高中生化学学科核心素养培养策略研究论文

2025-04-09 11:20:01 来源: 作者:xujingjing
摘要:文章首先阐述了高中化学学科核心素养的内涵,然后分析了高中生化学学科核心素养培养存在的问题,最后论述了高中生化学学科核心素养培养策略,包括创设真实情境,解决真实问题;加强实验探究,系统培养化学学科核心素养;重视以学科大概念为核心,促进教学内容结构化;等等。
摘要:文章首先阐述了高中化学学科核心素养的内涵,然后分析了高中生化学学科核心素养培养存在的问题,最后论述了高中生化学学科核心素养培养策略,包括创设真实情境,解决真实问题;加强实验探究,系统培养化学学科核心素养;重视以学科大概念为核心,促进教学内容结构化;等等。
关键词:化学学科核心素养;实验探究;高中生
新时代背景下,高中化学教育正面临着前所未有的挑战与机遇。教育的目标已经从单纯的知识传授转向化学学科核心素养的培养,这不仅关乎学生化学知识的积累,更关乎其思维能力、实践能力、创新能力和科学精神的培养。因此,探索高中化学学科核心素养培养策略,对于推动高中化学教育改革,促进学生全面发展具有重要意义。
一、高中化学学科核心素养的内涵
高中化学学科核心素养是学生在化学学习中必须形成的核心能力,它不仅是高中学生综合素养的重要组成部分,更是化学学科育人的基本要求。在《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“新课标”)中,化学学科核心素养被明确为化学教育的核心目标,融合了学生在学习过程中逐渐形成的正确价值观、必备品格和关键能力。它涵盖了宏观与微观的辨识分析、变化与平衡的深度理解、科学探究与创新思维的培养、基于证据的推理与模型认知能力的提升,以及科学态度与社会责任感的塑造五大关键领域,每个领域都可进一步细分为四个具体层次,明确规定了学生通过化学学习应达到的标准[1]。相较传统的三维目标,化学学科核心素养更加综合与全面,它不仅关注学生的化学知识与技能学习,还强调化学思维的构建、方法的掌握、科学探究能力的提升,以及社会责任感的培养。这无疑对学生提出了更高的要求,能促使他们在品格与能力上实现更全面的发展。
二、高中生化学学科核心素养培养存在的问题
在现今的教育改革浪潮中,高中化学学科核心素养的培养关乎学生未来的学术发展和职业生涯。然而,当前高中生化学学科核心素养的培养还远远未达到成熟的地步,存在许多亟待改进的问题[2],主要体现在以下四个方面。
(一)培养体系不健全
培养体系不健全主要体现为缺乏一套系统且富有成效的培养方案。一套出色的培养方案,应当能够全方位地覆盖高中化学学科核心素养的所有要点,从基础知识的理解到实践技能的掌握,再到科学思维的养成,每一步都应有明确的规划和设计。但目前高中化学教师普遍依赖的培养方案中,各个环节之间缺乏紧密的衔接和配合,这一状况导致教育工作者在施教过程中面临重重挑战,难以构建一套明确且流畅的教学逻辑链条,这会影响学生对于学科内容的整体把握与深度理解。培养方案应包括明确的培养目标和科学评价标准。其中培养目标是整个教学活动的灵魂,它能够为教师的教学和学生的学习提供明确的方向指引。而科学的评价标准则是检验教学效果、衡量学生学习效果的重要工具。由于缺乏清晰的培养目标和评价标准,教师在授课过程中就会经常感到迷茫,不知道该朝着哪个方向努力,不清楚可以通过什么样的评价方式和评价工具准确评估学生的学习进度和成效。
(二)理论与实践脱节
化学学科核心素养的培养需要将学生置于实践情境,让其通过不断地操作和反思来加深理解并提升自身能力。然而在现实中,一些学校的化学教育走入了一个误区:过分强调理论知识的传授,却忽视了实验教学和实践活动的重要性。课堂上,教师往往将大部分时间用于讲解化学原理、反应方程式等理论知识,而实验教学则被看作是理论教学的附属品,甚至有时会被完全忽略。即便安排了实验教学,其内容也常常局限于简单的验证性实验,即按照已知的步骤去验证一个已知的结果,很少涉及探究性、创新性的实验设计,这严重限制了学生想象力和创造力的培养。在这种教学模式中,学生难以体验发现问题、寻找解决方案、评价方案和优化方案的科学探究过程。进而在面对真实的化学问题时,学生难以迁移应用所学知识解决实际问题。如果这种现象得不到解决,长此以往,会严重影响学生化学学科核心素养的培养。
