基于高阶思维能力培养的教学设计研究

PAGEPAGE6摘要都对于高阶思维能力的培养有所提及。然而，在课堂教学中，却鲜少以培养学生的高阶思维能力为教学目标的教，因此本研究以实验教学为工具研究如何培养学生的高阶思维，并对高阶思维的内涵进行诠释，以期待更好的指导高中化学教学实践。实验视角下，学生应掌握的高阶思维能力包括：情境分析能力、实验设计能力、评价反思能力。其次利用文献梳以铁及其重要化合物为例开展了高阶思108名学生为研究对象进行了教学实践研究，并对高阶思维的教学效果进行调查和分析。结果表明，该实验教学设计切实可行，对学生高阶思维能力的发展有积极的促进作用。最后根据实验结果对教学实践提出了可行建议。AbstractHigh-orderthinkingabilityisthefocusofcurrenteducationresearch,whichplaysakeyroleinindividualhappiness,nationalinnovationanddevelopment,andsustainabledevelopmentofhumansociety.Ourgovernmentpaysgreatattentiontothecultivationofstudents'higher-orderthinkingability.Especiallyinrecentyears,curriculumplansandstandardsofcompulsoryeducationandhighschoolhavebeenpromulgatedsuccessively,whichhaverepeatedlymentionedthecultivationofhigher-orderthinkingandtherenewalofeducationalconcepts.However,intheclassroomteachingpractice,especiallyaroundthechemistryclasshowtocultivatestudents'higher-orderthinkingabilityresearchisstillinthestageofexploration.Chemistryisanexperiment-baseddiscipline,sothisstudytakesexperimentalteachingasatooltostudyhowtocultivatestudents'higher-orderthinking,andinterpretstheconnotationofhigher-orderthinking,inordertobetterguidehighschoolchemistryteachingpractice.Thisstudyfirstusesliteraturemethodtointerprettheconnotationofhigher-orderthinkingabilityfromtheperspectiveofhigher-orderthinkingabilitythatstudentsshouldembodyinchemicalexperiments.Fromtheperspectiveofchemicalexperiments,thehigher-orderthinkingabilitythatstudentsshouldmasterincludessituationanalysisability,experimentdesignability,evaluationandreflectionability.Secondly,usingliteraturereview,theteachingstrategiesandteachingmodelsofhigh-levelthinkingtrainingareconstructed.Accordingtotheconstructedteachingmodel,anexperimentalteachingdesignofhigherorderthinkingwascarriedoutbytakingironanditsimportantcompoundsasanexample.108studentsinthefirstgradeofageneralhighschoolinChenzhouweretakenastheresearchobjectstocarryoutateachingpracticeresearch,andtheteachingeffectofhigherorderthinkingwasinvestigatedandanalyzed.Theresultsshowthattheexperimentalteachingdesignisfeasibleandhasapositiveroleinpromotingthedevelopmentofstudents'higher-orderthinkingability.Finally,somefeasiblesuggestionsforteachingpracticeareputforwardaccordingtotheexperimentalresults.KeyWords：Higherorderthinking;Chemicalexperiment;Experimentalteachingdesign绪论思维和创新意识，以及在情境中的复杂问题的发现和解决。化学是学校教育中的重要学科，应该承担起培养学生高阶思维的责任。2017年制定的《普通高中化学课程标[1]五项化学核心素养高度概括了化学学科的育人价值和所要传达给学生的化学的关键能力和价值观。也从之前的关注化学知识和方法，转移到关注学生的能力和个人发展。其中关于学生敢于质疑、敢于批判、敢于创新的精神与高阶思维的内涵不谋而合，因此化学教育能为学生高阶思维的发展做出一定的贡献。，让学生学教学发展学生的高阶思维，使化学实验教学承担起培养学生高阶思维能力的重要作用成为了一个有意义的议题。1.2研究目的和意义1.2.1研究目的以下几个问题：通过文献研究法对化学实验视角下的高阶思维能力内涵进行建构。验教学模式。根据上述模式结合高中化学必修1《铁极其重要化合物》的知识编制教学设计方案。验教学对学生高阶思维能力发展的影响。。1.2.2研究意义（1）丰富高阶思维能力培养理论的研究展学生的化学学科核心素养有一定的借鉴作用。（2）发掘实验教学的价值课堂时长问题或教学任务重等问题经常是教师做演示实验，用来激发学生的化学学习兴趣，或者是作为验证性实念，开展科学探究，利用实验教学发展学生分析、综合、评价的能力。（3）帮助学生发展化学学科核心素养“科学精神”（理性思维、批判质疑、勇于探索）、“学会学习”（乐学善学、勤于反思、信息意识）、“实践创），均是对学生高阶思维水平的要求。[2]因此，培养学生的高阶思维对发展学生的核心素养有极大的帮助。基于“核心素养”提出的“化学学科核心素养”，中素养4“科学探究与创新意5“科学态度与社会责任”要求学生能提出问题，根据化学学科知识，利用化学实验、调查等方式解决定的借鉴作用。1.3研究内容、方法与思路1.3.1研究内容如下：状，界定相关概念，确定研究内容与思路。展的理论基础，从理论上论述本研究的可行性。用，在教学中加以实施，通过高阶思维水平测试量表对实施效果进行测量。第四，结合高阶思维水平测试量表的测量结果，进行数据分析和总结。。1.3.2研究方法归纳整理，对相关概念进行界定，确定研究内容和研究思路。，探究实验教学对高阶思维发展的影响。变量进行统计。通过分析实际教学过程，从中寻求教学实践的改进和发展，更好地利用实验教学培养和发展学生的高阶思维能力。文献综述研究现状国外研究现状2000年高阶思2008年，高阶思维再次进入阶思维能力的培养模式以及评价方法这四个方面开展研究。（1）时代背景需求研究P21（U.S.DepartmentofLabor，1991）旨在培养学生的创造力和创新精神，关注21世纪职场需要；又如OECD（2005）目的是为帮助公民成就美好胜过并促进社会良性健康的发展；再如欧盟（EuropeanCommission，2006）、联合国教科文组织（UNESOC，2013）是以终身学习为目标，培养学生学会学习的能力[3]。这些政策要求。