基于核心素養(yǎng)培育的高中化學課堂情境化創(chuàng)設研究

\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：《普通高中化學課程標準（2017年版）》中明確指出化學學科核心素養(yǎng)對學生終身學習與發(fā)展具有重要意義。顯然，高中化學作為自然科學的核心學科，其教育目標已經(jīng)超越了單純的知識傳遞，更多的是通過學習知識來培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和實踐能力。以素養(yǎng)培育為本的高中化學課堂情境化創(chuàng)設是適應這一教育變革潮流的關鍵策略。本研究將探討情境化教學理論以及在高中化學中的實施策略，力求為高中化學教師提供一套可操作、高效能的實踐指南，助力學生化學核心素養(yǎng)的全面提升。關鍵詞：素養(yǎng)；高中化學；課堂情境化；情境創(chuàng)設隨著科學技術的飛速發(fā)展和社會需求的不斷變化，傳統(tǒng)的“灌輸式”教學已難以滿足培養(yǎng)未來社會所需人才的需求。情境化教學通過模擬或重現(xiàn)現(xiàn)實世界的化學問題，讓學生在“做中學”“問中學”，不僅能夠促進知識與技能的內(nèi)化，還能提升學生的跨學科整合能力，為學生終身學習和適應未來挑戰(zhàn)奠定堅實基礎。因此，深入研究如何在高中化學教學中有效創(chuàng)設情境，使之成為素養(yǎng)培育的有效載體，對于推動化學教育的現(xiàn)代化改革，乃至整個基礎教育質量的提升，都具有深遠的意義。一、高中化學核心素養(yǎng)高中化學學科核心素養(yǎng)以社會主義核心價值觀為指導，闡明了化學教育對學生全面發(fā)展的根本要求，彰顯了化學課程在培養(yǎng)學生面向未來社會所需能力與品質方面的重要作用。具體而言，這一核心素養(yǎng)框架涵蓋了五個相互關聯(lián)而又各有側重的維度：（1）“宏觀辨識與微觀探析”強調(diào)學生需要在宏觀現(xiàn)象和微觀本質之間建立緊密的聯(lián)系，以便更好地理解物質的組成、結構和性質之間的相互關系；（2）“變化觀念與平衡思想”注重發(fā)展學生動態(tài)視角認識化學反應的變化規(guī)律和平衡狀態(tài)；（3）“證據(jù)推理與模型認知”強調(diào)以證據(jù)為基礎的邏輯思維，注重運用模型來解決問題；（4）“科學探究與創(chuàng)新意識”則激發(fā)學生的好奇心與創(chuàng)造力，通過實驗與探究活動培養(yǎng)科學研究方法；（5）“科學態(tài)度與社會責任”著重于塑造學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，增強其對化學在社會、環(huán)境、健康等領域影響的認識，以及在化學實踐中的責任感[1]。這五個方面相互融合，共同促進學生在化學學習過程中形成系統(tǒng)性、綜合性、創(chuàng)新性的思維方式，為學生的終身學習和成為具備科學素養(yǎng)、人文關懷和社會責任感的公民奠定堅實基礎。二、基于核心素養(yǎng)培育的高中化學課堂情境化創(chuàng)設的原則（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)設要密切聯(lián)系學生的日常生活現(xiàn)實，要關注化學在社會、工業(yè)和環(huán)保方面的具體運用，讓學習情境與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，提高學習實用性與吸引力。這一原理要求教師設計情境既要兼顧知識的科學性，又要注重它在實踐中的運用，使學生體會到化學和生活之間的緊密聯(lián)系，以激發(fā)他們的學習興趣及探索欲。（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)學生的主動思考和深度學習。這意味著情境不僅是一個知識展示的舞臺，更是一個引導學生提出問題、分析問題、解決問題的過程。教師應鼓勵學生在情境中主動探索、質疑、驗證，通過“做中學”“疑中學”，培養(yǎng)學生的問題意識、批判性思維和創(chuàng)新意識，為終身學習和未來社會的挑戰(zhàn)打下堅實基礎。（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)設時，要充分考慮學生的個體差異，設計符合不同層次學生認知水平和學習需求的情境活動，確保每位學生都能在適合自己的難度水平上得到最大發(fā)展。