高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育路徑探析

黃春珍

摘 要：目前高中化學(xué)學(xué)科受多因素影響存在一定問題，未能較好地落實現(xiàn)代教育提出的培育學(xué)生核心素養(yǎng)目標(biāo)，不利于學(xué)生全面發(fā)展。對此，本文結(jié)合高中化學(xué)學(xué)科的基本特征，從不同層面培育學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，讓他們將來更好地適應(yīng)社會發(fā)展，希望能夠為教育工作者和研究者提供參考。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；核心素養(yǎng)；培育路徑

隨著新課程全面實施，培育學(xué)生核心素養(yǎng)已成為各個學(xué)科重中之重，化學(xué)作為高中教育重點學(xué)科，需要教師在深入剖析新高考內(nèi)容和明確新高考目的基礎(chǔ)上優(yōu)化教學(xué)方式，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

一、培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析能力

宏觀辨識與微觀探析是化學(xué)學(xué)科與其他科目相比明顯不同的重要標(biāo)識，體現(xiàn)出化學(xué)思維和觀念，也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)理論的關(guān)鍵要素。在素質(zhì)教育和教育教學(xué)全面改革背景下，高中化學(xué)學(xué)科已將教學(xué)重點傾向于核心素養(yǎng)培育，其中宏觀辨識與微觀探析能讓課堂充滿創(chuàng)新且科學(xué)氛圍，引領(lǐng)學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合層面理解和掌握化學(xué)知識，實現(xiàn)真正意義層面深入學(xué)習(xí)。

（一）基于微觀尋找本因，完成概念構(gòu)建

一般化學(xué)學(xué)科基本用語以概念表示的宏觀與微觀意義為基礎(chǔ)，物質(zhì)性質(zhì)由物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定，所以，教師需指導(dǎo)學(xué)生基于微觀層面尋找本因以及從物質(zhì)結(jié)構(gòu)明確物質(zhì)性質(zhì)并在此基礎(chǔ)上建構(gòu)概念。成功的化學(xué)實驗建立在科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)實驗過程基礎(chǔ)上，但在實驗中受若干因素影響不可避免會失敗，學(xué)生要學(xué)會基于微觀層面尋找本因，發(fā)現(xiàn)實驗錯誤之處，高效理解和掌握化學(xué)基礎(chǔ)概念[1]。以“鹽類的水解”教學(xué)為例，教師在課堂教學(xué)中設(shè)置以下問題讓學(xué)生思考，酸性氯化銨與水相融后，請問溶液中微粒有哪些？此類微粒間會相互發(fā)生反應(yīng)并形成全新物質(zhì)嗎？結(jié)合所學(xué)的弱堿與弱酸電離方程式是否可順利書寫鹽類的水解方程式？學(xué)生在思考上述問題時嘗試對鹽類水解的微觀解釋進(jìn)行探析，再結(jié)合推理歸納總結(jié)鹽類水解原理及相關(guān)知識點，順利建構(gòu)鹽類水解概念。