（2）高阶思维定义和内涵研究美国教育学家布鲁姆（Bloom）将认知过程按照复杂和难易程度由低到高分为了以下六个层级：前三个是记忆、理解、应用；后三个是分析、综合和评价，学者普遍认为布鲁姆认知分类的前三个目标是低阶思维，而后三个目标是高阶思维。Anderson等人对布鲁姆的分类法进行了改进，在布鲁姆认知分类的基础上建立了高阶思维内涵，他们认为高阶思维应包括识记、理解、应[4]。Udall与Daniels[5]将高阶思维从认知过程转到思维层面，将高阶思维定义为三种思维分别是：创造思维、批判思维和复杂问题解决。（3）高阶思维能力培养研究高阶思维能力是一种在较高水平层次上发展的能力，而高阶思维的培养需要通过教育和教学来实现。关于高阶思维能力培养主要有两个方面分别是与教学技术结合培养学生的高阶思维，例如：MichaelH.Hopson[6]以五年级和六年级学生为研究样本，并使用与高阶认知过程有关的的罗斯测试以及对电脑态度相关问卷，探讨了一种利用技术来丰富课堂教学环境，以此来促进学生高阶思维能力发展和影响学生对电脑的态度，这将高阶思维能力的培养与传统的教学课堂环境区别开来。（4）高阶思维能力的评价研究在课堂中，教师在教学设计时制定教学目标，来评价学生课堂的学习情况，也帮助学生成绩的提高。但是不同的学生通过教学，高阶思维能力提高的水平不相同。因此，许多国外学者将教学内容与教学目标联系起来，开发评价学生高阶思维发展水平的测量工具。其中JhonD.Ross和CatherineM.Ross在1976年基于学生的学习内容和教师教学目标制定的高阶思维的认知过程量表受到了广泛的关注。2.1.2国内研究现状2004年江西师范大学钟志贤教授。随着2016（包含期刊、博硕士论文），结果如下：表2.1高阶思维搜索结果时间20132016201820192020论文数量801964338311236（1）高阶思维内涵解读国内对于高阶思维系统研究的不多，其中钟志贤教授是其中翘楚，他将高阶思维看作一种能力，他认为高阶思维能力是在结构不良问题情境中使用分析、综合、评价、反思等思维技巧创造性的解决问题的能力，这种能力需要[7]另外国内学者王帅对于高阶思维内涵的解读是基于学科知识建立的，主要是从高阶思维的特点和构成要素进行定义，他认为高阶思维特征是高级的思维活动，思维过程，他的研究对学科与高阶思维发展相结合有重要的意义。[8]（2）高阶思维能力培养高阶思维能力的培养是近年来高阶思维研究中的重点，如何在学科课程中发展学生的高阶思维更是吸引了很多[9]在其生物教学方法模式的阐述中提出，交给学生知识，或者交给学生方法，不如给学生一个学习知识和方法的情境，在这个情境中学生进行高层次的思维，创造性的解决问题，在学习知识学习方法的同时发展自己的高阶思维。林勤[10]在其著作中用实例阐述了如何结合高中物理知识设置情境利用实验发展学生的高阶思维。除了将高阶思维与学科相结合进行培养，利用新的教学技术促进学生高阶思维的发展也成为了培养学生高阶思维的新角度。姜玉莲[11]在教育信息化背景下，以互联网技术丰富学生的课堂环境，为学生高阶思维发展建立了实践性的模型。宋宪成以翻转课堂为依托，为促进学生高阶思维发展，进行了教学支架的设计研究。（3）高阶思维能力发展评价[12]通过对高阶思维[13]基于初中化学课程标准对初中化学高阶思维进行了[14]面划分了三个水平；根据这个框架编制了试卷形式的高阶思维能力水平测试工具。概念界定与相关理论高阶思维概念界定被视为二十一世纪不可缺乏的一种能力。既然将人的思维分为高阶思维与低阶思维，那么如何区分两种思维？美国教育学家布鲁姆在其1956年出版的“认知领域的教育目标分类学”中，将认知技能按照复杂和难易的程度分为了六个层级，分别是记忆、理解、应用、分析、综合和评价。[15]随后安德森（AndersonL.W.）和其他学者一起对布鲁姆的教育目标分类学进行了系统地修订。他们将原先“认知过程”的一个视角变化为“知识”和“认知过程”的两个视角。然后将六个维度定义成：记忆、理解、应用、分析、评价、创造。前三个维度是低阶思维，后三个是高阶思维。而我国的钟志贤教授将高阶思维看作是一种能力，他认反思、创造力以及复杂问题解决能力。点可以总结出高阶思维的内涵包括：批判性思维、创造力以及复杂问题解决。综合国内外对高阶思维的研究可以发现，尽管国内外的学者对高阶思维各持己见，但是不同的理解中又都有相综合、评价等思维活动，并创造性的解决问题的思维过程。