從《義務教育化學課程標準(2022年版)》看化學科學實踐能力的培養

霍本斌

(重慶市兩江中學校， 重慶 401120)

《義務教育化學課程標準(2022年版)》，后文簡稱“課程標準(2022年版)”，在深化教學改革、強化學科實踐、推進育人方式變革等方面提出了化學學科育人的若干新要求。其中，強調“經歷科學探究，增強實踐能力”是一個非常值得關注的核心素養目標。

課程標準2022年版與2011年版相比，更加重視對學生化學學科實踐能力的培養，這是對中國學生發展核心素養框架中的“創新實踐”核心素養[1]培養的積極回應和集中體現。

當前，在義務教育階段培養學生的實踐能力依然是一個短板。究其原因有三：一是初中化學固有的邏輯結構體系過于注重知識和技能，對學生素養的重視程度不夠；二是“唯分數論、唯升學率”等教育的功利化使化學教學淪為了學生純粹記憶知識、技能與技巧的演練場；三是基于真實的實際情境的實踐學習機會和投入的匱乏[2]。針對短板存在的這些客觀因素，課程標準(2022年版)從頂層設計的角度提出了改進措施，明確提出了發展化學科學實踐能力的素養要求。

一、在義務教育化學課程的價值引領和課程目標方面凸現發展實踐力的要求

課程標準(2022年版)從課程性質、課程理念、課程目標(被稱之為“頂層設計”)三個層面提出的新要求和新觀念，充分說明了本次課程標準修改的價值取向，把發展學生的化學科學實踐能力放到了“立德樹人”的突出地位。

(一)發展化學科學實踐能力是國家頂層設計對化學學科的素養要求

課程標準(2022年版)在“課程性質”中重新界定了化學學科在基礎學科中的重要地位和“立德樹人”方面的價值取向，明確提出“發展科學思維、創新精神與實踐能力”，要通過化學學習促進學生實踐能力的培養。在“課程理念”部分也明確提出：基于大概念的建構，整體設計和合理實施單元教學，……開展以化學實驗為主的多樣化探究活動；創設真實的問題情境，倡導“做中學”“用中學”“創中學”，開展項目式學習，重視跨學科實踐活動等[3]。上述論述聚焦于發展學生的實踐能力，并指明了在化學教學中實現學生實踐能力發展的基本路徑。由此可見，基于實踐能力發展的化學實踐活動主要有觀察、實驗、調查、項目式學習等[4]。

(二)發展化學學科實踐能力是化學課程需要達成的重要目標

課程標準(2022年版)從核心素養內涵、目標要求兩個角度全面論述了課程目標對發展實踐能力的素養要求。在“核心素養內涵”部分，對“科學探究與實踐”核心素養的內涵進行了闡釋，指出其內涵是“指經歷化學課程中的實驗探究，基于學科和跨學科實踐活動形成的學習能力；是綜合運用化學等學科的知識和方法，通過一定的技術手段，在解決真實情境問題和完成綜合實踐活動中展現的能力與品質”。可見“科學探究與實踐”核心素養的本質就是學科實踐能力，它的構成要素主要包括：(1)以實驗為主的科學探究能力；(2)通過網絡查詢等技術手段獲取和加工信息的自主學習能力；(3)運用簡單的技術與工程方法設計、制作與使用相關模型和作品的能力；(4)能參與社會調查實踐、提出解決實際問題初步方案的能力；(5)與他人分工協作、溝通交流、合作問題解決的能力等。此外，課程標準(2022年版)還明確提出“發展科學思維，強化創新意識”“經歷科學探究，增強實踐能力”的目標要求。實驗探究、社會調查、跨學科實踐活動成為化學課程促進學生實踐能力發展的重要載體和催化劑。

二、發展化學科學實踐能力與培育化學課程核心素養之間的關聯

發展化學學科核心素養既是課程標準(2022年版)的指導思想，也是課程標準頂層設計的價值追求。化學課程的核心素養框架，主要由“化學、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任”等要素構成。它是化學課程對培養什么樣的人的價值體現；還是學生基于對化學的持續學習而不斷形成的科學價值觀和適應未來社會、個體發展所需的必備品格(Essential character)、關鍵能力(Key capabilities)。中學化學關鍵能力可以歸納為“化學表征能力(Chemical characterization ability)、實驗與探究能力(Experiment and inquiry ability)、概括和運用化學思想方法能力(Ability to summarize and apply chemical ideas and methods)以及證據推理能力(Evidential reasoning ability)”等四大能力；這四種能力之間相互聯系、相輔相成，共同指向義務教育課程中的化學核心素養[5]。從某種程度上講，學生的實踐能力就是通過化學學習培養起的核心素養，是主動地解決真情實境中的真實的、復雜問題的能力。課程標準(2022年版)對化學學科核心素養內涵的描述和對學生培養目標的具體要求，其價值取向直指學生的實踐能力。