（二）開展化學(xué)實驗教學(xué)，宏觀和微觀建立聯(lián)系

化學(xué)學(xué)科的進(jìn)步與發(fā)展離不開實驗的輔助與支持，通過實驗不僅可以看到宏觀的化學(xué)現(xiàn)象，還能夠更好地探究微觀化學(xué)本質(zhì)及原理。故而在高中化學(xué)教學(xué)中，開設(shè)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識和微觀探析核心素養(yǎng)重要方式，教師應(yīng)及時轉(zhuǎn)變之前“重理論、輕實驗”的落后觀念，主動帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計和操作，使其在實驗中親眼看到化學(xué)現(xiàn)象，以此為基礎(chǔ)對宏觀現(xiàn)象進(jìn)行辨識，再從宏觀視角對微觀化學(xué)變化展開分析和研究，了解化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)和變化情況，將宏觀和微觀建立聯(lián)系[2]。以“金屬鈉及鈉的化合物”教學(xué)為例，教師需事先轉(zhuǎn)變好鈉、小刀、鑷子和濾紙材料，先通過演示實驗從認(rèn)知層面引起學(xué)生的主動關(guān)注，詢問：你們是否相信水可以把酒精燈給點燃？學(xué)生往往認(rèn)為這是不可能的，然后從拿出一小塊金屬鈉，用小刀切割一小塊放到酒精燈的燈芯里面，并通過滴管往上面滴幾滴水，可以看到酒精燈瞬間被點燃，引起他們的好奇與震驚，甚至有同學(xué)質(zhì)疑水有問題?；瘜W(xué)教師講道；“上述現(xiàn)象源自鈉的反應(yīng)的形成?！笔聦嵣希瑢W(xué)生早已在初中化學(xué)時期已學(xué)習(xí)過金屬鈉性質(zhì)，然而整體認(rèn)知程度相對淺顯。高中化學(xué)金屬鈉性質(zhì)知識點是先基于微觀視角研究鈉原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再結(jié)合宏觀現(xiàn)象對鈉的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行歸納。對此，教師可先在多媒體設(shè)備的大屏幕上直觀、放大的出示鈉原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生親眼看到金屬鈉最外層電子數(shù)，使他們體會到1個電子數(shù)很難維持自身的穩(wěn)定性。為使學(xué)生對鈉的特征印象更為深刻，教師可操作實驗：先從煤油中取出一塊金屬鈉，再使用小刀進(jìn)行切割，可以看到切割面是銀白色的，且有光澤，但是光澤會快速散去，他們結(jié)合這一現(xiàn)象將會聯(lián)想到鈉原子難以保持自身穩(wěn)定性的特征。另外，教師可指導(dǎo)學(xué)生親自動手切割金屬一小塊鈉，再把它放到玻璃管里面，然后使用運用酒精燈進(jìn)行加熱，能夠看到玻璃管中的鈉將會迅速燃燒，再由淡黃色物質(zhì)生成，借機(jī)要求他們寫出相應(yīng)的方程式，使其意識到淡黃色的生成物是過氧化鈉，深入理解電子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)。

二、培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與平衡思想

變化觀念與平衡思想是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，此素養(yǎng)本質(zhì)含義即物質(zhì)的轉(zhuǎn)化層面以及通過平衡理論解析物質(zhì)變化。變化與平衡并非并列，二者只有隨著變化過程才會產(chǎn)生與平衡有關(guān)問題。當(dāng)前高中化學(xué)反應(yīng)僅從簡單記憶著手，學(xué)生無法將所學(xué)知識應(yīng)用于實際問題分析和解答，融會貫通更不知從何談起[3]。所以，高中化學(xué)教師要指導(dǎo)學(xué)生理解反應(yīng)規(guī)律與本質(zhì)并從量變與質(zhì)變、內(nèi)外因等對物質(zhì)化學(xué)變化展開全面分析，切實提升化學(xué)學(xué)習(xí)成效。

（一）結(jié)合生活現(xiàn)象，理解知識內(nèi)涵

高效開展教學(xué)可采取創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方式，高中化學(xué)很多知識點都源自現(xiàn)實生活，結(jié)合生活現(xiàn)象可提升教學(xué)成效。例如，在“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”相關(guān)知識的教學(xué)中，教師可以結(jié)合生活中真正存在的化學(xué)現(xiàn)象輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生把握相關(guān)知識要點，并培養(yǎng)他們的變化觀念與平衡思想。課堂上，教師先展示鉆木取火與木頭燃燒的生活現(xiàn)象，引領(lǐng)學(xué)生基于化學(xué)視角對以上現(xiàn)象進(jìn)行分析和探究，使其發(fā)現(xiàn)木頭燃燒時會釋放出熱量，借機(jī)呈現(xiàn)放熱反應(yīng)的內(nèi)容，然后利用鍛造石灰石產(chǎn)生石灰這一生活現(xiàn)象揭示吸熱反應(yīng)相關(guān)內(nèi)容，借此指引他們思考放熱與吸熱化學(xué)反應(yīng)中的能量化過程和變化情況，促進(jìn)變化觀念與平衡思想素養(yǎng)的發(fā)展及形成。