(三)教师专业素养不足
教师是塑造学生未来的重要人物,特别是在培养学生化学核心素养方面,教师的作用举足轻重。一些教师由于自身专业知识体系不够完整或更新缓慢,无法为学生提供最新、最全面的学科知识。这不仅影响了学生对基础知识的掌握,也限制了他们对学科深度和广度的理解。此外,一些教师的教育观念也没有与时俱进,持续学习和自我提升的意愿不够强烈,对于化学学科核心素养的内涵和价值理解得不够深入,缺乏有效的教学方法和策略,这导致其在教学过程中难以有针对性地提升学生的化学学科核心素养。现代教育强调学生的主体性,鼓励合作与探究式学习,但部分教师仍坚持以教师为中心的教学模式,忽视了学生个体差异性和多元化需求。具体表现如下:进行教学内容设计时,没有充分了解学生的学习情况和学习特点,缺乏统筹规划;内容过于简单或难度过大,这两种情况都不利于学生化学学科核心素养的培养和个性化发展。所以教学内容设计的难度应具有梯度性,引导学生积极参与课堂,这对于教师的教材处理能力和教学设计能力是一大考验。
(四)教育资源分配不均
在化学教育领域,资源的充足程度将会直接影响学生核心素养的培养效果。由于资金的匮乏,一些学校可能无法购置先进的化学实验设备,甚至连基础的实验器材都难以配齐。在这种情况下,学生无法通过亲手操作来直观感受化学反应的奥妙,这对于培养他们实践能力和科学探究精神的培养无疑是一个巨大的阻碍。除了实验设备的短缺,教材更新滞后也是一个不容忽视的问题。学生使用的可能是几年前的旧教材,其中的内容早已与当前的化学研究脱节。这种滞后性不仅让学生难以接触最新的化学知识,更影响了他们创新思维和批判性思维的培养。
三、高中生化学学科核心素养培养策略
(一)创设真实情境,解决真实问题
化学学科核心素养强调培养学生解决真实问题的能力,而真实、具体的情境是化学学科核心素养形成和发展的重要载体,也为学生化学学科核心素养提供了表现机会[3]。在教学设计中,教师应充分根据课程内容和学生特点,选取贴近学生生活、社会热点和工业生产的内容作为教学情境,以激发学生的学习兴趣。具体情境素材包括历史回顾、新能源开发、环境保护、金属腐蚀与防护等。基于真实情境,教师可进一步引导学生发现和提出问题,从而激发学生思考和探究的欲望,积极思考问题的解决策略,培养他们的科学态度与社会责任感化学学科核心素养。例如,在探讨工业尾气SO2的治理问题时,教师可以设计一系列问题情境:“硫磺回收厂尾气的主要成分有哪些?”“如何对尾气中SO2进行处理?”“处理后尾气中残余的SO2如何检测?”等。对此,学生要通过小组合作、实验探究、社会调查等方式开展实践活动,增强社会参与意识。在必要的时候,教师可以给学生提供资料支持和方法指导。实践活动结束后,教师需要引导学生进行总结和反思,让他们从中学到宝贵的经验和吸取教训,掌握解决真实复杂问题的一般思路和方法。通过这类问题的解决,可促进学生对知识的理解和应用,提升其科学态度与社会责任化学学科核心素养。
(二)加强实验探究,系统培养化学学科核心素养
实验教学是学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识、证据推理与模型认知化学学科核心素养培养的重要方式之一,能有效促进学生化学学科核心素养的全面提升。学生在进行实验时,不仅需要动手实现课本上的化学实验过程,还需要运用课程中学习到的一系列知识,应对意料之外的问题,这无疑是深化学生化学知识体系的绝佳途径。
要想落实实验教学,首先,应该增加实验教学的课时。目前,理论教学和实验教学的课时分配不均,使学生缺少必要的学习实践,无法真实地感受课堂上学到的化学原理。除了提高实验教学课时占比,教师还应在教材实验的基础上,设计更多具有挑战性和探究性的实验项目,以便进一步激发学生的学习兴趣,培养学生的科学研究能力[4]。其次,教师的教学角色转化也是决定实验教学效果的重要因素。在实验教学课堂上,教师不再是单一的知识传授者,而是带领学生完成项目实践的引导者。教师的教学设计可以变得更加开放和发散,并积极寻找不同的思路和视角,以激发学生的学习兴趣和创新意识。比如,在物质制备类型实验中,让学生基于对问题的理解,自主进行实验方案的多角度设计、评价与优化。