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高中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)培育研究論文
[摘 要]《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》的發(fā)布對(duì)學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)提出挑戰(zhàn)。迎刃教育時(shí)代難題，學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)剖析化學(xué)學(xué)科本質(zhì)，立足于課堂教學(xué)，可采用聚焦核心知識(shí)、建構(gòu)思想觀念、注重宏微結(jié)合、引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究、啟發(fā)科學(xué)思維等策略。
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)教學(xué)；核心素養(yǎng)；培養(yǎng)策略。
2016年9月《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》發(fā)布，標(biāo)志著以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的新一輪基礎(chǔ)教育課程改革已經(jīng)啟幕。作為一線教育工作者，必須弄清核心素養(yǎng)與素質(zhì)教育的關(guān)系、核心素養(yǎng)與三維目標(biāo)的關(guān)系、核心素養(yǎng)與學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)系，堅(jiān)持以立德樹人為宗旨，立足課堂教學(xué)，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)科獨(dú)特的教育價(jià)值在學(xué)生身上得到體現(xiàn)和落實(shí)�；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任等五個(gè)方面，[1]體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征，內(nèi)涵豐富，價(jià)值多元�；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)可從以下幾方面展開：
一、聚焦核心知識(shí)。
化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的“魂”,是化學(xué)課堂教學(xué)的“根”,是化學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)的“尺”.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)必須以具體的化學(xué)知識(shí)為依托，讓學(xué)生在化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的活動(dòng)過程中形成和發(fā)展，從而為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)做出化學(xué)學(xué)科應(yīng)有的貢獻(xiàn)�；瘜W(xué)學(xué)科知識(shí)就其重要性而言，可分為核心知識(shí)、次要知識(shí)和外圍知識(shí)，核心知識(shí)就是指那些在整個(gè)知識(shí)系統(tǒng)、學(xué)科結(jié)構(gòu)中處于軸心地位，對(duì)周邊知識(shí)領(lǐng)域起著統(tǒng)攝、關(guān)聯(lián)作用，發(fā)揮結(jié)點(diǎn)功能的課程內(nèi)容。[2]化學(xué)核心知識(shí)猶如植物的“根系”和“經(jīng)脈”,具有內(nèi)核性、統(tǒng)攝性和生長(zhǎng)性。加強(qiáng)化學(xué)核心知識(shí)教學(xué)，有利于理清教學(xué)內(nèi)容的主次，合理安排教學(xué)時(shí)間，讓學(xué)生集中主要的時(shí)間和精力學(xué)習(xí)“最有價(jià)值”的核心知識(shí)，從而為培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
例如，“硫的氧化物”中的“二氧化硫”,從知識(shí)主線上看，它位于“非金屬單質(zhì)-酸性氧化物-酸-鹽”知識(shí)鏈的節(jié)點(diǎn)上；從化學(xué)性質(zhì)上看，它既具有酸性氧化物的通性，又具有還原性和漂白性等特性；從化學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系上看，它與日常生活、環(huán)境污染及防護(hù)密切相關(guān)，是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)觀念和社會(huì)責(zé)任感的重要素材；從它所處的課程模塊上看，它屬于化學(xué)必修模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容，體現(xiàn)了國家對(duì)公民素質(zhì)的最基本要求；從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)上看，它幾乎涉及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)所涵蓋的五個(gè)方面的內(nèi)容。因此，有關(guān)“二氧化硫”知識(shí)應(yīng)當(dāng)作為化學(xué)學(xué)科的核心知識(shí)來組織教學(xué)，而“三氧化硫”則屬于一般性的次要知識(shí)。教學(xué)中可通過物質(zhì)分類、實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理和宏微結(jié)合等，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)二氧化硫在水中的溶解性、還原性與漂白性等知識(shí)進(jìn)行自主探究與建構(gòu)，在體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
二、建構(gòu)思想觀念。
