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      化學高階思維的關鍵特征及其培育策略

      2022-11-16 14:54:27蔣龍飛黃都
      廣西教育·B版 2022年9期
      關鍵詞:培育策略

      蔣龍飛 黃都

      【摘要】本文闡述化學高階思維的關鍵特征及其培育策略,認為化學高階思維具有理解性、實用性、復雜性、寓知性、系統(tǒng)性、目的性、本源性、抽象性、專注性、德潤性等十大關鍵特征,基于此提出高挑戰(zhàn)性任務、高強度講解、高水平反思、高學術品位、高自主探究的“五高”化學教學策略。

      【關鍵詞】化學高階思維 關鍵特征 培育策略

      【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

      【文章編號】0450-9889(2022)26-0129-06

      在中學化學教學中,我們不難發(fā)現(xiàn):課程標準規(guī)定的知識內(nèi)容是化學科學領域基礎的事實、概念、原理、程序和方法性知識,大部分知識的認知水平定位于了解水平,如對金屬及其化合物的認知要求是“結(jié)合真實情境中的應用實例或通過實驗探究,了解鈉、鐵及其重要化合物的主要性質(zhì),了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應用”。然而,在高考試題中,多數(shù)應答任務的思維水平卻達到分析、綜合、評價、創(chuàng)造等高階思維水平,如根據(jù)難溶堿形成大量沉淀的pH范圍,通過計算并調(diào)節(jié)溶液pH來實現(xiàn)物質(zhì)的分離。我們在實測中發(fā)現(xiàn),學生解決高階思維問題的主要障礙有如下幾個方面:一是硬傷,即無法準確提取并運用必備知識;二是軟傷,即知識提取順暢,但解題思路混亂;三是全傷,即必備知識和解題思路全都欠缺?;诖耍覀兲岢鋈缦聠栴}:高階思維是否包含了低階思維?低階思維與高階思維的關系是怎樣的?高階思維的基本特征是什么?如何培育出更多的具備化學高階思維的化學學習者?

      結(jié)合多年教學實踐,我們認為,高階思維是以低階認知為基礎,在復雜情境中得以形成和發(fā)展的;高階思維不僅為學生發(fā)展適應未來社會所需的能力打下基礎,而且促進學生對低階認知對象的深刻認識和有效記憶;高階思維發(fā)展既借助于知識,又相對獨立于知識,運用簡單的知識可以解決特定情境中的高階思維問題。在實際教學中,教師要處理好化學低階思維和高階思維之間的關系,通過高階思維的培養(yǎng)來促成學生知識記憶與問題解決能力的協(xié)同發(fā)展,這就要求教師探知化學高階思維的關鍵特質(zhì)、形成機制及培育策略。

      一、化學高階思維的關鍵特征

      綜觀化學高階思維發(fā)生的起因、過程和結(jié)果,我們可概括出它具有理解性、實用性、復雜性、寓知性、系統(tǒng)性、目的性、本源性、抽象性、專注性、德潤性等十大關鍵特征。下面我們將結(jié)合實例說明這十大關鍵特征。

      (一)理解性與實用性:高階思維能促進知識理解,助力問題解決

      布魯姆教育目標分類學將分析、綜合、評價等認知操作過程統(tǒng)稱為高階思維過程,將知道、領會、應用歸為低階思維水平。其中,“理解”是聯(lián)系低階思維和高階思維的中介和橋梁,這里的“理解”不僅是對知識意義的理解(不同視角中的知識意義),還是對知識如何應用的理解(何時、何地、以何種方式調(diào)用知識)。例如,事實①:從氧化還原反應的視角看,F(xiàn)e2+在酸性環(huán)境中能穩(wěn)定存在,不易被氧化,而在堿性條件中則生成更易被氧化的Fe(OH)2;事實②:從實際應用的視角看,根據(jù)反應Fe+2Fe3+=3Fe2+,在配制Fe2+溶液時,可以加入過量鐵粉以抑制其變質(zhì)。若觸發(fā)高階思維,則可在事實①的基礎上抽象概括出“酸堿度是影響物質(zhì)氧化性(還原性)的重要因素”,從而加深了對氧化還原反應的科學理解;基于事實②可知,F(xiàn)e2+在酸性條件下的穩(wěn)定性是相對的,加入過量鐵粉雖然消耗了酸而使溶液趨于中性,卻能在不引入雜質(zhì)的情況下提高含F(xiàn)e2+溶液的穩(wěn)定性??梢?,高階思維不僅能創(chuàng)造性地解決實驗、生產(chǎn)、生活中的實際問題,還能加深對已有事實、理論的理解,生成更多的具有遷移價值的化學觀念,體現(xiàn)出理解性和實用性的統(tǒng)一。

