高飛鳳

摘要：培養(yǎng)學(xué)生解決陌生情境下不同復(fù)雜問題的能力，是這次高中化學(xué)課程改革追求的重要目標(biāo)。這就需要學(xué)生有較強(qiáng)的化學(xué)科學(xué)思維能力，尤其是高階思維能力，在課堂教學(xué)的主陣地中，課堂演示實(shí)驗(yàn)中的高階思維活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施就變得尤為重要了。具體包括：利用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合真實(shí)情境使其系列化，解決復(fù)雜問題;設(shè)計(jì)貼近生活的課堂演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)高階思維能力;課堂演示實(shí)驗(yàn)的虛、實(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)，培養(yǎng)高階思維能力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高階思維;課堂演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1008-0546（ 2019）07-0042-03

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.012

一、“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”對(duì)高階思維能力培養(yǎng)的要求

1.素養(yǎng)取向

在新一輪的課程改革中，“學(xué)科核心素養(yǎng)”成為各門學(xué)科課程設(shè)計(jì)的靈魂性概念，統(tǒng)領(lǐng)著學(xué)科課程知識(shí)的選擇、課程內(nèi)容的組織、課程維度的確定、課程容量的安排以及課程的實(shí)施和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確立[1]。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出“素養(yǎng)取向”的化學(xué)課堂教學(xué)的基本理念是“素養(yǎng)為本”，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用所學(xué)的“雙基”以及科學(xué)過程和科學(xué)方法解決真實(shí)問題。創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有意義的化學(xué)學(xué)習(xí)情境，注重轉(zhuǎn)變學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)開展建構(gòu)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和問題解決學(xué)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生解決陌生情境下復(fù)雜問題的能力，是這次高中化學(xué)課程改革追求的重要目標(biāo)。

2.高階思維能力

陌生情境下復(fù)雜問題的解決，需要學(xué)生有較強(qiáng)的化學(xué)科學(xué)思維能力，尤其是高階思維能力[2]。高階思維是產(chǎn)生在較高認(rèn)知水平上的心智活動(dòng)，它在教學(xué)目標(biāo)中表現(xiàn)為分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造三個(gè)維度。研究證明：?jiǎn)渭兊闹R(shí)增長(zhǎng)并不能為學(xué)習(xí)者帶來高階思維能力的發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，教師要盡可能地多讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行分析、對(duì)比、調(diào)研、歸納、創(chuàng)造等活動(dòng)[3]。眾所周知，化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在課堂教學(xué)的主陣地中，課堂演示實(shí)驗(yàn)中的高階思維活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施就變得尤為重要了。

二、回歸實(shí)驗(yàn)本真

課堂演示實(shí)驗(yàn)的基本方式是教師演示實(shí)驗(yàn)過程，展示化學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。在課堂演示實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)必不可少，雖然驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一直被很多老師詬病，但是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證所猜想的結(jié)果是否正確，這是無可厚非的，教師無需一味地把學(xué)生往探究性實(shí)驗(yàn)的道路上帶。但是作為化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，課堂演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，教師要精心設(shè)計(jì)探究過程，不能僅僅作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來對(duì)待。

當(dāng)然，對(duì)于適合開展探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，教師也要注意設(shè)計(jì)和實(shí)施高階思維活動(dòng)?？傊貧w實(shí)驗(yàn)的本真，哪怕學(xué)生在過程中走了彎路也不要緊，正因這種挫折的鍛煉，在學(xué)生得到真實(shí)知識(shí)之時(shí)，即是高階思維品質(zhì)達(dá)成之際。這種回歸實(shí)驗(yàn)本真的課堂實(shí)驗(yàn)演示方式，在實(shí)際應(yīng)用中，可以進(jìn)行如下幾種類型的高階思維活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

1.利用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合真實(shí)情境使其系列化，解決復(fù)雜問題

在高中化學(xué)教學(xué)中，有一些知識(shí)點(diǎn)之間存在相互關(guān)聯(lián)，特別是學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)的時(shí)候，這種關(guān)聯(lián)性或者說相似性通常會(huì)演變?yōu)橐幌盗械恼n堂小實(shí)驗(yàn)。對(duì)于這一個(gè)個(gè)課堂小實(shí)驗(yàn)而言，相對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)比較簡(jiǎn)單，學(xué)生的探究性不足，往往成為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性的課堂演示實(shí)驗(yàn)，在調(diào)節(jié)課堂氣氛方面效果不錯(cuò)，但是對(duì)于高階思維的培養(yǎng)幫助不大。如果教師能把這一系列的小實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成一個(gè)組合實(shí)驗(yàn)的話，可能會(huì)兼具了高階思維培養(yǎng)的功能。

下面以筆者曾開設(shè)的“鹵素離子的檢驗(yàn)”一課的教學(xué)片段為例。

（1）傳統(tǒng)的“鹵素離子檢驗(yàn)”教學(xué)

在傳統(tǒng)的“鹵素離子檢驗(yàn)”教學(xué)中，教師一般會(huì)把鹵素離子（Cl-、Br-、I-）的三種檢驗(yàn)方法分別進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)演示：①先加硝酸，再加硝酸銀，觀察現(xiàn)象;②先加少量氧化劑（一般是氯水），再加有機(jī)溶劑萃取，觀察分層現(xiàn)象;③先加少量氧化劑，再加淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。最后根據(jù)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別總結(jié)出這三種鹵素離子的相應(yīng)的檢驗(yàn)方法。這種課堂演示實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)來說起到了很好的作用，因?yàn)殡y度不大，所以學(xué)生對(duì)于這三種鹵素離子的檢驗(yàn)方法的接受度普遍會(huì)比較高，知識(shí)達(dá)成度很好，但是對(duì)于學(xué)生的高階思維的培養(yǎng)沒有起到很好的作用，在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)上稍遜一籌。

