高碧風(fēng)　許玉明

［摘 要］批判性思維是創(chuàng)新人才的必備品質(zhì)。“原電池的工作原理”是中學(xué)電化學(xué)核心知識(shí)，教師可應(yīng)用基于批判性思維的教學(xué)模型開展教學(xué)，通過(guò)“宏觀感知，觸發(fā)質(zhì)疑”“微觀探析，解決問(wèn)題”“建構(gòu)模型，理解概念”以及“應(yīng)用模型，深化概念”等四個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

［關(guān)鍵詞］原電池；批判性思維；教學(xué)研究

［中圖分類號(hào)］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2024）05-0060-04

批判性思維是指?jìng)€(gè)體通過(guò)自己的判斷分析、論證推理，對(duì)所面臨的各種事件、所面對(duì)的不同觀點(diǎn)主動(dòng)質(zhì)疑，質(zhì)疑自己在決策過(guò)程中的準(zhǔn)確性、客觀性及公正性，進(jìn)而做出恰當(dāng)決策的思維過(guò)程［1］。批判性思維并非學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，即使教師講解批判性思維，學(xué)生知曉批判性思維的含義，也不會(huì)由此而成為有批判性思維的人。批判性思維是在社會(huì)文化生活和學(xué)校教學(xué)中潛移默化形成的，批判性思維的培養(yǎng)能夠促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，因此在中學(xué)教學(xué)中研究能夠發(fā)展學(xué)生批判性思維的教學(xué)策略有著重要的實(shí)際意義。

文章梳理“批判性思維”的內(nèi)涵，闡述其教育功能價(jià)值，展示其在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐策略，期望能為基于批判性思維的教學(xué)研究提供一些借鑒。

一、批判性思維的內(nèi)涵

批判性思維源自蘇格拉底的反詰法，發(fā)展于杜威的反省性思維，運(yùn)用于21世紀(jì)素養(yǎng)導(dǎo)向的課程改革，成為教育的新目標(biāo)。批判性思維由批判性思維意識(shí)和批判性思維能力兩部分構(gòu)成［2］。批判性思維意識(shí)是基礎(chǔ)與前提，主要包括質(zhì)疑、開放、探究、反思等四個(gè)方面［3］；批判性思維能力是核心與關(guān)鍵，包含研討與界定、分析與論證、審查與歸納、拓展與延伸等四個(gè)方面。批判性思維包含的具體內(nèi)容如表1所示。

由表1可知，批判性思維是個(gè)體以質(zhì)疑為基礎(chǔ)和前提，通過(guò)能動(dòng)的思考，判斷所學(xué)內(nèi)容的合理性、準(zhǔn)確性、可信性以及產(chǎn)生的背景、論據(jù)、方法、評(píng)價(jià)等而產(chǎn)生的思維認(rèn)知過(guò)程。教師在課堂教學(xué)中既要鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)題，又要支持學(xué)生共同分析問(wèn)題、研究問(wèn)題，進(jìn)而解決問(wèn)題。

二、基于批判性思維的教學(xué)設(shè)計(jì)模型

培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中堅(jiān)持主動(dòng)思考、理性分析、找到證據(jù)、邏輯推理、適時(shí)反思，進(jìn)而做出合理判斷的批判性思維的教學(xué)，指向?qū)W生解決問(wèn)題能力的提高。這樣的教學(xué)過(guò)程凸顯批判性思維的特質(zhì)，讓學(xué)生在螺旋遞進(jìn)的思維過(guò)程中解決問(wèn)題；教學(xué)過(guò)程環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，有助于學(xué)生思維從低階向高階的發(fā)展，達(dá)到舉一反三的教學(xué)效果?；谂行运季S的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以歸納為包括四個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，具體如圖1所示。

下面以蘇教版高中化學(xué)教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中的“原電池的工作原理”教學(xué)為例，展示基于批判性思維的教學(xué)過(guò)程。