而高阶思维能力内涵包括以下几个维度：问题分析能力、合作交流能力、对于结果评价能力、创新能力和思维批判性能力等。2.2.2化学实验视角下的高阶思维能力高阶思维在化学实验中的体现进行了梳理其结果如下图。2-1化学实验中高阶思维的特征宏微符”结合转换能力、反应表征及应用能力、实验设计及探。进而又将“实验设计及探究能力”划分成三个目标分别是：深刻理解。这三点可以概括为辛欣对于高阶思维内涵在化学实验中的体现。情境分析能力是指学生对复杂情境进行分析，从中提出有价值问题，再根据情境所给出的条件选择实验方法的判和评价的能力是指在实验之后对实验现象进行描述，对实验过程进行反思的能力。2.2.3实验教学概念界定。北师大教授刘知新[16]认为教师将化学实验至于一定的化学教学情景下，为实其中化学实验按实施的主体的不同可以分为教师演示实验，和学生实验：按照实验在学生认识化学中的作用划分可以将实验分成探究实验和验证性实验。规范给学生有示范作用，能快速完成，有利于教师掌握课堂节奏；弊端是进行的自己动手操作的实验。在化学课堂上进行学生实验可以提升学生的实验操作能力，可以激发学生的操作兴，从而促进学生高阶思维的发展；同时学生实验弊端也很明显，学生实验操作不熟练或者不会，耗时长，如果学生实验过密，会导致不能在课时内完成教学目标。，但是探究性实验要求学生有较高的思维品质，对学生的知识结构、合作交流能力要求较高，节省时间，对学生知识的学习有促进作用。长补短，综合选择。2.2.4高阶思维培养相关理论1.建构主义理论的建构主义者认为世界是客观的，但是知识并不是对现实世界的客观反映和准确表[17]这很好的体现了建构主义的知识观，他们认为知识不。对意义的建构也是不同的。因此学习者是在涉及大量不良领域的情境中通过协重视学生在对于知识的构建过程中高阶思维能力的锻炼。2.高阶学习理论钟志贤教授指出培养学生高阶思维能力的发展需要高阶学习支持，如开放式的教学环境、探[18]发展学生的高阶思维，最基本的培养途径是设计问题解决学习，让学生在问题解决中对知建构性、真实性及合作性，五大特性相互依存、相互关联，促进高阶能力发展。基于高阶思维培养的实验教学设计年以来的一系列的教学改革，实验教学被赋予了新的要求。因此越来越多的学者对实验教学进行了研维品质方面进行了实验教学研究。从学生思维品质方面提出了实验教学策略，他着重从思维的灵活性、敏捷性、批判性、深刻性、独寻找新颖的问题角度；拓宽实验宽度；实验素材深度；立足实验探究能力的高度五条策略。侯帅[20]从课堂实验中学生对于开放性问题解决的实验过程提出了实验教学策略，分别是，鼓励可能方案的设想、促进深入的小组讨论、及时进行客观评价、基于评价进行实验优化。思维的发展，基于以上学者的研究结合高阶思维的内涵，对基于高阶思维能力培养的教学策略归纳如下：（1）课堂实验数量少，题材角度新颖灵活性和新颖性。（2）给学生充分讨论的时间和空间进行思维的碰撞，从不同层次不同角度探究问题解决路径，对问题解决不断深化；这个过程中教师可以引导。（3）鼓励学生反思和评价验进行改进优化，在这个过程中学生是主要的执行者，教师是引导者。3.2实验教学模式设计模式的梳理，得到培养学生探究能力，发展高阶思维从而培养学生化学学科核心素养的实验教学模式。3.2.1基于PIROSAL模型的实验教学模式模型主要理念是让学生自主探究，将探究得到的理论用于时实践。它主要包括得到问题、思考、研究、得到初方案、初方案优化、实践、评价结果、方案再优化得到最优解几个步骤。[21]为了打破学生在高中学习中人为设置的学科壁垒，实现跨学科学习，将化学学科知识运用与复杂情境。结合PIROSAL模式的特点，以问题为导向，结合实验教学的特点，提出了基于STEM验教学模型。结合本研究对学生化学高阶思维能力的培养，可将其化学实验教学模型可归纳为以下几个环节。图3-1基于PIROSAL模式的实验教学模式流程图PIROSAL模型的实验教学设计分为八个步骤，两个模块，第一个模块是以问题为中心，教师提出问题，学生根据问题调动自己的知识结构，得到解决方案，并进行实验，分析结果并讨论交流。这个模块主要是理论知识的学习采用学生自主探究，分组解决问题的方式，该模块能发展学生自主学习的能力，提高学生的科学探究能力从而提高学生的化学学科核心素养。