孙天琦
上海市梅陇中学
摘要：深度教学是落实核心素养培育，促进学生高阶思维发展的重要途径。胡久华等把聚焦化学学科核心素养的深度教学界定为：在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，开展以化学实验为主的多种探究活动，从宏微结合、变化守恒的视角，运用证据推理与模型认知的思维方式，解决综合复杂问题，获得结构化的化学核心知识，建立运用化学学科思想解决问题的思路方法，培养学生的创新精神和实践能力，促进学生核心素养的发展。
关键词：高阶思维；初中化学；教学
化学高阶思维结构的核心系统包括化学实验思维、化学模型思维、化学微观思维、化学守恒思维、化学创新思维，各要素思维品质的优劣直接决定了化学高阶思维能力的高低。在化学深度学习中可以有效发展学生的高阶思维，实现核心素养的培育。
一、创设驱动性问题，让学生的化学微观思维更具深刻性
“思维是从疑问和惊奇开始的”，高阶思维是在真实的问题情境和复杂的任务解决中逐步培养的。在课堂教学中，教师要引导学生对情境中的化学信息进行提取、概括，并结合已有知识体验，使学生产生新奇、共鸣、困惑。通过生生质疑、师生质疑，引导学生学会追问、反问、质问，在不断发现、提出、分析和解决问题中，化学思维逐渐走向深刻。
例如，微粒观是化学学科重要思想之一，初中课程“构成物质的微粒”主题重点学习“分子”“原子”“元素”等概念。学生在物理课上学过分子，“物质由分子构成，分子在不停运动”，但并不能深入理解并运用相应的微观知识来解释生活和实验现象。因此，从宏观到微观，基于分子、原子认识物质和变化是学生学习的难点和障碍点。如何帮助学生理解与直观经验距离较远的微观粒子的行为？一是建立分子与物质的对应联系，从微粒角度对物质及其变化进行符号表征。如A、B两瓶无色无味气体，分别放入燃着的木条，观察到A瓶中木条燃烧更旺，B瓶中木条熄灭。由此提出问题：A、B两瓶气体是不是同一种物质，为什么？面对问题，学生都能轻松判断A、B不是同一种物质，因为性质不同。但在说明理由时，有的学生说分子不同，有的学生说原子不同，有的学生说元素不同。此刻分别写出A、B的化学式，提供A中木条燃烧的符号表达式，就能帮助学生建立分子与物质、分子与物质性质及其变化的对应关系。二是基于宏观辨识和微观探析的联系开展教学。即面对宏观现象，能从微观角度对其本质进行解释；面对微观假设，能够从宏观现象中寻找证据。
对于紫色石蕊试剂证明二氧化碳与水发生反应的实验，运用深度教学的方式，换个思路方向，就是设计其证明是否有碳酸生成即可。
由以上这个实验设计，我们发现深度教学的最大目的是发散学生的思维，将实验中，一些利于观察的现象转化为肉眼可见的反应现象。例如这个实验提问：还有什么方法证明二氧化碳与水发生反应了？利用大气压强，将盛满二氧化碳的试管倒扣在水槽中，一段时间看到试管中液面上升，同样将看不到的反应过程，转化为了肉眼可见的压强变化。
二、开展科学史探究，让学生的化学模型思维更具批判性
批判性思维是高阶思维之一。科学家在艰辛探究历程中不断经历思维的突破和创新。开展科学史探究，引导学生体会科学家的探究历程，引导学生独立思考，鼓励他们理性判断，可以促使学生经历深度思考从而发展其思维能力。
在化学式上就有着一个这样的例子，一次偶然的机会，拉瓦锡在做煅烧实验时发现，金属在煅烧后质量会增加。拉瓦锡认为原因是打开瓶子时冲进了空气，而金属与空气发生了反应。随后他仔细称量发现冲进的空气质量就等于增加的质量，他更加肯定是因为空气的原因。拉瓦锡因此对燃素说产生了怀疑，他甚至试图把空气分离出来，然而没有实现。拉瓦锡想要找到正确的事实来验证燃素说是否正确，或者推翻它。但他分离不出空气，没办法做进一步的实验，那就是被困在了原地。后来，普利斯特里曾做过分解汞烟灰的实验，使用聚光镜就能做到。拉瓦锡堵塞的思路得到了疏通，他做了相同的实验，分离出来了一种全新的气体，助燃而且助呼吸，就是现在所说的氧气。拉瓦锡又对实验进行了仔细的测量，且重复多次。拉瓦锡发现煅烧金属是不会使金属分解的，氧气与金属发生了反应。这一事实显然不同于当时的“燃素说”，拉瓦锡用这一事实推翻了燃素说，而且他证明了反应物质总量的恒定性，“燃素说”的倒下，不仅是对盲目信奉旧理论的严重打击，而且是对科学发展的一次开拓，拉瓦锡取得了真理上的胜利。
三、通过实验作业培养学生的高阶思维
教师要结合教材中的重难点内容，创造性地布置形式多样的实验作业，强化学生高阶思维能力的训练。
（一）自主探究型的实验作业
教师可以将教材中的陈述性知识转化为实验设计，引导学生从多角度思考和自主设计，体验探究过程。
图1实验方案设计流程?
