赤峰地區高中化學學科核心素養培養現狀的調查研究

王琦慧　王金鋒　趙雪梅　張曼　烏蘭其其格

摘 要：《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出，落實化學學科核心素養不應只局限于化學學科層面，應將科學素養具體落實到化學教學中，以培養新時代綜合發展的高素質人才。本文以赤峰市四所高中的學生和化學教師為調查對象，運用調查法和訪談法調查赤峰地區高中生化學學科核心素養的培養現狀，為赤峰學院的研究生教育專項增強理論研究，根據調查結果制定相應的措施，為培養全面發展且具有較高化學學科核心素養的高中生提供參考。

關鍵詞：赤峰地區；化學學科核心素養；培養現狀；調查研究

中圖分類號：G632.0? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）02-0114-05

1 引言

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂》指出：“化學學科核心素養是學生必須具備的科學素養，是高中學生終身學習與綜合發展的重要基礎”[1]。鄭長龍認為化學學科核心素養不僅應落實到化學學科層面，還應在化學學科教學中反映和體現化學學科特質[2]。葉德智認為，要培養學生的化學核心素養，首先要讓學生形成正確的學習理念[3]。曹立美認為，要在化學教學中創建真實的問題情境[4]。關莉莉認為，培養高中生的化學學科素養需要發展理性思維[5]。龔清堯表示價格化學學科素養滲透進課堂有助于培養學生的實踐能力與辯證思維[6]?？傮w而言，有關化學學科素養培養的研究多聚焦于教育模式的構建方法與對策上。

提高高中生的化學學科核心素養培養水平是當務之急。要想在學校教育上提高學生的科學素養，必然要從課程的教學方面入手。為了解目前赤峰地區高中生的化學學科核心素養培養現狀及影響因素，我們調查了赤峰地區高中生的科學素養在化學學科的落地情況，此次調查為赤峰地區高中生化學學科知識技能的掌握情況、科學素養與社會責任等情感態度情況、自主探究與科學創新等情況提供客觀依據，并根據調查結果制定相應的措施來提高高中學生的科學素養，同時為赤峰學院化學與生命科學學院的研究生教育提供理論參考，以期培養出更多綜合發展且具備較高科學素養的水平的高中生，為促進我國教育改革提供動力。

2 研究內容及方法

為了解新化學課程改革對赤峰地區高中生化學教學的影響及現階段科學素養情況，本次研究采用的是調查法和訪談法。

調查法：本文主要根據化學學科核心素養的五個素養內容，立足赤峰市高中化學教學現狀，結合高中生學習特點設計有針對性的調查問卷。問卷融合化學學科核心素養的五個方面內容，采用多角度、多層級調查方法，對學生的化學核心素養進行調查。筆者先選擇了赤峰市里四所高中，即赤峰二中、赤峰紅旗中學、赤峰學院附屬中學和赤峰四中，以其中高一和高二年級學生為調查對象，針對高一、高二年級學生隨機發放問卷來進行調查。其中，赤峰學院附屬中學為普通高中學校，其余學校為示范性高中，這樣不同層次的學校都能涉獵到，可以使調查結果更具有準確性和普遍性。此次問卷共發放480份，回收445份，回收率92.7%。調查問卷在題目設置中共分為5部分，分別考察學科核心素養的5個素養。本次研究的調查問卷采取的是韋斯特五階量表，題目由低到高分5個水平（程度分為1—非常不符合，2—不符合，3—不確定，4—符合，5—非常符合），讓學生根據自身情況對自己在化學學科核心素養對應方面進行自主評價。

訪談法：從上述4所高中學校隨機選取16名化學教師和16名學生進行訪談，了解教師對高中化學學科核心素養培養看法和建議，以問卷調查為基礎，深入了解赤峰地區高中生化學學科核心素養的培養現狀。

