基于學科核心素養的高中化學主題式教學活動探究

邱曉霞

摘 要：本研究以甲烷教學為例，旨在探討基于學科核心素養的高中化學主題式教學活動。在甲烷教學過程中，結合關鍵實驗和案例分析，引導學生探索甲烷的性質、應用和環境意義。研究結果表明，主題式教學有助于激發學生的學習興趣，強化學習動機，并培養學生學科思維和創新能力。

關鍵詞：學科核心素養；高中化學；主題式教學；甲烷

中圖分類號：G633.8?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2024）01-0140-04

隨著教育理念的不斷革新，傳統的知識灌輸式教學已不再滿足培養學生綜合素質的需求。學科核心素養作為一種新的教育理念，強調學科知識、能力、情感和價值觀的綜合發展。在高中化學教學中，如何將學科核心素養融入教學實踐，成為一個值得探討的課題。文章以甲烷為例，探討如何通過主題式教學活動培養學生的學科核心素養。

一、 高中化學主題式教學的作用

首先，主題式教學強調在整體性情境下進行學習，將課程中的各個知識點和技能有機地聯系起來。這樣的教學方法不僅有助于避免知識的孤立性，還能幫助學生更好地理解知識之間的內在聯系。以甲烷為主題，教師可以引導學生從分子結構、性質、制備方法、應用領域、環境影響等多個角度深入研究，使他們形成一個完整的認知體系。其次，主題式教學能夠激發學生的好奇心和求知欲。傳統的教學往往以知識點的羅列和記憶為主，容易讓學生感到枯燥乏味，而主題式教學以有趣的主題為引子，往往能夠引發學生的興趣，他們會更愿意主動參與學習。在甲烷教學中，通過介紹甲烷氣味的特點、在生活中的應用，甚至是與火災相關的案例，可以引起學生的興趣，使他們更加主動地投入學習過程。此外，主題式教學鼓勵學生跨學科地思考問題，培養他們的綜合分析和解決問題的能力。現實世界中的問題往往可以從多維度來看，學生需要綜合運用不同領域的知識來解決問題。通過將不同知識點融入一個主題中，將所學知識有機地整合，可以培養學生的綜合能力。如在甲烷教學中，學生需要探究甲烷在能源產生和環境保護方面的知識，這種跨學科的思考將使他們具備更全面的問題解決能力。

二、 高中化學主題式教學的注意事項

首先，教師應該精心選擇主題。主題的選擇應該立足于學生的年齡、興趣和日常生活情況，以便激發他們的學習興趣。例如，在高中化學中，以甲烷為主題與學生的生活經驗結合，可以使他們能夠更容易理解和產生興趣。同時，主題也應該有一定的深度，能夠引發學生的思考，而不僅僅是知識的簡單傳遞。其次，主題式教學需要充分考慮學生的學習特點和水平。教師應該了解學生的背景知識，確保主題的內容與學生已有的知識有所聯系。如果主題過于高深或過于簡單，都可能導致學生缺乏學習興趣。因此，教師需要進行適當的課前調研，了解學生的學習需求，以便更好地設計教學方案。此外，教學活動的設計也是關鍵。主題式教學應該包括多樣的教學活動，如實驗、案例分析、小組討論等，以便激發學生的多方面思考。在甲烷教學中，可以設計一些有趣的實驗，從而使學生更好地理解甲烷的性質和制備方法。同時，教師可以引入真實案例，讓學生了解甲烷在生活中的應用，培養他們將知識運用到實際問題解決中的能力。鼓勵學生的主動參與也是非常重要的。主題式教學強調學生在學習中的主動性和參與度，教師可以采用啟發式提問，引導學生思考，鼓勵他們提出問題并探索答案，增強他們的學習動力和自主學習能力。最后，主題式教學需要不斷反思和調整。教師應該定期對教學效果進行評估，了解學生的反饋和需求，根據實際情況調整教學策略。這有助于教學的持續改進和優化，使學生獲得更好的學習體驗和成長。

