論化學核心素養的五大要素

摘要：化學核心素養培養是深化化學教學改革的關鍵，研究化學核心素養內涵具有重要的理論及現實價值。化學核心素養凸顯化學智慧，從教育功能和學科價值看，化學核心素養包含符號表征技能、“宏微符”結合視角、變化守恒觀念、化學解釋思維、科學探究精神五大要素。

關鍵詞：化學核心素養;五大要素

核心素養研究一直是國際教育界關注的重點，2016年9月《中國學生發展核心素養》明確了核心素養概念，強化了個體與社會的雙重屬性，通過對必備品格和關鍵能力的重點培養，塑造核心價值，促進全面發展。學科核心素養既是素養教育的著力點，同時也是素質教育的拓展和深化的基礎，如何落實學科核心素養是深化基礎教育、培養創新人才的重點和難點。

一、化學核心素養的內涵和特點

核心素養教育是對培養創新型人才的聚焦和精細，是建構學習共同體的一種重要動力。鐘啟泉先生認為“核心素養是作為客體側面的教育內容與作為主體側面的學習者關鍵能力的統一體而表現出來的。”宏觀揭示了核心素養教育的本質體現。^[1]而李藝等人則從微觀角度分析了核心素養教育應該從“雙基指向→問題解決指向→科學（廣義）指向”^{[2] ?} 三個層次把握，三個層次逐步遞進，符合學生的認知規律，具有成長性、發展性特點。學科核心素養是核心素養教育的重要內容，它注重從學科課程教學角度，進行頂層思維設計，將外顯的動態實踐內化為靜態穩定的人格素養，追尋推動個體成長及社會發展所必需的品格及能力的場域建設，從而由點及面順應個體成長發展，進而創造社會價值。

化學核心素養教育首先強調關鍵能力的培養，能力是解決具體問題的綜合體現。隱性能力資本需要廣博的知識儲蓄、熟練的基本技能及豐富的活動經驗，對學生的思維方式具有極高的要求，關鍵的化學學科能力也必須具有學科特色。二是從培養必備品格出發，化學作為一門科學，科學素養的培養當然放在首要，科學素養包括科學態度、科學方法以及探究創新能力，嚴謹的科學態度、求實的創新精神，對樹立學生的價值觀具有重要的引領作用。一些學者認為化學核心素養主要包括化學信息素養;化學思維素養;創新素養;正確的情感、態度和價值觀等。^[3]不難看出，其實更多帶有基本素養的指向和概括，沒有突出“核心”二字。部分專家則認為化學核心素養包括了“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”、“科學探究與創新意識”、“科學精神與社會責任”^{[4] [5]}方面。突出了學科特色，分析了化學核心素養的具體內涵，具有一定的參考價值。

化學素養，既要強調教育的價值，又要突出學科特色，具體包括了化學學科在知識、技能、方法和思想觀念層面的內容，主要表現在掌握化學基礎知識技能，能運用科學方法分析問題，對化學信息結構重組并能有效解決具體化學問題，從而建立起認識化學事物、分析化學問題的科學的世界觀和方法論。化學核心素養則以問題為導向，在認知整合、分析探究、實踐反思的經驗積累中，提升學科專業素養，開發學科育人價值，結合學科發展和學生已有經驗建構最基礎的、學生發展最需要的化學學科智慧，創新化學學科教學理論與實踐，以提高學生的整體素養。化學學科核心素養應充分體現化學學科的教育功能，主要包含符號表征技能、“宏微符”結合視角、變化守恒觀念、化學解釋思維、科學探究精神五大要素。其具體關系如圖1：

化學核心素養的五大要素相互關聯，彼此滲透。五大要素表現為三大技能：職業技能體現專業性，具有化學學科顯著特色，突出學理價值;信息技能注重發展性，在專業技能上強調解決問題的能力，彰顯實踐價值;創新技能以兩者為基礎，對個體的綜合素養的重塑和拔高，探究創新強化對能力和品格的雙重培養，也是對新時代人才培養的高標準嚴要求。