3 研究結果及分析

3.1 宏觀辨識與微觀探析素養現狀

素養1“宏觀辨識與微觀探析”，反映著高中生對物質的認識程度，要求高中生從宏觀角度上能對物質及化學反應宏觀現象進行觀察和解釋，微觀角度上也能夠認識物質和化學反應的本質[7]。

如表1所示，80%以上的學生對化學學科的物質概念能夠理解；在利用實驗現象去辨識物質及其反應能力上高中生們普遍能力較強，但是學生對微觀上的結構式描述和表征變化過程相對較弱，從微觀層次上去認識物質發生反應的本質的掌握方面能力偏弱；采用宏觀和微觀二者相結合的角度認識物質的能力學生們還待加強。從調查結果的整體來看，學生在涉及宏觀知識層面上信心很強，尤其是涉及到外在宏觀變化分類和表征知識；相較于宏觀知識層面，學生在微觀的知識掌握運用水平相對較弱。在宏觀微觀結合方面，30%以上的學生看待物質的宏微觀結合變化仍然停留在片面、孤立的水平，尤其在涉及具體的問題情境中，采取以物質微觀結構的角度來描述、預測某種解釋或推理其合理性的同學則更少。

3.2 變化觀念與平衡思想素養現狀

素養2變化觀念與平衡思想素養，主要反映了化學學科的基本思想與基本觀念。素養2需要學生能夠認識化學反應中存在條件、規律等性質，并能用化學符號來表征物質微觀的反應變化情況，在認識物質變化的同時，能夠構建出研究物質及其變化的思維方式和方法，從而幫助學生建立科學中也存在對立統一、發展平衡等科學哲學思想[8]。

如表2所示，80%以上的學生能認識到化學反應是動態的，即發生化學反應時物質總是伴隨著能量等的變化，但學生在觀察化學現象與獲取實驗數據的過程中，近70%的學生能夠觀察到化學現象的整體變化，能夠按照正確的流程獲取實驗數據，但學生在概括化學變化發生條件、特征與規律中將近40%的學生顯現出概括能力較為困難，而且在綜合應用方面，只有約60%的學生能夠結合生產、生活實際去理解和運用化學變化的規律原理。結合素養1的調查結果，能夠看出學生宏觀與微觀結合看待化學變化的能力直接影響著化學知識的遷移與運用。

3.3 證據推理與模型認知素養現狀

素養3證據推理與模型認知，是在科學探究和問題解決中發展學生化學學科思維的重要途徑。從科學發展史來看，任何科學研究都要經歷發現問題、收集證據、對假設進行修正獲得科研結論等科學過程，其中基于證據推理的模型構建是形成化學思維的關鍵要素。

如表3所示，近70%的學生能夠對一些化學情境提出有關化學問題，進而提出假設，能提出驗證假設相關證據的線索或思路。對于一些某些常見的物質模型，學生還是比較熟悉的。當我們對學生提出一些化學反應也具備相應的理論模型時，30%以上的學生雖有些困惑，但是也馬上能夠理解。但是在隨后的訪談中，發現大部分學生對模型的概念還更多地停留在物質結構方面的模型上，對化學反應理論模型還未形成概念，說明在教學中教師尚未能有意識地進行科學方法的訓練和熏陶。調查中還發現，學生對模型概念外延理解沒有確立好，依據關鍵要素自行建構模型的能力也較弱，不能夠自己去識別關鍵證據進行模型建設，尤其在理論模型上，還亦步亦趨跟著老師后面“照貓畫虎”，在尋找證據支撐假設的推理過程往往也流于形式，靠學生猜出答案來代替，而不是在設立問題情境引導學生進行證據推理。

在縱向對比化學思維成長方面，高二年級學生化學思維成長數據表現優于高一年級學生。從這點可以看出，高中生不僅需要掌握化學學科的基礎知識，更需要在學習過程領悟化學思維，同時通過化學知識解決生活中的實際問題，這樣才能具體落實化學學科素養的育人目標，從而提高赤峰地區高中生的科學素養水平。