      (二)復雜性與寓知性:涉及多維變量、多重問題,觸發(fā)明確的知識和經(jīng)驗基礎

      【例1】膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水,難溶于乙醇。某小組以工業(yè)廢銅焙燒所得產(chǎn)物(含氧化銅,及少量的鐵、氧化鐵、泥沙)為原料與稀硫酸反應制備膽礬,并測定其結(jié)晶水的含量。回答有關問題。

      1.從物質(zhì)的分類的角度看,膽礬(CuSO4·5H2O)屬于_____(填“純凈物”或“混合物”)。構(gòu)成膽礬的基本微粒是_____,這些微粒的種類是_____。膽礬溶解于水形成的溶液顏色呈_____色,決定該溶液顏色的微粒是_____。

      2.將焙燒所得產(chǎn)物與稀硫酸混合加熱,發(fā)生反應的化學方程式為_____?。

      3.待焙燒得到產(chǎn)物與稀硫酸完全反應后停止加熱,邊攪拌邊加入適量H2O2,冷卻后用NH3·H2O調(diào)pH為3.5~4,再煮沸10分鐘,冷卻后過濾。這一系列操作的目的依次是_____。用NH3·H2O調(diào)pH的優(yōu)勢是_____。

      例1展示了由工業(yè)廢銅制備膽礬的原理及技術處理過程,觸及科學、技術、社會、環(huán)境(STSE)等多個維度的科學認知和實踐創(chuàng)新問題。

      從認知層面看,CuSO4·5H2O并不是Cu2+、SO42-和H2O的簡單混合,銅離子與四個水分子連接成平面四邊形,并分別與兩個硫酸根的氧原子結(jié)合構(gòu)成六配位,第五個水分子由氫鍵連接圍繞銅的水分子與硫酸根的氧原子(如圖1所示)。

      因此,膽礬是由Cu2+、SO42-和H2O等微粒構(gòu)成的純凈物,其構(gòu)成微粒包括離子和分子。在初中化學教學中,教師只告訴學生“凡是能用一個化學式表達的物質(zhì),均為純凈物”,可是學生在回答膽礬的物質(zhì)分類時,多數(shù)學生會選擇“混合物”??梢?,未經(jīng)實驗證實、結(jié)構(gòu)解析的化學事實,而僅告知學生一些抽象的、結(jié)論性的規(guī)則,學生通常不會從內(nèi)心接受并建構(gòu)堅定的認知信念。高階思維看似把簡單問題復雜化,卻能用更多的事實和證據(jù)來幫助學生建立更牢固、更正確的認知信念。

      從系統(tǒng)分析的角度看,焙燒所得產(chǎn)物與稀硫酸混合加熱,發(fā)生的反應主要有CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,F(xiàn)e+H2SO4=FeSO4+H2↑,F(xiàn)e2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,若焙燒時還有銅剩余,則還有可能發(fā)生反應Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。系統(tǒng)分析是高階思維體系的基礎部分,要求分析者洞察和思考體系中的構(gòu)成要素及其關系,既調(diào)用已有知識,又充分察覺情境中所給的信息和線索。