二、化學核心素養的五大要素

五大要素的出發點是通過系統的化學學科課程學習，培養學生的關鍵的職業技能、信息技能和創新技能及創新探究精神，促進學生的身心發展，激發潛能，立足專業謀求發展創新，從而實現最大化的個人價值和社會價值。其價值取向是從精英專業到發展創新，是基礎同時也是核心。五大要素具有專業性、發展性和創新性特點。

（一）符號表征技能

化學符號是化學研究和交流的工具，“是化學學科的通用語言，既可以從微觀水平上解釋物質的組成和變化，又可以從宏觀水平上描述物質的狀態和性質，可以說是聯系宏觀和微觀的橋梁和中介，是學習化學必須掌握的語言”^[6]是經過長期的化學知識積累和化學問題實踐過程中，形成的具有學科特色的對化學信息進行表征的一種交流工具，為國際通用。通過化學符號表征，化學信息的傳達更為直接準確，縮短了交流距離，為不同國家的化學學科文化互動提供了堅實的基礎保障。

化學符號具有誘導性，在思維邏輯的重構中，以化學符號代表具體的化學事物，將其抽象的內涵概念具體化，同時也是對化學問題處理過程中化學信息梳理整合的重要載體，這不僅契合了國際經濟合作與發展組織（OECD）提出的“互動地使用語言、符號和文本”素養，還體現了化學學科的科學性特征，更是成為衡量學生化學學習能力強弱的重要指標。其化學符號語言的組成如圖2所示^[7]：

符號語言形象直觀、言簡意賅，在世界范圍內形成了通用的化學語言系統，符號表征技能是進入化學世界，打開化學之門的一把重要鑰匙，學會符號表征的運用規則和方法，對自身的發展也具有重要價值。

（二）“宏微符”結合視角

“宏微符”三重表征是化學本質的直接體現，基礎是對符號表征技能的理解和掌握。物質有宏觀性質、微觀結構和符號表達三重表征，體現化學理念“用途—性質—結構”的互相影響和作用。^[8] 《義務教育化學課程標準（2011年版）》明確提出：“形成一些最基本的化學概念，初步認識物質的微觀構成，了解化學變化的基本特征，初步認識物質的性質與用途之間的關系。”這種習慣更加貼近化學家的思維方式，也為更好地理解化學家的語言作好準備。中學主要學習有機化學和無機化學，“宏微符”是學習有機化學的基礎和關鍵。

具體內涵：大量宏觀的化學實驗現象及生活中的化學反應事實是理論的支撐，是豐富的感性直觀的材料，體現“宏觀表征”。而物質微觀結構是解釋物質多樣性的基礎，化學教育從某種程度上來說就是微觀教育，原子、分子是起點，解釋物質存在的客觀性和多樣性，形成科學的邏輯思維，建立化學概念。進行原理分析揭示微觀結構變化，是“微觀表征”，反應方程式的正確書寫，將靜態反應的動態演繹，是“符號表征”與“微觀表征”的雙重體現，理性科學的分析是本質表述，加之實驗事實的支撐，實現了“宏觀—微觀—符號”的三重表征。“宏微符”看似相互獨立，其實聯結通融，宏觀表現象事實，指用途;微觀表性質原理，體現在結構;符號則是組成的具體表現，包含豐富表征的化學概念信息，這就是化學學科思維的方法特征“你中有我，我中有你，以小窺大”。

（三）變化守恒觀念

變化守恒觀念是辯證唯物主義在化學學科中的重要體現。新物質的產生離不開對舊鍵新鍵的分析以及反應機理的梳理，而變化過程中的守恒關系也是最不可忽視的重構邏輯。《義務教育化學課程標準（2011年版）》提出：“了解化學變化的基本特征，初步認識物質的性質與用途之間的關系。”變化守恒觀念對于化學觀念的形成十分重要。探尋宏觀的變化現象所蘊含的反應機理，不僅能加強化學與人們生產、生活之間的關聯性，更能促進人們對化學學科的價值認同感。

