基于高考題型STSE的高中生化學學科核心素養培養研究

何繼紅

隨著新課程改革的實施，高中化學教師不僅要提升學生的化學探究能力和知識水平，還應在教學中培養學生的化學核心素養和學生必備的品格、能力。新課改背景下，高考也隨之進行了改革。縱觀化學新高考契合了化學新課改理念，出現了大量的STSE（Science，Technology，Society，Environment）試題。鑒于此，面對化學新課程、新高考的要求，唯有秉承STSE教育理念，才能順應高考趨勢。

一、高考題型STSE與STSE教育理念

（一）STSE教育理念

化學學科核心素養視域下，STSE教育理念強調學科知識和科學、技術、社會、環境之間的聯系，引導學生在化學學習中思考化學和生活的聯系，在實踐中深化化學理論知識，綜合運用多學科知識開展探究活動，解決實際問題。

STSE不僅強調了理科教學應用的重要性，還要求教學者在開展課堂教學時應探索綜合實踐活動這一教學實施路徑，以構建主義學習理論作為基礎，將科學知識和社會生產實踐、環境保護、資源節約等深度融合到一起?？梢哉f，STSE教育理念以促進學生的自我提升為核心，具備三個顯著特征：（1）綜合性。STSE教育模式將科學、技術、社會、環境教學資源與化學新課程標準的內容充分滲透、融合在一起。教師從多個角度開展課堂教學，開闊了學生的視野，也培養和發展了學生的學科素養。（2）探究性。與傳統的課堂教學模式相比，STSE教育模式屬于一種生本教育模式，強調課堂教學應回歸學生，凸顯學生在課堂上的主體地位，要求教師在開展課堂教學時借助師生互動、生生互動的方式，經歷知識生成過程，鍛煉學生的思維能力。（3）實效性。STSE教育模式與社會生活接軌，更加關注生活案例教學、生活問題分析，使學生在思考問題、解決問題的過程中體會化學知識在生產生活中的價值，不斷增強學生的社會責任感。[1]

（二）高考題型STSE統計分析

新課程改革背景下，高中化學高考也隨之進行了改革，對STSE教育理念進行了有效的落實，并出現了與其相契合的STSE題型。就2020年全國各地的化學高考試卷來說，STSE題型占據了非常大的比例。同時，在研究中發現，高考題型STSE中主要圍繞兩個部分，即背景知識、問題知識。其中，背景知識主要是與生產生活、科學技術等相關聯的內容，并以信息的形式呈現出來；問題知識是以知識中的某一個相關的物質或者知識點作為切入點，提出相關的問題。在調查中發現，在全國Ⅰ卷中，高考題型STSE中選擇題型占據了很大比例，包括基于新型Zn-CO2水介質二次電池對化學反應與能量的考查、基于中藥白芷與當歸中提取出紫花前胡醇對簡單有機化合物及其應用的考查等，同時還存在一定的STSE非選擇題型等。

由此可見，在高中化學新高考STSE題目類型中，試題更加情境化，題目的呈現方式與科學、技術、社會、環境相聯系，以一定的情境作為問題的背景，從學生已有的化學知識、化學經驗出發，將學生所學的內容進行遷移，使得學生運用所學的知識解決新問題。[2]

二、基于高考題型STSE的高中生化學學科核心素養培養路徑

（一）創設理論教學情境，培養學生宏觀、微觀結合素養

高考題型STSE背景下，教師應結合高中化學學科特點，從宏觀和微觀兩個角度引導學生開展理論知識學習，進而促使學生在學習中深刻理解化學問題的本質，并促使學生在探究學習中逐漸提升分析、推理和預測能力等。鑒于此，教師應關注化學知識規律和學生興趣的連接點，從激發興趣的角度入手，通過口述、做游戲、播放多媒體課件、做試驗等方式，為學生創設良好的學習情境，使學生在學習中將注意力逐漸轉移到微觀世界中，進而促使學生在學習的過程中逐漸養成從宏觀和微觀兩個角度思考、分析問題。