通過科學探究、社會實踐、項目式學習培養學生的化學科學實踐能力，也是化學課程標準(2022年版)的具體要求。在“化學觀念”素養目標中強調“初步學會從定性和定量的視角研究物質的組成及變化……”；“能從物質及其變化的視角初步分析、解決一些與化學相關的簡單的實際問題”；對于“科學思維”素養，要求運用多種手段獲取化學事實，能運用學科方法認識物質及其變化，形成一定的推理能力。“能從變化和聯系的視角分析常見的化學現象，能以宏觀、微觀、符號相結合的方式認識和表征化學變化；初步建立物質及其變化的相關模型，能根據物質的類別和信息提示預測其性質，并解釋一些簡單的化學問題，發展辯證唯物主義世界觀”“能從跨學科角度初步分析和解決簡單的開放性問題”等；對于“科學探究與實踐”素養，則要求“能獨立或與同學合作完成簡單的化學實驗任務”“能主動提出有探究價值的問題，從問題和假設出發確定探究目標、設計和實施探究方案，獲取證據并分析得出結論，能用科學語言和信息技術手段合理表述探究的過程和結果”“能從化學的視角對常見的生活現象、簡單的跨學科問題進行探討……初步形成自主、合作、探究的能力”；在“科學態度與責任”素養中則要求學生“逐步形成崇尚科學、嚴謹求實、大膽質疑、追求真理、反對偽科學的科學精神”，旨在通過科學探究等實踐活動把學生培養成為真正具有責任擔當的新時代的建設者。綜上所述，化學學科教學要通過以實驗為主的實踐活動去培養學生的化學科學實踐能力，彰顯其育人價值。化學教學中所進行的一切實踐活動，其最終目標都是為了發展學生的實踐能力和培養學生的化學核心素養。

三、充分利用實踐活動促進學生化學科學實踐能力培養

化學實踐能力是化學課堂內外各種實踐經驗的不斷積累，而實踐活動是承載實踐能力培養的載體。為了避免在化學教學的過程中出現“標簽化”，課程標準(2022年版)在“課程內容”部分中的“內容要求”和“教學提示”中明確了學生必做的實踐能力培養相關的實踐活動，以便于教師在化學教學中充分運用實踐活動資源發展學生的化學實踐能力。

(一)課程內容設計上增加化學實踐內容

1.增設化學必做實驗和實踐活動

課程標準(2022年版)在內容設計上特別重視化學與生產生活實際的聯系，注重理論與實踐之間的關系，增設了義務教育階段化學課程的8個必做實驗和10個跨學科實踐活動(即項目式學習)。其中，8個必做實驗與2011年版課程標準所倡導完成的學生分組實驗內容相同，涉及的實驗內容歸納起來有以下幾種情況：(1)粗鹽提純(除難溶性雜質)；(2)O2、CO2等物質的實驗室制法及其性質；(3)常見金屬(Fe)的理化性質實驗；(4)常見酸(鹽酸、硫酸)、堿(氫氧化鈉)的化學性質；(5)配制一定溶質質量分數的氯化鈉溶液；(6)水的組成及變化的探究；(7)燃燒條件的探究。必做跨學科實踐活動包括：“微型空氣質量‘檢測站’的組裝與使用，基于特定需求設計和制作簡易供氧器，水質檢測及自制凈水器，基于碳中和理念設計低碳行動方案，垃圾的分類與回收利用，探究土壤酸堿性對植物生長的影響，海洋資源的綜合利用與制鹽，制作模型并展示科學家探索物質組成與結構的歷程，調查家用燃料的變遷與合理使用，調查我國航天科技領域中新型材料、新型能源的應用”。上述必做的實踐活動要求所有義務教育學校必須開設，這對發展學生科學實踐能力提供了保障。

2.在課程內容的教學提示中明確提出學習活動實施建議

實踐能力的培養離不開豐富的實踐活動。為此，在“教學提示”中的“學習活動建議”部分，課程標準(2022年版)提供了豐富而具有操作性和針對性的學習實踐活動，具體包括實驗探究活動、調查與交流活動、項目式學習等三個組成部分，對應的活動數量分別達到26個、33個、18個。詳情分布見表1所示。

表1 各學習主題提供的學習活動數量分布情況

教學提示中提供的實驗探究活動素材與必做實驗并不重疊，但它為培養學生科學探究與實踐素養提供了豐富的素材。學生實踐能力的培養是一個漸進、持續、復雜的系統工程，光靠書本上學習的實踐知識是難以有效促進學生實踐能力提升的。還應從學生現有認知基礎出發，讓學生在教師的精心指導下利用課余時間主動參與一些有針對性的調查與交流活動和項目式學習，讓學生通過這些實踐活動學會綜合運用跨學科知識，掌握問題解決中綜合運用跨學科知識的路徑[6]，形成綜合實踐能力。教學提示中呈現的調查與交流活動、項目式學習(見表2)等活動內容非常關注學習內容與真實生活之間的聯系，旨在通過真實情境中的問題解決實現化學知識的重新建構和提升學生的社會適應能力[7]。作為項目式學習的項目內容，還兼具培養學生學會從學科視角思考問題、用學科思想方法分析問題、用學科知識技能解決問題的能力[8]。