（二）課程目標(biāo)分解，持續(xù)增強(qiáng)練習(xí)

變化觀念和平衡思想比較強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)的過程即處于不斷變化中，所以在探究變化時需傾向于對化學(xué)現(xiàn)象背后呈現(xiàn)出的化學(xué)變化實質(zhì)的研究，讓學(xué)生真正理解化學(xué)知識的內(nèi)涵與化學(xué)變化的本質(zhì)。因此，高中化學(xué)教師可采用對課程目標(biāo)分解的方式把所授內(nèi)容拆分成適當(dāng)?shù)娜舾蓚€小部分，帶領(lǐng)學(xué)生逐個學(xué)習(xí)與理解，讓他們基于本質(zhì)視角深度掌握化學(xué)知識的內(nèi)涵[4]。比如，在開展“化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度”相關(guān)知識教學(xué)時，教師可以借助對氯化鈣和硫酸鈉反應(yīng)優(yōu)化教學(xué)，先對化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行細(xì)化及分解，再指導(dǎo)學(xué)生展開逐層探究，維系他們的學(xué)習(xí)興致，如取3mL濃度是1mol/L的氯化鈣溶液和5mL濃度是1mol/L的硫酸鈉進(jìn)行混合，認(rèn)真觀察反應(yīng)情況，隨后取氯化鈣與硫酸鈉形成的少量少層溶液，再滴入適量的濃度一樣的碳酸鈉溶液，繼續(xù)觀察反應(yīng)情況。這樣教師把一個完整的化學(xué)反應(yīng)分解成若干個步驟并引領(lǐng)學(xué)生觀察和理解，達(dá)到逐一突破知識點效果。

（三）做好類別遷移，研究化學(xué)規(guī)律

新時期的高中化學(xué)教學(xué)肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重任，化學(xué)教學(xué)比較強(qiáng)調(diào)從特殊現(xiàn)象到普遍現(xiàn)象的研究，達(dá)到從點到面的目的，教師可采用類比遷移的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生一邊學(xué)習(xí)基本化學(xué)理論知識，一邊體會化學(xué)原理的本質(zhì)，帶領(lǐng)他們深度研究化學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，使其化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得以持續(xù)發(fā)展。舉個例子，在“鹽類的水解”相關(guān)知識的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過有關(guān)水的電離和溶液pH值等基礎(chǔ)性知識，教師據(jù)此設(shè)計類比遷移教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生深層次分析鹽溶液所呈現(xiàn)的酸堿性，如在氯化銨溶液這一鹽溶液中存在銨離子與氯離子兩個離子，水溶液中存在氫離子和氫氧化根兩個離子，其中氫氧化鈉與銨離子結(jié)合生成氨水，此時溶液中氫離子濃度〉氫氧化銨離子濃度，溶液在此時呈酸性，從上述可得知，部分化學(xué)反應(yīng)互通且反應(yīng)原理也較為相似。教師在教學(xué)中根據(jù)前期知識內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生類別分析，幫助學(xué)生夯實基礎(chǔ)的同時鞏固所學(xué)新知，最重要能掌握化學(xué)本質(zhì)知識和形成變化觀念與平衡思想。