以“離子反應”為例，為了發展學生的宏觀、微觀結合素養，教師在開展STSE教學時，借助談話的方式引入課程內容：在日常生活中，我們常常會運用醋酸消除水垢，運用酸鹽消除銹，為什么環境保護的工作人員在處理硫酸工業廢水的時候會選擇氨水？這些現象中蘊含著什么化學原理？接著，在問題情境的基礎上，又給學生播放了一段關于硫酸銅和氯化鋇發生化學反應的視頻，結合學生的觀看，再次提出問題：通過觀看視頻，你發現了什么？這個化學反應的實質是什么？如此一來，借助生活化的問題情境以及教學視頻的輔助，引導學生在積極參與宏觀現象和微觀實質的觀察和探索過程中理解化學變化的本質，逐漸形成良好的化學核心素養。

（二）基于典型問題，發展模型認知素養

鑒于高中化學學科的特點，其包括大量復雜、抽象的化學概念。而在化學學習中，化學概念是基礎和關鍵，一旦忽視化學概念的學習，就會導致學習受阻，難以理解深層次知識點，制約了學生的學習效果。鑒于此，面對高考題型STSE的要求，在實施課堂教學時，教師應重視化學基本概念教學，夯實學科基礎，不僅引導學生弄懂、理解化學概念，還應適當融入學科素養，引導學生借助化學符號、文字、圖像等總結其中蘊含的化學規律，在潛移默化中發展學生的認知素養。另外，在具體的化學課堂教學中，教師還可結合教學內容，引入典型的化學理論問題，指導學生借助概念圖等工具進行分析，使學生在概念圖的輔助下逐漸形成總結事物特征、對知識結構進行梳理的能力。

例如，在“物質的量”的教學中，為了契合STSE的要求，教師在上課之初就為學生提出了一個非常典型的問題：我們在實驗室內可以用量具稱一定重量的碳，但是針對碳原子卻無法稱量。那么，這種可以稱量的物質和難以稱量的分子、原子之間存在什么樣的關系呢？同樣是1 g，但是1 g的碳、1 g的氧氣、1 g的二氧化碳中所含有的微粒數也一樣嗎？讓學生在問題的引導、思考和探究中逐漸形成“宏觀的質量、微觀的微粒數目”的聯系。接著，教師又為學生展示了能夠稱量單個原子的納米秤。然后，圍繞相關的資料再次回到問題中，指導學生結合碳原子數的計算公式，將1 g碳中含有的碳原子的數量計算出來，并引導學生思考：如果將計算出來的結果作為一個微粒，看作一個集合體，如何為其建立一個新的物理量？讓學生嘗試運用數學模型、化學模型進行解決。如此，學生在STSE的教學模式下，通過一定的資料背景，借助問題的引導，在思考和探究中對“物質的量”這一核心概念有了深刻的理解，并在頭腦中逐漸形成了具體的化學模型，對物理的量、體積、質量的內在關系有了明確的感知，真正提升了學習效果，也在無形中培養了模型認知素養。

（三）優化實驗教學，發展變化平衡素養

變化是化學的本質。教師在開展化學教學時唯有立足化學學科的這一特點，從化學的變化入手，引導學生在變化的表現形式、內在本質、符號表示三個維度進行學習，才能對其形成深刻的認知。而要達到這一目標，化學實驗無疑是最佳的選擇。鑒于此，面對高考題型STSE的要求，化學教師在日常教學中不僅要重視實驗教學，還應以實驗教學作為契機，培養和發展學生的變化觀念、平衡思想等，使學生在實驗探究的過程中理解化學反應中存在的守恒和變化。另外，學生在化學實驗探究的過程中，自身的操作能力、觀察能力、思維能力也隨之提高，并在很大程度上強化了對化學的認知，真正滿足了學科素養下的教學要求。

例如，在“鐵及其化合物”的實驗教學中，為了滿足STSE教學理念的要求，教師先演示整體流程，使學生產生初步認知。之后組織學生合作實驗，使其在操作和探究中挖掘實驗的本質。在這一理念下，教師重新設計了實驗教學模式：首先，從學生的實際生活出發，提出問題：生活經驗告訴我們，在常溫的情況下，鐵和水之間是不會發生反應的，那么為什么在鋼鐵廠中常常出土的模具必須進行充分干燥？在學生思考的過程中，教師將本次實驗裝置圖片展示出來，并為學生展示在高溫條件下，使用水蒸氣對鐵粉的還原實驗，并引導學生結合實驗，依據所學的化學知識，分析本次實驗中可能產生的生成物、探究該實驗的原理。其次，演示之后，將相關的材料發放給學生，引導學生以小組為載體，確定實驗目的、設計實驗方案、進行實驗演示等，使學生在自行實驗操作中對氧化還原反應的原理形成深刻的認知，并在探究學習中形成化學變化和平衡的化學學科素養。