三、教學(xué)策略及教學(xué)片段

（一）宏觀感知，觸發(fā)質(zhì)疑，激發(fā)批判性思維：培養(yǎng)“研討與界定”能力

該環(huán)節(jié)重在鼓勵(lì)學(xué)生充分參與，引發(fā)學(xué)生的思維沖突，引導(dǎo)學(xué)生分享質(zhì)疑，進(jìn)而提升學(xué)生的“研討與界定”能力。

【教學(xué)片段1】

［教師活動(dòng)］講授新課前，先通過(guò)智學(xué)網(wǎng)推送課前預(yù)習(xí)資料。

資料1：比亞迪研發(fā)的刀片電池量產(chǎn)，技術(shù)瓶頸不斷被突破。目前，新能源汽車有了更強(qiáng)的動(dòng)力，續(xù)航里程更長(zhǎng)，安全性也更好。展示刀片電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

資料2：1800年伏打發(fā)表論文《論不同導(dǎo)電物質(zhì)接觸產(chǎn)生的電》，用鋅片、銀片以及浸透鹽水的絨布制成世界上第一個(gè)伏打電池。展示伏打電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

資料3：蘇教版高中化學(xué)教材必修第二冊(cè)“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”中的銅鋅原電池。

［學(xué)生活動(dòng)］

思考一： 哪些能量可以轉(zhuǎn)化為電能？

思考二： 產(chǎn)生電流需要哪些條件？

思考三： 結(jié)合蘇教版教材必修第二冊(cè)中的“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”知識(shí)內(nèi)容，說(shuō)說(shuō)構(gòu)成原電池的條件有哪些。

［分析］這三道思考題層層深入。教師可利用智學(xué)網(wǎng)對(duì)學(xué)生的答題狀況進(jìn)行分析匯總，了解學(xué)生閱讀資料并提取有效信息的能力以及應(yīng)用已學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

［教師活動(dòng)］授課時(shí)，給每個(gè)小組準(zhǔn)備玩具小車，布置學(xué)生用鋅片、銅片、硫酸銅和適當(dāng)?shù)钠鞑拇罱ㄣ~鋅原電池，看能否讓玩具小車持續(xù)穩(wěn)定地跑起來(lái)。

［教師提問(wèn)］單液原電池能驅(qū)動(dòng)玩具小車（如圖2）嗎？

［學(xué)生活動(dòng)］小組合作搭建單液銅鋅原電池（裝置結(jié)構(gòu)如圖3），并將玩具小車與原電池連接形成回路。玩具小車能夠跑起來(lái)，但很快停止。

［資料］理論上，鋅片變細(xì)，銅片表面有大量銅析出。但實(shí)驗(yàn)中銅片表面析出的銅很少，而鋅片表面析出大量疏松的銅。1836年，科學(xué)家丹尼爾把銅片插入硫酸銅溶液中，把鋅片插入硫酸鋅溶液中，用鹽橋連接兩種溶液，制出雙液原電池。

［教師提問(wèn)］雙液原電池能驅(qū)動(dòng)玩具小車嗎？

［學(xué)生活動(dòng)］小組合作搭建雙液銅鋅原電池（裝置結(jié)構(gòu)如圖4），并將玩具小車與原電池連接形成回路。玩具小車不動(dòng)；接入電流表，指針偏轉(zhuǎn)。

［學(xué)生活動(dòng)］

思考一： 對(duì)上述兩種原電池的反應(yīng)原理進(jìn)行分析和對(duì)比，二者是否一樣？

思考二：上述兩種原電池在反應(yīng)中的電流分別有什么變化？電解質(zhì)溶液的溫度分別有什么變化？

思考三：上述兩種原電池都不能使玩具小車持續(xù)跑動(dòng)，可能是什么原因？

設(shè)計(jì)意圖：用伏打電池和前沿科技刀片電池創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)學(xué)生的興趣；通過(guò)單液、雙液原電池驅(qū)動(dòng)玩具小車失敗的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而展開小組討論，提出疑問(wèn)；讓學(xué)生在解讀信息和批判分析的基礎(chǔ)上，對(duì)自己的觀點(diǎn)和分析推理過(guò)程進(jìn)行闡述，激發(fā)學(xué)生的批判性思維，在交流過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的“研討與界定”能力。

