高中生化學學科核心素養培育路徑探析

黃春珍

摘 要：目前高中化學學科受多因素影響存在一定問題，未能較好地落實現代教育提出的培育學生核心素養目標，不利于學生全面發展。對此，本文結合高中化學學科的基本特征，從不同層面培育學生的化學學科核心素養，讓他們將來更好地適應社會發展，希望能夠為教育工作者和研究者提供參考。

關鍵詞：高中化學；核心素養；培育路徑

隨著新課程全面實施，培育學生核心素養已成為各個學科重中之重，化學作為高中教育重點學科，需要教師在深入剖析新高考內容和明確新高考目的基礎上優化教學方式，培育學生的核心素養，提升化學教學質量。

一、培養學生的宏觀辨識與微觀探析能力

宏觀辨識與微觀探析是化學學科與其他科目相比明顯不同的重要標識，體現出化學思維和觀念，也是學生學習化學理論的關鍵要素。在素質教育和教育教學全面改革背景下，高中化學學科已將教學重點傾向于核心素養培育，其中宏觀辨識與微觀探析能讓課堂充滿創新且科學氛圍，引領學生從宏觀和微觀相結合層面理解和掌握化學知識，實現真正意義層面深入學習。

（一）基于微觀尋找本因，完成概念構建

一般化學學科基本用語以概念表示的宏觀與微觀意義為基礎，物質性質由物質結構決定，所以，教師需指導學生基于微觀層面尋找本因以及從物質結構明確物質性質并在此基礎上建構概念。成功的化學實驗建立在科學嚴謹實驗過程基礎上，但在實驗中受若干因素影響不可避免會失敗，學生要學會基于微觀層面尋找本因，發現實驗錯誤之處，高效理解和掌握化學基礎概念[1]。以“鹽類的水解”教學為例，教師在課堂教學中設置以下問題讓學生思考，酸性氯化銨與水相融后，請問溶液中微粒有哪些？此類微粒間會相互發生反應并形成全新物質嗎？結合所學的弱堿與弱酸電離方程式是否可順利書寫鹽類的水解方程式？學生在思考上述問題時嘗試對鹽類水解的微觀解釋進行探析，再結合推理歸納總結鹽類水解原理及相關知識點，順利建構鹽類水解概念。

（二）開展化學實驗教學，宏觀和微觀建立聯系

化學學科的進步與發展離不開實驗的輔助與支持，通過實驗不僅可以看到宏觀的化學現象，還能夠更好地探究微觀化學本質及原理。故而在高中化學教學中，開設實驗教學是培養學生宏觀辨識和微觀探析核心素養重要方式，教師應及時轉變之前“重理論、輕實驗”的落后觀念，主動帶領學生進行實驗設計和操作，使其在實驗中親眼看到化學現象，以此為基礎對宏觀現象進行辨識，再從宏觀視角對微觀化學變化展開分析和研究，了解化學物質的性質和變化情況，將宏觀和微觀建立聯系[2]。以“金屬鈉及鈉的化合物”教學為例，教師需事先轉變好鈉、小刀、鑷子和濾紙材料，先通過演示實驗從認知層面引起學生的主動關注，詢問：你們是否相信水可以把酒精燈給點燃？學生往往認為這是不可能的，然后從拿出一小塊金屬鈉，用小刀切割一小塊放到酒精燈的燈芯里面，并通過滴管往上面滴幾滴水，可以看到酒精燈瞬間被點燃，引起他們的好奇與震驚，甚至有同學質疑水有問題。化學教師講道；“上述現象源自鈉的反應的形成。”事實上，學生早已在初中化學時期已學習過金屬鈉性質，然而整體認知程度相對淺顯。高中化學金屬鈉性質知識點是先基于微觀視角研究鈉原子的內部結構，再結合宏觀現象對鈉的化學性質進行歸納。對此，教師可先在多媒體設備的大屏幕上直觀、放大的出示鈉原子內部結構，讓學生親眼看到金屬鈉最外層電子數，使他們體會到1個電子數很難維持自身的穩定性。為使學生對鈉的特征印象更為深刻，教師可操作實驗：先從煤油中取出一塊金屬鈉，再使用小刀進行切割，可以看到切割面是銀白色的，且有光澤，但是光澤會快速散去，他們結合這一現象將會聯想到鈉原子難以保持自身穩定性的特征。另外，教師可指導學生親自動手切割金屬一小塊鈉，再把它放到玻璃管里面，然后使用運用酒精燈進行加熱，能夠看到玻璃管中的鈉將會迅速燃燒，再由淡黃色物質生成，借機要求他們寫出相應的方程式，使其意識到淡黃色的生成物是過氧化鈉，深入理解電子結構決定物質性質。

二、培養學生變化觀念與平衡思想

變化觀念與平衡思想是化學學科核心素養之一，此素養本質含義即物質的轉化層面以及通過平衡理論解析物質變化。變化與平衡并非并列，二者只有隨著變化過程才會產生與平衡有關問題。當前高中化學反應僅從簡單記憶著手，學生無法將所學知識應用于實際問題分析和解答，融會貫通更不知從何談起[3]。所以，高中化學教師要指導學生理解反應規律與本質并從量變與質變、內外因等對物質化學變化展開全面分析，切實提升化學學習成效。

