試析如何有效建構高中化學核心素養(yǎng)

范玉林

一、 引言

在高中階段，化學為重要學科，能否有效開展教學關系到學生能否形成科學意識和綜合能力素養(yǎng)。隨著新課改的持續(xù)推進，提出了培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的明確要求，確保學生可以在化學學習活動中形成運用化學分析和解決問題等關鍵素養(yǎng)，能夠從化學視角認識客觀事物及其變化、結果等。因此，還應加強高中化學核心素養(yǎng)構建研究，以便提出有效的構建方法，全面提高高中化學教學水平，推動學生的全面發(fā)展。

二、 高中化學核心素養(yǎng)構建要求

從高中化學學科核心素養(yǎng)組成上來看，包含“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”五個部分，將對學生知識與技能、學習與過程等各方面的要求融為一體，為學生未來發(fā)展指明方向。立足高中學生的化學學習過程，五個素養(yǎng)擁有各自的側重點，但又起到了相輔相成的作用，能夠幫助學生形成正確化學觀、化學學科學習關鍵能力和必備品格等。

首先，要求學生從微觀和宏觀層面認識物質多樣性，合理進行物質分類的基礎上，從元素、原子、分子水平理解物質構成、性質及其變化，樹立“結構決定性質”的基本觀念，從不同視角對實際問題進行分析。

其次，高中生應認識到物質處于變化和運動狀態(tài)，化學變化需要滿足特定條件，且遵循相應規(guī)律，生成新物質的同時，完成能量轉化?；谠亍①|量和能量守恒視角對化學變化展開分析，應認識到變化存在限度和速率，因此可以基于化學原理解決問題。

再者，高中生應樹立證據意識，結合物質結構、組成及變化提出假設和完成推理分析，在證實或證偽的過程中形成觀點，理清結論與證據的關系。針對化學現象，應運用分析推理方法揭示物質特征、構成要素及關系，建立且運用模型分析事物發(fā)展規(guī)律。

此外，學生應理解科學探究為運用科學解釋、發(fā)現、創(chuàng)造和應用的活動，可以挖掘有價值的問題。圍繞問題和假設，應結合探究目的提出研究方案，采取實驗、調查等方法解答問題，形成合作、質疑、創(chuàng)新精神。

最后，高中生應形成實事求是、崇尚真理等意識，深刻認識到化學在人類物質和精神財產創(chuàng)造方面的貢獻，做到運用化學追求美好幸福生活。從自身做起，應形成綠色低碳、安全環(huán)保等理念，在參與社會化學實踐活動中，對有關問題做出正確判斷，培養(yǎng)科學的生活方式。

三、 高中化學核心素養(yǎng)構建方法

從以往高中化學教學情況來看，面對化學繁雜的知識，教師習慣于緊湊安排課程，強調學習和理解化學原理、公式和解題方法等，確保學生可以取得理想成績，卻忽視了對學生思維、能力、品質等各方面的培養(yǎng)。面對新課改提出的化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，還應深入探究學生學科核心素養(yǎng)的有效構建方法，確保能夠從學科特質出發(fā)培育全面發(fā)展的人才。

(一)加強知識引導 深化學科認知

在高中化學課程教學方面，要求學生學習各種化學原理、公式等知識，還應充分凸顯化學學科的本質特征，即從原子、分子等微觀水平研究物質結構及其變化規(guī)律的同時，能夠從宏觀層面幫助學生認識物質世界，形成從宏觀到微觀的認知架構。為此，教師還應在教學活動中加強知識引導，通過系統(tǒng)性講解化學理論知識深化學生的認知，確保學生可以形成良好化學素養(yǎng)。針對化學知識零散、知識點多等特點，教師可以利用思維導圖完成高中化學知識網絡梳理，以便通過直觀樹狀結構展現化學思維過程，幫助學生理清知識點間的關系，順利建立完整知識網絡。如在學習“化學物質及其變化”的內容時，教師引導學生進行思維導圖的繪制，可以先提出“以組成為標準，可以將物質劃分為幾類？”的問題。學生根據自身認知和查找課本等方式，能夠將物質初步劃分為“純凈物”和“混合物”。在此基礎上，教師可以進一步提出“純凈物可以劃分為幾大類？”等問題，學生則能夠在教師引導下在對應結構下方給出“單質”“化合物”等答案。在順著教師思路進行知識結構整理的過程中，學生能夠明確知識結構和知識點間的關聯，建立完整的化學知識體系。