（二）微觀探析，解決問(wèn)題，推動(dòng)批判性思維：培養(yǎng)“分析與論證”能力

批判性思維中的分析論證是指，在重新定義、做必要擴(kuò)展、剔除歧義觀點(diǎn)、界定適用范圍之前，準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)事實(shí)，弄清信息和觀點(diǎn)，同時(shí)反思局限性。對(duì)于有效設(shè)問(wèn)，需要學(xué)生結(jié)合已有的知識(shí)水平，深入思考，嚴(yán)謹(jǐn)分析，有效推理，描述并解釋客觀現(xiàn)象，努力完成自我思維的推進(jìn)。

例如，在“原電池的工作原理”教學(xué)中，通過(guò)數(shù)字傳感器將微觀過(guò)程可視化，指導(dǎo)學(xué)生收集信息、分析與論證，有層次地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生理解并建構(gòu)原電池概念，達(dá)成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)。

【教學(xué)片段2】

［學(xué)生活動(dòng)］使用電流傳感器和溫度傳感器展開分組實(shí)驗(yàn)，測(cè)量原電池在反應(yīng)過(guò)程中的電流和電解質(zhì)溶液的溫度，分析實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電流-時(shí)間曲線和溫度-時(shí)間曲線；以上實(shí)驗(yàn)步驟分別用單液原電池和雙液原電池來(lái)完成。

［教師小結(jié)］單液原電池的初始電流強(qiáng)度大，但迅速衰減，且溫度快速升高，說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化率比較低，因此開始時(shí)玩具小車能夠跑動(dòng)，但很快停止。雖然雙液原電池具有穩(wěn)定的電流和較高的能量轉(zhuǎn)化率，但是電流微小，因此電流表指針發(fā)生偏移，而玩具小車紋絲不動(dòng)。

［學(xué)生提議］鹽橋的電路長(zhǎng)，導(dǎo)電截面積小，內(nèi)阻較大，可以嘗試改成輕薄的材料。

［教師提問(wèn)］長(zhǎng)度盡量小，可以多小？截面積盡量大，可以多大？

［學(xué)生活動(dòng)］用濾紙代替鹽橋，長(zhǎng)度小，面積大。

［資料］離子交換膜能達(dá)到要求。用浸有電解質(zhì)溶液的濾紙?zhí)娲娊赓|(zhì)溶液，得到內(nèi)阻更小的電池——離子交換膜電池（裝置結(jié)構(gòu)如圖5）。

[M][Zn片][濾紙][離子交換膜][濾紙][Cu片]

