基于高中化學學科核心素養的學生認知發展水平研究

摘 要：高中化學教學該如何促進學生學科核心素養發展已然成為當下教學的主旋律。而所謂的化學核心素養，則包含了各種思想、能力、意識以及責任。如宏觀探析、微觀辨識、平衡思想、邏輯推理能力、創新意識、科學精神以及實驗探究能力等。通過培養學生的化學核心素養，一方面有助于激發學生的學習積極性，從而促使學生積極、主動地參與教學;另一方面則有助于提升學生的綜合能力及素養，以此為學生今后的學習及生活奠定牢固基礎。本文以“鹽類的水解”這節內容為例，深入分析中學化學學科核心素養的學生認知發展水平的提升途徑，為提升學生的化學核心素養提供可參考的資料。

關鍵詞：高中化學;核心素養;認知水平

學生的認知發展水平是一種需要經歷學習過程方可得到有效提升的重要素養，于新課程改革中亦對學生學習所需達到的具體目標予以了詳細說明。新課程改革指出，學生在經歷不同階段的學習過程中，其思維方式亦將逐步改變，而當其思維深度達到一定程度后，其認知發展水平亦將得到相應的發展。

一、學生認知發展水平

所謂的認知發展水平，即為學生自身心理結構的構建過程。當然，該過程還包含了學生個體的思維活動以及對學科知識的內化。對此，本文將基于布魯姆的教育目標分類學，并圍繞“鹽類水解”這一高中化學的重要知識點，就認知發展水平的五個理論模型予以詳細闡述。

（一）信息記憶水平

處于信息記憶層次的學生，其思維往往對宏觀現象更加關注。在此過程中，若教師施加正確的指引，則能促使其思維逐步向微觀的角度過渡，繼而也能簡單概括出鹽水解的方程式。雖然學生的水平尚處于初級階段，但也并非意味著此階段僅需掌握以上基礎即可，更核心的目標則是要找出鹽類水解的規律以及結合規律方可正確判斷溶液的酸堿性。當然，在此過程中，教師亦可向學生傳授理解鹽水解規律的訣竅，即“水解證有弱，水解證誰弱，顯性證誰強，不水解無弱”。經過后續的一系列驗證，學生思維將由宏觀逐步過渡到微觀乃至符號，而后與生活的結合，說出鹽水解應用的簡單事例。

（二）程序操作水平

值此階段的學生，其思維水平在經過一系列鍛煉后已然得到了一定的提升，故也能基于角度去看待鹽溶液水解后呈現出的不同性質，而后在固定思維的支撐下將簡單的鹽溶液水解方程式列出。除此之外，在列出解析式后，學生同樣能基于微觀的角度去解釋鹽類水解的簡單應用，而后借助對鹽溶液中離子濃度大小的對比，亦能逐步了解其中的守恒關系。

（三）理解運用水平

達到理解運用水平的學生，對鹽類水解的本質已然有了一定程度的了解。也正是基于對鹽類水解本質的準確把握，故其思維亦能在微觀與宏觀之間無障礙切換。不僅如此，通過分析化學、電離平衡等一系列對鹽類水解平衡有著重大影響的因素，學生對鹽溶液離子濃度相關知識的探索深度亦將更為深入，繼而也能完成如對比Na2CO3鹽溶液中離子濃度這類相對較復雜的實驗。

（四）理論整合水平

能對所學理論予以整合的水平，說明學生思維已然較為靈活，不僅能在宏觀、微觀及符號的三重表征中隨意切換，且能透過現象本質抵達知識核心。而后借由對離子濃度大小的比較以及粒子守恒關系的對比及分析，學生還將逐步理解更加復雜的多平衡體系。

（五）綜合應用水平

能做到對所學知識的靈活運用，表明學生此時的思維又在理論整合的基礎上得到了升華并且達到了綜合應用的水準。此時的學生已然擁有了清晰的思路以及多角度看待問題的能力，不僅能解答更多更具復雜性的問題，且即便問題具有較強的綜合性，學生亦能基于問題情境的創設獲取與問題相關的各種數據，繼而通過對數據的論證及分析來得出最終結論。部分學生甚至還可利用常數去解答諸多問題，這也同樣代表著學生的化學核心素養得到了有效培養，已能為其今后的學習及生活提供有力支撐并助力其今后的穩定發展。

例如：教師可在這節課程教學剛剛開始的時候提出合理的問題，即完成其他幾種鹽的水解方程式，這樣有利于學生利用所學習的知識點來解決實際生活中所遇到的問題，不但能夠鞏固學生所學習的知識點，而且還能夠鍛煉學生的化學知識應用水平。