在评价与优化的过程中,学生可学会从批判性的视角来分析问题,并形成自己的观点,进而有效培养学生科学探究与创新意识化学学科核心素养。确定好实验方案后,要进行实验药品的选择,预测实验现象,通过小组合作完成实验,并根据实验现象等宏观证据进行分析推理,尝试用微观符号来表示宏观反应过程,由此培养学生证据推理、科学探究、宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。在实验结束后,教师要引导学生梳理所学知识,关联已有证据,形成系统化的知识体系,建构物质制备的一般思维模型,发展学生模型认知化学学科核心素养。另外,也可以选择与机构或企业合作,引入真实的科研问题,这往往更能激发学生的学习热情。真实科研项目的完成通常需要更高层次的实验能力,如文献检索、软件数据分析和仪器使用等。这对学生来说是全新的挑战,故教师需要扮好脚手架的角色,帮助学生学习科研方法,并且培养学生的团队协作精神。
(三)重视以学科大概念为核心,促进教学内容结构化
新课标对化学教师提出了明确的要求,即必须高度重视并实践知识的结构化设计。这一理念的提出,源自对学生学习效果的深入研究和对学生未来发展的深思熟虑。以大概念为统领,进行结构化设计意味着要将原本零散、孤立的知识点,通过有机组织和整合,形成一个相互关联、层次分明的知识体系[5]。这样的设计不仅有助于学生从宏观角度全面把握知识的整体框架,更能让他们从微观层面以更宽广、更深入的视角深入理解各个知识点之间的内在联系和逻辑关系。
首先,教师需要理解学科大概念的重要性。学科大概念是学科知识体系的核心,它们能够概括和统领其他相关知识点,有助于学生形成对学科的整体认识。教师应深入研读学科教材和课程标准,将学科大概念作为教学的出发点和归宿,围绕这些大概念组织和设计教学内容,使学生脑海里能够形成一个多维度、立体化的知识脉络。其次,教学一定是沿着既定的学科逻辑层次,由点到面地呈现教学内容。这种结构化的教学方式,有助于学生形成系统的知识结构,从而便于学生对知识进行记忆和提取,还能提高他们的知识迁移能力和问题解决能力[6]。例如,基于“物质的变化是永恒的,在对立统一中按照本身固有的规律运动、变化和发展”的哲学观点,细化出“变化观与平衡观”的学科大概念,从凸显学科认识和思维方式的视角,将大概念拆解为次级大概念,具体来说就是将“变化观”拆解为物质转化(“价—类”二维)和能量转化(原电池、电解池等),将“平衡观”拆解为热力学和动力学。再将次级大概念进一步拆解为基本概念,寻找相关知识进行匹配,形成大概念知识层级,让学生更系统地理解化学知识,由此深化学生对“变化观与平衡观”的认识,培养学生变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。在教学中,教师有时候需要借助多种教学手段来辅助学生理解学科大概念下的知识脉络,比如,可以用思维导图来展示一级知识点和二级知识点之间的关系;也可以让学生将学期课程中的所有知识点整理成一份知识地图,以便查漏补缺。
(四)加强学科交叉融合,拓宽学生视野
新课标指出化学课程目标以化学学科核心素养为基础,对高中生提出了具体的发展要求。为了更好地实现这些目标,教师可采用跨学科教学,这是一种非常有效的教学方式。通过跨学科教学,可以培养学生解决复杂问题的综合素养和高阶思维,从而更全面地落实课程目标[7]。在科技飞速发展的当下,单一的学科知识已经无法满足复杂多变的社会需求。因此,加强学科融合,培养具有综合素质的创新人才,已然成为当今时代教育发展的主流趋势。
学校应该为跨学科教育提供必要的支持,其中包括制定明确的跨学科教育政策,鼓励有着不同学术背景的学生和教师在同一平台进行交流,促进研究资源的融合。同时,学校还可以开设跨学科课程,让学生在学习新知识的同时,能够将不同的学科知识有机融合起来,打破知识间的壁垒。比如,在学习原电池的相关内容时,教师可以结合学生已经掌握的氧化还原知识,进一步融入物理电学模型,帮助学生更清晰地理解原电池的工作原理和正负极的区分,同时结合宏观现象用微观符号表征原电池工作原理,培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。为了让学生有更直观的感受,教师还可以鼓励他们亲手制作原电池,并用自己制作的原电池来驱动小汽车,通过小汽车的运行时间来比较制作电池的优劣。