三、 高中化學主題式教學的具體策略

（一）引入生活案例

引入生活案例是高中化學主題式教學的重要策略之一，可以極大地激發學生的學習興趣和好奇心。通過選擇與甲烷相關的實際案例，如天然氣的利用、甲烷在廚房中的應用等，能夠將抽象的化學概念與學生日常生活聯系起來，使他們更容易理解和關注甲烷這一主題。在引入生活案例的過程中，教師可以采用以下策略：

情境描述：教師可以從生活中真實的場景入手，講述天然氣在家庭中用于做飯、供暖的情況，通過細致的情境描述，激發學生對甲烷相關知識的認知和興趣。

引發問題：提出問題，讓學生思考甲烷在這些實際場景中的作用和重要性。例如，為什么天然氣在廚房中被廣泛使用，甲烷在家庭生活中有哪些優勢？

案例分析：分析甲烷在不同領域的應用案例，如工業生產、能源領域等。通過案例，學生能夠更加直觀地了解甲烷的多樣化用途。

互動討論：鼓勵學生參與討論，分享自己對甲烷的認識。教師可以引導學生提出問題，讓他們通過交流不斷拓展自己的認知。

實際體驗：如果條件允許，可以進行一些實際的體驗活動。比如，在實驗室中展示甲烷的燃燒特性，讓學生親身感受甲烷的性質。

通過引入生活案例，學生將會在現實生活中更加關注甲烷，從而更加容易理解化學知識。他們將會意識到化學知識不僅僅存在于實驗室，還應用于日常生活的方方面面。這種聯系能夠激發學生學習的積極性，使他們更愿意深入探究甲烷的性質和應用。同時，也能夠培養學生將所學知識與實際問題聯系起來的能力，為學生未來的學習和生活打下堅實基礎。

（二）實驗探究

實驗探究是高中化學主題式教學中不可或缺的一環，尤其針對甲烷這樣的主題，實驗可以直觀地展示甲烷的性質和特點，使學生更深入地理解其中的化學反應和現象。以下是關于實驗探究的詳細介紹。

實驗設計：甲烷的制備實驗是一個很好的例子，教師可以設計一個簡單的實驗，讓學生觀察和親身操作甲烷的制備過程。例如，將一定量的碳酸鈉（Na2CO3）和過量的氫氧化鈣（Ca（OH）2）混合，然后加入適量的水，通過碳酸鈉和氫氧化鈣的反應，釋放出甲烷氣體。

實驗步驟：學生按照實驗步驟進行操作。首先，將碳酸鈉和氫氧化鈣混合。然后，逐漸加入水，觀察反應過程中是否有氣泡生成。最后，在反應管口放置氣球或瓶塞，收集產生的氣體。

實驗觀察與分析：學生可以觀察氣球的膨脹和氣體的產生。教師可以引導他們分析產生的氣體可能是甲烷，這可以通過甲烷氣體的性質進行初步驗證。

學生參與：這個實驗需要學生實際操作，讓他們親手操作實驗，體驗化學反應的過程，加深對甲烷的制備和性質的理解。

實驗結束后，教師可以組織學生進行實驗結果的討論和總結，學生可以分享他們的觀察和體驗，對實驗中出現的現象進行解釋，加深對甲烷的理解。通過這樣的實驗探究，學生能夠親身體驗化學反應的過程，直觀地感受到甲烷的性質和特點。實驗可以激發他們的好奇心，培養他們的觀察和實驗設計能力。此外，通過實驗，學生還能夠更深入地理解化學反應的基本原理，培養科學興趣和探索精神，為后續的化學學習打下堅實的基礎。

（三）問題驅動學習

問題驅動學習是一種培養學生批判性思維和解決問題能力的有效策略，尤其在高中化學主題式教學中，這種方式能夠引導學生更深入地思考甲烷這一主題。通過提出開放性問題，讓學生從不同角度思考甲烷的制備、應用和環境問題，可以激發他們的思維活躍性和獨立思考能力。