因此，教學情境應當具有一定的彈性，能夠提供不同難度的任務，支持學生根據(jù)自己的興趣和能力選擇路徑，從而實現(xiàn)個性化學習[2]。此外，情境設計還應鼓勵學生根據(jù)自己的興趣和特長進行探索，培養(yǎng)其獨立學習和自我管理的能力。（四）科學性與人文性結合原則科學性和人文性相結合的原則，要求化學情境化教學既要重視科學知識的準確性、嚴謹性，又要融合人文關懷、社會責任等教育內(nèi)容，以培養(yǎng)學生科學的態(tài)度、人文素養(yǎng)。這就決定了教師所設計的情境應超越純粹的科學事實和原理，引導學生思考化學技術、化學制品對環(huán)境、社會的影響，理解化學在促進人類社會發(fā)展中的積極作用和可能帶來的挑戰(zhàn)[3]。讓學生在探討化學與倫理、環(huán)境、健康等問題的過程中，增強學生的社會責任感，促進科學精神與人文情懷的和諧共生。三、基于核心素養(yǎng)培育的高中化學課堂情境化創(chuàng)設研究（一）創(chuàng)設生活化情境化學這門學科有其生活性的特點，生活化情境作為理論知識和實際應用之間的一座橋梁，教師可以把抽象的化學概念融入學生所熟知的日常生活場景中去，激發(fā)學生學習的興趣，促進學生對化學知識深入理解與靈活運用。教師在創(chuàng)設生活化情境時，要注重情境的真實性，相關性與可參與性等特點，使學生在探究生活中化學現(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素材，設計貼近學生經(jīng)驗的活動，使學生在“在學習中實踐，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”這一內(nèi)容時，可以從學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鍵。組織學生進行實驗，如提取大蒜汁，觀察其與鐵離子反應產(chǎn)生的顏色變化，以此介紹含硫化合物的氧化還原性質，以及在食品保鮮和抗氧化中的應用。這一過程不僅讓學生直觀感受化學反應的奇妙，還能夠引發(fā)他們對日常飲食中化學成分的興趣和思考。接著，教師可以延伸到環(huán)保和健康領域，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，讓學生設計實驗模擬酸雨的形成過程，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)境化學性質。這些情境的創(chuàng)設，學生不僅能夠掌握含硫化合物的化學性質，還能意識到化學知識與環(huán)境保護、健康生活之間的密切聯(lián)系，培養(yǎng)其社會責任感和環(huán)保意識。（二）創(chuàng)設實驗探究情境實驗探究情境是基于核心素養(yǎng)培育的高中化學課堂中不可或缺的一部分，它通過模擬科學家的研究過程，引導學生主動參與、親手操作，從而在實踐探索中深化對化學原理的理解和應用。這種情境化教學模式強調(diào)以學生為主體，鼓勵他們提出假設、設計實驗、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)、得出結論，全程參與科學探究的每一個環(huán)節(jié)。實驗探究情境的創(chuàng)設，能夠激發(fā)學生的好奇心和探究欲，培養(yǎng)他們的動手能力和科學思維，幫助學生建立起理論知識與實際現(xiàn)象之間的聯(lián)系，促進其理解化學反應的本質，增強解決復雜問題的能力，為終身學習和科學探究精神的養(yǎng)成奠定基礎。教師在教授“化學反應中的熱”時，可以圍繞吸熱反應與放熱反應的性質和應用，設計一系列對比實驗，如氫氧化鈉與鹽酸的中和反應（放熱）、硝酸銨溶于水（吸熱）等，引導學生在實驗前基于已有知識提出假設，比如預測反應過程中溫度的變化趨勢，并設計實驗方案來驗證。通過讓學生親手測量反應前后溶液的溫度變化，使用溫度計精確記錄數(shù)據(jù)，不僅使學生直觀感受到化學反應伴隨的熱量變化，還鍛煉了他們的實驗操作技能和數(shù)據(jù)記錄能力。在此基礎上，教師可以引導學生深入探究熱量變化的原因，分析反應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熱效應中的作用。