第二个模块是教师设置能运用知识的且与生产生活息息相关的教学情境，学生将所学知识在其中运用，学生通过讨论交流升华课堂主题，将所学知识学以致用，该模块能培养学生交流表达的能力，将化学学科知识与生产生活相联系，培养学生热爱生活，关注社会的能力。3.2.2基于POEIA模型的实验教学模式POE教学模型提出的一种教学模型，它在预测、观察、解释的基础上加入了概念引入以及应用两个环节，使得该教学模型更加的完善，整个教学模式更加以学生为主体。为了利用化学实验发展学生思维的流畅性、新颖性和变通性，提出利用创意实验进行教学设计，并结合POEIA教学模型对实验教学模式进行了设计。POEIA教学模式的实验教学设计要经过如下阶段，第一阶段：教师要创设情境，学生从情境中发现我问题。第二阶段：学生进行头脑风暴，根据对问题的理解进行实验设计，再根据实验设计预测实验结果，根据结果得出结论。第三阶段：开展创意实验，将实验的实际结果与之前预测的结果进行对比，改进实验，并根据实验事实完成对概念的构建。第四阶段：教师创设一个贴近生活、贴近社会的教学情境，由学生自主将所学的知识运用于该情境中，使所学的知识得到巩固。提出高中化学实验教学可采用灵活机动的探究教学模式的观点，如实验过程以“问题”为指导，为节，为了提高学生探索的意识,进一步落实课程目标，促进学生科学探究能力的发展。导下，学生获得新知识的教学方法。3.2.3基于PBL模式的实验教学模式PBL模式（problem-basedlearning）是基于问题导向的教学模式，PBL教学模式要做到以学生为主体，以教师[25]这种模式主要利用学生的自主性进，养成科学创新的思维方式。吴燕[26]为改善实验教学中多为教师演示实验，验证性实验的现状，发展学生的实验探究能力，结合PBL教学模践能力和创新精神。，PBL模型教师在课堂上的存在感最低，教师只需要创设情境，学生自主在实验教学情境中发现问题，解决问题并将结论进行讨论和反思。从图3-3中也可以看出，基于PBL模式的实验教学模式对于学生要求非常高，教师创设情境，学生从情境中发现问题，结构不良性问题发现需要小组讨论对问题进行优化，组内分工合作收集资料，讨论实验方案，需要做实验处理结果最后由教师组织组内反思和组间模型下的实验教学模式能培养学生发现问题的能力、合作交流的能力、自主学习和探究的能力，发展学生的高阶思维能力。3.3基于高阶思维培养的实验教学设计模式PIROSAL模型的实验教学模式强调教学联系实际，强调创设与生活与社会息息相关的教学情境，使学生充分运用化学知识解决实际问题。但是解决实际问题之前，要先建立学生的理论框POEIA模式的实验教学设计强调学生对实验过程的设计，强调学生根据已有的知识和情境中的知识提出解决问题的方案，并对问题方案进行优化。实验设计是利用化学实验培养学生高阶思维能力的重要方式。但是基于POEIA模式对强调了教学设计，对于学生提出问题，情境分析能力有所忽视。PBL模式的实验教学模式是以问题为导向，给学生一个问题，学生自主优化问题，分小组，小组成员分工合作，组间相互交流得出答PBL模式尽量淡化教等问题都会导致教学难以进行。通过对以上三种实验模式优缺点分析，基于高阶思维能力培养，采取创设贴近社会贴近生活的教学情境，教师行方案优化，具体步骤如下：学生将知识在生活中应用的问题，这样能激发学生的化学学习兴趣并有利于学生将化学知识学以致用。这一步是以学生为主体，教师为主导，强调学生交流讨论，强调学生自主思考，发展学生的分析、综合以及创新能力。自己的知识盲区，有利于学生养成批判和钻研的精神。己建构自己的知识网络，使学生学会学习。3.4教学案例1.教材分析，学生们已经学过钠及其化合物和氯及其化合物，对于元素化合物的学习方式，元，为学生学习铁单质、2.学情分析；在注意力方面，注意的分配品质发展较好，可以根据任务要求转移自己的注意，同时注意。结合其认知发展的特点，在本研究设计的教学过程中，以实，深化对知识的认识。教学中充分运用小组用。3.教学目标通过设计实验验证Fe3+和Fe2+的检验方法。学会通过观察、分析、综合设计化学实验来认识Fe3+的氧化性和Fe2+的还原性使学生学会从化学视角观察生产、生活和社会中的问题。4.