問題設計：教師可以提出一系列與甲烷相關的問題，如：

·甲烷是如何制備的，有哪些制備方法，各有什么特點？

·甲烷在哪些領域得到廣泛應用，有哪些應用案例？

·甲烷的燃燒產生哪些物質，有何環境影響？

·如何減少甲烷的排放，有哪些控制措施？

學生思考：學生根據問題展開思考，教師可以鼓勵他們從不同的角度出發，尋找信息，分析問題，提出自己的觀點和解決方案。

小組討論：將學生分成小組，讓他們共同探討問題，分享各自的思考和觀點。通過小組討論，學生可以互相啟發，從不同的角度看待問題。

展示和分享：每個小組可以向全班展示他們的討論結果和解決方案。這不僅能夠展示學生的思考成果，還能夠讓其他同學從不同的角度獲得新的啟發。

引導深入思考：教師可以通過追問、引導性問題，促使學生深入思考。例如，如果學生提出減少甲烷排放的方法是減少牛的飼養數量，教師可以追問這樣做會對農業和食品供應產生什么影響，從而引發學生更深層次的思考。

通過問題驅動學習，學生不僅能夠了解甲烷的制備、應用和環境問題，還能夠深入思考問題背后的原理和影響。這不僅能培養他們的批判性思維和解決問題的能力，使他們能夠更有自信面對復雜的現實問題，還能夠激發學生的學習興趣，使他們在探索問題的過程中體驗到學習的樂趣和成就感。

（四）創意項目

創意項目是激發學生創新思維、培養想象力和實踐能力的重要方式之一。對高中化學主題式教學而言，鼓勵學生設計與甲烷相關的創意項目可以使他們更加深入地理解甲烷的性質和應用，同時培養他們的創新意識和實踐能力。

項目設計：教師可以提出一個創意項目的任務，如制作與甲烷有關的模型、制作展示板、設計創新的甲烷應用方案等，學生可以根據自己的興趣和創造力，選擇適合自己的項目。

項目主題：學生可以選擇與甲烷有關的不同主題，如甲烷的性質、制備、應用、環境影響等，根據自己的興趣選擇一個深入研究的方向。

創意實施：學生需要根據項目的要求，進行實際操作和設計。例如，制作甲烷分子模型，設計展示板介紹甲烷的制備和應用方法，提出新穎的甲烷利用方案等。

創意展示：學生可以將自己的創意項目展示出來，可以是在班級內進行展示，也可以是在學校的展覽活動中展示。通過展示，學生不僅能夠分享自己的創意，還能夠從其他同學的作品中獲得靈感和啟發。

評價與反思：教師可以對學生的創意項目進行評價，不僅要關注作品的質量，還要關注學生在項目中的創新思維和實踐能力提升情況。同時，學生也可以對自己的創意項目進行反思，總結自己在設計和實施過程中的經驗和收獲。

通過創意項目，學生能夠將抽象的甲烷概念轉化為具體的作品，加深對甲烷的理解。創意項目鼓勵了學生的創新思維，使他們從不同角度思考甲烷的性質和應用，培養了他們解決實際問題的能力。此外，創意項目還可以激發學生的學習興趣，增強他們的參與感和自主學習能力。通過參與創意項目，學生不僅能夠在化學知識上有所提升，還能夠為未來的學習和職業發展積累寶貴的經驗。

（五）實際問題解決

實際問題解決是一種培養學生綜合運用所學知識和技能的重要方法，能夠幫助學生將學習的內容應用到實際問題中，培養他們解決問題的能力。通過提出一個實際問題，比如，如何減少甲烷的排放或如何合理利用甲烷資源，讓學生基于所學知識提出解決方案，從而鍛煉他們的分析、判斷和創新能力。

問題引入：教師可以以具體的背景情境引入問題，例如，全球溫室氣體排放日益嚴重，如何減少甲烷的排放成為一個重要問題。

學生分析：學生需要分析問題的產生背景和相關影響因素，了解甲烷排放的原因、影響和現狀，他們可以運用化學知識，探討甲烷的產生途徑、釋放情況等。

提出解決方案：學生基于所學知識，提出減少甲烷排放的具體解決方案，這可以涉及技術、政策、社會行為等多個方面。例如，提倡可再生能源的使用、加強農業排放管理、鼓勵城市生活的低碳模式等。

