高中化学教学中学生高阶思维能力培养策略研究

引言：

随着基础教育改革向“素养导向”深化，高中化学教学已不再满足于让学生掌握概念、公式与实验操作等基础知识点，而是更注重培养学生运用化学知识解决复杂问题、应对真实挑战的综合能力。基于此，本文立足高中化学教学实践，聚焦高阶思维能力的培养痛点，从教学目标、情境、活动三个核心环节切入，探索可操作的培养策略，以期为一线化学教师提供实践参考，推动化学教学从“知识传授”向“思维培育”转型，助力学生在掌握化学知识的同时，形成分析问题、解决问题与创新应用的高阶思维能力。

一、高中化学教学中高阶思维能力培养的现存问（一）教学目标聚焦低阶思维，忽视能力进阶

部分教师的教学目标仍停留在“让学生记住概念、掌握公式、会解基础题”的低阶层面，未将“分析反应机理”“评价实验误差”“设计探究方案”等高阶思维目标纳入教学规划。例如在“盐类的水解”教学中，仅要求学生记忆“谁强显谁性”的规律，却未引导学生分析“离子水解与水的电离平衡”的关联，导致学生无法从本质上理解水解原理，更难以解决“混合溶液 pH 判断”等复杂问题。

（二）教学情境脱离实际，缺乏思维挑战性

多数课堂情境局限于课本例题与习题，缺乏真实、复杂的任务情境，无法激发学生的高阶思维。例如学习“氧化还原反应”时，仅围绕“配平化学方程式”展开训练，未结合“电池设计”“金属防腐”等真实场景设计任务，学生难以体会知识的应用价值，也无法通过解决复杂任务锻炼分析、创造能力。

（三）探究活动流于形式，缺乏深度思维参与

部分化学实验探究活动存在“伪探究”问题：教师提前预设实验步骤与结论，学生仅需按流程操作、记录数据，无需自主分析实验现象或思考“为什么这样设计实验”。例如“一定物质的量浓度溶液的配制”实验中，教师直接告知“定容时视线要与凹液面最低处相切”，却未引导学生探究“俯视或仰视会导致浓度偏大还是偏小”，学生的思维仍停留在“机械操作”层面，无法形成证据推理能力。

二、高中化学教学中高阶思维能力的培养策略（一）重构教学目标：锚定高阶思维，明确能力进阶路

教师需依据新课标要求与教材内容，将高阶思维目标融入教学目标设计，形成“低阶思维为基础、高阶思维为核心”的目标体系。具体可采用“三维目标融合”策略：在“知识与技能”维度，明确低阶思维要求（如“理解原电池的构成条件”）；在“过程与方法”维度，设定高阶思维目标（如“分析不同电极材料对原电池效率的影响”）；在“情感态度与价值观”维度，关联学科价值（如“评价新型电池对环境保护的意义”）。以“有机化合物的结构特点”教学为例，可设计分层目标：（1）低阶目标：记忆甲烷的正四面体结构、乙烯的平面结构（记忆、理解）；（2）高阶目标：分析“碳原子成键方式”与有机物空间结构的关系（分析）；评价“同分异构体的不同结构对有机物性质的影响”（评价）；创造“基于给定分子式设计同分异构体的探究方案”（创造）。

（二）创设真实情境：依托复杂任务，激发高阶思维需求

真实、复杂的情境是触发高阶思维的“催化剂”。教师可结合生活现象、化工生产、科研热点创设情境，设计具有挑战性的任务，让学生在解决任务的过程中主动调用高阶思维。情境设计需满足两个核心要求：一是情境与化学概念、原理紧密关联；二是任务需突破“单一知识点应用”，需要学生综合分析、多角度思考。例如在“化学反应速率与限度”教学中，创设情境：“某化工厂生产合成氨时，出现‘反应速率慢、氨气产量低’的问题，请你作为化工工程师，分析问题原因并设计优化方案。”该情境需学生综合运用“影响反应速率的因素（温度、压强、催化剂）”“化学平衡移动原理”等知识，通过“分析问题（找出速率慢、产量低的原因）—评价方案（比较不同条件的优缺点，如高压对设备的要求）—创造方案（结合成本与效率设计最优条件）”的思维过程，锻炼高阶思维能力。

（三）优化探究活动：聚焦思维过程，引导深度探究

化学实验是培养高阶思维的重要载体，教师需将“验证性实验”转化为“探究性实验”，通过“问题链引导+自主设计”，让学生深度参与“提出假设—设计方案—验证假设—分析结论”的全过程，在探究中发展证据推理、分析评价能力。以“影响化学平衡的因素”探究活动为例，设计如下流程：（1）提出假设：基于“浓度、温度对反应速率的影响”，引导学生提出假设——“增大反应物浓度，化学平衡会向正反应方向移动”“升高温度，化学平衡会向吸热反应方向移动”；（2）设计方案：让学生自主设计实验（如以“Fe³⁺ +3SCN⁻ ⇌ Fe（SCN）₃”平衡体系为研究对象，设计“改变 Fe³⁺ 浓度”“改变温度”的对比实验），教师仅提供器材支持，不干预方案设计；（3）分析论证：实验后引导学生分析“溶液颜色变化”与平衡移动的关系，要求学生用“反应速率变化”解释平衡移动的本质（分析）。

三、教学案例：以“水的电离与溶液的 pH”为例

（一）情境与任务

创设情境：“某实验室配制 pH=7 的中性溶液时，发现室温下测得溶液 pH=7 ，而煮沸后冷却至室温，pH 变为 6.5，该现象是否说明溶液变成了酸性？请分析原因并设计实验验证你的结论。”

（二）思维训练过程

首先，分析问题。引导学生结合“水的电离平衡（ ₂ OH^* +OH^- ）”分析——煮沸时温度升高，水的电离程度增大，H⁺ 浓度增大，但 H⁺ 与OH⁻ 浓度仍相等，溶液仍为中性（分析能力）；其次，设计实验让学生自主设计验证方案，如“测量煮沸后溶液的 pH 与 pOH，判断c（H⁺ ）与 c（OH⁻ ）是否相等”“向溶液中加入酚酞试液，观察是否变色（中性溶液不变色）”（创造能力）；最后，评价方案：组织学生讨论不同方案的可行性，如“测量 pOH 需要专业仪器，是否有更简便的方法”，优化方案（评价能力）。此外，引导学生总结“溶液酸碱性的本质是 c（H⁺ ）与 c（OH⁻ ）的相对大小，而非 pH 是否等于7”，并迁移应用于“判断常温下 pH=6 的纯水是否为酸性”（迁移应用能力）。

四、结语

总之，高阶思维能力的培养是高中化学教学从“知识传授”向“素养培育”转型的核心任务。教师需打破传统教学的局限，通过重构教学目标锚定高阶思维方向，依托真实情境激发高阶思维需求，优化探究活动深化高阶思维训练。唯有如此，才能让学生在化学学习中不仅掌握知识，更能形成分析、评价、创造的高阶思维能力，真正实现“为理解而学”“为应用而学”，为其终身学习与发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 曲连刚. 高中化学课堂教学中高阶思维能力的培养[J] 教育实践与研究（B），2024（10）

[2]于法锋.基于核心素养的高中化学深度学习分析[J]试题与研究，2023（31）

[3]蔡诚.高中化学教学中学生高阶思维能力培养路径分析[J]试题与研究，2023（25）