      從技術處理的視角看,系列操作的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,煮沸10 分鐘促進Fe(OH)3膠體聚沉,過濾的目的是獲得除雜后的CuSO4溶液,利用NH3·H2O調(diào)pH的優(yōu)勢是易于控制新雜質(zhì)的引入和去除。對技術處理的理解、分析與評價,既需要學習者靈活、準確調(diào)用化學科學知識,又需要學習者擁有較充分的化工實驗或化學實驗經(jīng)驗基礎,反映了學習者科學與技術融合思維的表現(xiàn)水平。

      情境的復雜性,倒逼學習者對已有的特定事實性知識、概念性知識和程序性知識進行深度加工,使其添加與這些知識相關的情境性知識、觀念性知識和元認知知識,以構(gòu)成包含柔性知識和剛性知識的高效能知識體。

      (三)系統(tǒng)性與目的性:通過系統(tǒng)思考、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)調(diào)控實現(xiàn)特定目的,彰顯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的一致性和整體性

      【例2】氰化法是工業(yè)冶煉黃金(Au)最主要的方法。用稀氰化鈉(NaCN)溶液處理粉碎后的金礦石,通空氣,使金粒溶解,殘渣分出后,用鋅粉將金置換出來?;卮鹣铝袉栴}。

      1.通常情況下,反應溫度越高,礦物溶出的速率越快。但在該工藝中,最佳的反應條件是常溫常壓,原因是_____。

      2.氰化鈉是一種劇毒的弱酸鹽,在水中易水解生成劇毒氰氫氣(HCN)逸出,不僅造成氰化物的浪費,而且造成環(huán)境污染。因此,還應向反應體系中添加的物質(zhì)是_____。

      3.用熟石灰、氯氣可有效除去生產(chǎn)廢液中殘留的CN-,其反應的離子方程式為_____ 。

      參考答案:1.降低能耗,提高溶氧量;2.CaO;3.5Cl2+2Ca(OH)2+2CN-+8OH-=10Cl-+N2+2CaCO3+ 6H2O。

      化學工藝設計中,需要從經(jīng)濟成本、安全生產(chǎn)、環(huán)境保護等角度,確定反應原理、反應條件、工藝流程、操作程序和質(zhì)檢方法,并在生產(chǎn)系統(tǒng)實際運行后進行不斷調(diào)整和優(yōu)化。上述工藝中,采取常溫常壓,選用CaO、Cl2等試劑,均是以成功解決實際問題為目的、綜合多方因素的系統(tǒng)思維做出的決策。

      多方因素的關聯(lián)與協(xié)同作用,是實現(xiàn)特定目的的思維和實踐途徑,彰顯“1+1大于2”的系統(tǒng)功能和實踐價值。對現(xiàn)有的確定性系統(tǒng),若調(diào)用高階思維不斷審視、檢核、實證它,該系統(tǒng)的不確定性就有可能被揭開,進而演化為不確定性系統(tǒng)或復雜系統(tǒng)。高階思維的介入,有助于提升我們駕馭復雜系統(tǒng)的成功概率,產(chǎn)生符合人們需求的系統(tǒng)效應。

      (四)本源性與抽象性:高階思維能觸發(fā)追根溯源、洞察科學本質(zhì)、抽象概括出新科學觀念等思維過程

      【例3】圖2為有關氯氣性質(zhì)的兩個實驗示意圖?;卮鹣铝袉栴}。

      1.結(jié)合初中化學知識和實驗(a),可將“燃燒”重新定義為 _____。

      2.從創(chuàng)新設計的角度看,實驗(b)的優(yōu)點是_____。

      3.實驗(a)(b)可概括出氯氣的化學性質(zhì)為_____。

      參考答案:1.燃燒是一種伴隨發(fā)光、放熱的劇烈的氧化還原反應;2.藥品用量少,操作更簡便;3.光照或點燃均能使氯氣和氫氣發(fā)生反應。

      例3往往出現(xiàn)于課堂教學中的深度提問,問題具有開放性,教師往往不會替代學生陳述觀點。第1問涉及對已有概念定義的重新認識,學生將通過順應心理,建構(gòu)更具統(tǒng)攝性和解釋力的概念框架;第2問則要求學生調(diào)用比較思維、批判性思維,從創(chuàng)新視角來評判新實驗設計的優(yōu)點和不足;第3問要求學生從多個維度來概括氯氣的性質(zhì)。相比于氧氣,氯氣是一種光能敏感性物質(zhì),光照下易分解出活潑性更強的氯原子。能回答此類問題的考生,不僅具有相關的知識和經(jīng)驗,還具有日常學習中洞察科學本質(zhì)、批判質(zhì)疑、實驗求真、理論聯(lián)系實際的行為和思維習慣。