圖5 離子交換膜電池

［學(xué)生活動(dòng)］利用電流傳感器和溫度傳感器探究離子交換膜電池工作過(guò)程中的電流和溫度變化，將玩具小車與離子交換膜電池連接形成回路。

［現(xiàn)象］離子交換膜電池電流強(qiáng)度大，而且短時(shí)間內(nèi)不衰減，玩具小車能持續(xù)穩(wěn)定跑動(dòng)。

［教師小結(jié)］離子交換膜電池電阻低，輸出的電流強(qiáng)度大且穩(wěn)定，被廣泛地運(yùn)用。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)利用數(shù)字傳感器，將實(shí)驗(yàn)中電流和溫度的變化定量化。引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)物理學(xué)科知識(shí)，將內(nèi)阻作為證據(jù)推理的依據(jù)，從宏觀、微觀兩個(gè)維度獲得證據(jù)，對(duì)單液原電池的局限性進(jìn)行評(píng)價(jià)，由此檢測(cè)學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)、微觀探析能力和批判性思維水平。為解決單液原電池電流不穩(wěn)定的問(wèn)題，搭建雙液原電池。雙液原電池電流雖穩(wěn)定但很微小，由此使學(xué)生再次產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電阻定律進(jìn)行分析與論證。通過(guò)學(xué)生自評(píng)、互評(píng)和教師評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生理解雙液原電池的優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)會(huì)從宏觀現(xiàn)象、微觀實(shí)質(zhì)和能量變化等多個(gè)維度分析問(wèn)題，使學(xué)生的分析與論證能力得到提升，批判性思維得到發(fā)展。

（三） 建構(gòu)模型，理解概念，升華批判性思維 ：培養(yǎng)“審查與歸納”能力

【教學(xué)片段3】

［教師提問(wèn)］請(qǐng)同學(xué)們對(duì)剛才探究的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行回顧，并就你所理解的原電池工作原理和構(gòu)成條件談?wù)効捶?，嘗試總結(jié)原電池認(rèn)知模型。

［學(xué)生活動(dòng)］建構(gòu)原電池認(rèn)知模型，各小組匯報(bào)并展示成果，交流與評(píng)價(jià)。

［師生共同小結(jié)］原電池原理及其構(gòu)成條件，原電池認(rèn)識(shí)模型（如圖6）。

[電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）][電子e-][陽(yáng)離子][負(fù)極材料][正極材料][還原劑

發(fā)生氧化反應(yīng)

失電子][氧化劑

發(fā)生還原反應(yīng)

得電子][離子導(dǎo)體（電解質(zhì)溶液

或者熔融電解質(zhì)）][正極反應(yīng)物][負(fù)極反應(yīng)物]

圖6 原電池認(rèn)知模型

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)中讓學(xué)生小組合作，把原電池概念與氧化還原反應(yīng)知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，形成更系統(tǒng)的知識(shí)體系，并基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)原理等證據(jù)，通過(guò)分析、推理等方法，深入認(rèn)識(shí)原電池的工作原理；分析概括原電池的裝置要素、原理要素及其相互關(guān)系，自主建構(gòu)原電池的認(rèn)知模型，形成對(duì)電化學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)分析思路，培養(yǎng)“審查與歸納”能力。

（四） 應(yīng)用模型，深化概念，延續(xù)批判性思維 ：培養(yǎng)“拓展與延伸”能力

為了讓學(xué)生深入認(rèn)識(shí)原電池，通過(guò)設(shè)計(jì)活動(dòng)，讓學(xué)生運(yùn)用原電池的認(rèn)知模型分析真實(shí)情境中的原電池，深化概念認(rèn)知，延續(xù)批判性思維，培養(yǎng)“拓展與延伸”能力。

【教學(xué)片段4】

［教師提問(wèn)］近年能源緊張、環(huán)境污染問(wèn)題越發(fā)突出，發(fā)展新能源已成為熱點(diǎn)。氫氧燃料電池具有容量大、轉(zhuǎn)化效率高和零排放等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊。其電池總反應(yīng)為：[2H2+O2=2H2O]；兩個(gè)電極反應(yīng)為：[O2+4H++4e-=2H2O]，[H2-2e-=2H+]。請(qǐng)小組討論氫氧燃料電池的工作原理和裝置組成，并應(yīng)用原電池認(rèn)知模型進(jìn)行分析。

［學(xué)生活動(dòng)］小組討論并繪制氫氧燃料電池示意圖（如圖 7）。氫氧燃料電池中兩個(gè)電極的材料是僅起到導(dǎo)電作用的石墨，不參與反應(yīng)，離子導(dǎo)體稀硫酸也不參與反應(yīng)。