（四）鏈接生活，發展學以致用的素養

新課改背景下，課堂教學不再局限于單純的理論知識，應更關注知識應用能力，這也是STSE教育的主要目標。鑒于此，高中化學教師在日常教學中必須努力打破傳統化學教學模式的束縛，將教材上的理論知識與實踐結合起來，引導學生運用所學的化學知識解釋生活中常見的現象，增強其科學意識的同時，提高其解決問題的能力，真正實現學以致用的目的。

以“化學反應與能量變化”為例，基于高考題型STSE的特點，主要考查學生解決實際問題的能力，教師在開展教學時將本節課中的“熱效應與焓變關系”的知識點與生活中常見的“暖寶寶”聯系起來，引導學生開展討論：在“暖寶寶”中有一個透氣袋，撕開包裝紙后氧氣就會進入透氣袋子中，進而產生熱量。你能用所學的化學知識對這一現象進行解釋嗎？為了幫助學生更好地解決這一問題，教師又為學生補充了關于“暖寶寶”的相關資料，讓學生認識到暖寶寶的原料是由鐵粉、石、活性炭、無機鹽和水而組成的聚合物。之后，指導學生以小組為載體，運用所學的化學知識，從能量角度、化學鍵角度、能量變化的角度，對“化學能轉化為熱能”這一過程進行探究學習，理解化學能轉化為熱能的化學原理?！芭瘜殞殹卑l熱的本質是發生了放熱反應，化學鍵在斷裂的過程中放出了大量的能量，從而實現熱效應。以生活中的具體現象為載體，教師引導學生用知識鏈接生活，運用跨學科知識綜合分析和解決生活中的實際問題，既能夠鍛煉學生的思維能力和問題解決能力，又能夠實現學以致用的目的。

（五）基于環境發展，提高學生社會責任素養

化學學科還承擔著培養學生社會責任素養的重任，使學生在化學學習中逐漸形成強烈的環保意識、資源節約意識、污染防治意識等。這也是STSE教學中不可分割的部分，是當前高考的發展方向。鑒于此，高中化學教師在優化課堂教學時，唯有突破傳統教學模式的束縛，將環境教育和化學教學結合起來，使學生在學習的過程中明確現階段所面臨的環境問題，喚醒自身的環境保護意識以及運用化學知識解決環境問題的熱情和欲望。

例如，在“環境保護與綠色化學”的教學中，為了發展學生的環境保護素養，教師可給學生補充一些有關環境污染的資料，如某地區因為購買廢鉛蓄電池拆解、熔煉，導致當地環境出現了嚴重的污染，相關人員也受到法律的制裁。以此為切入點，提出問題：如何回收利用廢舊的電池？還有其他更好的環境保護方法嗎？之后，學生在教師的引導下，結合原電池、物質分離提純等知識，通過理論分析和實驗探究等，完成了相關問題的解答。接著，教師又為學生介紹了世界環境日等資料，使學生在學習中增強社會責任感。這樣，環境污染問題的融入使學生在學習中認識到環境保護的重要性，并嘗試運用所學的知識對其進行保護，切實增強了學生的化學應用意識，發展了其社會責任素養。

綜上所述，高中化學新課改背景下，STSE教育理念應運而生。同時，新高考順應了新課程改革的趨勢，STSE試題成為高考的熱點和趨勢。鑒于此，作為一名高中化學教師，需要轉變傳統的教學模式，基于STSE教育理念的內涵，引導學生開展化學實踐活動，讓學生具有運用跨學科知識解決問題的意識，提高探究能力和綜合運用知識的能力，真正滿足新課程、新高考的要求。

參考文獻：

［1］賴淑萍.基于STSE教育理念的高中化學新教材分析和實踐［D］.漳州：閩南師范大學，2022.

［2］歐尤靜.核心素養視角下高中化學STSE綜合實踐活動的設計與實踐研究［D］.天津：天津師范大學，2022.

（作者單位：甘肅省景泰縣第一中學）

編輯：張俐麗