化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中明確提出要培養(yǎng)學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”,“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的觀念以及綠色化學(xué)觀念等，多個(gè)條目均與化學(xué)學(xué)科思想或?qū)W科觀念相關(guān)聯(lián)�；瘜W(xué)學(xué)科思想是化學(xué)科學(xué)在認(rèn)識(shí)物質(zhì)、改造物質(zhì)和應(yīng)用物質(zhì)過程中所體現(xiàn)出的具有化學(xué)學(xué)科特征的最具影響力的思想集合體[3],例如物質(zhì)變化思想、質(zhì)量守恒思想以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想等。而化學(xué)學(xué)科觀念是個(gè)體對(duì)化學(xué)研究對(duì)象、化學(xué)研究過程以及化學(xué)學(xué)科價(jià)值的本體的見解或意識(shí)，具有超越具體事實(shí)的持久價(jià)值和遷移價(jià)值。[4]例如，元素觀、微粒觀、變化觀、實(shí)驗(yàn)觀和化學(xué)價(jià)值觀等。長(zhǎng)期以來，廣大中學(xué)化學(xué)教師對(duì)于化學(xué)學(xué)科思想與學(xué)科觀念的區(qū)別模糊不清，事實(shí)上它們是化學(xué)研究者基于不同角度做出的闡述。從某種意義上說，科學(xué)共同體在頭腦中構(gòu)建的學(xué)科觀念等同于學(xué)科思想，而科學(xué)教育的目標(biāo)是期望學(xué)生通過對(duì)學(xué)科內(nèi)容的學(xué)習(xí)達(dá)成與學(xué)科思想相一致的觀念。[5]所以，筆者以為在化學(xué)教學(xué)中不必刻意地區(qū)分學(xué)科思想與學(xué)科觀念，重要的是要通過無痕教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在具體的知識(shí)學(xué)習(xí)過程中自覺領(lǐng)悟與形成化學(xué)學(xué)科的基本思想和觀念，從而更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。
例如，“氨”屬于必修模塊中重要的元素化合物內(nèi)容，“噴泉實(shí)驗(yàn)”是學(xué)生學(xué)習(xí)氨的溶解性和“氨與水反應(yīng)”的重要實(shí)驗(yàn)，有些教師在教學(xué)中將教學(xué)重點(diǎn)放在噴泉實(shí)驗(yàn)的原理上，而將氨與水的“可逆反應(yīng)”簡(jiǎn)單告知。筆者認(rèn)為，噴泉實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要手段，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的證據(jù)推理、變化觀念與平衡思想等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)上，雖然必修模塊中沒有出現(xiàn)“化學(xué)平衡”的概念，但這并不意味著學(xué)生就不應(yīng)對(duì)平衡思想有一定的認(rèn)識(shí)。相反，因?yàn)橹挥胁糠謱W(xué)生選修《化學(xué)反應(yīng)原理》，就更應(yīng)該在必修模塊中潛移默化地滲透平衡思想，以滿足國家對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基本要求。為此，可在噴泉實(shí)驗(yàn)之后提出3個(gè)問題：（1）通過噴泉實(shí)驗(yàn)，了解到氨有哪些物理性質(zhì)？（2）氨溶解于水僅僅是物理變化嗎？（3）氨溶解于水后得到的溶液（氨水）中存在哪些微粒？在問題解決過程中培養(yǎng)學(xué)生的變化觀和微粒觀，并建議再補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用吸管在噴泉實(shí)驗(yàn)的圓底燒瓶中吸取少量溶液注入試管中，并在試管口上套一個(gè)氣球以達(dá)到密封的效果，將試管放在酒精燈上加熱，觀察溶液顏色的變化，冷卻后再觀察溶液顏色的變化。此實(shí)驗(yàn)操作雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化卻可以讓學(xué)生對(duì)“變化觀念與平衡思想”有具體的感性認(rèn)識(shí)，相關(guān)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在化學(xué)必修課程學(xué)習(xí)中也能得到有效落實(shí)。
三、注重宏微結(jié)合。
化學(xué)是一門在原子分子層面上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)，宏觀辨識(shí)、微觀探析和符號(hào)表征是化學(xué)學(xué)科有別于其他學(xué)科的基本特性之一。宏觀辨識(shí)要求，能通過觀察辨識(shí)一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象。微觀探析要求，能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，能根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)和可能發(fā)生的變化。符號(hào)表征要求，了解化學(xué)符號(hào)的蘊(yùn)涵，使符號(hào)表征成為概括、提升宏觀認(rèn)識(shí)與微觀認(rèn)識(shí)的重要環(huán)節(jié)。[6]有專家指出，化學(xué)學(xué)習(xí)存在三種水平：宏觀水平、微觀水平、符號(hào)水平。[7]化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中把“能運(yùn)用符號(hào)表征物質(zhì)及其變化”置于“宏觀辨識(shí)與微觀探析”條目之下，一方面規(guī)定了高中階段學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)水平的層級(jí)要求（宏觀水平和微觀水平），另一方面又要求對(duì)化學(xué)符號(hào)表征有所了解，能從基本的化學(xué)符號(hào)表征中解讀出它們的宏觀意蘊(yùn)和微觀意蘊(yùn)。
例如，學(xué)習(xí)“乙烯的加成反應(yīng)”時(shí)，要求學(xué)生從“乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色”的宏觀現(xiàn)象入手，推斷出乙烯能與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)。能從乙烯與溴的分子結(jié)構(gòu)上分析和理解反應(yīng)原理，并在此基礎(chǔ)上正確書寫乙烯與溴加成反應(yīng)的化學(xué)方程式，進(jìn)而推測(cè)乙烯與氯化氫、乙烯與水、丙烯與溴的四氯化碳溶液在一定條件下反應(yīng)的產(chǎn)物。教學(xué)中注重了宏微結(jié)合，化學(xué)方程式就不再是冰冷抽象的符號(hào)，而是賦予了“靈魂”的宏微結(jié)合的載體，這樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)不再需要死記硬背，而是富有意義的建構(gòu)活動(dòng)。
四、引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究。