教学重难点Fe3+和Fe2+的检验的相互转化教学用具：多媒体课件6.实验器材与药品）、久置琥珀酸钠溶液、KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、FeCl3铜粉、碘化钾、维生素C7.教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课质找到合适的位置：Fe、FeO、Fe2O3、Fe（OH）2、Fe(0H)3、FeCl3、FeSO4置。所学的内容。Fe3+、Fe2+在两支试管中分别取2ml左右的氯化铁溶液和硫酸亚铁溶液让学生观察）亚铁。血时，就要补充老师手上的补铁学生小组讨论，排学生代表进行回答。Fe2+的检验方法：溶液呈浅绿色；色，最终变为红褐色（K3[Fe(CN)6]）产生蓝色沉淀。Fe3+的检验方法：溶液呈黄色；讲授新课ppt展示说明书。试剂进行实验探究。学生分析实验现象，得出结论。书上关于密封保存问题。能不能补铁？那怎么能使Fe3+转化成Fe2+呢？进行实验设计，并进行实验。实验现象得出结论。Fe3+转化成Fe2+需要加还原剂，C等）加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀；加入硫氰酸钾（KSCN）溶液变为血红色。先猜测价态情况再设计实验验证。分组探究实验、小组展示实验成果。学生回答结论以看到“和维生素C一起服用可增加本品吸C有还原性，也可以将三价铁离子还原成二价亚铁离子。来。问题的能力。小结FeFe2+Fe3+Fe、Fe2+、Fe3+之间的关系。维培养的实验教学设计的实施实验的研究目的借鉴。实验的研究过程问卷的编制与修订高考题进行改编。（1）前测问卷编制前侧问卷是根据学生学习“铁及其重要化合物”之前学习的元素化合物知识设计实验题，对学生分析复杂问题6道大题，以客观题和主观题的形式考察学生关于元素化合物知识的储备和学生高阶思维发展水平，为教学实验的开展做准备。考察学生的高阶思维，让学生自己根据情境设计实验并根据实验结果得出结论并评价。前测问卷信效度分析本次问卷的回收情况如下：表4-1前测回收有效问卷统计对象班级数问卷份数高一学生2108。效度是指问卷结果的效度、内容效度和结构效度。SPSS21.0分别对前测问卷和后侧问卷的一致性信度、结构效度，内容效度进行了分析，其结果如下：下表是前测问卷的Cronbach'sAlpha检测结果，该检测可以反应本问卷的信度，结果如下：4-2前侧问卷可靠性统计量Cronbach'sAlpha基于标准化项的CronbachsAlpha项数.846.83813由上表可知，前侧问卷的克隆巴赫-阿尔法系数为0.864，大于0.7说明前测问卷的一致性信度良好可用于研究。表4-3KMO和Bartlett的检验取样足够度的Kaiser-Meyer-Olkin度量。.736Bartlett的球形度检验近似卡方776.773df78Sig..000KMO系数为0.736，大于0.6，显著性小于0.05，可用此问卷进行单因素分析，因此该问卷结构效度较好。此外还对该问卷做了皮尔森相关性检测，结果如下表：表4-4前测问卷Pearson相关性检验情境分析能力实验设计能力评价反思能力情境分析能力Pearson双侧）N1108.525**.000108.476**.000108实验设计能力Pearson双侧）N.525**.0001081108.379**.000108评价反思能力Pearson双侧）N.476**.000108.379**.0001081108**.在.01水平（双侧）上显著相关。0.01水平上显0.01水平上也显著相关。这说明该问卷内容效度较好，可用于研究。（2）后测问卷的编制后测问卷问卷主要用于实验教学后对学生化学实验中高阶思维发展水平的检测，共六道大题。第二题是如何检验溶液中只有铁离子而不含有亚铁离子，检验试剂只有硫氰酸钾溶液。这需要学生设计实验并对实验现象做出解释。这道题主要考察学生设计实验和评价反思的能力。制备的实验仪器设备的对比反思和评价。该题主要考察学生情境分析和反思评价的能力。的评价分析是检测学生评价和反思的能力。生评价反思的能力和实验设计优化的能力。自己的实验过程进行评价。该题考察学生三个维度的高阶思维。