3.4 科學探究與創新意識素養現狀

素養4科學探究與創新意識是指基于科學探究的一般過程，能夠從提出問題、設計探究方案、處理信息、實施探究方案最終經過推理與初步驗證，是對自主探究與創新思維進行外化的能力。

如表4所示，從調查數據來看70%以上的學生對完成實驗的信心還是足夠多，但是約30%的同學在如何更好地進行實驗觀察和客觀記錄方面存在一些疑惑。學生對基本的實驗操作，實驗內容的把握上，大部分同學都認為自己能達到符合學校中課堂上的要求和能力；而在進一步實驗中涉及的發現問題、搜集證據、數據處理、分析數據和提出探究方案上，認為自己符合的同學的比例越來越少，可以看出在探究涉及的過程中，學生不缺少發現問題的眼睛，但是證據處理上，比如把收集到的證據圖表化、符號化、數據化的能力非常欠缺；最后如何優化整個科學探究設計，對比不同探究方案的優缺點和整理探究方案，還需要教師在教學過程中多予以引導和實踐。

3.5 科學態度與社會責任素養現狀

“科學態度與社會責任”是化學學科素養目標中情感態度與價值觀念的延伸和具象化，是化學學科的價值與科學的融合范疇。所以，本次的問卷也主要圍繞高中生是夠具有質疑精神，綠色化學概念和實踐精神進行調查。

如表5所示，學生敢于質疑的態度隨著年級的升高也呈上升趨勢。在綠色化學概念理解上，接近90%學生還是更期望在化學生產和生活中實現對環境友好的化學，但是需要一定的知識基礎予以對具體情況分析和解決。在具體實踐精神的調查上，高中生具有科學探索和實踐應用的興趣？但由于欠缺相應的化學知識，所以學生在參與課堂情境中，其解決化學與日常生活的問題能力有待提升。

3.6 調查研究總體情況

綜合以上調查分析和結論，總結了赤峰地區高中生化學學科核心素養的培養現狀。

（1）化學學科核心素養發展不均衡。從上述數據可以看出，學生在素養1宏觀辨識與微觀探析和素養5科學態度與社會責任素養上得分較高，平均分分別為3.96分和4.42分。素養2變化觀念與平衡思想方面得分處于中等水平。素養3證據推理與模型認知和素養4科學探究與創新意識方面的發展情況得分較低，分別為3.86分和3.89分。因此，在化學學科核心素養培養中，學生在核心素養發展中不同年級間存在差異，不同年級學生的化學核心素養發展不平衡，且存在薄弱環節。（2）學生對于化學知識的掌握大多停留在識記、理解層面，能夠達到應用、評價層面的學生較少。（3）學生在化學知識實際應用方面，其化學學科核心素養發展存在年級差異，且學生學習化學時間與化學思維能力的情況成正相關。同時在調查中發現，學生的化學知識應用與轉化能力普遍較低。（4）學生化學學科核心素養的發展不同層次學校也存在較大差異，整體來看，學校層次好較好的學生在化學學科核心素養的情況要明顯高于層次低的學校。

4 高中化學學科核心素養的培養建議

依據以上調查結果，結合本地區的實際教學情況，為全面提高赤峰地區高中生的化學學科科學素養，現提出建議。

4.1 深入挖掘學科教學內容，有的放矢培養學生化學學科核心素養

首先，有針對性地選擇相關學科知識，深入挖掘知識背后價值內涵。學科性知識不僅是知識的載體，更是發展化學學科核心素養價值與功能的媒介。例如，在化學鍵及晶體結構章節中，教師可從原子、分子或離子的角度引導學生思考化學鍵及晶體結構的物質構成，讓學生理解“微觀粒子是化學學習的基本立足點”這一思想方法。其次，提高實驗教學比重，合理組織探究內容培養創新能力。學校要根據自身情況合理利用校內資源多開展實驗教學，教師要積極設計驅動性問題，結合教學的實際情況去設計學習任務和學習活動，引導學生進行性質預測、方案設計、概括解釋等高水平的探究活動，同時鼓勵學生自主設計綠色化實驗，開展微型模擬實驗，并注重合理發揮現代信息技術的化學教學作用解決STSE問題[8]。

