基于批判性思維發展的高中化學教學的切入點、著力點和落腳點

林愛蘭

（福州銅盤中學，福建 福州 350003）

當前，有感于教育以知識為中心之弊，人們對以批判性思維為中心之教育的探索與實踐呈現愈益增多之勢。關于高中化學教學，已有錢華［1］、楊麗君［2］等指出其中的批判性思維教育問題，這些研究特別指出了高中化學核心素養與批判性思維之間的深度關聯。顯然，要達到培育高中化學核心素養的目的，就有必要以批判性思維為視域推進高中化學教學改革創新。董毓認為：“批判性思維是認知、判斷和解決問題的理性原則和方法；反思自我、求真公正、開放理性是它的精神；闡明、分析、推理、評估、解釋、自律是它的技能?！保?］錢穎一提出，批判性思維從教育角度可分為能力與心智模式兩個層次，批判性思維能力“與形式邏輯和非形式邏輯以及統計推斷有關”，其心智模式就是“成長型心智模式”；“批判性思維不僅要提高學生的思維能力，也要塑造學生的價值觀和人生態度”。［4］本文在已有研究基礎上，以批判性思維理論為指導，圍繞當今教育從以知識為中心到以批判性思維為中心的轉向，從宏觀與微觀相結合角度探討批判性思維教育如何有機融入高中化學教學這一問題。

一、以問題導引式教學為切入點

批判性思維的起點是“能夠提出問題并且善于提出問題”。［4］因而，在高中化學教學中開展批判性思維教育，應以問題導引式教學為切入點。這里要明確的是，能夠并善于提出問題意味著要提出真正有價值的問題并以之為整個教學活動的導向。教學應當在循序漸進中構成一個有機整體，在這個過程中，教師與學生之間如何一起抓住真正有價值的問題是問題導引式教學的核心。對于高中化學教學，所謂真正有價值的問題，是緊緊圍繞最基本的化學觀念、能夠引起學生探究興趣、有助于高中化學學習乃至今后化學研究的問題。

（一）在高中化學教學中明確問題的類別

高中化學教學中的問題要有學科特征，問題的提出應該旨在引導學生以化學眼光看世界，特別是要引導學生形成元素觀、微粒觀、性質觀、分類觀與變化觀這五個最基本的化學觀念。高中化學教學中涉及的問題主要有四個類別。

一是化學史上真實發生過的問題?？梢詮幕瘜W史上精選若干問題，有機融入高中化學教學體系中。一部化學史本身就是化學家們為一個又一個真正有價值的問題殫精竭思的過程，“是一部充滿批判的歷史”。［5］教師有必要回到化學知識發現的過程中去尋找問題，引導學生以發現者的身份重現知識的形成過程。比如，可以向學生介紹兩千多年來人類圍繞“原子到底具有怎樣的結構模型”這一問題而展開的探究過程。

二是高中化學教學體系中的問題。1.要緊緊圍繞高中化學核心素養培育進行設計，2.要調動教師個人教學經驗乃至之前學習的經驗。比如關于鹽類水解問題，可對正鹽溶液進行酸堿性測定，會發現正鹽溶液可呈酸性、中性或堿性，正鹽既不是酸也不是堿，而溶液竟然也呈酸性或堿性，引發學生認知沖突。引導學生從微觀角度分析，鹽溶于水，弱酸根陰離子易結合水中氫離子使溶液呈堿性，弱堿根陽離子易結合水中氫氧根離子使溶液呈酸性，從而認識鹽類水解的本質。3.生活中的化學問題。比如提出“二氧化硫能用于食品漂白嗎”的問題，再引導學生查詢資料，明確食品安全應關注二氧化硫的使用。4.學生在高中化學學習中發生的疑問。批判性思維要求充分發揮學生在學習中的主體性作用，這就要求教師在教學中常態化開展學生自學、小組討論等形式。課前，可以要求學生把自學中遇到的問題提前告訴老師；課中，適當組織學生開展小組討論，緊緊抓住討論中比較難解決的問題。比如在學習電鍍內容時，可以設置一個環節讓學生自主設計實驗，實現鐵上鍍銅。學生分組實驗，大部分小組都達到了實驗目的，個別小組實驗無法實現鐵上鍍銅，但是把鐵電極取出電解質溶液后，放置空氣中一段時間又會有銅析出。為解釋這一反?，F象，學生小組討論交流，查找出原因：實現鐵上鍍銅的小組是用銅做陽極材料、用鐵做陰極材料并以硫酸銅溶液為電解質溶液，而另外的小組卻把陰陽電極材料搞反了，因此才無法實現鐵上鍍銅。學生通過共同分析、交流討論，解決了學習過程中的疑問，進一步明確了電鍍原理。

