基于學科核心素養的高中化學教學探究

吳盛強（福建省莆田市莆田媽祖中學）

化學核心素養是學科育人價值的集中體現。培養高中生化學核心素養教育的重要性主要體現在以下幾個方面：第一，化學核心素養能深度落實學科教育目標，提升化學課堂教學的有效性。第二，學科核心素養教育是中國學生核心素養教育的重要分支，是學生全面發展的一環。其三，化學學科具有科學性特征，是科學類學科的一種。落實核心素養教育，能為學生滲透科學觀念，錘煉科學精神，使學生具備科學發展觀，以科學的眼光看待現實世界。

一、創新工具，為學生構建化學價值觀念

化學價值觀念類素養包括“宏觀辨識”“微觀探析”“變化觀念”“平衡思想”“模型認知”等。在實際教學中，教師可以通過創新教學工具的方式為學生構建化學學科的基礎價值觀念，初步落實核心素養教育目標。

（一）思維導圖，培養學生變化觀念與平衡思想

思維導圖工具在化學教學中具有滲透多元化合物的內在聯系、梳理知識脈絡、搭建理解橋梁等作用。多元化思維導圖內容能指向差異化教學目標，促使學生變化觀念和平衡思想在教學過程中得以樹立。教師可以在教學前期設計布局講解類思維導圖植入課堂，以圖文結合的形式向學生展示化合物在反應變化前后的差異，以此培養學生變化觀念。通過讀取圖文信息，學生能認識到物質變化守恒定律，進一步形成平衡思想；教師還可以將思維導圖作為課時任務布置在教學中或課前時段，引導學生自主繪制化學要素的構成部分，學生能在繪圖過程中將個人對于課時知識的理解形象化，外顯化，進一步演示變化觀念，感受等式兩邊化學要素變化的過程與平衡的規則。

例如，在蘇教版《普通高中教科書·化學》必修第一冊《硫及其化合物的相互轉化》教學活動中，本課教學重點在于：讓學生掌握含硫物質之間的轉化、氧化還原反應方程式的配平兩個重要部分。在講解“含硫物質之間的轉化”模塊時，教師可以向學生提供相關思維導圖，便于學生梳理多元含硫物質之間的轉化規則與形式。為此，教師為學生提供硫及其化合物之間的相互轉化圖如圖所示：

通過讀圖，學生能夠清晰地把握本課涉及的“含硫物質之間的轉化”知識重點，進而對課時知識內容涉及的變化觀念與平衡思想形成初步見解。

（二）實物教具，培養學生證據推理與模型認知

化學學科的價值觀念教育蘊于知識教學過程中，基于學生對基礎知識的認知基礎上。因此，要培養學生價值觀念類核心素養，首先需要學生對所學知識內容建立清晰、直觀的認知。學生構建形象化學習模型后，方能舉一反三，對所學內容產生正確、清晰的證據推理或變化判斷。教師可以選用創意實物教具來輔助課堂教學，以實物化、形象化工具為學生構建學科認知，在知識教學的過程中向學生滲透正確價值觀念。教師可以選用化學實驗器具帶入課堂，讓學生通過近距離觀察、傳看認識多元器具的用途和功能，便于學生腦海中演示形象化實驗步驟；教師還可以選擇模型類教具，借助模型清晰生動地展示化學物質的性質、結構與內在聯系。學生能在實物教具的輔助作用下形成證據推理與模型認知。

例如，在蘇教版《普通高中教科書·化學》必修第一冊《人類對原子結構的認識》教學活動中，本課教學重點在于：讓學生了解人類探究原子結構的發展歷程，掌握現存最為準確的原子結構。該課時包含“微觀探析”“變化觀念”“平衡思想”“模型認知”等價值觀念類核心素養教育目標。為達教育目的，教師可以選擇實物教學工具，為學生展示超輕黏土制作的微粒模型，通過微粒所呈現的不同大小、顏色、形狀和剖面結構，為學生建立形象化模型認知。通過模型教學，學生能夠對原子結構產生進一步判斷，進而在后續學習中提升原子結構方面的證據推理意識與能力，核心素養獲得進一步發展。

（三）微課視頻，培養學生宏觀辨識與微觀探析

微課程視頻是化學教學中常見的教學工具。視頻具有聲畫結合的特征，能充分調動學生視聽體驗，達到課堂激趣的效果。豐富的視頻內容則可以突破語言描述、畫面想象的限制，將教師所要表達的化合物關系、結構、新知通過生動形象的演示、展示方式呈現在學生面前。學生能通過微課程視頻構建對于化學世界的宏觀辨識認知，深化對微觀世界的理解。教師可以用視頻類教學工具播放化學元素模型，能幫助學生了解微觀世界中多元要素的內在聯系；教師可以為學生播放生活中應用到相關化學內容的場景，促使學生對于化學在實際生活中的反應現象產生宏觀的辨識。指向性強的微課程視頻能幫助學生突破淺層次認知困境，逐步學生理解思維向深層次方向發展。