(二)創(chuàng)設問題情境 揭示物質變化

在指導學生通過化學現象學習物質結構、性質及其變化等理論的過程中，可知許多化學現象屬于自然科學范圍，平時學生缺少深入觀察和分析的機會。局限于簡單幾本教材，學生難以真正理解物質的化學變化，給學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)帶來不利影響。針對這一問題，還應通過創(chuàng)設問題情境揭示物質變化，確保學生可以在情境中體驗和思考，得到思維的激活，經歷質疑、分析、理解等過程，真正掌握化學學習方法和過程。如在學習“噴泉實驗”的內容時，教師可以為學生播放實驗視頻，并提出“你們看到的是什么？”“猜猜是怎么形成的？”“誰能創(chuàng)造這樣一個噴泉？”等一系列問題。結合視頻中的化學現象和之前學習的化學原理，學生能夠從反應激烈程度、溶液前后變化等角度展開分析，運用化學原理提出并闡述自己的觀點，對“噴泉”產生的原因進行猜測。在學生對物質化學變化過程產生基本認識后，教師可以引入氨氣與水反應的原理，并引導學生通過分析“噴泉”產生的條件理解理想氣體狀態(tài)方程內容，嘗試運用學習到的化學知識解釋不同“噴泉”的現象差別。

作為有效的教學方式，問題情境的創(chuàng)設還應滿足學生的學習需求，確?？梢杂行Ъぐl(fā)學生問題分析和思考興趣。為此，教師還應提前開展調查，做到掌握每名學生的知識儲備、學習能力、興趣愛好等情況，以便合理進行問題情境創(chuàng)設和提出問題，確保不同層次學生能夠沿著自己的思路開展學習活動。因此問題的設計不僅要與學習的內容密切相關，同時應凸顯趣味性、層次性。例如，在學習“化學反應與能量變化”的內容時，教師可以向學生展示稀硫酸與氫氧化鈉、氫氧化鋇和氯化銨固體等不同的實驗視頻，提出“反應中催化劑將起到哪些作用？”“催化劑如何發(fā)揮作用？”等不同問題，由學生根據各自的興趣和學習能力選擇需要解決的問題，在不知不覺中隨著問題深入剖析理解化學反應原理，嘗試運用原理解決其他問題。通過設計各種巧妙問題，合理創(chuàng)建問題情境，可以將學生帶入感興趣的情境中，采取自主分析、合作學習等手段探究化學原理，形成較強的學習能力。

(三)強化實驗教學 鍛煉建模能力

在化學學習過程中，需要將實驗當成是基本手段對事物本質進行探討，利用模型分析推理方法完成證實或證偽。由此可見，化學是將實驗當成是主要學習手段的學科，因此還應通過強化實驗教學鍛煉學生的建模能力。在新知識學習時，通過開展實驗將抽象內容具體化，指導學生進行認知性建模，可以幫助學生順利理解新知識，從而嘗試利用建模方法解答化學問題。如在學習“銅-鋅-硫酸原電池”的內容時，通過實驗確定利用自發(fā)氧化還原反應可以產生電流的化學原理后，針對“是否全部自發(fā)氧化還原反應可以設計為原電池？”的問題，學生在提出假設后可以建立原電池基本模型，明確羅列出“原電池正負極物質結構及性質”“兩極反應發(fā)生條件”“內、外電流閉合回路形成條件”等信息。通過將抽象問題實體化，理清知識條理，建立單質、氧化物等金屬元素模型和非金屬元素模型，根據結構性原則確認物質聯系，做到有效運用已掌握的化學知識論證假設，解決化學問題，形成化學學習的關鍵能力。

在化學學習中，學生可以圍繞不同問題建立思維模型、物理模型、概念模型等各種模型，關鍵在于引導學生利用文字、圖形等各種方式進行具象化表達，確?？梢赃\用相關知識完成事物內在機理的有效描述，充分體現模型的應用價值。為此，還需合理設計化學實驗，確?；瘜W學習為連貫過程，如在原電池實驗中教師在確認學生完成實驗具體過程和形式觀察后要求學生親自動手操作，應督促學生根據自己的假設和建模分析理論進行逐步驗證，如將銅片和鋅片放入稀硫酸確定是否發(fā)生反應。結合論證目標，學生可以設計將連接導線的銅片和鋅片同時插入稀硫酸溶液等試驗步驟，并觀察和記錄銅片、鋅片上是否出現氣泡，利用現象反向論證模型是否有效，確保學生將化學當成是立體學科，能夠從整體上掌握化學分析和解決問題的思路與過程。通過親眼觀察和親自動手，可以將化學問題和建模過程化繁為簡，給學生留下深刻印象的同時，使學生能夠熟練運用建模方法學習化學知識。