方案評估：學生需要對提出的解決方案進行評估，分析其可行性、效果和可能的影響，可以考慮不同因素，如經濟、社會、環境等。

創新思考：教師可以鼓勵學生提出創新的解決方案，挖掘一些可能被忽視的角度或方法，這有助于培養學生的創新能力。

方案展示：學生可以以小組或個人形式展示他們的解決方案，這不僅能夠讓他們分享自己的想法，還能夠促使其他同學從不同的角度思考問題。

通過實際問題解決，學生不僅能夠運用所學知識解決實際問題，還能夠培養分析、判斷和創新的能力，他們將在實際問題中感受到學習的價值和意義，認識到所學知識的實際應用價值。同時，也能培養學生的社會責任感，讓他們認識到他們有能力和責任參與解決現實問題，為社會作貢獻。

四、 學科核心素養視角下的甲烷教學

（一）主題選擇與學科核心素養對接

當設計高中化學主題式教學活動時，主題選擇與學科核心素養對接是至關重要的。選擇合適的主題并將其與化學課程內容有機融合，能夠引導學生深入思考并激發他們的學習興趣。

在甲烷教學主題中，在選擇“能源與環境”作為主題時，可以在知識中引入可持續發展和環境保護的重要概念。這不僅可以讓學生了解到甲烷是一種重要的清潔能源，還能讓他們意識到能源選擇對環境和氣候變化的影響。這樣的主題選擇緊密結合了化學內容與實際應用，能夠使學生更好地理解學科的核心概念。

通過將“能源與環境”主題融入甲烷教學，學生可以深入探討以下方面：

能源生產和利用：學生可以了解甲烷作為一種天然氣，在能源生產中的重要性，他們可以研究如何從甲烷中獲取能量，探討其在燃燒過程中的反應和產物。

溫室氣體與氣候變化：引導學生深入理解甲烷作為一種溫室氣體的特性，以及其與氣候變化的關系。通過分析甲烷排放對溫室效應的影響，學生可以認識到環境保護的重要性。

可持續能源選擇：學生可以探討清潔能源對環境的積極影響，并思考如何在能源選擇方面做出更科學的決策，這有助于培養學生的環保意識和責任感。

化學反應與應用：通過深入研究甲烷的化學性質，學生可以了解它在不同反應中的應用，例如，燃燒、催化裂化等，從而更好地理解化學原理。

（二）情境設計與真實性

高中化學主題式教學的情境設計與真實性是培養學生綜合素養和實際應用能力的關鍵。通過構建一個現實生活中的情境，讓學生親身體驗和感受甲烷在能源生產和環境保護方面的重要性，可以深入引導學生思考，并激發他們的興趣。

在甲烷教學中，通過構建一個真實的情境，例如討論甲烷的清潔燃燒對大氣污染的影響，可以使學生更加深入地理解甲烷的重要性和化學反應的實際應用。

實際問題意識：通過將甲烷的燃燒問題與大氣污染聯系起來，學生能夠意識到能源選擇對環境和健康的影響，從而引發他們對環境保護問題的深刻思考。

跨學科視角：這樣的情境設計不僅涉及化學知識，還涵蓋了環境科學、生態學等多個領域，學生可以從不同學科角度探討甲烷問題，培養跨學科思維。

現實應用體驗：通過案例分析和實際數據，學生可以了解甲烷的排放與清潔燃燒對大氣質量的影響。這種體驗能夠將抽象的化學知識與現實情境相結合，增強學生的學習體驗。

批判性思維培養：學生需要分析和評估不同能源選擇的優劣，從而培養他們的批判性思維和判斷能力，他們可以思考甲烷清潔燃燒的益處和局限，從多個角度評估問題。

創新和解決方案：通過情境設計，學生可以提出創新的解決方案，例如，改進燃燒技術、開發更高效的能源利用方法等，從而培養他們的創新思維和解決問題的能力。

五、 結論

基于學科核心素養的高中化學主題式教學活動，為學生提供了一個綜合性、探究性的學習環境。通過以甲烷為例的教學實踐，文章探索了高中化學主題式教學的作用、注意事項和具體策略，為今后的教學實踐提供了有益的借鑒。

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