二、基于學生認知水平發展的教學

（一）教學指導思想

眾所周知，高中化學的諸多知識點之間有著十分密切的關聯。因此，高中化學的具體教學亦不能將相關知識分離開來。反之在學習新知識時，教師亦當注重揭示其與舊知識之間的關聯，如此方能幫助學生完成對新舊知識的順應及同化，繼而在獲取新知識同時亦能維系舊知識的發展。

如在進行“鹽類的水解”的章節教學時，教師便可將課程設計為四階段分別推進。首先，是基于教學情境的引進，將學生劃分為若干小組展開討論;其次，是基于小組實驗的開展，讓學生以小組為單位負責匯報實驗結論;再次，則是對實驗過程及現象的歸案與總結，由此促進學生思維的提升;最后，則是基于學生的“最近發展區”，讓學生經歷由自主探究到歸納總結的過程。如此不僅能讓學生清楚意識到新舊知識之間的密切關聯，且能促進學生對知識結構及意義的理解，繼而提升學生的理解深度并為其今后的學習奠定牢固基礎。

創設問題情境。情境一：自來水管嘩啦啦地流出水，人們用手捧起水，看了看，聞了聞。接著，有工作人員來到自來水廠，取樣后使用專業設備檢測。結果顯示，水質不佳，達不到居民生活用水使用標準。為了改善水質，工作人員先使用氯胺，再使用綠礬來改善水質。情境二：為提高防火消防意識，小區開展消防演練活動。消防戰士拿出泡沫滅火器，向群眾介紹了泡沫滅火器的使用方法。接著，另一名消防戰士點燃了火盆，火焰躥得很高，而手拿泡沫滅火器的消防戰士，用滅火器瞄準火盆，打開開關，輕松熄滅了火。情境三：一群外出探險的年輕人，不慎被螞蟻咬傷了，傷口雖然不大，但卻感到酸痛。到了附近的衛生院后，醫生在問清事情經過后，使用濃度為3%的氨水、濃度為5%的碳酸氫鈉溶液為患者消毒。不一會兒，患者表示疼痛感明顯減輕。三個情境的創設，目的在于吸引學生的注意力，激發學習興趣，并引導學生回顧所學知識，即：是哪些因素影響了溶液的酸堿性？提出問題：鹽溶液是否一定呈中性？

（二）教學線索設計

為確保對學生化學核心素養的有效培養，教師于實際教學過程亦必須對真實問題情境的創設給予高度重視。與此同時，為激發學生的化學學習興趣及促使學生改變學習方式，教師還需致力于教學內容的結構化設計，此方式有助于培養學生的創新精神及實踐能力，繼而切實發展學生的化學核心素養。

如基于“鹽類水解”的核心教學目標，教師可設置四條線索，分別為“活動線”“知識線”“問題線”與“情境線”。四條線索各司其職，具體分布如下：

實踐表明，在情境下引導學生，學生學習知識的過程亦將更加活躍，而能力也因活動的開展而得到有效增強。問題的具體作用則是能讓知識變“長”，以此為學生展開深入探討提供了有力支撐。

在課堂教學過程中，首先，教師可結合教學內容提出合理的問題，引導學生對鹽溶液的酸堿性進行判斷。通過投影的形式展示出桌面上的溶液，再要求學生自主進行酸堿性測定，并完成關于“解釋鹽的類型”的表格內容。其中，教師在這個環節中可設計下列幾個問題：哪些鹽的溶液顯酸性？哪些鹽的溶液呈中性？哪些鹽的溶液顯堿性？同時，將鹽的組成與鹽溶液的酸堿性的關系板書出來。這時學生再以小組的形式一起完成實驗，即使用PH試紙來對鹽溶液的酸堿性進行測定，讓學生通過實驗探究能夠清晰地分辨出鹽的種類。這樣學生在實驗探究的過程中便能夠清晰地認識到不同種類的鹽的酸堿性不同，促使學生的認知產生一定的沖突，最大限度調動起學生的探索積極性和主動性。

其次，引導學生解決問題，積極探討鹽溶液顯酸堿性的原因。教師通過緊密結合教學內容提出問題：為什么不同種類的鹽溶液會顯現出不同的酸堿性呢？教師利用投影展示出CH3COONa的溶液中主要含有幾種離子呢？哪些離子是相互結合在一起的呢？這些離子又將對水的電離平衡產生什么影響呢？為什么CH3COONa溶液呈堿性呢？通過指導學生從“離、碰、合、平、果”等角度來進行分析，這樣學生通過觀看動畫展示的微觀粒子之間的相互作用關系，便能夠清楚地懂得溶液顯堿性或者是酸性的原因。這時教師再以CH3COONa這個溶液為例來進行分析，指導學生著重對NH4CI、NaF溶液的酸堿性來進行分析，促使學生主動完成鹽類水解的過程，而學生在主動分析的過程中便能夠總結出鹽的組成與鹽溶液的酸堿性的關系。學生在與其他學生進行合作探究的過程中能夠清楚地掌握一種溶液的水解過程，讓學生能夠深入理解鹽類的水解主要是因為破壞了水的電離平衡所引起的。同時，學生在對問題的表征進行分析之后，便能夠在實驗探究的過程中正確理解解決問題的思路，從而達到提升學生理解運用水平的目的。