后测问卷的α一致性信度检验结果如下表：表4-5后侧问卷可靠性统计量Cronbach'sAlpha基于标准化项的CronbachsAlpha项数.836.84813本表格是基于108个被测样本使用SPSS21.0检测得到。由上表可知，Cronbach'sAlpha系数为0.836大于0.7，因此该问卷一致性信度良好，可以用于本实验研究。对该问卷的因子分析如下表：表4-6KMO和Bartlett的检验取样足够度的Kaiser-Meyer-Olkin度量。.728Bartlett的球形度检验近似卡方1028.616df78Sig..000对该问卷进行KMO和Bartlett，KMO系数为0.728大于0.6，而显著性小于0.05，说明该问卷适合做因子分析，说明该问卷结构效度良好，可以分维度研究。表4-7后测问卷Pearson相关性检验总分 情境分析能力 实验设计能力 评价反思能力总分Pearson）N1108.631**.000108.712**.000108.773**.000108情境分析能力Pearson）N.631**.0001081108.331**.000108.191*.048108实验设计能力Pearson相关性）N.712**.000108.331**.0001081108.261**.006108评价反思能力Pearson）N.773**.000108.191*.048108.261**.0061081108**.在.01水平（双侧）上显著相关。*.在0.05水平（双侧）上显著相关。0.01水平上显著0.01水平上显著相关，情境分析能力与评价反思能力在0.05水平上显著相关。由此可知该问卷的内容效度良好，可以进行研究。4.2.3实验对象108个学生，每个班各54名学生，两个班均为普通班，根据月考期中考两个班化学成绩分析，两个班的学生在化学水平上无明显差异，有效控制了无关变量的影响。同时对两个班在化学实验方面的高阶思维发展水平进行了测试，从测试成绩来看两个班的水平相差不大，最终将高阶思维发展水平整体略高的作为对照班，将整体水平略低的作为实验班。实验的结果及分析测问卷的成绩对比分析来描述本次教学实验对学生高阶思维能力发展的作用。4.3.1前测问卷结果分析果如下：表4-8前测问卷描述性分析报告班别总分情境分析能力实验设计能力评价反思能力均值22.25937.57416.38898.2963N54545454对照班标准差8.857753.050533.954543.84428中值22.00008.00008.00009.5000方差78.4609.30615.63814.778均值21.74077.27786.50007.9630N54545454实验班标准差7.936512.673543.725233.79654中值22.00007.00008.00009.0000方差62.9887.14813.87714.414均值22.00007.42596.44448.1296N108108108108总计标准差8.374422.858683.824013.80627中值22.00008.00008.00009.0000方差70.1318.17214.62314.488以上为软件SPSS21.0对前测问卷数据结果进行的描述性分析，从中可以发现两个班在总分方面两个班相差非常0.5分左右，中值相同，在方差方面实验班和对照班有一定差距，说明两个班虽然平均成绩差不多，但是实验班的成绩相对比较集中，对照班成绩差距相对大一些。从情境分析能力、实验设能力、评价反思能力三个方面来看，除了实验设计能力实验班略好于对照班，其他两个维度的水平都是略低于对照班的。本次测试共34分，两个班的平均分都在22分左右，从两个班的得分来看，两个班的学生元素化合物知识有一定的基础，高阶思维也发展到了一定水平对于，本次实验的开展有一定的促进作用。4.3.2后测问卷结果分析对教学实验后的对照班和实验班进行了化学实验视角下的高阶思维发展水平测试。分别对实验班行了统。