化學(xué)是一門與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的自然學(xué)科。在化學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)；根據(jù)問題解決，明確探究目的，設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，有助于學(xué)生了解科學(xué)探究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；通過相互合作完成實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行信息加工并獲得結(jié)論，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)思維和合作意識(shí)。所以說實(shí)驗(yàn)探究既是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)在要素，又是綜合培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一種有效方法。
例如，學(xué)習(xí)“苯酚的酸性”時(shí)可采用“發(fā)現(xiàn)探究式”的教學(xué)模式[8],引導(dǎo)學(xué)生在問題情境中發(fā)現(xiàn)問題，在實(shí)驗(yàn)探究中解決問題。
[引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)]觀察苯酚樣品及分子結(jié)構(gòu)模型，展示苯酚軟膏，閱讀說明書有關(guān)條款，從“不能與堿性藥物并用”,引出問題。苯酚具有酸性嗎？酸性強(qiáng)還是弱？
[猜想與假設(shè)]根據(jù)苯酚、乙醇、水分子中均含有羥基，猜想苯酚能電離產(chǎn)生H+,可能具有酸性。
[制訂計(jì)劃]設(shè)計(jì)苯酚與指示劑、Na、NaOH溶液作用，判斷苯酚能否電離產(chǎn)生H+;設(shè)計(jì)苯酚在非水、非醇條件下與鈉反應(yīng)。設(shè)計(jì)苯酚鈉溶液與HCl、CO2反應(yīng)，進(jìn)一步判斷苯酚酸性強(qiáng)弱。
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
�。�1）將少量苯酚溶于熱水中，向其中滴加2~3滴紫色石蕊試液。
�。�2）將少量苯酚溶于苯中，向其中加入一小粒金屬鈉。
�。�3）將少量苯酚晶體與一定濃度的氫氧化鈉溶液混合并振蕩。
�。�4）將制得的苯酚鈉溶液分為兩份，向其中的一份中滴加稀鹽酸，另一份中通入CO2.
[收集證據(jù)]苯酚不能使指示劑變色，能與金屬鈉緩慢反應(yīng)放出H2,能與NaOH溶液反應(yīng)，苯酚鈉溶液中加入鹽酸或通入CO2,均出現(xiàn)渾濁。
[推理與結(jié)論]由于受苯環(huán)的影響，苯酚分子中的羥基變得活潑，能電離產(chǎn)生H+,表現(xiàn)出酸性，其酸性比H2CO3弱。
五、啟發(fā)科學(xué)思維。
科學(xué)思維是《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》的重要內(nèi)容，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)�！翱茖W(xué)思維”主要包括科學(xué)推理、科學(xué)論證、模型建構(gòu)、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。
科學(xué)推理和科學(xué)論證在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中具體表述為證據(jù)推理，上述“苯酚的酸性”探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)苯酚的分子結(jié)構(gòu)做出猜想，通過實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)，并基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，得出苯酚具有酸性的結(jié)論，就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基于證據(jù)推理培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的一則教學(xué)案例。
模型建構(gòu)源自科學(xué)研究，是人類認(rèn)識(shí)事物的重要方法，因而模型認(rèn)知也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方式。它是在已獲得大量感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，以理想化的思維方式對(duì)化學(xué)事實(shí)進(jìn)行近似、形象和整體的描述，進(jìn)而揭示其本質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)知方式。化學(xué)教學(xué)中借助于模型認(rèn)知有利于化抽象為具體、化復(fù)雜為簡(jiǎn)單、化深?yuàn)W為淺顯，加深學(xué)生對(duì)于具體事物的復(fù)雜聯(lián)系或本質(zhì)屬性的深刻理解和認(rèn)識(shí)。
例如，“原電池”教學(xué)時(shí)就可以將證據(jù)推理與模型認(rèn)知很好地體現(xiàn)出來。首先組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)，通過銅絲與鋅粒在稀硫酸中接觸，銅絲表面產(chǎn)生大量氣泡，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，進(jìn)而引發(fā)猜想“鋅失去的電子轉(zhuǎn)移到銅上去了”.果真如此嗎？學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)，驗(yàn)證猜想得出結(jié)論，從而形成“原電池”的概念。猜想驗(yàn)證的過程其實(shí)就是證據(jù)推理的科學(xué)思維過程。然而，這一裝置具有普遍意義嗎？將銅片換成石墨、稀硫酸換成乙醇試試？在此基礎(chǔ)上建構(gòu)原電池的工作原理模型，了解原電池的形成條件。如何判斷一個(gè)裝置是否屬于原電池？就需要借助模型認(rèn)知，學(xué)生嘗試從電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路、氧化還原反應(yīng)等方面做出判斷。借助于模型認(rèn)知，不管遇到怎樣陌生的情景，只要將復(fù)雜的反應(yīng)、陌生的裝置與模型中的要素一一對(duì)應(yīng)，就能很好地解決相關(guān)問題。
化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)還必須關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，滲透社會(huì)責(zé)任教育，深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系，加強(qiáng)與其他學(xué)科核心素養(yǎng)的相互融合，共同致力于培養(yǎng)學(xué)生能夠適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和未來社會(huì)發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力。
參考文獻(xiàn)：
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