基于学科核心素养的高中化学教学策略.docx

基于学科核心素养的高中化学教学策略 榆次一中 李金虎本文的“核心素养”涉及两个概念，即“学生发展核心素养”和“高中化学学科核心素养”。“学生发展核心素养”是新一轮高中课程改革的总目标，要实现这一总目标有赖于各个学科核心素养培养的子目标的落实。一、中国学生发展核心素养 1、认识“核心素养” 2016年9月13日，教育部委托北京师范大学林崇德教授牵头，联合国内高校近百位专家，历时3年完成中国学生发展核心素养研究成果发布。“学生发展核心素养”包括文化基础、自主发展、社会参与三个大的方面，细化为文化底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，六大素养又可以用18个基本要点加以分解。学生发展核心素养（也称21世纪素养），主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生适应信息时代和知识社会的需要，解决复杂问题和适应不可预测情境过程中表现出来的关键能力和综合品格。学生发展核心素养，主要指向的是培养什么样的未来公民的问题。 研究学生发展核心素养是落实立德树人根本任务的一项重要举措，也是适应世界教育改革发展趋势、提升我国教育国际竞争力的迫切需要。 2、从“三维目标”走向“核心素养” “三维目标”和“核心素养”是怎样的关系？简单地说，我们的传统是比较重视“双基”，即基础知识与基本技能，后来觉得“双基”不完整，提出“三维目标”。从“双基”到“三维目标”，再到“核心素养”，这是从教书走向育人这一过程的不同阶段。用简单的比喻来说，落实“双基”是课程目标1.0版，“三维目标”是2.0版，“核心素养”就是3.0版， “核心素养”是“三维目标”的提升和发展。 - 崔允漷（华东师范大学课程与教学研究所所长） （1）“三维目标”强调在正确的学习过程中自主探究知识与技 能、掌握方法、发展能力、培养态度和价值观。 “核心素养”要求培养学生适应知识经济、信息时代和全球化社会所必备的“文化基础、自主发展和社会参与”等方面的关键能力和品格。 （2）“三维目标”聚焦课程对学生的培养。 “核心素养”聚焦教育对学生未来融入社会并获得成功需要的关键能力和品格的培养， “核心素养”更能体现时代发展对人的需求，更能体现以学生发展为本的教育理念。 （3）“三维目标”体现现代学科的内在价值。 “核心素养”指向多学科、跨学科对学生“关键能力和品格”的贡献， “核心素养”更强调不同学科融合对学生发展的教育价值。 二、化学学科核心素养 1、认识 高中化学学科教育教学所形成的体现化学学科特质的素养就称为“高中化学学科核心素养”。“化学核心素养”是学生在化学认知活动中发展起来并在解决与化学相关问题中表现出来的关键素养，反映了学生从化学视角认识客观事物的方式与结果的水平。这一素养不仅体现了学生从化学视角对观事物能动反映方式，而且反映了学生对客观事物能动反映的结果。简单来说，“高中化学学科核心素养”回答的是一个公民有没有学过化学对于他未来的工作和生活有什么区别，化学学科具有什么样的学科特质和学科价值的问题。教育部组织专家对高中化学学科核心素养进行了研制，专家们提出用“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个维度来概括和表述高中化学学科核心素养。2、内涵 （1）宏观辨识与微观探析能通过观察、辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象，初步掌握物质及其变化的分类方法，并能运用符号表征物质及其变化；能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念；能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。（2）变化观念与平衡思想能认识物质是在不断运动的，物质的变化是有条件的；能从内因和外因、量变与质变等方面较全面地分析物质的化学变化，关注化学变化中的能量转化；能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究，逐步揭示各类变化的特征和规律；能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考察、分析化学反应，预测在一定条件某种物质可能发生的化学变化。（3）证据推理与模型认知能初步学会收集各种证据，对物质的性质及其变化提出可能的假设；基于证据进行分析推理，证实或证伪假设；能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径；能认识化学现象与模型之间的联系，能运用多种模型来描述和解释化学现象，预测物质及其变化的可能结果；能依据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架。“认知模型”是人类对真实世界进行认知的过程模型。所谓认知,通常包括感知与注意、知识表示、记忆与学习、语言、问题求解和推理等方面,建立认知模型的技术常称为认知建模,即建立一种认知理论(局部的或整体的)。借助于认知模型,人们可以有效地描述人类认知的各种成分或要素的相互关系,信息加工的阶段以及从一个阶段过渡到另一个阶段的特点;可以解释根据实验发现的各种事实和现象等。 高中化学知识点多,部分知识点之间联系松散,规律性较差。很多学生在学习过程中感觉化学知识烦琐,与已有生活和学习经验找不到契合点,难以找到掌握知识的有效方法。而化学认知模型作为一种有效的认知工具,可以帮助学生把化学知识高度浓缩,将次要的非本质的信息滤去,使重要的本质性知识形成清晰的知识框架,纳人学习者已有的知识体系中。1.