基于核心素養(yǎng)培育的高中化學(xué)課堂情境化創(chuàng)設(shè)研究

\o"分享到微博"\o"分享到微信"\o"分享到QQ"\o"分享到QQ空間"摘要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中明確指出化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展具有重要意義。顯然，高中化學(xué)作為自然科學(xué)的核心學(xué)科，其教育目標(biāo)已經(jīng)超越了單純的知識傳遞，更多的是通過學(xué)習(xí)知識來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和實踐能力。以素養(yǎng)培育為本的高中化學(xué)課堂情境化創(chuàng)設(shè)是適應(yīng)這一教育變革潮流的關(guān)鍵策略。本研究將探討情境化教學(xué)理論以及在高中化學(xué)中的實施策略，力求為高中化學(xué)教師提供一套可操作、高效能的實踐指南，助力學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升。關(guān)鍵詞：素養(yǎng)；高中化學(xué)；課堂情境化；情境創(chuàng)設(shè)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會需求的不斷變化，傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)已難以滿足培養(yǎng)未來社會所需人才的需求。情境化教學(xué)通過模擬或重現(xiàn)現(xiàn)實世界的化學(xué)問題，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“問中學(xué)”，不僅能夠促進知識與技能的內(nèi)化，還能提升學(xué)生的跨學(xué)科整合能力，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)和適應(yīng)未來挑戰(zhàn)奠定堅實基礎(chǔ)。因此，深入研究如何在高中化學(xué)教學(xué)中有效創(chuàng)設(shè)情境，使之成為素養(yǎng)培育的有效載體，對于推動化學(xué)教育的現(xiàn)代化改革，乃至整個基礎(chǔ)教育質(zhì)量的提升，都具有深遠(yuǎn)的意義。一、高中化學(xué)核心素養(yǎng)高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)以社會主義核心價值觀為指導(dǎo)，闡明了化學(xué)教育對學(xué)生全面發(fā)展的根本要求，彰顯了化學(xué)課程在培養(yǎng)學(xué)生面向未來社會所需能力與品質(zhì)方面的重要作用。具體而言，這一核心素養(yǎng)框架涵蓋了五個相互關(guān)聯(lián)而又各有側(cè)重的維度：（1）“宏觀辨識與微觀探析”強調(diào)學(xué)生需要在宏觀現(xiàn)象和微觀本質(zhì)之間建立緊密的聯(lián)系，以便更好地理解物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的相互關(guān)系；（2）“變化觀念與平衡思想”注重發(fā)展學(xué)生動態(tài)視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的變化規(guī)律和平衡狀態(tài)；（3）“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”強調(diào)以證據(jù)為基礎(chǔ)的邏輯思維，注重運用模型來解決問題；（4）“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”則激發(fā)學(xué)生的好奇心與創(chuàng)造力，通過實驗與探究活動培養(yǎng)科學(xué)研究方法；（5）“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”著重于塑造學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增強其對化學(xué)在社會、環(huán)境、健康等領(lǐng)域影響的認(rèn)識，以及在化學(xué)實踐中的責(zé)任感[1]。這五個方面相互融合，共同促進學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中形成系統(tǒng)性、綜合性、創(chuàng)新性的思維方式，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和成為具備科學(xué)素養(yǎng)、人文關(guān)懷和社會責(zé)任感的公民奠定堅實基礎(chǔ)。