总结与知识迁移的能力。在活动二中，学生发现环境温度对暖贴发热影响不大，将研究重点放在原料选择和配比上。各组同学首先按照实验探究的最佳配比将铁粉、炭粉、氯化钠、水、蛭石、吸水性树脂混合，然后从内到外依次包装透气膜、无纺布袋（背面含明胶层）、不透气塑料膜，成功做出暖贴。通过本次活动，学生的思维能力与实验能力都得到很好的锻炼与提升。

结束语

综上所述，只有真正将学生置于学习的核心地位，才能真正实现优质的化学教育。基于深度学习的化学教学需要教师引领学生将高阶思维贯穿到化学学习中，同时注重知识与能力的迁移与应用。通过培养学生的探究意识和思维参与能力，他们不仅能更好地理解和应用化学知识，还能培养出解决问题的能力和创新思维。教师应不断探索创新教学方法，只有通过全面改革教学观念，才能推动高中化学教学朝着更有效、更有意义的方向发展。

参考文献

[1]张兴华.高中化学高阶思维能力培养[J].中学课程资源，2021，17（1）：61-62.

[2]王贵飞.高中化学高阶思维能力培养策略研究[J].试题与研究：教学论坛，2018（34）：1.

[3]高颖端.高中化学教学中高阶思维的培养路径[J].数理化解题研究，2023（18）：104-106.

[4]赵小刚.高中化学教学中高阶思维能力的培养[J].考试周刊，2022（51）：120-124.