（二）在高中化學教學中有梯度地提出問題

在高中化學教學中，問題的提出應該是循序漸進、有梯度的，這些有梯度的問題應當構成問題的鏈條。通過問題鏈，引導學生活躍思維，從具象到抽象、從模糊到清晰。

比如在配合物概念教學中，可以設置如下問題鏈，引導學生借助實驗探究，逐步確立對配合物的認識。

［問題1］CuSO4溶液中逐滴加入NaOH 溶液至過量，會有什么現象？

［問題2］CuSO4溶液、CuCl2溶液、Cu（NO3）2溶液中分別逐滴加入濃氨水溶液，邊滴加邊振蕩，會有什么現象？繼續滴加濃氨水至過量，現象會有什么變化？

［問題3］上述實驗中產生的深藍色溶液是什么成分?

［探究問題1］得出結論：銅鹽加堿會生成氫氧化銅沉淀。

［探究問題2］得出結論：銅鹽逐滴加入濃氨水先生成氫氧化銅沉淀，繼續滴加過量濃氨水，沉淀溶解，得到深藍色溶液。

［探究問題3］引導學生進一步探究得出加入過量的濃氨水，濃氨水與氫氧化銅生成［Cu（NH3）4］2+（深藍色），進而引出配合物概念。

通過上述問題鏈的形式，逐層分析，引導學生的思維緊緊圍繞著問題鏈展開，有助于培養學生的問題意識。

（三）在高中化學教學中注意問題的開放性

所謂問題的開放性，一種是該問題在化學研究中還未得到完全解決，另一種是問題由學生提出而一時未必能夠得到解決。聚焦于批判性思維的教育絕不能給學生留下所有問題均已得到完美解決的刻板印象，而恰恰應該使他們深刻意識到，科學史也是問題史，科學在取得突飛猛進的同時仍面臨著懸而未決的問題。教師應當讓學生了解化學史上迄今仍未得到解決的問題，鼓勵學生把自己存疑的部分提出來。比如鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕，通常認為，在酸性較強的溶液中，鋼鐵發生析氫腐蝕；在中性或堿性溶液中，發生吸氧腐蝕。而實際上，鋼鐵表面的水膜中溶有氧氣，吸氧腐蝕不可避免存在，可見，在酸性條件下，吸氧腐蝕也能發生。對于教學中遇到的諸如此類問題，教師應與學生進行開放式討論，要給學生的學習留有一定的空間，而不能簡單地采取固化的方式，認為酸性環境下，只發生析氫腐蝕。

二、以思維訓練式教學為著力點

批判性思維能力是可以訓練的。在高中化學教學中開展批判性思維教育，要著力于寓批判性思維能力訓練于知識學習之中。關于批判性思維能力的外延存在不同觀點，從已有觀點看，主要是概念思維、推理思維與辯證思維。這固然要求高中化學教師具備這些思維方面的知識，但并不是機械地去套用，也不是要專門去傳授這類知識，而是要著眼于本課程教學去發現、引導、訓練。

（一）在高中化學教學中訓練學生的概念思維

高中化學教學基礎性、關鍵性的一項任務就是逐步幫助學生掌握更為嚴謹的化學概念。甚至，高中化學教師有必要留意學生在初中階段對概念認知上的模糊、籠統狀態，采取適當辦法，使他們有更清晰、準確的概念認知。關于概念思維，要通過探究使學生清晰認識一個概念內涵是什么以及外延有哪些。