[導(dǎo)線（電子導(dǎo)體）][氫氣][（負(fù)極反應(yīng)物）][石墨電極

（負(fù)極材料）][稀硫酸（離子導(dǎo)體）][石墨電極

（正極材料）][氧氣

（正極反應(yīng)物）]

圖7 氫氧燃料電池示意圖

［教師小結(jié)］氧氣得到電子，氧氣在電池正極參與反應(yīng)；氫氣失去電子，氫氣在電池負(fù)極參與反應(yīng)；氫氧燃料電池中，電子從負(fù)極移向正極。

設(shè)計(jì)意圖：提供一定信息，便于學(xué)生分析氫氧燃料電池正負(fù)極反應(yīng)物；繪制氫氧燃料電池的示意圖，有助于學(xué)生建立起宏觀、微觀之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，讓他們更加深入地掌握概念，在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中延續(xù)批判性思維，培養(yǎng)“拓展與延伸”能力。本環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)來(lái)源于生活（新能源汽車），又回歸生活（燃料電池），滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用起來(lái)，可加深學(xué)生對(duì)原電池概念的理解，感受化學(xué)對(duì)促進(jìn)人類文明進(jìn)步的重要貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)建議

（一）研究基于批判性思維的教學(xué)設(shè)計(jì)，融合思維與課程

開展有效的基于批判性思維的教學(xué)研究，需明確并細(xì)化批判性思維教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生了解在課程學(xué)習(xí)中發(fā)展批判性思維的原則和方法。教師不僅要有豐富的學(xué)科知識(shí)和技能，對(duì)批判性思維也要有充分的認(rèn)識(shí)和理解，能進(jìn)行嚴(yán)密觀察和有效引導(dǎo)，并有意識(shí)地合理應(yīng)用基于批判性思維的教學(xué)策略。

（二）打造基于批判性思維的智慧課堂，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)

隨著智能技術(shù)進(jìn)入課堂，傳統(tǒng)教學(xué)模式已向智慧課堂模式轉(zhuǎn)變。在智慧課堂上，師生互動(dòng)立體化、課程資源多樣化、教學(xué)決策智能化。課堂要與信息技術(shù)相融合，教師要構(gòu)建智能教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)，促進(jìn)批判性思維教學(xué)的改革與創(chuàng)新。

（三）開展批判性思維追蹤評(píng)估，檢驗(yàn)教學(xué)效果

一次教學(xué)活動(dòng)無(wú)法持久或?qū)嵸|(zhì)性地改變學(xué)生的思維習(xí)慣。筆者建議延長(zhǎng)基于批判性思維教學(xué)的周期，同時(shí)追蹤評(píng)估教學(xué)效果，檢驗(yàn)學(xué)生能否將批判性思維意識(shí)和能力持續(xù)遷移到其他方面和日常生活中，進(jìn)一步完善基于批判性思維教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

綜上所述，要實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)中學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)，需要對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)施、評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行重構(gòu)和優(yōu)化，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層次理解。我國(guó)教育改革持續(xù)向前，培養(yǎng)批判性思維的教學(xué)還處于探索階段，相信會(huì)有更多的探討和研究指向培養(yǎng)批判性思維的教學(xué)，而批判性思維的提升會(huì)讓學(xué)生形成對(duì)世界的新的認(rèn)知。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 戚業(yè)國(guó)，孫秀麗.我國(guó)普通高中學(xué)生批判性思維狀況與教育應(yīng)對(duì)［J］.教師教育研究， 2020（2）：63-70.

［2］? 宋瀟雅.N大學(xué)本科生班級(jí)導(dǎo)師制實(shí)施現(xiàn)狀調(diào)查研究［D］.南昌：南昌大學(xué)，2020.

［3］? 單世乾，耿秀梅.基于批判性思維能力培養(yǎng)的化學(xué)教學(xué)研究：以“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”教學(xué)為例[J].化學(xué)教學(xué)，2019（9）：61-65.

（責(zé)任編輯 羅 艷）