（一）結合生活現象，理解知識內涵

高效開展教學可采取創設教學情境的方式，高中化學很多知識點都源自現實生活，結合生活現象可提升教學成效。例如，在“化學反應與能量變化”相關知識的教學中，教師可以結合生活中真正存在的化學現象輔助教學，引導學生把握相關知識要點，并培養他們的變化觀念與平衡思想。課堂上，教師先展示鉆木取火與木頭燃燒的生活現象，引領學生基于化學視角對以上現象進行分析和探究，使其發現木頭燃燒時會釋放出熱量，借機呈現放熱反應的內容，然后利用鍛造石灰石產生石灰這一生活現象揭示吸熱反應相關內容，借此指引他們思考放熱與吸熱化學反應中的能量化過程和變化情況，促進變化觀念與平衡思想素養的發展及形成。

（二）課程目標分解，持續增強練習

變化觀念和平衡思想比較強調化學反應的過程即處于不斷變化中，所以在探究變化時需傾向于對化學現象背后呈現出的化學變化實質的研究，讓學生真正理解化學知識的內涵與化學變化的本質。因此，高中化學教師可采用對課程目標分解的方式把所授內容拆分成適當的若干個小部分，帶領學生逐個學習與理解，讓他們基于本質視角深度掌握化學知識的內涵[4]。比如，在開展“化學反應速率與反應限度”相關知識教學時，教師可以借助對氯化鈣和硫酸鈉反應優化教學，先對化學反應過程進行細化及分解，再指導學生展開逐層探究，維系他們的學習興致，如取3mL濃度是1mol/L的氯化鈣溶液和5mL濃度是1mol/L的硫酸鈉進行混合，認真觀察反應情況，隨后取氯化鈣與硫酸鈉形成的少量少層溶液，再滴入適量的濃度一樣的碳酸鈉溶液，繼續觀察反應情況。這樣教師把一個完整的化學反應分解成若干個步驟并引領學生觀察和理解，達到逐一突破知識點效果。

（三）做好類別遷移，研究化學規律

新時期的高中化學教學肩負著培養學生化學核心素養的重任，化學教學比較強調從特殊現象到普遍現象的研究，達到從點到面的目的，教師可采用類比遷移的教學方法，引導學生一邊學習基本化學理論知識，一邊體會化學原理的本質，帶領他們深度研究化學的內在規律，使其化學學科核心素養得以持續發展。舉個例子，在“鹽類的水解”相關知識的教學中，學生已經學習過有關水的電離和溶液pH值等基礎性知識，教師據此設計類比遷移教學，帶領學生深層次分析鹽溶液所呈現的酸堿性，如在氯化銨溶液這一鹽溶液中存在銨離子與氯離子兩個離子，水溶液中存在氫離子和氫氧化根兩個離子，其中氫氧化鈉與銨離子結合生成氨水，此時溶液中氫離子濃度〉氫氧化銨離子濃度，溶液在此時呈酸性，從上述可得知，部分化學反應互通且反應原理也較為相似。教師在教學中根據前期知識內容指導學生類別分析，幫助學生夯實基礎的同時鞏固所學新知，最重要能掌握化學本質知識和形成變化觀念與平衡思想。

三、培養學生證據推斷與模型認知

所謂證據推斷與模型認知素養，指的是學生應具有較強的證據意識，且可以結合證據圍繞所學習的知識，提出相應的假設或者可能，然后利用獲取到的數據展開推理和分析，對假設與可能進行驗證，獲得相應的結論，且找到證據間之間存在的邏輯關系。當前教育改革重點之一即培養學生推理能力和思維，其中科學研究與實踐重要環節即篩選、識別證據、轉換形成證據以及應用與評價證據。我國教育高度重視推理思維培育，化學學科也將其列為重點[5]。同時，化學還比較注重對學生模型認知素養的培養，通過分析與推理的方式來了解所研究化學對象的基本構成要素、特征和本質等，據此構建相應的認知模型，再結合模型對化學原理或者規律進行解釋，最終順利把化學本質給揭示出來。

（一）基于現象證據推導原子結構模型

實驗是化學學科重要組成，學生可通過實驗觀察到知識形成過程，再將實驗現象作為證據加以推理，認識物質微觀構成。以“人類對原子結構的認識”相關知識教學為例，教師為學生播放盧瑟福a粒子轟擊金箔實驗模擬動畫并指出，金具有較好的延展性，2009年美國《新聞周刊》報道指出，最薄的金箔上面有2個金原子，其中a粒子為He2+，缺少核外兩個電子的氦原子核。形成以下現象：1.多數a粒子會好似沒有任何阻礙一樣穿過金箔；2.少數a粒子出現偏轉；3.個別a粒子會被彈回。教師根據上述三個現象引領學生思考現象出現原因，學生在此過程中十分容易基于實驗證據推理以下結論，即原子基本為中空的，故而，多數a粒子會毫無阻礙直接穿過金箔；個別a粒子被彈回主要因為a粒子自身附帶正電荷，對此原子中附帶正電荷的部分原子核；教師在此之后以問題鏈形式引導學生推理原子結構結論。問題1極個別、少數和多數分別表示的是什么？問題2播放以下動畫：白色桌球撞擊黑色桌球，讓黑色桌球落袋，白色桌球仍然處于原來位置，這對你們有什么啟示？問題3整個原子的電是中性，能夠說明什么？讓學生根據個人想象畫出相應的原子結構模型，使其結合結構親自對原子結構模型的形成進行解釋，助推他們深層次理解這些知識。