變化守恒觀念是一個整體的觀念，不能分開，在認識和解決化學問題時候，強調始態和終態兩個點，重視物理量與化學量的參與，忽略變化的具體細節和方式，優點是簡化過程，將抽象的反應形式具體化，化繁為簡，透過現象抓本質從而有效解決問題，符合科學教育的規律和屬性。變化守恒觀念是科學的思維觀念，體現了哲學思想中的辯證統一，也是認識客觀世界的方法論。觀念的滲透培養，不是知識的積累，技能的訓練，而需要在長時間的磨礪，在日常教學中，無論新授課、實驗課還是復習課，重視化學變化的條件、現象，強化守恒觀念辯證分析，對化學反應本質的把握具有重要意義。

（四）化學解釋思維

化學解釋思維是化學教育價值的充分體現。能用化學語言對日常生活中的現象和問題進行針對性說明解釋，既有對原理本質的理解表達，也有對個體價值的鍛煉和培養。對教育主體來說是教育功能和價值的體現，對教育者來說，則是對學生化學能力的判斷和表達，是教育評價的重要指標和參考。《普通高中化學課程標準（實驗）》指出：“在化學學習中，學會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息，并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工。”“了解化學科學發展的主要線索，理解基本的化學概念和原理，認識化學現象的本質，理解化學變化的基本規律，形成有關化學科學的基本觀念。”

化學解釋，主要是指對化學信息的搜集、分析、表達及應用。搜集過程中，對關鍵信息用化學概念和邏輯思維進行理論處理，形成具體清晰的概念脈絡，納入已有的知識系統中補充完善理論結構，同時反作用于已有經驗的積累，對知識、技能和方法進行更新創造。化學解釋思維，偏重于在對待日常問題，能從化學視角分析問題的性質，用化學方法去處理問題，有較強的專業性和發展性，在處理知識“博”“約”關系的時候，創新思維方式，探究科學方法，達到對信息的搜集、處理以及科學解釋的綜合能力的掌握和培養。將最有用的信息進行價值性表達，既是對學科能力的鍛煉，又能促進終身學習同時提高對創造性思維的開發和挖掘。

（五）科學探究精神

科學素養的培養是素質教育的重要組成部分，也是核心素養教育中的上層教育理念，創新是終極追求。科學素養包括科學態度、科學方法及科學探究精神。科學態度，就是實事求是的態度;科學方法是分析解決問題的思維邏輯;科學探究精神，則是在實驗探究過程中，經過長期的經驗積累養成的一種優秀的思維方式和人格品質。科學探究精神的培養對于完善和激發學生的創新能力具有重要的指導作用。

化學是一門以實驗為基礎的科學。我國著名化學家戴安邦先生說：“在化學教育中強調化學實驗，無論如何不會過分”。實驗是直觀教學，表現化學知識原理，鍛煉化學技能，包括操作儀器和化學解釋，運用科學方法進行創新探究，貫穿提出問題—形成假設—合理解釋，發揮學生的主體能動性，在實踐中追求和驗證科學。而英國著名化學家波義耳也強調：“只有實驗和觀察才是形成科學思維的基礎。”科學探究過程既強調方法論，又重視價值觀，科學假設設立、科學模型構建是方法論的體現，科學觀察實施和科學結果反思更強調科學精神的價值弘揚，貫穿于整個實驗探究過程的還有思維能力、實驗能力培養，促進探究精神的生長性和發展性，這是個體終身發展的關鍵能力素養，更是對“科教興國”戰略理念的重要體現，是學生培養創造性思維和進行創新性活動的必備品格。

把握和落實學科核心素養，不僅豐富和延拓了素質教育理念，對新時代創新性人才的培養也具有重要的價值意義。

參考文獻：

[1] 鐘啟泉，核心素養的“核心”在哪里[N].中國教育報，2015，4.

[2] 李藝，鐘柏昌.談“核心素養”[J].教育研究，2015，9.

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[4] 程遇玲.淺談高中化學學科核心素養的培養[J]，中學化學教學參考，2017，7.

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[7] 閻立澤、韓慶奎等.化學教學論[M].北京：科學出版社，2004.

[8] 張丙香，畢華林.化學三重表征的界定及其關系分析[J].化學教育，2013，34（3）.

作者簡介：

唐仁娟（1992.08-），女，漢族，重慶人，碩士，重慶青年職業技術學院，研究方向：中國近現代教育史，化學課程與教學論。

（作者單位：重慶青年職業技術學院）