结果如下表：表4-9后测问卷描述性分析报告总分班别 均值 N 标准差 中值 极小值 极大值 方差对照班 16.5185 54 5.82364 16.0000 5.00 25.00 33.915实验班 19.1667 54 5.52439 20.0000 6.00 26.00 30.519总计 17.8426 108 5.80390 18.0000 5.00 26.00 33.68527分，对照班与实验班总分在平均分方面有3分的差距，对照班的中值为16，实验班的中值为20，标准差和方差实验班小于对照班，可以知道在总分方面实验班成绩更好，而且实验班成绩相对集中对照班成绩差而且成绩相对离散。因此可以发现从总体来看，实验班的成绩是好与对照班的。情境分析能力班别均值N标准差中值极小值极大值方差对照班4.0556542.366565.0000.006.005.601实验班4.7963541.916956.0000.006.003.675总计4.42591082.175506.0000.006.004.7336分，对1分，总体来看是实验班在情境分析能力维度要好于对照班，标准差和方差实验班都要略低于对照班，说明实验班的成绩集中，实验班的中值也大于对照班，全面来看实验班在情景分析能力这一维水平高于对照班。实验设计能力班别均值N标准差中值极小值极大值方差对照班5.5370542.462655.00001.009.006.065实验班6.4444542.522857.00001.009.006.365总计5.99071082.522786.50001.009.006.3649分，实验班平均分高对照班约1分，实验班的中值为7,分，对照班的中值为5分，实验班标准差和方差也是略大于对照组讨论，平时化学成绩较弱的学生在不愿意开口说出自己的意见和想法，因此对于学生实验设计能力的发展有差异。由此可知，分组进行教学时，教师要鼓励每个学生发言，鼓励每个学生思考。评价反思的能力班别均值N标准差中值极小值极大值方差对照班6.9259543.457846.00001.0012.0011.957实验班7.9259543.312948.50002.0012.0010.976总计7.42591083.407537.00001.0012.0011.611班，标准差和方差小于对照班，可以说明在评价与反思这一层面上，实验班整体水平高于对照班。此外，此研究还用SPSS21.0软件对后测问卷进行了单因素分析，结果如下表：表4-13单因素方差分析平方和df均方F显著性组间234.0831234.0836.737.011总分组内3682.83310634.744总数3916.917107组间19.593119.5934.124.045情境分析能力组内503.5931064.751总数523.185107组间27.000127.0004.156.044实验设计能力组内688.6671066.497总数715.667107组间32.231132.2312.713.102评价反思能力组内1259.20410611.879总数1291.435107软件对后侧问卷对照班和实验班成绩的单因素分析表格，从上表可知，总分、情境分析能0.05，说明实验班和对照班在这在总体上有明显差异，在情境分析能力、实验展。结论与建议研究结论对学生高阶思维培养的作用，具体结论如下：（1）化学实验视角下高阶思维能力内涵：情境分析能力、实验设计能力、反思评价能力。，对于化学实验的高阶思维，是相对于实验操作、实验仪器辨别等重复的程序性操作而言的一种需要学生根据情境的不同，通过思考得出实验方案并进行实验反思的一种能力。时又两两相关。由此证明化学实验高阶思维可以分为以上三个维度。（2）合理利用实验教学可以发展学生高阶思维能力维能力发展的水平整体有显著的差异，说明合理利用实验教学能力有效发展学生的高阶思维。5.2研究反思设计并进行实践，得出研究结论。但是由于本人学识和能力有限，时间和精力不足，本次研究有以下遗憾：严重不足，所得出的结论有一定的片面性。（2）本研究只针对铁及其重要化合物第一课时进行了教学设计和实践，但是高中化学中元素及其化合物知识只中总结归纳研究，为高阶思维能力培养总结出一套高效的实验教学模式。5.3建议简单重复的实验操作无法满足对学生高阶思维能力的培养，学生高阶思维能力的培养需要适合的问题情境，学生在问题情境中不断思考，将复杂问题简化，得到结构良好问题，由问题为导向，指导学生自主设计实验，根据实验现象得出结论，并对整个实验过程进行反思，这才