基于發展化學核心素養的化學反應原理教學研究

宋欣 張恩茹

摘 要：化學反應原理是高中化學課程的重要組成部分。由于該部分知識抽象，學生通過深入思考來建構和運用知識模型都存在困難，核心素養的發展就難以實現。對于教師來說，必須從發展學生化學核心素養的角度對教學進行設計，針對不同學情和不同知識特點設計合適的教學流程，使化學課程可以滿足學生學習的實際需求。基于化學核心素養視角，對人教版“化學反應原理”知識的教學方法進行研究分析，并給出學生正確學習化學的方法。

關鍵詞：化學;教學研究;核心素養

新高考評價體系提出高考的核心功能包括“服務選材”，那么高中教學就要“為國育才”。從教學的本質上來講，教師培養學生的核心素養，其實就是在為學生未來發展打基礎，這既關系到學生個人發展，也關系國家未來發展。化學原理反應部分是整個化學知識體系的重要基石，由于該部分知識抽象，學生建構和運用知識模型都存在很多困難。本文結合反應原理教學實踐，分析研究促進學生化學學科核心素養發展兩個方面的內容，分別是化學學科核心素養如何構建和學生學習化學的具體方法。

一、化學學科核心素養如何構建

1.激發學生探索問題的興趣

開設化學課程的教學目的是激發學生主動探究自然科學、探究物質世界的興趣，讓學生了解生活和生產中的科學原理，了解實驗和研究過程得到的成果對人類發展的重大意義。

發展“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”這兩個核心素養就是引導學生從微觀角度、變化角度思考“物質的結構是什么？會在什么條件下產生結構的變化？條件的變化會不會影響結構的變化？”等一系列的問題。在教學設計中關注探索興趣的激發，就能在輸出知識的同時輸出一種不斷探索的意識，讓學生在了解化學知識的過程中去了解科學，體會科學，崇敬科學。

只有不斷提出問題，不斷解決問題，從而引發對問題的思考和對問題的再一次探索，才能在探索中去推進人類社會文明的發展，所以在教學過程中激發學生探索問題的興趣是發展核心素養的基礎。

在“化學反應原理”教材中學生會第一次接觸熵變的概念，那么在這部分授課的時候，就可以由老師拋出一系列關于化學反應方向的進階式問題，再讓學生通過化學反應的案例進行自我探索，解決問題。比如，什么是熵？固態物質的熵都是相同的嗎？較活潑金屬可以置換出較不活潑的金屬，為什么不能夠反過來置換呢？如何結合熵變解釋這個問題？學生在接收到這些問題之后，就可以通過自主探索來判斷化學反應的方向，從而理解熵變的概念。

2.提高學生的化學探究能力

在激發學生探索問題的興趣之后，就需要有意識地培養學生的探究能力。

化學是一門以實驗為基礎和特色的學科。“科學探究與創新意識”核心素養的發展依賴于學生真實、豐富的實驗經驗。通過實驗學生可以在觀察、分析、比較中學習化學，這比了解課本上的理論知識更為直接且生動。

通過教師的引導，可以讓學生對實驗或生活中的現象進行觀察探究，讓他們從生活中去發現與化學相關的問題。比如，可以讓教師根據課本上的內容，設計學生探究活動來引發學生自主去思考問題、探索問題、解決問題，達到提高學生化學探究能力的目的。

在“化學反應原理”第三章的中和滴定實驗教學中，如果教師可以拿出一節課讓學生獨立完成整個實驗，并與標準結果進行對比分析，學生就能深刻感受到實驗步驟的合理設計、實驗操作的規范對于準確度的要求。基于學生有偏差的真實結果進行誤差分析，會讓學生感受到數據和原理之間的聯系，這既是“定量思維”的養成過程，也是一個“證據推理”素養的發展過程。化學探究能力的提高過程，就是學生核心素養的發展過程。

3.幫助學生掌握化學獨特的認知視角

現代化學研究是建立在微觀視角之上的，是從分子、原子層面思考物質結構組成、合成、變化并進行研究的學科。初中化學主要是從宏觀的角度感知化學變化，進入高中就需要從微觀視角對化學概念和化學原理進行理解。因為學生對微觀世界缺乏直觀的感知，化學反應原理中很多知識顯得抽象難懂，為了讓學生更好地去掌握化學學習的正確認知方式，而不是簡單的死記硬背，就需要教師在化學知識教學中從宏觀入手，再做微觀的分析，同時搭配各種化學實驗研究，讓學生掌握化學獨特的“宏微結合”視角。

例如，在“化學反應原理”教材第四章原電池的教學中，電極反應不一定伴隨肉眼可見的現象，那么教師在進行這部分知識授課的時候，首先需要選取有明顯現象的電池裝置，引導學生觀察現象，分析宏觀現象背后的微粒濃度和種類變化，讓學生初步從“微觀視角”建立電池知識模型。然后運用該模型預測或解釋一些沒有明顯現象的電池裝置，最后還可以思考如何從微粒變化的角度證實自己對電池工作原理的預測。運用真實情境中的宏觀現象引入知識，從微觀視角理解、分析、運用知識，還可以讓學生自己設計實驗進行預測、探究或驗證。如此一番操作下來，就能夠最大限度地幫助學生掌握化學特有的“宏微結合”認知方式。