比如對溶度積的概念理解，可以從Fe3+的沉淀條件探究入手。不少同學會認為，Fe3+需要在堿性條件下與OH-反應才能生成Fe（OH）3沉淀。而實際上，PH為3～4 時Fe3+就沉淀完全。對此，不少同學會感到困惑，在酸性條件下Fe3+如何沉淀？可以先通過實驗驗證PH為3～4時，Fe3+可以沉淀。再根據Ksp（Fe（OH）3）計算，要使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0×10-5mol·L-1，所需的PH 為3～4。學生通過計算，進一步深化了對溶度積概念的理解。經過上述探究，學生才能清晰地認識到溶度積的內涵。

（二）在高中化學教學中訓練學生的推理思維

推理就是依據若干前提獲得結論。教師應當把推理能力置于比記背知識更重要的地位，在教學中給予更多的關注。因為，面對廣闊的世界，人們常常要更多地依靠推理能力。進行推理時，對前提要研判是真還是假，對推理形式則要看是否遵循規律，其中，歸納推理要關注如何提高可靠性，演繹推理要關注形式是否有效。高中化學核心素養中“證據推理與模型認知”維度顯然特別強調要訓練學生的推理能力。

比如在二氧化硫還原性教學中，教師演示實驗：取2mL 二氧化硫水溶液于試管中，滴加幾滴氯化鋇溶液，觀察現象；再向試管中滴加2mL3%的過氧化氫溶液，振蕩，再滴加幾滴稀鹽酸，觀察實驗現象。預測的實驗現象為：滴加氯化鋇溶液，無現象，再加過氧化氫溶液，有白色沉淀生成。但實際操作中發現，這個實驗在滴加氯化鋇溶液時就出現白色沉淀，引起學生的困惑。教師可以適時引導學生思考其中的原因，并作出推測：二氧化硫水溶液被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，滴加氯化鋇溶液時，硫酸與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇白色沉淀。后經改進實驗，用針筒往氯化鋇溶液中壓入二氧化硫氣體，無白色沉淀出現，證實了該推測。通過諸如此類的推理與實驗驗證，能夠使學生的推理思維能力得到鍛煉。

（三）在高中化學教學中訓練學生的辯證思維

批判性思維在關注概念思維、推理思維之外，還應當關注思維的辯證性。辯證思維要突破形而上學思維中彼此分明、非此即彼的狹隘眼界，抓住事物本身中的矛盾，在思維中進入“亦此亦彼”。在高中化學中，存在著辯證思維的大量例證。高中化學核心素養特別是“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”這兩個維度的核心素養，對訓練學生辯證思維提出了明確的要求?？梢哉f，如果學生不具備辯證思維能力，理解某些高中化學基本原理就會面臨較大的困難。

比如向2mL 0.5mol·L-1NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol·L-1CaCl2溶 液，一些同學認為Ca（HCO3）2可溶于水，根據離子互換反應規律，推測反應不能進行。而實際上，通過實驗驗證發現，向2mL 0.5mol·L-1NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液，這個反應不僅有白色沉淀生成，還有氣泡放出。原因是NaHCO3溶液中CO32-離子濃度雖然不大，但達到了CaCO3的溶度積，因而上述反應有沉淀析出，這體現了量變引起質變的辯證規律。

三、以品質養成式教學為落腳點

批判性思維研究領域的專家認為，批判性思維教育絕不僅僅是能力方面的訓練，其落腳點是一種品質養成。鐘啟泉主張，開放心態是“一個與‘知性謙遜’‘知性勇氣’‘知性誠實’‘知性公平’這類的倫理特征相關聯的復合概念”，是批判性思維的關鍵性要素。［6］董毓認為，批判性思維有智育與德育兩部分，德育部分是“一組關于認知和行為的批判理性精神和品德”，可以概括為：求真、公正、反思、開放。［7］高中化學核心素養的培育最終要落腳于學生品質的養成，特別是其中“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”兩個維度核心素養的培育更是如此。