例如，在蘇教版《普通高中教科書·化學》必修第一冊《研究物質的實驗方法》教學活動中，教師可以運用信息技術工具為學生播放微課程視頻《部分金屬的焰色反應》。視頻中向學生集中展示了多種金屬（Li，Ca，Na，K，Ba）的焰色反應。學生能通過觀察發現，不同的金屬化合物在燃燒時將會產生不同的火焰顏色（焰色反應）。學生由此對焰色反應產生宏觀辨識度。教師又可以為學生播放顏色反應中氧化鎂的燃燒講解視頻《氧化鎂的形成過程》。視頻以動畫模型的方式向學生展現氧化鎂形成（2Mg+O2=2MgO）時圈外電子的活動變化，以此向學生滲透“變化觀念”和平衡思想。學生能在觀看視頻的過程中認識到物質不斷變化、發展這一客觀規律，在觀察電子移動變化的過程中發現原子核外電子排布的規律性和圍繞原子的電子數量的恒定性構成。選擇最適合的微課程視頻融入課堂，能夠有效培養學生宏觀辨識與微觀探析能力，為學生帶來新奇、形象的學習感受。

二、創新活動，為學生培養化學關鍵能力

在核心素養教育中，“證據推理能力”“科學探究能力”“創新能力”等均是高中化學“關鍵能力”的教育要素。培養學生化學關鍵能力，需學生具備去偽存真、設計方案、提出問題、作出假設、正確實驗調查等方面的能力。能力的培養基于學生實踐經驗的積累。因此，為達核心素養教育目標，教師可以設計創新性教學活動，為學生提供能力實踐、應用的契機。富有創意的教學活動包括小組探究項目、課時大情境任務、課后發明比賽、實驗操作活動等。在活動過程中，學生需注意活動設計的復合性，提升活動教育的承載力，將多元能力培養目標植入活動中，使學生多元能力得以并行發展。學生能夠在復合型活動中綜合鍛煉多元化學關鍵性能力，強化核心素養教育實效。

以蘇教版《普通高中教科書·化學》必修第二冊《探究鐵及其化合物的轉化》教學活動為例，本課教學涉及實驗活動，教材要求學生溫故而知新，自主設計制備氯化鐵的實驗方案。細化分析鐵及其化合物的轉化路徑與反應，歸納化學反應方程式（如：反應路徑包括：Fe →FeC13；Fe →FeC12→FeC13；Fe →Fe2O3→FeC13）。在本課教學活動中，教師可以通過創新教學活動的方式培養學生多元化學能力。教師可以為學生設計小組探究活動，請學生6 人一組，合作完成“氯化鐵的制備”實驗項目。在此之前，學生小組已具備獨立探究的能力，能在項目任務群的指導作用下確立活動完成步驟，進行自主分工。教師為學生小組設計項目任務群如下所示：（1）小組合作設計“氯化鐵制備”實驗方案，并制作實驗記錄表，確立小組分工。（2）按照方案開展實驗活動，嚴格遵守實驗規則，注意實驗動作的規范性。（3）記錄實驗結果，并按照個人理解匯總多個實驗的反應方程式和原理。（4）討論分析：氯化鐵的制備實驗在實際生活中存在哪些應用意義？鐵的化合物的轉化對人類社會存在哪些作用？

在本課教學活動中，學生能夠在方案設計環節鍛煉創意實踐能力，在實驗過程中鍛煉科學探究能力，在方程式歸納環節結合實驗結果進行證據推理能力。以創意課堂活動為教學抓手，能夠有效鍛煉學生化學核心素養中的關鍵能力素養。

三、創新案例，為學生培養化學必備品質

化學核心素養中學生學習必備的能力品質包括“創新意識”“科學態度”和“社會責任”三個方面。品質教育是作用于學生情感、心理、精神層面的教育，學生首先需對所學內容產生認同感，方能遵循積極科學品質指導，踐行正確的學習、生活行為，使品質教育收獲實效。因此，具有情境感召力的教學方法更適用于品質教育。案例教學法具備情境創設和情緒感召兩方面教學優勢。教師可以選擇真實的化學案例展開品質教育，借助案例建立化學科目與社會生活的鏈接，佐證教師的品質教育觀點，提升學生對于相關精神品質的認同感；教師還可以通過化學案例中的具體事例，向學生呈遞情感信息。學生在案例情感的感召作用下，升華思想觀念，塑造愛國、科學等精神，這對于學生必備品質的培養同樣起到促進作用。

例如，在蘇教版《普通高中教科書·化學》選擇性必修1《化學能與電能的轉化》教學活動中，本課時教學旨引領學生了解化學能、電能的轉化知識在實際生活中的應用作用。在本課教學中，教師可以將化學必備品質作為核心素養的教育目標，在學生創新意識、科學態度和社會責任方面予以學生指向性教育。教師可以為學生找到生活案例閱讀材料《電絮凝氣浮法處理污水》，該文詳細介紹了電化學在污水治理方面的作用，向學生介紹了電能與化學能相互轉化過程中產生的氣浮作用和絮凝作用、還原作用和氧化作用的原理，運用化學知識來解釋金屬陽離子“Fe3+，Al3+”與溶液中的“OH-”反應形成的金屬氫氧化物，上浮變成絮狀體帶走污水中的臟污的過程。學生能在閱讀過程中深入感受人類在運用化學能與電能轉化知識方面的巧思，在創新意識、科學態度等方面有所領悟。教師可以搭配案例教學為學生滲透化學專業對于國家建設的重要作用，將學科學習與愛國行為相聯系，強化學生自主學習意識，提升社會責任感，在學習中形成化學必備的精神品質，有效落實核心素養教育目標。

高中化學核心素養教育目標包含化學觀念、實現、能力、意識、責任等。多元教學方向各有其特征。教師可以將教學的工具、形式、方法、活動和案例作為落實核心素養教育目標的抓手，創新教學設計。分層式教學設計能以點帶面，構成健全、立體的學科核心素養教育體系，提升核心素養教育的實效性。