基于“關鍵能力”培養的高中化學教學策略探討

沙勇軍

摘 要：隨著新課程改革的逐步深入，高中化學教師不僅需要在教學過程中向學生傳授學科知識，同時也需要注重培養學生核心素養，提升學生學科關鍵能力。這既是為了學生自身發展的內在需要，也是課程改革對教師提出的基本要求，是符合新時代教育背景的。教師可立足于高中化學教學，研究化學核心素養指向下的學科關鍵能力內涵，分析當前高中化學教學現狀，探討如何在高中化學教學中培養學生化學關鍵能力。

關鍵詞：高中化學;關鍵能力;核心素養

中圖分類號：G63 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2022）01-0140-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.01.068

21世紀初，經濟合作與發展組織（OECD）率先提出了“核心素養”這一結構模型。其主要解決的問題是：新時代培養什么樣的學生？新時代培養的學生應該具備哪些核心組織、能力與情感態度，才能真正滿足學生個人發展需要，同時推動社會發展？加強學生核心素養培養是素質教育的重要任務，其落腳點在于培養學生適應終身發展以及社會發展需要的必備品格以及關鍵能力。正是隨著核心素養這一概念的提出，學科關鍵能力被放在了學生發展的首要位置，培養學生學科關鍵能力成為新時代教師的重要任務。化學是一門生活性、實踐性、綜合性非常強的學科，是培養學生自身能力、推動社會發展的重要途徑。所以，廣大化學教師需高度重視學生化學關鍵能力的培養研究，以全面落實素質教育，推進教育改革和發展。

一、高中化學關鍵能力分析

《關于深化教育體制機制改革的意見》明確強調：“關鍵能力”主要指能夠支撐學生自身發展以及適應時代要求的能力。對關鍵能力的主要內容也做出了清晰界定，要求廣大教師重點從學生認知能力、合作能力、創新能力、職業能力等幾方面著手，發展學生“關鍵能力”。當前高考考試命題主要圍繞學生“關鍵能力”進行測量和考評。但不同學科的特點、教學性質、教學目的不同，對學生關鍵能力的培養側重點也略有不同。單旭峰結合高中化學學科特點對學科“關鍵能力”進行了一系列劃分，將學生學習化學應該具備的“關鍵能力”分為了信息獲取和加工能力、模型建構與認知能力、證據識別和推理能力、實驗操作與探究能力。我個人也非常認同這一“關鍵能力”劃分，結合個人經驗以及前人研究結果，進一步對學生“關鍵能力”以及化學學科關鍵能力的關系進行了探索，具體表示如下圖1。

綜合上圖分析，要想培養學生學科關鍵能力，重點應該從學生創新能力、認知能力、知識應用能力幾大維度著手，借助問題驅動、真實情境，讓學生經歷知識探索過程，形成深刻認知，并且能夠學以致用。

二、基于“關鍵能力”培養的高中化學教學策略分析

（一）創設有效教學情境，培養信息獲取與加工能力

培養學生信息獲取與加工能力旨在促進學生學以致用的能力，只有學生學會從眾多信息中抓出關鍵信息，才能找到問題的突破口，從而正確運用化學知識解決實際問題。而信息主要來源于教學素材、教學情境。素材是已知信息，情境是問題信息，運用已知信息分析未知信息這一過程，就是學生信息獲取和加工能力的體現。因此，在高中化學教學中要想培養學生關鍵能力，我們首先要在教學素材的基礎上為學生創設有效的教學情境，緊密結合教材內容，聯系學生學習以及生活實際，重點突出情境信息的時代性、針對性、過程性、啟發性、科學性以及教育性。與此同時，創設的情境也需要具有一定挑戰性，要能夠激發學生認知沖突，幫助學生實現結構化知識到功能化知識的轉變。

例如，教學人教版必修二“最簡單的有機化合物—甲烷”這一內容時，可以創設如下情境：播放煤礦瓦斯爆炸視頻。請學生思考：結合這節課所學知識，分析什么情況下最容易發生瓦斯爆炸，針對此，我們可以采取哪些措施避免事故發生？通過創設生活問題情境，能給學生一個真實的情境體驗，讓學生置身于真實的問題之中，在具體的情境中分析具體問題，促使學生主動從視頻、圖片、文字等素材中抓取關鍵信息，結合所學知識分析實際問題，從而實現問題的解決，這一過程是有利于培養學生信息獲取與加工能力的。

（二）基于證據合理推理，抓住核心要素進行模型構建

模型建構與認知能力、證據識別與推理能力都可以歸位認知能力，都是化學學科需要培養學生的關鍵能力之一。而模型建構能力的過程本身也需要證據推理，合情合理的推理演繹才能建構出正確的模型。