4.2 優化教學方法，建立素養為本的化學課堂

學校可以設計與開發多樣化的化學課程實踐活動，搭建化學知識結構。例如，課外興趣小組可以作為課內教學的延伸，例如魯科版教材必修二第二章化學鍵、化學反應規律，組織學生組成課下研究化學能與電能的轉化小組，考慮日常生活中組裝臨時電池等任務都能夠抓住學生的興趣，親自動手操作實驗和改裝創新，有利于將學習的知識充分內化。還可以充分利用社會教學資源，讓學生去社區、去工廠體會在真實社會應用的化學知識，讓學生站在決策者的角度去體會社會生產中要考慮的重重因素。比如，在反應過程中產生的能量及有效利用率，涉及一些物理學方面的知識；工業三廢的治理與排放，則還需要考慮到地理學、環境學、建筑學等知識，以此發展學生在實踐中解決綜合問題的能力[9]。

4.3 建立“教、學、評”一體化評價體系

首先，教師應明確不同階段學生應達到的化學學科學業水平，在不同階段有整體的規劃和把握。對于不同學業水平要求的學生，教學目標和教學內容應在深度和廣度以及STSE問題上達到契合。再次，教師可以采取多樣化多的評價方式，在總結性評價基礎上，構建以形成性評價、綜合評價、自我評價、小組評價等多元評價系統，還可以在綜合評價中納入學生平時的課堂表現、實驗操作水平，設計實驗方案水平等多種評價方法?？傊處熞⒅卦u價所帶來的正面作用，不要把量化的考試成績作為衡量學生的唯一標準，教師更應該去重視學生在不同階段取得的進展，從而適時調整相應教學，達到教學評相互促進的良好效果。

5 總結

教師應結合新時代人才培養高質量發展的新要求，及時轉變教學思想觀念，創新實踐方式，從課程、教學方式、評價方式等方面積極主動探索新的培養模式，提高赤峰地區高中生的化學學科核心素養，為赤峰地區教育事業的發展添磚加瓦。

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參考文獻：

〔1〕中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

〔2〕鄭長龍.2017年版普通高中化學課程標準的重大變化及解析[J].化學教育（中英文），2018，39（09）：41-47.

〔3〕葉德智.基于核心素養培養的高中化學教學策略探究[J].試題與研究，2022，35（19）：23-25.

〔4〕曹立美.基于學科核心素養的高中化學真實問題情境的教學策略——以乙醇教學設計為例[J].數理化解題研究，2022，26（18）：124-126.

〔5〕關莉莉.學科核心素養視角下的高中化學教學策略[J].新課程，2022，18（25）：94-95.

〔6〕龔清堯.學科核心素養背景下高中化學教學模式的創新[J].天津教育，2022，73（17）：45-47.

〔7〕李學林.高中生“宏觀辨識與微觀探析”化學核心素養的培養教學實踐研究[J].高考，2021，18（20）：96-97.

〔8〕劉桂英.湖北省高中生化學學科核心素養現狀研究[D].武漢：華中師范大學，2018.

〔9〕樂一樂.高中必修化學教材中的“化工思維”分析[D].長春：東北師范大學，2013.

收稿日期：2022-10-09

基金項目：2021年赤峰學院教育碩士專業學位人才培養與基礎教育教學專項（cfxyjyss22008）；赤峰學院2021年教育教學研究項目（JYXMY202109）；2022年內蒙古自治區高等學?？茖W技術研究項目（NJSY22153）；赤峰學院2022年教育教學研究項目（JYJXY202246）