      (五)專注性與德潤性:高階思維因其寬視角、深視域而使人專注并養(yǎng)成高品格

      從情感、認知與能力協(xié)同發(fā)展的視角看,具備高階思維者進入復雜的、多維的、不確定的問題世界之中,必須耗費精力和能量,并不知不覺地進入專注狀態(tài)。專注是一種優(yōu)良的學習情緒狀態(tài)。在日常教學中,教師若能順勢提出觸發(fā)高階思維且落在學生最近發(fā)展區(qū)之內(nèi)的挑戰(zhàn)性問題,學生就更容易進入專注狀態(tài),他們學習的效果會更好、效率會更高。

      從認知加工的對象來看,觸發(fā)高階思維的問題往往具有真實性,真實世界中的問題多是復雜問題,涉及倫理、道德、法律、規(guī)則、制度、民族利益、國家利益、人類命運共同體等“科學與社會”議題?!翱茖W與社會”議題的深究,通常會化約為某個特定的“兩難問題”,例如,探討CO2排放問題,最終可能會陷入“‘碳達峰’‘碳中和’目標的達成,依靠的是人類的良知還是人類的科技進步?”這一疑惑。持“良知觀”者可能不再追尋科技的進步;持“科技進步觀”者可能喪失必要的自律;既遵循人類良知又致力于科技創(chuàng)新者,必然在個人行為和思想品德方面表現(xiàn)更為優(yōu)秀。個人行為習慣和思想品德的形成,離不開特定充滿正能量的學習環(huán)境的浸潤和“科學與社會”議題的高階研討。

      二、化學高階思維的培育策略

      基于化學高階思維的十大特征,結(jié)合化學學科育人的實際需要,筆者建構(gòu)了“五高”化學教學方式。

      (一)高挑戰(zhàn)性任務

      高挑戰(zhàn)性任務是觸發(fā)專注情緒、系統(tǒng)思考和觀念轉(zhuǎn)變的復雜問題解決任務群。根據(jù)高挑戰(zhàn)性任務特點,可將其分為深究性任務、限時性任務、復雜性任務。深究性任務要求學生聚焦某一問題,通過文獻研究、實驗研究形成思想和觀點;限時性任務要求學生在限定時間內(nèi)完成既定任務;復雜性任務不一定限時完成,要求學生經(jīng)歷獨立思考、交互研討之后,探尋問題解決方案,構(gòu)建問題解決思維模型。

      例如,在氧化還原反應單元整體教學設計中,筆者設置了如下高挑戰(zhàn)性任務群。

      【深究性任務】1.在干、濕兩類氧化還原反應體系中,電子轉(zhuǎn)移是如何發(fā)生的?請選取恰當?shù)膶嵗L制微觀圖示模型來表述自己的觀點;2.化學反應中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)性質(zhì)基礎、動力學基礎、外部條件、方向及數(shù)量、結(jié)果與效應分別是什么?3.微觀世界中的電子轉(zhuǎn)移效應,是否可以放大至宏觀可見、可測、可判斷的尺度?