二、基于核心素養(yǎng)培育的高中化學(xué)課堂情境化創(chuàng)設(shè)的原則（一）真實性與生活化原則真實性和生活化的原則強調(diào)情境創(chuàng)設(shè)要密切聯(lián)系學(xué)生的日常生活現(xiàn)實，要關(guān)注化學(xué)在社會、工業(yè)和環(huán)保方面的具體運用，讓學(xué)習(xí)情境與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，提高學(xué)習(xí)實用性與吸引力。這一原理要求教師設(shè)計情境既要兼顧知識的科學(xué)性，又要注重它在實踐中的運用，使學(xué)生體會到化學(xué)和生活之間的緊密聯(lián)系，以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣及探索欲。（二）啟發(fā)性與探究性原則啟發(fā)性與探究性原則主張在情境創(chuàng)設(shè)中融入問題解決、批判性思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，教師設(shè)計具有挑戰(zhàn)性、開放性和探索性的問題情境，可以激發(fā)學(xué)生的主動思考和深度學(xué)習(xí)。這意味著情境不僅是一個知識展示的舞臺，更是一個引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的過程。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生在情境中主動探索、質(zhì)疑、驗證，通過“做中學(xué)”“疑中學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識、批判性思維和創(chuàng)新意識，為終身學(xué)習(xí)和未來社會的挑戰(zhàn)打下堅實基礎(chǔ)。（三）分層性與個性化原則分層性與個性化原則強調(diào)在情境創(chuàng)設(shè)時，要充分考慮學(xué)生的個體差異，設(shè)計符合不同層次學(xué)生認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)需求的情境活動，確保每位學(xué)生都能在適合自己的難度水平上得到最大發(fā)展。因此，教學(xué)情境應(yīng)當(dāng)具有一定的彈性，能夠提供不同難度的任務(wù)，支持學(xué)生根據(jù)自己的興趣和能力選擇路徑，從而實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)[2]。此外，情境設(shè)計還應(yīng)鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的興趣和特長進行探索，培養(yǎng)其獨立學(xué)習(xí)和自我管理的能力。（四）科學(xué)性與人文性結(jié)合原則科學(xué)性和人文性相結(jié)合的原則，要求化學(xué)情境化教學(xué)既要重視科學(xué)知識的準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性，又要融合人文關(guān)懷、社會責(zé)任等教育內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度、人文素養(yǎng)。這就決定了教師所設(shè)計的情境應(yīng)超越純粹的科學(xué)事實和原理，引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)技術(shù)、化學(xué)制品對環(huán)境、社會的影響，理解化學(xué)在促進人類社會發(fā)展中的積極作用和可能帶來的挑戰(zhàn)[3]。讓學(xué)生在探討化學(xué)與倫理、環(huán)境、健康等問題的過程中，增強學(xué)生的社會責(zé)任感，促進科學(xué)精神與人文情懷的和諧共生。三、基于核心素養(yǎng)培育的高中化學(xué)課堂情境化創(chuàng)設(shè)研究（一）創(chuàng)設(shè)生活化情境化學(xué)這門學(xué)科有其生活性的特點，生活化情境作為理論知識和實際應(yīng)用之間的一座橋梁，教師可以把抽象的化學(xué)概念融入學(xué)生所熟知的日常生活場景中去，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進學(xué)生對化學(xué)知識深入理解與靈活運用。教師在創(chuàng)設(shè)生活化情境時，要注重情境的真實性，相關(guān)性與可參與性等特點，使學(xué)生在探究生活中化學(xué)現(xiàn)象的同時，發(fā)展他們觀察問題、分析問題、解決問題等能力，繼而促進他們科學(xué)素養(yǎng)，實踐能力與創(chuàng)新意識的發(fā)展。這就要求教師深入挖掘生活中的化學(xué)素材，設(shè)計貼近學(xué)生經(jīng)驗的活動，使學(xué)生在“在學(xué)習(xí)中實踐，在實踐中發(fā)展”，從而實現(xiàn)知識、能力與情感態(tài)度的全面發(fā)展。教師在教授“含硫化合物的性質(zhì)”這一內(nèi)容時，可以從學(xué)生日常生活中常見的食品入手，如大蒜、洋蔥等蔬菜，它們含有的硫化物是形成其獨特氣味的關(guān)鍵。