(四)組織探究活動 培養(yǎng)化學精神

為幫助學生深入體會化學學科的價值，形成科學探究與創(chuàng)新精神，還需要組織豐富的探究活動，有效集中學生注意力和激發(fā)學生探究欲望，促使學生在實踐中獲得深切的學科學習體會。如在學習“膠體相關知識”時，教師可以先播放電影《天下無賊》中的精彩片段，由“剝雞蛋時內層薄膜可以起到保護蛋黃和蛋清作用”的現象進行討論，鼓勵學生探究現象形成原因。基于化學思維對物質成分展開分析，學生可以將蛋黃、蛋清和薄膜看成是濁液、溶液和膠體，根據物質分散質粒子大小關系進行分析，進一步認清三種物質的區(qū)別，對生活現象做出科學解讀。在此基礎上，教師適時提出茶葉蛋中各部分都帶有茶葉味道的話題，學生則能利用擴散知識進行解讀，充分體會化學學科魅力。從實際問題出發(fā)組織學生開展探究活動，才能幫助學生真切參與到知識學習和運用過程中，體會到化學知識的奇妙之處，繼而產生源源不斷的探究動力。

從學生日常接觸的事物出發(fā)開展化學探究活動，也能有效培養(yǎng)學生的化學精神。如高中化學中不少課堂演示實驗常常給人留下現象不明顯、裝置煩瑣、時間長等問題，教師可以組織學生開展創(chuàng)新性實驗，引導學生利用積累的知識和經驗解決日常遇到的問題，獲得化學學習的成就感。例如，在氯氣制取實驗中按照教材方法將使用大量藥品和儀器，導致實驗較為煩瑣，因此學生無法參與實驗。為滿足學生的實踐需求，可以采取項目教學方式組織學生進行實驗裝置改進設計，調整和優(yōu)化實驗操作，如利用恒壓式分液漏斗替代常規(guī)漏斗、將測試用紅色布條塞入導管、整合制取和除雜過程等。在整個探究過程中，教師需要實時觀察和引導，確保過程安全的同時，使學生可以正確運用化學知識和方法。在探究活動結束后，組織學生進行操作總結，能夠使學生實現情感升華，形成創(chuàng)新意識、探究精神等，為學生的全面發(fā)展奠定良好基礎。

(五)貼近社會現實 提升科學素養(yǎng)

高中化學教學不僅要求學生掌握科學方法和形成探究能力，還要求學生理解化學和社會、環(huán)境間的相互作用，培養(yǎng)學生實事求是等科學態(tài)度和良好生活習慣。從這一角度開展教學，還應使教學內容貼近現實生活，確保能夠向學生傳遞綠色環(huán)保等學科價值觀，提升學生的科學素養(yǎng)。例如，在學習“改善大氣質量”的內容時，根據以往學習的知識理解汽車尾氣，可知存在氮氣與氧氣反應生成一氧化氮的現象，將給大氣環(huán)境帶來污染。針對這一問題，教師可以鼓勵學生提出自己的解決方案，學生將提出使一氧化碳和一氧化氮反應生成氮氣和二氧化碳、尋找代替燃油的化學資源等各種措施，不僅可以鞏固以往學習到的知識，也能強化學生的綠色環(huán)保理念和社會責任意識。

從社會實際問題出發(fā)，能夠幫助學生加強理論與實踐的聯系，形成觀察、發(fā)現和解決實際問題的思維和能力，產生終身學習化學的追求，對學生今后發(fā)展具有重要意義。如在學習資源開發(fā)利用中，向學生播放海洋視頻，在學生感慨海洋寬廣、幽深時，提出“有哪些資源值得開發(fā)？”的問題，可以引導學生深入思考，做到學以致用。從化學學科角度引導學生分析，學生則能意識到海水中含有豐富的金屬礦物、鹽類等各種物質，然后嘗試運用化學知識提出從鎂鹽中提取鎂元素等方案。以小組討論等形式展開廣泛討論，不斷延伸分析內容，可以引導學生加強化學知識的運用。最終回歸生活實踐，從反應條件、化學污染等各方面對方案的可行性進行討論，能夠使學生形成科學思維的同時，堅定綠色可持續(xù)發(fā)展理念，逐步形成化學核心素養(yǎng)。而這些觀念、素養(yǎng)得到不斷鞏固，能夠對學生行為產生重要影響，促使學生在學習、生活中形成運用化學分析事物的良好習慣和注重環(huán)保的健康觀念，從而推動學生的全面發(fā)展。

四、 結語

在高中化學教學方面，還應結合學科核心素養(yǎng)組織開展各種教學活動，確?？梢院侠硪龑W生學習化學知識，從微觀和宏觀層面建立完整化學知識架構，并通過創(chuàng)設問題情境幫助學生理解化學平衡和物質本質，探究變化規(guī)律。開展實驗教學，引領學生通過建模方式進行推理論證，并通過組織各種探究活動培養(yǎng)學生的合作、質疑等精神，能夠使學生掌握科學探究方法過程，形成化學學習的關鍵能力。最后從理論結合實踐角度開展教學，使學生深刻認識化學與生活的緊密聯系，能夠有效提升學生品質，為學生今后發(fā)展奠定良好基礎。