学生分析小汽车运行时间短的原因可能是内阻大、电流小。此时,教师可结合物理电阻公式R=,引导学生思考降低内阻的方式,引出膜电池。学生进一步改进电池,发现小汽车运行时间变长,这样可让学生在学科融合中体验成功的快乐,培养学生科学探究与创新意识的化学学科核心素养。通过这样的实践活动,学生能综合化学、物理知识及生活经验进行探究,从而实现真正的跨学科学习。同时,课外活动也可以作为跨学科教育的有力补充,如可以开展学术沙龙、讲座、研讨会等,让学生获取更多的资源和实践机会,感受学科交叉融合的应用价值。此外,还应该加强不同学科教师之间的交流与合作。例如,化学教师和生物教师可基于学科教材共有的内容或主题,开发一个全新的综合教学项目,联手制定跨学科教学目标,设计一些融合化学和生物学知识的教学活动,从而帮助学生理解化学与生物学之间的联系。跨学科项目活动旨在为学生带来更加全面、有深度的学习体验,可帮助学生学会如何从学科融合视角解决实际问题。
(五)完善评价体系,促进全面发展
为了衡量化学学科核心素养培养效果,学校应该设计一个全面准确的评价体系,从多维度对学生的各项学科核心素养进行客观、公正的衡量[8]。这意味着,教师不仅要考查学生对学科基本知识的掌握情况,还要能够对学生遇到问题时所展现的思维能力进行打分。在当今这个知识爆炸、创新迭出的时代,创新能力无疑是评价学生素质发展的重要维度,即不仅要考查学生在面对问题时能否迸发出新颖的思想火花,还要考查他们能否运用独到的方法解决问题。然而,这些远远不够,还应当把学生的实践能力纳入评价视野,即无论是他们在实验室中的操作技巧,还是在社会大课堂上的调查研究能力,都是评价的重要内容。为了做到全面评价,必须打破传统的评价方式,不再局限于书面的考试,而是要拓展到实验操作考核上,以此检验学生的实践动手能力和他们对科学精神的追求;要通过课堂的互动来观察学生是否能积极参与,是否能与同伴协作共进;要通过项目报告或作品的展示来评价学生是否能将所学知识进行综合运用,解决实际问题。这些多元化的评价方式,能够更加立体地展现学生的化学学科核心素养,真实地反映他们化学学科核心素养发展水平[9]。例如,对于宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养的评价,可以先设置情感、知识和能力三个一级指标,再将情感指标拆解成学习态度和学习兴趣两个二级指标,知识指标拆解成宏观、微观、符号三个二级指标,能力指标拆解成宏观→微观、微观→宏观、宏微结合三个二级指标,每个指标下设置4个不同表现水平,从而根据学生课堂表现情况,对学生的学习成效进行准确评价,全面诊断学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养发展情况[10]。
在教学中,只有单纯的评价是不够的,还需建立一个及时且有效的反馈系统。教师应当把评价成果及时准确地传递给学生,指明他们在思想品德、知识、创新实践能力等方面的长处与短板。这种反馈应具有具体性和针对性,绝不可泛泛而谈,止于简单的分数或等级。例如,针对学生在思维与创新能力上的不足,教师不仅应详细指出,还要根据学生存在的问题提供具体的改进建议,帮助其一步一个脚印地提高。为了让学生更透彻地理解反馈并据此进行改进,教师可以开展个别辅导或小组讨论,面对面地答疑解惑,并激励学生拟定实际可行的学习计划。另外,教师还可以借助教学平台或APP等现代信息技术手段,定期更新学生的学习进度和评价结果,以便学生和家长能随时了解其学习情况,及时与教师进行沟通。通过评价与反馈机制,学生可以清晰地认识到自己的学习状况,进而有针对性地调整学习方法和策略,在不断地自我反思和调整中实现化学学科核心素养的全面提升。
四、结语
化学学科核心素养的培养不仅关乎学生的学习成绩,更影响着他们的未来发展与创新能力。本研究致力于探索高中生化学学科核心素养的有效培养策略。通过深入研究和分析,笔者明确了化学学科核心素养的内涵及其重要性,并提出了旨在激发学生的学习兴趣,培养其科学探究能力、批判性思维和创新能力的策略,从而为培养高素质的化学人才奠定基础。
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