組織學(xué)生進行實驗，如提取大蒜汁，觀察其與鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生的顏色變化，以此介紹含硫化合物的氧化還原性質(zhì)，以及在食品保鮮和抗氧化中的應(yīng)用。這一過程不僅讓學(xué)生直觀感受化學(xué)反應(yīng)的奇妙，還能夠引發(fā)他們對日常飲食中化學(xué)成分的興趣和思考。接著，教師可以延伸到環(huán)保和健康領(lǐng)域，討論含硫化合物在環(huán)境和人體健康中的作用。比如，介紹二氧化硫作為食品添加劑的作用及對人體健康的潛在影響，通過討論大氣污染中二氧化硫的來源、危害及防治措施，讓學(xué)生設(shè)計實驗?zāi)M酸雨的形成過程，理解酸雨對環(huán)境和建筑物的腐蝕作用，從而深入探討含硫化合物的環(huán)境化學(xué)性質(zhì)。這些情境的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生不僅能夠掌握含硫化合物的化學(xué)性質(zhì)，還能意識到化學(xué)知識與環(huán)境保護、健康生活之間的密切聯(lián)系，培養(yǎng)其社會責(zé)任感和環(huán)保意識。（二）創(chuàng)設(shè)實驗探究情境實驗探究情境是基于核心素養(yǎng)培育的高中化學(xué)課堂中不可或缺的一部分，它通過模擬科學(xué)家的研究過程，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、親手操作，從而在實踐探索中深化對化學(xué)原理的理解和應(yīng)用。這種情境化教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為主體，鼓勵他們提出假設(shè)、設(shè)計實驗、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，全程參與科學(xué)探究的每一個環(huán)節(jié)。實驗探究情境的創(chuàng)設(shè)，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，培養(yǎng)他們的動手能力和科學(xué)思維，幫助學(xué)生建立起理論知識與實際現(xiàn)象之間的聯(lián)系，促進其理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，增強解決復(fù)雜問題的能力，為終身學(xué)習(xí)和科學(xué)探究精神的養(yǎng)成奠定基礎(chǔ)。教師在教授“化學(xué)反應(yīng)中的熱”時，可以圍繞吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的性質(zhì)和應(yīng)用，設(shè)計一系列對比實驗，如氫氧化鈉與鹽酸的中和反應(yīng)（放熱）、硝酸銨溶于水（吸熱）等，引導(dǎo)學(xué)生在實驗前基于已有知識提出假設(shè)，比如預(yù)測反應(yīng)過程中溫度的變化趨勢，并設(shè)計實驗方案來驗證。通過讓學(xué)生親手測量反應(yīng)前后溶液的溫度變化，使用溫度計精確記錄數(shù)據(jù)，不僅使學(xué)生直觀感受到化學(xué)反應(yīng)伴隨的熱量變化，還鍛煉了他們的實驗操作技能和數(shù)據(jù)記錄能力。在此基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入探究熱量變化的原因，分析反應(yīng)物與生成物之間的鍵能差異，理解焓變的概念及其在判斷反應(yīng)熱效應(yīng)中的作用。此外，教師還可以鼓勵學(xué)生設(shè)計簡單的實驗裝置，如簡易的咖啡杯加熱器或冷卻器，利用化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)進行創(chuàng)新實踐，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和實踐能力。（三）創(chuàng)設(shè)問題驅(qū)動情境創(chuàng)設(shè)問題驅(qū)動情境的目的是通過提出富有挑戰(zhàn)性，探索性問題來激發(fā)學(xué)生好奇心與求知欲，誘導(dǎo)他們積極探究，分析問題并解決問題。這一情境化教學(xué)方法能促使學(xué)生對化學(xué)概念有更為深刻的理解，從而建構(gòu)起知識體系，還能讓學(xué)生在解題過程中發(fā)展其批判性思維，問題解決能力以及創(chuàng)新意識等[4]。以問題為導(dǎo)向創(chuàng)設(shè)情境需要教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計問題鏈，各問題間環(huán)環(huán)相扣、逐層深入，以學(xué)生的已知知識為切入點，循序漸進地引導(dǎo)其對未知領(lǐng)域進行探究，最后達到加深理解和拓展思維的目的。以“人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識”為例，首先可以提出一個引發(fā)思考的初始問題：“我們都知道物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，但你是否想過，原子內(nèi)部是什么樣子的？