三、培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推斷與模型認(rèn)知

所謂證據(jù)推斷與模型認(rèn)知素養(yǎng)，指的是學(xué)生應(yīng)具有較強(qiáng)的證據(jù)意識，且可以結(jié)合證據(jù)圍繞所學(xué)習(xí)的知識，提出相應(yīng)的假設(shè)或者可能，然后利用獲取到的數(shù)據(jù)展開推理和分析，對假設(shè)與可能進(jìn)行驗證，獲得相應(yīng)的結(jié)論，且找到證據(jù)間之間存在的邏輯關(guān)系。當(dāng)前教育改革重點之一即培養(yǎng)學(xué)生推理能力和思維，其中科學(xué)研究與實踐重要環(huán)節(jié)即篩選、識別證據(jù)、轉(zhuǎn)換形成證據(jù)以及應(yīng)用與評價證據(jù)。我國教育高度重視推理思維培育，化學(xué)學(xué)科也將其列為重點[5]。同時，化學(xué)還比較注重對學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)的培養(yǎng)，通過分析與推理的方式來了解所研究化學(xué)對象的基本構(gòu)成要素、特征和本質(zhì)等，據(jù)此構(gòu)建相應(yīng)的認(rèn)知模型，再結(jié)合模型對化學(xué)原理或者規(guī)律進(jìn)行解釋，最終順利把化學(xué)本質(zhì)給揭示出來。

（一）基于現(xiàn)象證據(jù)推導(dǎo)原子結(jié)構(gòu)模型

實驗是化學(xué)學(xué)科重要組成，學(xué)生可通過實驗觀察到知識形成過程，再將實驗現(xiàn)象作為證據(jù)加以推理，認(rèn)識物質(zhì)微觀構(gòu)成。以“人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識”相關(guān)知識教學(xué)為例，教師為學(xué)生播放盧瑟福a粒子轟擊金箔實驗?zāi)M動畫并指出，金具有較好的延展性，2009年美國《新聞周刊》報道指出，最薄的金箔上面有2個金原子，其中a粒子為He2+，缺少核外兩個電子的氦原子核。形成以下現(xiàn)象：1.多數(shù)a粒子會好似沒有任何阻礙一樣穿過金箔；2.少數(shù)a粒子出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)；3.個別a粒子會被彈回。教師根據(jù)上述三個現(xiàn)象引領(lǐng)學(xué)生思考現(xiàn)象出現(xiàn)原因，學(xué)生在此過程中十分容易基于實驗證據(jù)推理以下結(jié)論，即原子基本為中空的，故而，多數(shù)a粒子會毫無阻礙直接穿過金箔；個別a粒子被彈回主要因為a粒子自身附帶正電荷，對此原子中附帶正電荷的部分原子核；教師在此之后以問題鏈形式引導(dǎo)學(xué)生推理原子結(jié)構(gòu)結(jié)論。問題1極個別、少數(shù)和多數(shù)分別表示的是什么？問題2播放以下動畫：白色桌球撞擊黑色桌球，讓黑色桌球落袋，白色桌球仍然處于原來位置，這對你們有什么啟示？問題3整個原子的電是中性，能夠說明什么？讓學(xué)生根據(jù)個人想象畫出相應(yīng)的原子結(jié)構(gòu)模型，使其結(jié)合結(jié)構(gòu)親自對原子結(jié)構(gòu)模型的形成進(jìn)行解釋，助推他們深層次理解這些知識。

（二）合理設(shè)計推理過程

核心素養(yǎng)培育建立在具體教學(xué)過程基礎(chǔ)上。當(dāng)前，高中化學(xué)教師面臨如何在建構(gòu)知識體系的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生形成核心素養(yǎng)難題，考查教師對教學(xué)內(nèi)容和方式的優(yōu)化和改進(jìn)能力。針對證據(jù)推斷與模型理解這一核心素養(yǎng)培育，若在建構(gòu)知識體系中增強(qiáng)學(xué)生收集和利用證據(jù)意識，即可培養(yǎng)學(xué)生建模能力以及提升其推理水平。以“鹽類的水解”相關(guān)知識教學(xué)為例，化學(xué)教師先為學(xué)生演示以下實驗，即取少量的KNO3、Na2CO3、CH3COONa、NH4Cl、NaCl等固體并將其與水相融合，再對此溶液的pH值進(jìn)行推測，要求學(xué)生思考和分析鹽溶液的酸堿性，以及酸堿性強(qiáng)弱之間的關(guān)系，指導(dǎo)學(xué)生指導(dǎo)收集當(dāng)固體溶到水里面以后的pH值，當(dāng)作證據(jù)，然后進(jìn)行推理，促進(jìn)他們新認(rèn)知的形成。在這一環(huán)節(jié)，學(xué)生通過科學(xué)分析與邏輯思維能夠正確推理出酸堿的酸堿度同生成鹽溶液的規(guī)律，使其自主得出相應(yīng)的結(jié)論，會在此過程中發(fā)現(xiàn)鹽酸溶液的酸堿性來自生成該鹽的酸或堿的強(qiáng)弱。