（2）結(jié)合真實(shí)情境的系列化實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)高階思維能力

上述鹵素離子檢驗(yàn)的三個(gè)小實(shí)驗(yàn)可以組合成系列實(shí)驗(yàn)，結(jié)合真實(shí)情境，解決復(fù)雜問題。具體設(shè)計(jì)如下：

①提出情境

教師在演示完第一個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：用硝酸酸化的硝酸銀檢驗(yàn)三種鹵素離子之后，適時(shí)地提出一個(gè)真實(shí)的情境：海帶能富集碘元素，那么如何檢驗(yàn)海帶水中的I-？學(xué)生的通常反應(yīng)就是用先加硝酸，再加硝酸銀的方法來檢驗(yàn)。

②引起認(rèn)知沖突

教師可以順應(yīng)學(xué)生的提議再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后就會(huì)發(fā)現(xiàn)問題了：往海帶水中滴加相應(yīng)試劑之后未看到預(yù)期中的黃色沉淀，反而看到了白色沉淀！學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而產(chǎn)生思維火花。

③設(shè)計(jì)高階思維活動(dòng)

經(jīng)過討論（教師適時(shí)引導(dǎo)）發(fā)現(xiàn)，白色沉淀有可能是氯化銀。學(xué)生就會(huì)意識(shí)到海帶水中檢驗(yàn)I-時(shí)要注意排除CI-的干擾，C1-與硝酸銀產(chǎn)生的氯化銀白色沉淀會(huì)干擾少量I-與硝酸銀產(chǎn)生的碘化銀的黃色沉淀。這就演變成了一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的問題，需要找到一個(gè)好的方法能避免氯離子的干擾。接下來的時(shí)間就留給學(xué)生討論或是試驗(yàn)，最終找到了方法②③，進(jìn)而還可以比較方法②③的各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

如圖1所示，通過一個(gè)真實(shí)的情境，把小實(shí)驗(yàn)系列化，使得學(xué)習(xí)者在一定的情境下，借助教師和同伴的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過建構(gòu)的方式獲得，而不是簡(jiǎn)單地通過教師的傳授而得到，這種思維活動(dòng)過程對(duì)于落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的操作意義。

2.設(shè)計(jì)貼近生活的課堂演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)高階思維能力

化學(xué)是一門與社會(huì)現(xiàn)實(shí)生活非常貼近的自然學(xué)科，化學(xué)的學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生能夠掌握基礎(chǔ)知識(shí)，更要求學(xué)生能夠?qū)⒒瘜W(xué)知識(shí)與社會(huì)實(shí)際生活相結(jié)合，將自己所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中[4]。通常情況下，生活中的化學(xué)相關(guān)知識(shí)有一定的復(fù)雜性，如果巧妙加以選擇利用的話.能充分幫助學(xué)生在理論和實(shí)踐、學(xué)與用、知識(shí)與能力之間搭建一個(gè)平臺(tái)，對(duì)于學(xué)生思維和素養(yǎng)的培養(yǎng)都有很大的幫助（表1）。

3.課堂演示實(shí)驗(yàn)的虛、實(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)，培養(yǎng)高階思維能力

在平時(shí)的課堂演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，往往教材中提供了一種實(shí)驗(yàn)方案或者制備方式，但是實(shí)際上可能有多種實(shí)驗(yàn)方案或者裝置的選擇，這種情況正好符合了高階思維的復(fù)雜的、不規(guī)則的，通常會(huì)產(chǎn)生多種解決方案[5]的特點(diǎn)。但是，如果把這些裝置或者方案全部進(jìn)行課堂演示的話，時(shí)間上又不允許。所以比較好的處理方式就是在課本上的演示實(shí)驗(yàn)完成之后，再把不同的方案或者裝置進(jìn)行虛擬演示，這種虛擬演示的過程可以借助多媒體，或者借助實(shí)物裝置（可以直接展示實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品或者結(jié)果，忽略實(shí)驗(yàn)過程）。以“乙酸乙酯制備”的教學(xué)片段為例。

乙酸乙酯的制備，上海教材采用的是水浴加熱的方式，而全國教學(xué)一般采用直接加熱方式，還有使用冷凝管的裝置，如圖2。

教師可先演示a實(shí)驗(yàn)后，采用提前錄制視頻的方式展示b實(shí)驗(yàn)和c實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析，就比較容易能對(duì)比出三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置各自的優(yōu)缺點(diǎn)。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生把通過這三個(gè)裝置所得到的3種產(chǎn)品進(jìn)行提純實(shí)驗(yàn)對(duì)比，就能更好地對(duì)比出3種裝置的優(yōu)缺點(diǎn)了。這種課堂演示實(shí)驗(yàn)的處理方式兼具了教學(xué)進(jìn)度任務(wù)完成和思維提升的訓(xùn)練，是可以合理加以運(yùn)用的方式。

我國教育改革持續(xù)向前，培養(yǎng)學(xué)生高階思維的教學(xué)仍在不斷的探索中，在這個(gè)關(guān)注知識(shí)進(jìn)階的時(shí)代，思維的進(jìn)階也需要給予關(guān)注。本文希望能通過課堂演示實(shí)驗(yàn)這一個(gè)常見的化學(xué)課堂組成板塊中的幾個(gè)高階思維的培養(yǎng)案例來與廣大的一線教師們共同探討研究，以期能為化學(xué)核心素養(yǎng)的推進(jìn)貢獻(xiàn)一份微薄的力量。

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