（一）以學習共同體方式促進品質養成

教師可以通過構建學習共同體甚至“部落共同體”（它“不僅具備學習共同體的基本屬性和內涵，同時帶有人文情懷的意味”）［8］推進學生“科學探究與創新意識”維度核心素養的培育?；瘜W課程教學非常適合以上述共同體的方式開展，其中最大的一個原因就是這一課程特別強調實驗探究，甚至，其所涉及的實驗較為復雜或工作量較大，需要師生之間的協作。

比如，學生以“問題—假設—求證—結論”思維模式進行開放性實驗探究，在“氯氣及氯的化合物”學習中，設計氯水成分探究方案，各小組合作完成實驗探究。

［提出問題］氯氣溶解于水，是否與水發生反應？氯氣溶于水后溶質微粒以什么形式存在？

［建立假設］氯氣與水發生了反應，反應后的溶液中可能存在HCl。

［實驗驗證］要求學生利用提供的藥品，進行氯水的成分探究實驗。學生討論并設計實驗方案，各小組代表分享自己的方案設計，在合作交流中，教師引導學生確定并完善實驗設計。學生小組分工合作，自主實驗，小組成員間分享自己的實驗成果，并完成實驗報告。學生分組實驗：用稀硝酸和硝酸銀檢驗Cl-，用NaHCO3、藍色石蕊試紙檢驗H+。學生反饋：氯水加NaHCO3產生氣泡證明有H+；藍色石蕊試紙上滴氯水先變紅后褪色。引導學生探究褪色的原因，起漂白作用的是不是Cl2？學生分組實驗：一組同學將一張干燥的紅紙放入裝有氯氣的試管，另一小組同學向一張紅紙滴幾滴蒸餾水，放入裝有氯氣的試管中，觀察現象。引導學生分析：起漂白作用的是氯氣與水反應后生成的新物質HClO。

［得出結論］Cl2與水反應生成HCl 和HClO，Cl2沒有漂白性，HClO 有漂白性。

通過小組合作探究實驗，加深學生對氯水成分的認識和理解，可以激發學生的化學學習興趣，提高學習參與度，發展學科核心素養。

（二）以學習中的錯誤為契機促進品質養成

在學習的道路上，作為批判性思維教育，有必要引導學生從錯誤中進行反思。學習中發生的錯誤恰恰是推動學習進步的契機，也是養成良好品質的極佳途徑。學生在學習中往往注重刷題，卻對訂正不夠重視，經常錯誤點都比較類似，說明薄弱點沒有得到及時糾正。在日常教學中，試卷和練習題的講評，可利用相關大數據系統，找出錯誤率較高的題目并作重點講評，再選擇同類型題目，讓學生課后及時鞏固。對于在解答某類試題時常犯同樣錯誤的學生，應盡可能課后請這些學生描述自己的解題思路、錯誤原因，當他們意識到自己的錯誤思維模式時，適時引導其建構起此類問題的正確思維模式，避免以后解答此類題目時再犯同樣的錯誤。

（三）以育人的視角促進品質養成

批判性思維教育在最高層次上要求教師不僅以“經師”身份面對學生，更要以“人師”身份與學生展開互動，實現心靈的潤澤培育。高中化學中“科學精神與社會責任”維度核心素養的培育正是著眼于此。比如學習酸雨時，可以給學生觀看某城市空氣質量報告及被酸雨危害后的森林和雕像，提出:“二氧化硫是形成酸雨的主要物質之一，如何減少二氧化硫的排放？”再引導學生通過相關資料的學習掌握硫酸型酸雨的成因與防治。學習酸雨與日常生活環境密切相關，有助于培養學生的社會責任感、參與意識與決策能力。

綜上，高中化學教師應當深入、系統學習批判性思維理論，密切跟蹤其發展，從而自覺以之為視域，緊緊圍繞高中化學核心素養培育，將問題導引式教學、思維訓練式教學以及品質養成式教學融為一體，使學生在高中化學學習上既能“入乎其中”，掌握整個知識體系，又能“出乎其外”，通過這方面學習在智育與德育上獲得更深領悟與更多收獲。當然，如何在高中化學教學中既貫通各個部分又層層遞進、互相銜接地開展批判性思維教育，需要更進一步的研究和實踐。