      【限時性任務】在規(guī)定的時間內(nèi),1.寫出已經(jīng)學習的氧化還原反應,展示書寫結(jié)果并說明理由;2.利用雙線橋法、單線橋法分析特定氧化還原反應的構(gòu)成要素及其關系;3.從氧化還原反應的視角分析所給文獻資料,寫出情境中涉及的氧化還原反應方程式。

      【復雜性任務】1.設計實驗,證明氧化還原反應過程中電子轉(zhuǎn)移的存在;2.從能源利用的視角,調(diào)查研究氧化還原反應思想、方法的實踐應用;3.嘗試從氧化還原的視角,研究某一元素及其化合物的性質(zhì)及應用。

      (二)高強度講解

      高強度講解是教師針對學生析出的模糊觀念、相異構(gòu)想,遵循“先學后教”“以學定教”的原則,實施信息量大、刺激性強、邏輯性強,具有思維深度、高專注度、高見解水平的講解行為。高強度講解時,教師進入學術情緒狀態(tài),語速快慢、語調(diào)高低轉(zhuǎn)換得當,既展示教師的學術風范、講解之美和角色力量,又能為學生的自主探究提供方法示范、精神感染和思想啟示。

      【例4】興趣小組通過用硫酸鈰銨[(NH4)4Ce(SO4)]4滴定法測定樣品中Fe2+的含量來計算乳酸亞鐵[CH3CH(OH)COO]2Fe固體樣品純度(反應中Ce元素被還原為Ce3+)。稱取3.00 g樣品配制成100.00 mL溶液,取該溶液25.00 mL,將0.100 01 mol/L(NH4)4Ce(SO4)4標準溶液裝入酸式滴定管中,反復滴定2—3次,平均消耗(NH4)4Ce(SO4)4標準溶液30.00 mL,則樣品中乳酸亞鐵的純度為 。

      例4正確答案為93.6%。針對學生存在的計算錯誤等問題,教師實施了高強度講解,過程如下。

      師:化學計算是有關物質(zhì)轉(zhuǎn)化的事實邏輯、數(shù)學邏輯、理論關系和實際關系的模型建構(gòu)與模型運算過程。純度計算的步驟如下。1.列出純度計算式,分子、分母分別是什么?2.建立比例關系,依次算出分子、分母的數(shù)值;3.實施計算,檢核關系、計算公式、運算結(jié)果是否有誤,三者均無疑慮時確認提交。

      (教師一邊講解一邊板書)

      1.列出純度計算式:樣品純度=4×m{[CH3CH(OH)COO]2Fe}/3×100%;

      2.硫酸鈰銨中Ce的化合價為+4,反應后變?yōu)?3;Fe2+的化合價反應前為+2,反應后為+3;升降比例為1∶1,可得出如下關系:

      由關系可算出:m{[CH3CH(OH)COO]2Fe}=0.003×234(g),樣品純度=(4×0.003×234)/3×100%=93.6%。

      3.檢核:樣品總質(zhì)量3.00 g,配制成溶液后取來滴定,樣品純度公式無誤,分子計算無誤,純度計算無誤,可以確認93.6%是正確的。

      師:計算思維是理科思維的核心,是事實邏輯與數(shù)學邏輯的高度融合。訓練計算思維可以提高化學理解能力和科學推理能力,放棄計算等于放棄能力發(fā)展。采用逆向思考、逐級建模、迭代計算、細致檢核之思維方法,可有效避免錯誤。

      師:(總結(jié)歸納)訓練化學計算思維的程序是,規(guī)范運算—關系運算—筆算訓練—心算訓練—估算訓練—精準運算。規(guī)范運算指向算法過程的整體認知和意義建構(gòu);關系運算是指抓住關鍵變量、忽略無關變量,快速建立數(shù)學模型;心算訓練與估算訓練有利于達到精熟水平;精準運算則是規(guī)范運算、關系運算、心算、估算、筆算的高效整合和快速應答。

      (三)高水平反思

      高水平反思是新知學習、問題解決之后,能析出具有強遷移能力的經(jīng)驗、知識、方法、觀念、思想和自我調(diào)節(jié)策略的反思性學習活動。淺層反思只能重復或羅列剛做過的事;中等水平反思可建構(gòu)所經(jīng)歷的認知地圖;高水平反思則可預見并評估自己的思維方式。