四、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識

所謂科學(xué)探究即為進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造與應(yīng)用的一類科學(xué)探究實踐活動，學(xué)生在科學(xué)探究活動中需發(fā)現(xiàn)與提出極具價值意義的問題，且基于問題和假設(shè)視角確定具體的探究目的，制訂出科學(xué)合理的探究方案，以及在探究中學(xué)會與他人合作，敢于針對異?，F(xiàn)象提出專屬于自身見解。高中化學(xué)教師需結(jié)合學(xué)生學(xué)情從不同層面培養(yǎng)其科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。

（一）規(guī)范實驗操作流程，引導(dǎo)學(xué)生在探究中創(chuàng)新

化學(xué)教師組織學(xué)生參與實驗活動時需不斷對教學(xué)流程進(jìn)行優(yōu)化，通過演示分析和創(chuàng)設(shè)情境吸引學(xué)生注意力。在此過程中要求學(xué)生獨立思考和提出猜測，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識成效。以“溶液組成的定量研究”中實驗－配制－定物質(zhì)的量的濃度溶液教學(xué)為例，教師在正式授課前為學(xué)生播放一段科技資訊吸引其注意力，要求學(xué)生在觀察影片時記錄使用的實驗器材，歸納總結(jié)實驗步驟。再分析各個實驗原理，課堂上與其他學(xué)生相互交流想法和觀點，嘗試反向推導(dǎo)整個實驗計劃?；瘜W(xué)教師在此基礎(chǔ)上為學(xué)生提供相關(guān)實驗設(shè)備并鼓勵其運用生活用品研制全新實驗設(shè)備，例如可將日常飲用玻璃杯作為大容器，塑料吸管作為導(dǎo)流桿并在家中運用若干個湯匙挖掘固體。待實驗設(shè)備準(zhǔn)備完畢后，教師指導(dǎo)學(xué)生組成小組開展實驗并明確實驗對象，運用清水、小蘇打、糖、鹽等材料加以配制，學(xué)生在自主實驗操作中可體驗科學(xué)探究樂趣，最重要在此過程中掌握正確解決方案配制程序和方式，并在研發(fā)新器材中形成轉(zhuǎn)化思想，增強(qiáng)創(chuàng)造力與動手操作能力。

（二）引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，優(yōu)化實驗探究思路

每位學(xué)生都是獨立個體，具有不同的思維方式和學(xué)習(xí)能力，正因如此在實驗操作中相對靈活，較易出現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)誤差。教師針對此可先讓學(xué)生回顧整個實驗，梳理所有步驟，尋找誤差根源并加以修正，獲得正確結(jié)論。以《探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化》章節(jié)中“鐵及其化合物的性質(zhì)”實驗為例，學(xué)生因?qū)嶒灧椒ê筒僮鞣且?guī)范造成無法獲取精準(zhǔn)結(jié)論。教師在課堂教學(xué)中可實時觀察和記錄學(xué)生，為學(xué)生播放錯誤實驗視頻，指導(dǎo)學(xué)生反思自身在實驗中錯誤行為，再不斷改進(jìn)，切實提升學(xué)生思維能力，增強(qiáng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

結(jié)束語

總之，核心素養(yǎng)是當(dāng)前教育教學(xué)重難點，高中化學(xué)教師根據(jù)學(xué)生學(xué)情與學(xué)科特征從不同層面培育學(xué)生核心素養(yǎng)，促使學(xué)生在理解和掌握化學(xué)知識的同時發(fā)展思維品質(zhì)，切實提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合素質(zhì)。

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