最后，鼓勵學生自習梳理知識要點。教學中，學生做實驗，觀察和分辨鹽溶液的酸堿性，又通過動畫了解了微觀狀態下粒子的相互作用關系。一堂化學課，師生之間、生生之間的信息交互，量大且頻繁。這種情況下，學生在短時間內接收了大量的信息，其中有不少是陌生信息，因而如何有序地歸類信息，整理要點，對學生來說是個不小的挑戰。為了加強教學效果，保障教學的層次性、完整性，教師應設置課堂“留白”，鼓勵學生自行梳理知識。學生梳理和總結化學學習要點，關鍵的一環是尋找其中的相似性，把握規律。從學生化學學科核心素養培養的角度出發，構建五個層級的認知理論模型，根本目的之一，在于讓學生從被動學習狀態轉變為自主求知狀態，并通過合作學習、小組實驗、自由討論等環節，主動深入教學主題，感受鹽類水解的內在規律。鹽類的水解規律：有弱才水解，無弱不水解，越弱越水解，越熱越水解，越稀越水解，都弱都水解，誰強顯誰性，同強顯中性。

（三）學生認知發展水平研究的反思

上文中我們已然對學生認知發展水平的不同階段予以了詳盡闡述。當然，當學生認知發展水平處于不同階段時，其所對應的知識、問題等各方面亦有所差異。不可否認的是，各階段的問題及知識均對發展學生水平有著良好的促進意義。因此，教師亦當意識到不同階段教學對培養學生認知發展水平的重大意義，繼而圍繞學生認知發展水平以確保相關教學活動的高效開展。分析并把握學生群體的認知發展水平，全面、深入、具體地了解學生的認知能力，是生本理念下高中化學教學的必然要求，同時是保障化學課堂上，“教”“學”信息對稱的先決條件。事實上，圍繞學生認知發展水平來開展教學活動，是另一種角度下的因材施教，是另一種形式的分層教學。手掌伸出，十指不齊。同一個班集體，教師面對數十名學生，學生對化學學科的學習興趣，對課堂的參與熱情，個人的思維方式、理解能力，化學基礎等各不相同，因而教學方法需與具體的教學主題、學生情況相互契合起來。此外，培養學生的核心素養，還需變單一的課堂為多元課堂，實施如啟發式教學、任務驅動教學、案例教學等多種教學方法。

有效教學除了要基于學生當下的認知發展水平外，尚需結合化學平衡的知識，嘗試引導學生從微觀的角度切入并分析物質于水溶液中的行為。在此過程中，學生思維亦將經歷從宏觀到微觀再到符號表征的轉換，以此將有助于提升學生的思維靈活性。思維的靈活性不會憑空生成，發散學生思維，促進學生深度思考，培養學生的問題解決能力，無論哪一個點、哪一個面，都需要學生具備一定的自主學習能力。不言而喻，學習是逆向的過程，由教師向學生傳授知識，答疑解惑固然重要，但作為高中學生，在化學學習中更需要養成自主學習、自我管理的良好學習習慣。當然，高中化學的教學目標當不止如此。就化學核心素養而言亦不僅包含如上部分，而是囊括了宏觀探析、微觀辨識、平衡思想、邏輯推理、創新意識、科學精神以及實驗探究等一眾能力及意識。對此，為確保以上教學目標的順利達成，教師亦需對化學的基本觀念予以合理轉化，一方面讓學生易于理解與接收，另一方面則是要促進學生認知發展水平的提升，以此方式滿足新課程改革要求并為學生今后的學習提前打下基礎。

結束語

大量的課題研究與教學實踐已然證明，學生的思維方式以及在解決問題時采用的方式方法均將反映其當下的認知發展能力處于怎樣水平階段。而借由對學生“最近發展區”的了解，教師可及時調整教學策略，讓教學過程更具針對性，以此方法有助于提升學生的認知發展水平并切實為學生接下來的學習打下牢固基礎。

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作者簡介：朱芬（1980—）女，漢族，江蘇鎮江人，江蘇省鎮江第一中學，中學一級教師，學士。研究方向：高中化學教學。

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