人類是如何逐步揭開原子內(nèi)部奧秘的？”這一問題直接觸及化學(xué)的基本單位——原子，但又指向了更深層次的結(jié)構(gòu)問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲。隨后，可以設(shè)計一系列遞進式問題，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入。例如，“早期的‘葡萄干布丁模型’為什么會被否定？湯姆遜的‘棗糕模型’又是基于什么實驗現(xiàn)象提出的？”這些問題促使學(xué)生回顧歷史上的經(jīng)典實驗，如陰極射線實驗和α粒子散射實驗，理解實驗觀察到的現(xiàn)象與原子模型建立之間的邏輯聯(lián)系。接著，可以進一步提問：“盧瑟福的α粒子散射實驗為什么能夠顛覆之前的原子模型？電子云模型又是如何形成的？”通過討論這些問題，學(xué)生需要分析實驗數(shù)據(jù)，理解α粒子散射實驗對原子核存在的證實，以及波爾的量子理論如何解釋氫原子光譜，最終認(rèn)識到電子云模型的提出是基于量子力學(xué)的發(fā)展。最后，可以設(shè)置一些開放性問題，如：“隨著科技的進步，未來我們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識可能會有怎樣的突破？這對化學(xué)、物理學(xué)乃至整個科學(xué)界會有哪些影響？”這類問題鼓勵學(xué)生跳出課本知識，展望未來，培養(yǎng)他們的科學(xué)想象力和預(yù)見性思維。（四）創(chuàng)設(shè)化學(xué)史情境化學(xué)史情境，能夠揭示化學(xué)知識的發(fā)展脈絡(luò)，展現(xiàn)科學(xué)家的探索精神與創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其歷史意識和批判性思維能力。教師可以將化學(xué)理論與科學(xué)史實相結(jié)合，讓學(xué)生能夠更好地理解化學(xué)概念的由來與演變，認(rèn)識到科學(xué)知識并非一成不變，而是隨著時代進步不斷修正和完善的過程。教師在教授“金屬的冶煉方法”時，可以從古代的簡單冶煉技術(shù)講起，逐步過渡到現(xiàn)代先進的冶煉工藝，讓學(xué)生沿著時間的長河，見證人類如何一步步解鎖自然界中的金屬資源，以及這些技術(shù)進步如何推動著文明的進程。首先，教師可以介紹古代文明如古埃及、中國使用木炭作為還原劑，通過直接加熱礦石進行初步的銅、鐵冶煉，這是金屬冶煉的萌芽階段。隨后，講述中世紀(jì)歐洲的高爐技術(shù)，以及中國漢代的鼓風(fēng)爐技術(shù)，如何提高了金屬的產(chǎn)量和純度，標(biāo)志著人類掌握了更為高效的金屬提取方法。進一步，結(jié)合具體案例，如鋁的冶煉史，從最初因其冶煉難度大而被視為貴重金屬，到19世紀(jì)末霍爾-埃魯電解法的發(fā)明，使得鋁變得普及，這一轉(zhuǎn)變生動展示了科技進步對社會生活的影響。通過分析不同時期金屬冶煉技術(shù)背后的化學(xué)原理，如還原反應(yīng)、電解原理等，學(xué)生不僅能深刻理解化學(xué)反應(yīng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，還能領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新對于人類文明進步的深遠(yuǎn)意義。（五）創(chuàng)設(shè)科研情境科研情境不僅要求學(xué)生掌握基本的化學(xué)知識和技能，更側(cè)重于培養(yǎng)其科研思維、創(chuàng)新意識和解決問題的能力。讓學(xué)生參與到模擬的科研項目中，從提出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集數(shù)據(jù)到分析結(jié)果、撰寫報告，完整經(jīng)歷科學(xué)研究的各個環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生理解科學(xué)探究的復(fù)雜性和不確定性，同時激發(fā)他們對未知世界的好奇心和探索欲[5]。以“物質(zhì)的分散系”為例，教師可以圍繞納米技術(shù)在分散系中的應(yīng)用來設(shè)計。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻，了解納米材料在藥物傳遞、環(huán)境治理、新材料開發(fā)等領(lǐng)域的最新研究成果，激發(fā)學(xué)生對納米分散系的興趣和好奇心。接著，提出一個具體的科研問題，如“探索不同制備方法對納米顆粒尺寸分布的影響”，鼓勵學(xué)生分組進行探究。在這一過程中，學(xué)生需要自行設(shè)計實驗方案，可能包括選擇合適的原料、確定制備方法（如沉淀法、超聲法等）、確定測量納米顆粒尺寸的儀器和方法等。實驗操作階段，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，嚴(yán)格控制實驗條件，認(rèn)真記錄實驗數(shù)據(jù)，并使用電子顯微鏡、光散射技術(shù)等現(xiàn)代分析手段，獲取納米