      【例5】某同學在解析若干種原電池之后,總結(jié)了如下頁圖3所示的原電池“2-3-3”解析模型:

      利用該模型,解析如下頁圖4所示的原電池。

      1.放電時,失電子位置是_____,得電子反應的電極方程式為_____ 。

      2.充電時,通過雙級隔膜的微粒及其移動方向是_____。

      參考答案:1.(a),CO2+2H++2e-→HCOOH;2.OH-自左向右,H+自右向左,兩者在雙極膜復合間層結(jié)合成為H2O。

      圖3屬于中等水平反思的結(jié)晶,采用思維可視化知識整合技術,構(gòu)建原電池“2-3-3”模型,助力學習者建立原電池微觀機理的整體畫面和系統(tǒng)關聯(lián)。電池放電時,(a)電極失電子,發(fā)生氧化反應,(b)電極發(fā)生得電子反應,電極方程式為CO2+2H++2e-→HCOOH。雙極膜亦稱雙極性膜,是特種離子交換膜,它是由一張陽極膜和一張陰極膜復合制成的陰、陽復合膜。該膜的特點是在直流電場的作用下,陰、陽膜復合間層的H2O解離成H+和OH-并分別通過陰膜和陽膜,作為H+和OH-離子源。充電時Zn(OH)[2-4]得到電子,轉(zhuǎn)化為Zn和OH-,OH-自左向右進入雙極膜復合間層;H2O失去電子,轉(zhuǎn)化為O2和H+,H+自右向左進入雙極膜復合間層,與OH-結(jié)合成水H2O。充電時的總反應為:2Zn(OH)[2-4]=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O。

      “2-3-3”模型并沒有解決例5中第2問提出的問題,師生仍需對二次電池中隔膜的結(jié)構(gòu)、功能等進行專項建模??梢?,聚焦思維模型建構(gòu)是高水平反思的重要任務載體。

      (四)高學術品位

      高學術品位是指課堂教學中教師從更高的視點、更寬的視域向?qū)W生提出更具有挑戰(zhàn)的問題,或讓學生提出有深究價值的問題,在此基礎上,組織知識論壇、問題研討式的學術探討活動。

      【例6】世界鋰資源儲量充足但分布不均,70%分布在南美洲。據(jù)國際能源署最新數(shù)據(jù)顯示,到2030年,僅靠現(xiàn)有和在建的鋰礦生產(chǎn)項目,全球?qū)⒊霈F(xiàn)約50%的鋰需求缺口。我國科技部在“十四五”期間實施的“儲能與智能電網(wǎng)技術”重點專項,將鈉離子電池技術列為子任務,目標是“進一步推動鈉離子電池的規(guī)?;?、低成本化,提升綜合性能”。請查閱有關文獻資料,了解研發(fā)鈉離子電池的社會價值、化學原理、技術瓶頸和突破路徑。

      這是一個開放性的項目式學習任務,教師可以在高一《鈉》或高二《原電池》單元教學中布置任務,要求學生以小組形式查閱資料,聚焦鈉離子電池相關的“科學、技術、社會、環(huán)境”議題,整合知識、建構(gòu)意義、提出觀點、生成建議、形成信念。項目式學習的組織實施,應遵循學術為本、先研后展、展評結(jié)合的原則,教師要做足功課——通過深究文獻、調(diào)查研究、專家訪談等,建立自己的理解,設計項目式學習展評課的推進方式,整合科研前沿與課程思政要素,站在科學精神與社會責任的高度教書育人。

      (五)高自主探究

      高自主探究是以實驗為基礎、以學習共同體為中心的問題探究式學習活動。低自主水平的探究活動,問題、假設、實驗方案均基于研究結(jié)論等要素且均由教師提供支持,學生只能操作、控制、記錄、參與分析。高自主探究學習過程中,學生會主動閱讀更多的文獻資料或更高一級的教材;同時學生有機會進入實驗室就某些疑難問題展開實證性研究,并能根據(jù)教學進程參與到實驗準備、信息資料準備之中。學生高度自主的教學形態(tài),對教師學術功底、診斷學情能力的要求更高,因此,教師應當成為學生自主學習共同體中的一員,支持、幫助、調(diào)控學生的學習進程。