表2 各學習主題提供的項目式學習活動建議

(二)提供化學典型活動經驗，為開展化學學習活動提供實踐基礎

課程標準(2022年版)以附錄的形式提供了開展化學學習的一些典型經驗，具體包括跨學科實踐活動案例、教學案例和活動評價案例。其中，基于碳中和理念設計低碳行動方案和基于特定需求設計和制作簡易供氧器等跨學科實踐活動案例，對指導一線教師如何開展項目式教學提供了借鑒和實踐基礎，它可以讓教師懂得如何進行項目拆解、任務活動設計等。“物質成分的探究”案例為開展基于核心素養導向的教學提供了范式。課標中的3個典型評價案例有利于指導教師如何設計學習目標和評價目標以及建立活動表現評價。課程標準(2022年版)中提供的這些成功經驗，對推進義務教育階段化學學習過程實現教—學—評一體化提供實踐的基礎。

(三)運用完整的探究過程和項目式學習體驗支撐學生創新精神與實踐能力的培養

問題解決方式的有效性決定課程改革的成敗。在發展學生科學探究能力方面，課程標準(2022年版)提出了明確的內容要求：“了解科學探究過程包括提出問題、形成假設、設計并實施實驗或調查方案、獲取證據、分析解釋數據、形成結論及建構模型、反思評價及表達交流等要素”；“經歷科學探究的一般過程，認識從問題和假設出發確定探究目標、依據探究目標設計并實施實驗方案、通過觀察和實驗等方法獲取證據、基于證據進行分析推理及形成結論等對于科學探究的意義，體會合作與交流在科學探究中的重要作用”。旨在通過體驗科學探究過程建立問題、證據、結論之間的關聯，培養學生的模型認知與證據推理、實驗探究與創新意識等方面的素養。

現實情境是真實而復雜的，解決現實情境中存在真實問題，不能單靠化學知識來解決，它往往需要的是多學科知識。如何培養學生的跨學科思維能力和真實問題的解決能力，課程標準(2022年版)特意在每個學習主題設置了項目學習的開設要求：每個學習主題至少要開設1個及以上的項目學習，項目學習從學習主題5中提供的10個項目中進行選擇。課程標準的這一要求旨在讓學生通過項目式學習感悟科學家問題解決的思維過程，了解一般問題解決的一般思路和領域類問題解決的一般思路，初步學會利用跨學科知識解決客觀世界中真實而復雜的現實問題。開設項目式學習時，不可將項目活動局限于1個課時，而應根據學習主題的任務類型、問題解決的復雜程度、任務活動的實際情況來綜合考慮項目學習所需的課時數。值得注意的是項目學習務必要給予學習者足夠的思維活動時間和空間。

(四)基于學習評價探索學生實踐能力的培養

制定化學課程學業質量標準是課程標準(2022年版)的一個新嘗試，該標準科學地描述了學生學習化學所應達到的學業質量的具體表現特征。但未設置不同核心素養不同水平的學業質量描述，這對教師在針對具體的某一化學科學實踐活動創造性地建立評價任務時提供了廣闊的思維空間。與此同時，課程標準(2022年版)還針對化學學習目標提出了學習評價的新要求，即“堅持核心素養導向的評價，加強過程性評價、改進終結性評價、深化綜合評價和探索增值評價，促進學生全面而有個性地發展”。這樣的評價變化使評價由單一向多元、由靜態向動態、由封閉向開放轉變，也將徹底扭轉化學學習學業評價以成績為唯一標準的不良傾向。

如何使用好評價，助力學生實踐能力發展？首先，應建立基于學習目標的評價任務標準，讓學生能夠對照學習任務的評價標準評判自己對學習任務的達標情況，知道自己是否學會相應的知識和能力發展的狀況。這對于教師來說，編制評價任務的評價標準、設置相應的素養水平是一個難點，但可以借助集體教研的力量來加以解決。其次，應加強化學學習的過程性評價。每一堂課的學習應當具有2至3個任務，每個任務至少含有1～3個活動。由于每個學習任務或活動所解決的問題所采取的策略、方法、路徑等都會存在差異，彰顯學生個性也存在差異，因此學習評價不能只關注結果而不關注過程。實施過程性評價，過程性評價包括行為表現性評價、日常學習與成長評價等。行為表現性評價包括對具體學習活動(實踐活動)進行的評價、對小組合作情況的評價、對探究性習題展開的評價、成果展示評價等。行為表現性評價應盡可能地設計能夠區分能力的不同水平，每個水平都應有不同的表現性行為描述。再次，采用多種評價手段，創造性地開展學習評價。如根據評價主體，可實施學習者自評、組內互評與教師評價等相結合的評估方式；根據評價形式，可采用學習者的日常學習評價(即過程性評價)、學業成績等級評價(即終結性評價)相結合的評估方式等。此外，還可以結合實踐活動的類型和特點，創造性地探索基于項目式學習的評價、基于認識物質及其變化的評價、基于認識化學反應的評價等。▲