（二）合理設計推理過程

核心素養培育建立在具體教學過程基礎上。當前，高中化學教師面臨如何在建構知識體系的基礎上引導學生形成核心素養難題，考查教師對教學內容和方式的優化和改進能力。針對證據推斷與模型理解這一核心素養培育，若在建構知識體系中增強學生收集和利用證據意識，即可培養學生建模能力以及提升其推理水平。以“鹽類的水解”相關知識教學為例，化學教師先為學生演示以下實驗，即取少量的KNO3、Na2CO3、CH3COONa、NH4Cl、NaCl等固體并將其與水相融合，再對此溶液的pH值進行推測，要求學生思考和分析鹽溶液的酸堿性，以及酸堿性強弱之間的關系，指導學生指導收集當固體溶到水里面以后的pH值，當作證據，然后進行推理，促進他們新認知的形成。在這一環節，學生通過科學分析與邏輯思維能夠正確推理出酸堿的酸堿度同生成鹽溶液的規律，使其自主得出相應的結論，會在此過程中發現鹽酸溶液的酸堿性來自生成該鹽的酸或堿的強弱。

四、培養學生科學探究與創新意識

所謂科學探究即為進行科學解釋和發現、創造與應用的一類科學探究實踐活動，學生在科學探究活動中需發現與提出極具價值意義的問題，且基于問題和假設視角確定具體的探究目的，制訂出科學合理的探究方案，以及在探究中學會與他人合作，敢于針對異常現象提出專屬于自身見解。高中化學教師需結合學生學情從不同層面培養其科學探究與創新意識，提升學生綜合素質。

（一）規范實驗操作流程，引導學生在探究中創新

化學教師組織學生參與實驗活動時需不斷對教學流程進行優化，通過演示分析和創設情境吸引學生注意力。在此過程中要求學生獨立思考和提出猜測，達到培養學生科學探究和創新意識成效。以“溶液組成的定量研究”中實驗－配制－定物質的量的濃度溶液教學為例，教師在正式授課前為學生播放一段科技資訊吸引其注意力，要求學生在觀察影片時記錄使用的實驗器材，歸納總結實驗步驟。再分析各個實驗原理，課堂上與其他學生相互交流想法和觀點，嘗試反向推導整個實驗計劃。化學教師在此基礎上為學生提供相關實驗設備并鼓勵其運用生活用品研制全新實驗設備，例如可將日常飲用玻璃杯作為大容器，塑料吸管作為導流桿并在家中運用若干個湯匙挖掘固體。待實驗設備準備完畢后，教師指導學生組成小組開展實驗并明確實驗對象，運用清水、小蘇打、糖、鹽等材料加以配制，學生在自主實驗操作中可體驗科學探究樂趣，最重要在此過程中掌握正確解決方案配制程序和方式，并在研發新器材中形成轉化思想，增強創造力與動手操作能力。

（二）引導學生歸納總結，優化實驗探究思路

每位學生都是獨立個體，具有不同的思維方式和學習能力，正因如此在實驗操作中相對靈活，較易出現實驗數據誤差。教師針對此可先讓學生回顧整個實驗，梳理所有步驟，尋找誤差根源并加以修正，獲得正確結論。以《探究鐵及其化合物的轉化》章節中“鐵及其化合物的性質”實驗為例，學生因實驗方法和操作非規范造成無法獲取精準結論。教師在課堂教學中可實時觀察和記錄學生，為學生播放錯誤實驗視頻，指導學生反思自身在實驗中錯誤行為，再不斷改進，切實提升學生思維能力，增強科學探究與創新意識。

結束語

總之，核心素養是當前教育教學重難點，高中化學教師根據學生學情與學科特征從不同層面培育學生核心素養，促使學生在理解和掌握化學知識的同時發展思維品質，切實提升化學教學質量和學生綜合素質。

參考文獻

[1]陳淑華.核心素養培育與高中化學教學設計[J].課堂內外（高中版），2023（23）：46-47.

[2]吳珍麗.新高考下高中化學核心素養在課堂教學中的培養[J].數理化解題研究，2023（18）：134-136.

[3]戴飛飛.核心素養視角下的高中化學教學策略[J].新智慧，2022（36）：64-66.

[4]楊麗和.基于核心素養的高中化學課堂教學研究[J].高考，2022（27）：81-84.

[5]李云燕.新高考背景下化學學科核心素養培育策略[J].華夏教師，2022（9）：15-17.