例如，理解原電池認知模型時，需要結合大量原電池來分析抽離出原電池的核心要素：電極、鹽橋、導線、電解質溶液。然后再梳理這些核心要素間的內部關系，比如活性大小不同的金屬可以做原電池的電極、電解質溶液可以參與電極反應等。只有學生理清了這些核心要素之間的邏輯關系，才能按照化學原理科學建構模型。最后，學生需要將這些特定關系的要素組建成系統。

以“設計海水提取金屬鋰電化學裝置”為例，為了引導學生主動建構認知模型，我們可以設計如下學習任務：

任務一：學生自主設計海水提取金屬鋰的化學裝置。這一過程設計的關鍵能力是：識別證據“Li+→Li”，然后結合證據進行合理的推理，類比遷移經典電解飽和食鹽水設計出比較理想的實驗裝置。

任務二：學生結合金屬鋰的化學特性以及實驗猜想改進電化學裝置。這一過程涉及的關鍵能力是：識別證據“鋰的化學性質類似鈉”，學生必須結合鋰離子在非水體系中放電這一特性來分析實驗現象，確定陰極電解質溶液為丁基鋰離子液體，思考如何保證海水與陰極隔開。

任務三：從能量獲取及轉化角度優化電化學裝置。這一過程需要學生識別證據“電解池電能來源如何更廣泛更廉價”。

任務四：“分析設計好的電化學裝置各項指標”。這一過程需要學生識別證據“定量數據及定量轉化”，結合識別的證據進行合理推理，判斷電化學裝置的優勢和劣勢，從具體的電化學裝置中抽象出關鍵要素，再一次將核心要素進行關聯，最后形成認知模型。

整個過程主要從具象模型到抽象模型過渡，循序漸進地引導學生分析推理，總結歸納，最終建立完善的認知模型。

（三）設計多樣化探究活動，培養學生探究能力

實驗操作與探究能力是化學學科的關鍵能力之一，也是學生創新能力發展的前提。但培養學生實驗操作與探究能力也是具有難度和挑戰的。需要學生動手操作，自主體驗，在嚴謹的邏輯推理中實驗、探究。為此，我認為廣大化學教師在實踐教學中要積極為學生提供實驗探究的機會，盡可能讓學生自己去發現問題、提出問題，引導學生去探究解決問題的方法，從而達到在實驗過程中鍛煉探究能力的目的。例如，在教學“原電池”這一內容時，我們可以進行如下嘗試：

探究活動一：利用熟悉的氧化還原反應（Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑）設計裝置，實現化學能直接轉化為電能。提出問題，引導學生思考：怎樣將Zn失電子和H+得電子的反應分開在不同場所進行？要求學生自主設計實驗裝置，并實施實驗，引導學生大膽嘗試，畫出實驗裝置。鼓勵學生小組合作探究，交流討論預判設計是否合理，這一實驗會有什么現象？小組探究哪些現象能證明有電流產生？思考此時發生的還是Zn+2H+=Zn2++H2↑這個反應嗎？與Zn片直接和稀H2SO4溶液反應有何不同？

探究活動二：Cu-Zn原電池工作原理探究。要求學生在裝置圖中畫出電子、電離移動方向，并且分析發生了怎樣的電極反應，思考：持續電流需要閉合電路，在這一裝置中如何實現？

探究活動三：Cu-Zn原電池構成要素探究。請學生先自主思考Cu-Zn原電池的構成要素？然后師生總結相關要求。

探究活動四：鑒別真假—“水果給手機充電”。播放從網上下載的水果給手機充電的視頻，請學生思考這一事件是否真實？為什么？如何驗證？鼓勵學生自主或者小組合作設計驗證實驗，嘗試用水果電池讓音樂賀卡響起來。

通過引導學生進行多樣化探究活動，能鼓勵學生動手、動腦、合作、交流、分享，讓學生真正成為課堂的主人，也充分發揮學生的主觀能動性，鍛煉學生動手能力、探究能力、合作學習能力。

三、結語

簡而言之，培養學生學科“關鍵能力”是隨著核心素養概念提出而被廣大教師重視的，是新課程改革以及新高考改革對高中教育提出的基本要求。廣大化學教師應重視學生學科核心素養發展，加強學生學科“關鍵能力”培養，為促進學生思維能力全面發展奠定基礎。

參考文獻：

[1] 單旭蜂.科學命題 深化改革——2018年高考化學試題解析[J].中學化學教學參考，2018（7）.

[2] ? 姜曉峰.高中化學教學中發展學生核心素養途徑分析[J].數理化學習（教研版），2019（2）.