深化化學學科核心素養(yǎng)對高中生的認知影響

高峰

新課程改革以來，對“素質(zhì)教育”“核心素養(yǎng)”的研究就一直持續(xù)，多學科、多領域在借鑒國際教育和總結國內(nèi)教育的基礎上，對“素養(yǎng)”一詞賦予新的意義，是指“個體在特定的情境下能成功地滿足情境的復雜要求與挑戰(zhàn)，并能順利地執(zhí)行生活任務的內(nèi)在先決條件”。而“核心素養(yǎng)”是“個體適應未來社會生活和個人終身發(fā)展所必須具備的”，而后我國學者將“核心素養(yǎng)”定義為“學生適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力”。

化學學科核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任等五個方面。作為一線教育工作者，必須弄清核心素養(yǎng)與素質(zhì)教育的關系、核心素養(yǎng)與三維目標的關系、核心素養(yǎng)與學科核心素養(yǎng)的關系，堅持以立德樹人為宗旨，立足課堂教學，著力培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，使學科獨特的教育價值在學生身上得到體現(xiàn)和落實。

一、注重宏微結合，形成“位-構-性”的學習方法

化學是一門在原子分子層面上研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學，宏觀辨識、微觀探析是化學學科有別于其他學科的基本特性之一。宏觀辨識要求，能通過觀察辨識一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象。微觀探析要求，能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結構和性質(zhì)的聯(lián)系，能根據(jù)物質(zhì)的微觀結構預測物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)和可能發(fā)生的變化，形成“結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應用”的觀念。

例如，學習“物質(zhì)的量”，它是把宏觀的物質(zhì)的量的標度和微觀的物質(zhì)的量的標度建立了一個橋梁和紐帶的作用，為我們認識微觀世界提供了一個重要的量的參考依據(jù)，有了物質(zhì)的量這個概念之后，我們可以在我們的印象里對微觀世界有了一個標度，這為我們更好的認識微觀世界提供了一個定量的概念，使我們和宏觀聯(lián)系起來更清晰的定量化一些物質(zhì)。

二、建立變化觀念，形成思辨的思想

化學學科核心素養(yǎng)中明確提出要培養(yǎng)學生的“變化觀念與平衡思想”，化學學科思想是化學科學在認識物質(zhì)、改造物質(zhì)和應用物質(zhì)過程中所體現(xiàn)出的具有化學學科特征的最具影響力的思想集合體，例如物質(zhì)變化思想、質(zhì)量守恒思想以及物質(zhì)結構決定性質(zhì)的思想等。變化觀念與平衡思想要求能從不同視角對紛繁復雜的化學變化進行分類研究，逐步揭示各類變化的特征和規(guī)律；能用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的觀點考察、分析化學反應，預測在一定條件某種物質(zhì)可能發(fā)生的化學變化。

例如，高爐煉鐵這個過程中，不管加高多高的煙囪，始終會有一氧化碳生成。原來高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑，從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經(jīng)預熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。這個過程中碳還原氧化鐵的反應在該條件下達到了最大程度，也就是化學反應限度，即化學平衡。

三、建構思想觀念，培養(yǎng)模型意識

“科學思維”主要包括科學推理、科學論證、模型建構、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。科學推理和科學論證在化學學科核心素養(yǎng)中具體表述為證據(jù)推理，模型建構源自科學研究，是人類認識事物的重要方法，因而模型認知也是學生學習化學的重要方式。它是在已獲得大量感性認識的基礎上，以理想化的思維方式對化學事實進行近似、形象和整體的描述，進而揭示其本質(zhì)和規(guī)律的認知方式。化學教學中借助于模型認知有利于化抽象為具體、化復雜為簡單、化深奧為淺顯，加深學生對于具體事物的復雜聯(lián)系或本質(zhì)屬性的深刻理解和認識。

四、引導實驗創(chuàng)新，注重綠色化、一體化

化學是一門與實驗相關的自然學科。在化學教學中引導學生實驗探究，有助于學生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題，培養(yǎng)學生的問題意識；根據(jù)問題解決，明確探究目的，設計并優(yōu)化實驗方案，有助于學生了解科學探究的一般方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；通過相互合作完成實驗操作、觀察記錄實驗現(xiàn)象，對實驗現(xiàn)象進行信息加工并獲得結論，有助于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、科學精神、科學思維和合作意識。

例如，實驗室制備氨氣、氨氣的噴泉實驗與氨氣性質(zhì)的檢驗這三個實驗就可以設計成一體式，如果這三個實驗分開來做的話，氨氣會對實驗者造成不適、對環(huán)境會造成污染。

五、啟發(fā)科學精神，發(fā)揚嚴謹求學的科學態(tài)度

科學精神與社會責任要求具有終身學習的意識和嚴謹求實的科學態(tài)度，深刻理解化學、技術、社會和環(huán)境之間的相互關系，贊賞化學對社會發(fā)展的重大貢獻，積極參與有關化學問題的社會決策。旨在引導學生樹立嚴謹、求真務實的科研態(tài)度，樹立勇于探索未知世界、崇尚真理的科學精神，樹立可持續(xù)發(fā)展和綠色化學觀念，對于化學有關的社會熱點問題作出正確的價值選擇和判斷，辯證全面看待化學的是非功過，培養(yǎng)學生正確看待事物的方法，讓大眾認識到“化學不是問題，化學是解決問題的?！?/p>

以原子結構模型演變?yōu)槔咏Y構是科學家在大量實驗研究的基礎之上，采用模型化的方法，運用假設、推理和例證等科學方法，逐步揭示了原子結構的奧秘。從19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體；到1897年，英國科學家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子；再到1904年提出“葡萄干面包式”的原子結構模型；到1911年英國物理學家盧瑟福提出了帶核的原子結構模型；再到1913年丹麥物理學家波爾引入量子論觀點，提出電子在一定軌道上運動的原子結構模型；最后奧地利物理學家薛定諤提出電子云模型。漫長的日子里，科學家們從迷茫到建立雛形，從不斷質(zhì)疑聲中堅持實驗，突破思維，不斷創(chuàng)新，最終取得成功。

綜上所述，中學化學“核心素養(yǎng)”具備關鍵性、穩(wěn)定性、獨特性、生長性和實踐性等特征?；瘜W學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)必須以具體的化學知識為依托，讓學生在化學知識學習的活動過程中形成和發(fā)展，從而為學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)做出化學學科應有的貢獻。