4.引導學生開展課外化學實驗或實踐

“化學反應原理”的內容多數是理論性比較強的內容，除了日常的課堂教學，我們還可以引導學生利用課余時間或實驗課時間去實踐探究反應原理的知識。

在“化學反應原理”電化學部分包含兩個較為簡單的化學實驗，一個是電鍍實驗，一個是制作燃料電池，筆者把這兩個實驗作為家庭作業或者課下作業布置給學生。學生在電鍍過程中發現了很多問題，如，有刺激性氣體產生，不能形成致密的鍍層，溶液會變渾濁，等等。這些出乎意料的現象激起了學生的濃厚興趣，學生通過查資料不斷改進裝置，這個過程對于學生核心素養的發展效果遠遠超過在課堂內聽課。教師還可以在課程中分享給學生一些利用生活中常見的物品就可以嘗試的化學實驗，吸引學生利用手邊物品主動進行化學實驗。這種開放式學習過程對于核心素養的發展是強化和補充。

二、學生學習化學的具體方法

1.發現學習法

發現學習法指的是通過讓學生主動地去發現一些知識、一些問題，然后通過自己的學習或者接受老師的幫助，來讓自己發現的內容變成自身的知識。

在傳統的學習方式中，大部分學生是被動去接受學習，這種學習方法是與發現學習法相對應的一種學習辦法，叫做接受學習法。

接受學習法的意思是由教師向學生拋出問題，然后再由教師給學生解決這個問題，而接受知識的學生自始至終都是一個聽講的旁觀者，所以接受學習法對于很多沒有自覺性、容易分心的學生來說并不合適。

但是發現學習這種方法就不存在這樣的問題，因為這種學習方法會讓學生從知識的旁觀者變成主動的求知者，由學生自己去找想要學習的內容，并通過自己的思考、了解，最后再與他人進行溝通，或者選擇和老師交流，從而把知識歸納總結吸收掉。

2.意義學習法

意義學習法就是通過其他能夠代表化學新知識的素材，與學生原本擁有的化學知識進行聯系，從而達到讓學生能夠通過與這一素材進行共鳴，將新的化學知識吸收、理解。意義學習法對于學生來說，不需要進行死記硬背這樣生硬機械的學習操作，更方便學生在學習化學的時候可以輕松理解化學原理中的理論知識等。

不過想要讓學生通過意義學習法來學習化學，其實對于教師的要求會更高一點。因為并不是所有的教學素材都可以引起新知識和舊知識的聯系，只有合適的素材才能夠引起聯系，這就需要教師花費較大的精力去專門尋找此類素材。

另外，還需要讓學生擁有愿意主動學習的意識，因為只有學生愿意主動去學習，才能夠與教師拋出的素材產生共鳴，才能夠通過這個共鳴吸收知識。如果學生本身就是一個不愿意學習化學的人，那么有再多可以引起聯系的新知識素材都是無用的。

3.合作學習法

合作學習指的是某一部分學生為了完成一個共同的任務，而通過明確的任務分工來互幫互助進行學習的一種方法，這種學習化學的方法也是現在大部分教師在化學授課中最常用的。

一般來說，一群學生的合作學習會比某一個學生獨立學習的效率高得多，而且合作學習能夠削弱學生在學習過程中的孤獨感，還能夠建立與他人的良好人際關系。另外在合作的同時也存在一部分的競爭，這就讓一起完成這個任務的同學可以互相鞭策對方，讓大家都不斷提升。

不過考慮到合作學習，一般看的都是整個團體的結果，而不是某一個人研究出來的結果，所以在安排學生進行合作學習的時候，需要根據不同學生的水平層次來有意識地進行合作學習的搭配，這樣合作團體才能夠互相影響、互相成就。

總的來說，目前對于學生核心素養的培育還處在研究階段，而化學核心素養的實踐也在摸索之中，處在探究與發展相促進的階段。那么在研究化學核心素養的發展時，身為教師的我們，一定要重視學生在化學學習過程中的實際情況，針對性地去開展課堂教學活動設計。

只有根據不同學生的學習情況，有意識地改變學生錯誤學習化學的方式，轉變學生的學習視角，形成良好的思維習慣，才能夠真正發展學生化學學科核心素養，從而讓學生達到未來參與科研或生產的能力要求，成為一個對社會有益的人。

參考文獻：

[1]劉文君.基于發展化學核心素養的化學反應原理教學研究[D].杭州：杭州師范大學，2017.

[2]馮敏.基于發展學科核心素養的高中化學教學研究[J].數理化學習（教育理論），2019.

[3]方晴.基于發展學科核心素養的高中化學教學研究[J].新課程（中學），2019.

注：本文系佛山市禪城區“特支計劃”專項課題“基于核心素養的化學反應原理教學實踐研究”（課題批準號：tzgh2020121）研究成果。