基于高阶思维的高中化学教学策略探析

高中化学课程标准指出，教学应注重创设真实问题情境，在解决真实问题的过程中培养学生的思维能力，在实验中发展学生的科学探究和批判质疑等高阶思维能力。《中国高考评价体系》将关键能力归纳为知识获取能力群、实践操作能力群和思维认知能力群，这与高阶思维的理解信息、概括洞察、发现应用三个层次同样具有内在联系。此外，随着知识经济的到来，真正的人才不仅需要具备丰富的知识储备，更需要具备高阶思维能力。本文以《离子反应》一节课为例，提出基于高阶思维培养的课堂教学策略，旨在提高学生的理解信息、概括洞察以及发现应用等能力。

一、创设问题情境，激发探究学习兴趣

问题情境的创设是激发学生探究兴趣的有效手段。教师应结合教学内容，设计具有挑战性和启发性的真实问题，引导学生主动探究学习。如在教学《离子反应》时，教师可以在课前提前布置任务，让学生调查家庭中常见的处理水垢方法，从真实问题情境引入课堂，从而体现学科的社会价值。

二、注重逻辑推理，提高理解信息能力

理解信息是高阶思维能力的重要组成部分。教师可以通过案例分析、问题解决等，培养学生的理解信息能力。在《离子反应》的教学中，教师可以引导学生从上节课所学的电解质的电离入手，逐步思考并完成不同层次的三项任务。

第一项任务：宏观、微观和符号三重表征，强化微粒观，引出离子反应及离子方程式的概念。此项任务通过两个探究活动，一是教师带领学生实验，从宏观、微观和符号三个角度分析CuSO4溶液与NaOH溶液混合后的情况；二是学生拓展分析，思考向盛有AgNO3稀溶液的试管中加入稀盐酸溶液这一过程的三重表征，并进行实验验证。

第二项任务：总结离子反应发生的条件，并通过实验设计、实验现象预测、观察实验现象，对结果进行证实或证伪。此项任务通过设计三组对比实验，让学生动手操作进行实验探究。学生能直观地观察到相应的实验现象，并借助逻辑推理，总结出复分解型离子反应发生的条件为：生成沉淀、气体或水。

紧接着，教师进一步抛出问题：CH3COONa溶液与盐酸混合，能否发生复分解反应？根据已有的知识，学生很容易预测CH3COONa溶液与盐酸不反应，并设计将两者混合，根据无明显现象得出CH3COONa溶液与盐酸不反应的错误结论。此时，教师可以借助数字化实验，先给出信息：溶液电导率与溶液导电能力有关，导电能力越强，电导率越大；实验所提供的CH3COONa溶液与盐酸的电导率基本相同；CH3COOH在水溶液中主要以分子形式存在。学生根据信息再次分析预测两者是否反应，并进行实验验证自己预测的结论。通过微观分析并预测：若CN3COONa溶液与盐酸发生反应，电导率会减小；若CN3COONa溶液与盐酸不发生反应，电导率几乎不变。根据实验得到的图像，混合后电导率确实降低，从曲线变化证实CN3COONa溶液与盐酸混合发生了化学反应，从而总结出复分解型离子反应的条件为生成沉淀、气体、水、弱酸或弱碱，进一步从微观角度分析，得出离子反应的本质是溶液中某些离子数目的减少。

第三项任务：总结离子方程式的书写方法及离子方程式的意义。离子方程式的书写过程，就是将电解质在溶液中发生离子反应的过程进行思维外显的过程。有了前两个任务的铺垫，不难完成这项任务。教师先举例KCl与AgNO3离子方程式的书写：先分析物质在溶液中的存在形式，然后根据离子反应条件书写离子方程式，最后检查原子守恒和电荷守恒。学生自主思考讨论，并总结离子方程式的书写方法。

三、强化实验操作，提升动手实验能力

化学实验是培养学生高阶思维能力的重要途径。教师应鼓励学生亲自参与实验操作，通过观察、记录和分析实验现象，提高动手能力和观察能力。同时，教师还应引导学生对实验结果进行讨论和解释，培养学生的逻辑推理能力。例如《离子反应》一课，教师通过演示实验、学生实验及数字化实验，可以发挥实验在培养学生高阶思维能力中的重要作用。

四、促进自我反思，发展概括洞察能力

自我反思与评价是培养学生高阶思维能力的重要环节。教师应引导学生对学习过程和结果进行反思，帮助学生识别自己的优势和不足，制定改进策略。同时，教师还应鼓励学生相互评价，促进学生之间的交流与合作。例如《离子反应》一课的教学中，可以让学生拓展分析，向盛有AgNO3稀溶液的试管中加入稀盐酸溶液，分别从宏观、微观和符号三方面进行实验验证。通过三组对比实验，结合信息分析预测CH3COONa溶液与盐酸是否反应以及总结复分解型离子反应发生的条件，深入思考并总结离子方程式的书写方法。

五、鼓励尝试创新，培养发现应用能力

迁移应用能力是培养高阶思维能力中最高层次的目标。学生通过结合实验数据和信息或进行创造，或做出预测，或形成判断，或给出评价。创设问题情境、强化实验操作、培养逻辑推理和促进自我反思等策略，可以为培养学生迁移应用能力奠定基础，需要教师精心设计和推动。

例如在《离子反应》一课教学的最后设置“学以致用”环节，具体分为三个任务，先是练习离子方程式的正误判断，强化理解，便于进一步培养迁移应用解决实际问题的能力。接着让学生重新思考解决稀盐酸除水垢的原理，以及白醋除水垢的原理。再进一步布置课后的任务：已知人体的胃液中含有盐酸，思考在医疗上用X射线检查肠胃病时，常让病人服用硫酸钡（俗称“钡餐”），但不能服用碳酸钡的原因，以及若不慎服用而中毒可采取的解毒方法；某造纸厂产生的废水经检测pH为9—10，思考为使其达到排放标准（pH为6—9）可采取的方法。这样设置与生活联系紧密的开放性问题，既能体现化学的学科价值，又能体现高阶思维与生活的紧密联系。

（本文系2023年度河南省基础教育教学研究项目“基于高阶思维培养的高中化学教学策略的实践研究”的研究成果，课题编号：JCJYB2307180012）

（责编莫荻）