此外，教師還可以鼓勵學生設計簡單的實驗裝置，如簡易的咖啡杯加熱器或冷卻器，利用化學反應的熱效應進行創(chuàng)新實踐，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和實踐能力。（三）創(chuàng)設問題驅動情境創(chuàng)設問題驅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)學生好奇心與求知欲，誘導他們積極探究，分析問題并解決問題。這一情境化教學方法能促使學生對化學概念有更為深刻的理解，從而建構起知識體系，還能讓學生在解題過程中發(fā)展其批判性思維，問題解決能力以及創(chuàng)新意識等[4]。以問題為導向創(chuàng)設情境需要教師依據(jù)教學內(nèi)容，精心設計問題鏈，各問題間環(huán)環(huán)相扣、逐層深入，以學生的已知知識為切入點，循序漸進地引導其對未知領域進行探究，最后達到加深理解和拓展思維的目的。以“人類對原子結構的認識”為例，首先可以提出一個引發(fā)思考的初始問題：“我們都知道物質是由原子構成的，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的基本單位——原子，但又指向了更深層次的結構問題，激發(fā)學生的好奇心和探索欲。隨后，可以設計一系列遞進式問題，引導學生逐步深入。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，最終認識到電子云模型的提出是基于量子力學的發(fā)展。最后，可以設置一些開放性問題，如：“隨著科技的進步，未來我們對原子結構的認識可能會有怎樣的突破？這對化學、物理學乃至整個科學界會有哪些影響？”這類問題鼓勵學生跳出課本知識，展望未來，培養(yǎng)他們的科學想象力和預見性思維。（四）創(chuàng)設化學史情境化學史情境，能夠揭示化學知識的發(fā)展脈絡，展現(xiàn)科學家的探索精神與創(chuàng)新思維，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)其歷史意識和批判性思維能力。教師可以將化學理論與科學史實相結合，讓學生能夠更好地理解化學概念的由來與演變，認識到科學知識并非一成不變，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講起，逐步過渡到現(xiàn)代先進的冶煉工藝，讓學生沿著時間的長河，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，講述中世紀歐洲的高爐技術，以及中國漢代的鼓風爐技術，如何提高了金屬的產(chǎn)量和純度，標志著人類掌握了更為高效的金屬提取方法。進一步，結合具體案例，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世紀末霍爾-埃魯電解法的發(fā)明，使得鋁變得普及，這一轉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背后的化學原理，如還原反應、電解原理等，學生不僅能深刻理解化學反應在實際生產(chǎn)中的應用，還能領悟到科學發(fā)現(xiàn)與技術創(chuàng)新對于人類文明進步的深遠意義。（五）創(chuàng)設科研情境科研情境不僅要求學生掌握基本的化學知識和技能，更側重于培養(yǎng)其科研思維、創(chuàng)新意識和解決問題的能力。讓學生參與到模擬的科研項目中，從提出假設、設計實驗、收集數(shù)據(jù)到分析結果、撰寫報告，完整經(jīng)歷科學研究的各個環(huán)節(jié)，有助于學生理解科學探究的復雜性和不確定性，同時激發(fā)他們對未知世界的好奇心和探索欲[5]。以“物質的分散系”為例，教師可以圍繞納米技術在分散系中的應用來設計。首先，教師可以引導學生查閱文獻，了解納米材料在藥物傳遞、環(huán)境治理、新材料開發(fā)等領域的最新研究成果，激發(fā)學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”，鼓勵學生分組進行探究。在這一過程中，學生需要自行設計實驗方案，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，學生在教師的指導下，嚴格控制實驗條件，認真記錄實驗數(shù)據(jù)，并使用電子顯微鏡、光散射技術等現(xiàn)代分析手段，獲取納米