      在“五高”教學方式中,高挑戰(zhàn)性任務是觸發(fā)高階思維問題和情境的載體;高強度講解是維持高階思維持續(xù)發(fā)生、良性遞進的催化劑;高水平反思是收獲高階思維成果的重要保障;高學術品位是彰顯高階思維的實踐價值、社會價值和德潤價值的重要推動力;高自主探究是高階思維常態(tài)化的文化形態(tài)和行為模式。組織實施面向高階思維的化學教學活動,其前提條件是教師在科技前沿、生產(chǎn)實踐、生活實踐、科技教育領域的長期研究與跟進,其保障條件是學?;顒诱n程、學科課程、培尖課程等三個課程體系的有效融通與協(xié)同育人。

      三、結(jié)論與展望

      基于實踐探索及上述理論抽提不難發(fā)現(xiàn):發(fā)生在復雜問題解決情境中的高階思維過程,對必備知識的要求并不一定很高,但對教師提出高水平問題的要求很高;考查高階思維的試題命制,對超出課標要求或超出考生識記水平的知識,通常會以支持性信息的方式,向考生提供思維工具;具備豐富的知識且能靈活提取,是高階思維能力的必要條件但不是充分條件,低齡學段的學生雖然具備的知識不夠豐富,但高階思維能力有可能比高學段的學生強;觀念抽提學習、學科本質(zhì)洞察、學科思想體悟、思維方法總結(jié)等反思性學習環(huán)節(jié)的有效實施,是提升學生駕馭復雜問題情境、提升其高階思維能力的重要學習技術;以師生學術共同體為組織運行機制的學術性學科學習是發(fā)展、培育高階思維品質(zhì)的文化基因。

      接下來,筆者將在實踐探索中進一步探討如下問題:一是整合知識建構(gòu)與復雜問題解決的課堂教學設計范式是什么?該教學范式的理想效應是花較短的時間去建構(gòu)知識,花更長的時間去解決真實而有意義的復雜問題,如此一來,是否會削弱學生對知識的掌握水平?二是不同教師教學風格對高階思維的影響程度有何差異?例如,“敏銳風暴”型教師和“深刻溫潤”型教師的高階思維培育水平差異分析等;三是如何開展基于學科核心素養(yǎng)發(fā)展質(zhì)量水平的化學高階思維培育路徑及環(huán)境設計研究?即如何用好課標的素養(yǎng)要求設計教學評一體化的化學教學過程、學習任務和學習環(huán)境。

      參考文獻

      [1]徐紹齡,徐其亨,田應朝,等.無機化學叢書第六卷鹵素銅分族鋅分族[M].北京:科學出版社,2018.

      [2]皇甫倩,曾美琴,魏釗,等.基于化學高階思維培養(yǎng)的教學設計研究:以“雙液原電池”為例[J].天津師范大學學報(基礎教育版),2021(3).

      [3]陳燕,饒慧真.利用思維可視化促進化學高階思維發(fā)展的探討[J].化學教育(中英文),2021(15).

      [4]趙廣立,田瑞穎.鈉離子電池:“備胎”轉(zhuǎn)正何日可期?[N].中國科學報,2022-02-07(4).

      注:本文系廣西教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度廣西考試招生研究專項課題“基于樣卷研發(fā)的等級性學考科目命題團隊建設實踐研究”(2019ZJY032)、廣西教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度廣西考試招生研究專項課題“普通高中學業(yè)水平選擇性考試命題素材管理系統(tǒng)優(yōu)化研究”(2020ZJY190)的研究成果。

      作者簡介:蔣龍飛(1965— ),廣西全州人,高級教師,主要研究方向為化學教學評一體化設計及實施;黃都(1973— ),通訊作者,廣西都安人,博士,教授,主要研究方向為教學評整體設計。

      (責編 劉小瑗)

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