如设计实验“探究锌、铁、铜三种金属的活动性强弱顺序”，学生可以从金属与酸反应的难易程度以及金属与盐溶液间的置换反应等角度来设计。又如“证明二氧化碳能与氢氧化钠反应”，学生可以从反应物二氧化碳被氢氧化钠吸收造成气压变化的角度来设计，也可以从生成物碳酸钠与氢氧化钠性质上的差异的角度来设计。
初中教师还可提供初中教材信息设计成实验作业，如已知化学反应的速率和外界条件（如温度、浓度、催化剂等因素）有关，请从以下试剂中选取合适的试剂设计实验证明:3%的过氧化氢溶液、15%的过氧化氢溶液、二氧化锰粉末。
（二）试题型的实验作业
试题型的实验是上一级学校选拔学生的评价方式之一，在考察学生高阶思维能力方面有着特殊的地位。在此类实验作业中，教师可从高观点、大视野的角度选取和设计试题，如展示成套装置，陌生仪器、陌生信息反应，考察元素观、转化观、定量观等。
例如，已知实验室可用草酸固体（H2C2O4）和浓硫酸加热反应制取一氧化碳，然后用一氧化碳还原氧化铁。教师可围绕如下角度设计试题，对学生进行高阶思维训练:①制气装置的选择;②气体的除杂和干燥;③物质的性质和检验;④铁的纯度或产率的计算;⑤防爆炸、防污染等实验安全;⑥陌生反应化学方程式的书写等。
（三）家庭小实验型的实验作业
家庭小实验具有贴近生活、操作简单、安全、趣味等特点，可以培养学生的实验动手能力，提高“科学精神和社会责任”的学科素养。如布置“身边能催化双氧水的物质及其催化效果”、“身边的有色果汁能做酸碱指示剂吗”等小实验。
四、借助解决真问题，让学生的化学创新思维更具实效性
新课程标准中化学核心素养之一“科学探究与创新意识”的要求，最重要想要培养的是化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。它涉及提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发对化学学习的兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，学习科学探究的方法，初步形成科学探究能力。科学探究是一种重要的学习方式，也是初中化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。根据假设提出多种探究方案，能评价和优化方案，能用数据、图表、符号等处理实验信息；能对实验中的异常现象和已有结论进行反思，提出质疑和新的实验设想，并进一步付诸实施。
综上所述，化学深度教学呼应培育学生高阶思维的诉求，高阶思维又是化学学科核心素养的重要标识。作为教师，要把握化学学科本质，尊重学生认知起点和发展规律，搭建平台，突出深度教学思维的核心，彰显高阶思维训练和发展的特质，助力学生核心素养的培育。
参考文献
[1]胡久华，罗滨，陈颖.指向“深度学习”的化学教学实践改进[J].课程﹒教材﹒教法，2017（3）:90-96.
[2]郭金花，吴星.化学高阶思维的内涵界定与结构建构[J].江苏教育研究，2019（10A）:3-7.