建立概念和理论认知模型,将抽象的概念和理论具体化 比如：在研究化学反应速率的影响因素时,首先利用选修4中序言的有效碰撞理论模型,引导学生从化学反应的微观本质角度理解反应速率的快慢取决于单位体积内有效碰撞的次数并建立起相应的认知模型，在讨论浓度温度压强催化剂等外界条件对反应速率的影响时，学生会自然而然的采用有效碰撞理论解释原因在学习平衡知识，即化学平衡、弱电解质电离平衡、盐类水解平衡和难溶电解质的溶解平衡等知识的过程中，可以运用勒夏特列原理来定性解释所有动态平衡移动的问题；用平衡常数的概念模型来定量解释平衡移动问题，这是很典型的建模学习方式。2. 建立元素化合物学习思维顺序的认知模型，将烦琐的知识条理化、系统化。 （1）研究引导学生形成物质转化的认知模型 金属知识主线：单质氧化物碱盐 非金属知识主线：单质氧化物氢化物酸盐 （2）对重要代表物的学习，则建构“结构决定性质，性质决定元素存在，物质制备和用途”的思维模型。 （3）对于整族元素及其化合物的学习，则采用由“特殊（即代表元素）到一般（即整族）元素”的思维模式。 3. 建立实验室制备气体认知模型 气体制备试验装置的安装顺序发生装置净化装置干燥装置收集装置尾气装置制取气体装置的选择依据1、发生装置：由所用试剂的状态及反应条件决定。2、净化装置：依据气体与杂质的性质不同，使杂质被吸收。3、收集装置：气体的水溶性及对空气的密度大小4、尾气处理：尾气是否有毒、是否易燃（4）科学探究与创新意识发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论；能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。（5）科学精神与社会责任具有终身学习的意识和严谨求实的科学态度；崇尚真理，形成真理面前人人平等的意识；关注与化学有关的社会热点问题，认识环境保护和资源合理开发的重要性，具有可持续发展意识和绿色化学观念；深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会发展的重大贡献，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊，勇于承担责任，积极参与有关化学问题的社会决策。3、关系 根据化学课程对学生发展核心素养的贡献，结合化学课程的特点，高中化学核心素养可概括为“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”五个方面。其中，“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想”既是化学学科观念，又是化学特征的思维视角和方式，“证据推理与模型认知”是化学特征的思维方法，“科学探究与创新意识”是化学学科实践能力，“科学精神与社会责任”是化学学科的价值追求和化学课程对学生价值观发展的贡献。高中化学核心素养各维度的关系可表示如图1所示。“科学探究和创新意识”处于化学核心素养的中心位置。“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想”既以化学科学探究为载体，又是化学科学探究的研究内容和思维视角，“证据推理与模型认知”是化学科学探究形成结论的思维方法，“科学精神与社会责任”是化学科学探究在态度情感和价值观维度的重要成果。4、特点 （1）凸显化学本质特征化学区别于其他学科的本质特征体现为：化学在原子、分子的微观水平上研究物质及其变化，从微观层次上揭示物质及其变化的基本规律，以化学符号或模型表征物质及其变化。化学核心素养中的“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认识”等要素，强调从微观粒子及其相互作用的视角认识物质世界，根据物质微观结构预测物质性质及其反应，运用多种模型描述和解释化学现象，使用“宏观微观符号”三重表征表示物质及其变化等，很好地凸显化学学科的特征。（2）反映化学基本问题 物质及其变化是化学研究的基本问题。这一问题的解决，强调运用实验、假说、模型、分类等方法，通过以化学实验为主的多种探究活动开展物质及其变化的研究，并从元素的宏观视角认识物质及其变化的规律、从粒子的微观层面揭示物质及其变化的本质。因此，化学学科的基本问题、问题解决的方法途径及其应建立的基本认识，在“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认识”、“实验探究与创新意识”的化学核心素养上得到很好的体现。（3）揭示化学学科思维 化学是从宏观、微观和符号三种水平上认识物质及其变化并建立起它们间联系的。因此化学学习过程，常常需要以实验为手段获取宏观现象并从微观视角探讨其本质，或对基于微观或模型分析推理的结果通过实验手段进行证实或证伪，从而得出物质及其变化的基本规律或相关理论。因此，化学学习需要以实验为主的科学探究，建立“宏观微观符号”的三重表征的学习思维。“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”等化学核心素养，很好地揭示化学学科思维。（4）体现课程育人价值作为科学课程的高中化学，由于注重在人类文化背景下建构课程体系，内隐着丰富的 人文内涵。因此，它对培育学生科学素养与人文素养均具重要价值。体现在：高中化学课程有利于丰富并完善化学认识，加深对物质世界的认识；帮助学生形成核心观念，掌握科学方法，发展科学探究能力，加深对科学本质认识；在实践中增强社会责任感，理解化学、技术、社会和环境的相互作用，形成科学物质观、严谨求实科学态度等。化学学科这些育人价值，在化学核心素养的五个要素中得到很好的体现。三、化学学科核心素养下的化学教学策略 1、加强学习，提升教师学科素养 （1）教师要转变观念 观念的转变是一切教育变革的先导，要想真正使核心素养落地，教师必须转变观念。 教师首先要认识到培育学生核心素养的意义，要想完成立德树人的教育目标必须要立足于学生核心素养的培养。 其次，教师眼中必须要有人。立德树人的最终目标是人，要培养学生的核心素养，教师要转变单纯追求分数的观念，做到课中有人，心中有人。 （2）教师要提高教育素养 提高教育素养首先要立足于学科素养的提升。 教师首先要研究自己本学科的知识，要把课标、教科书等学深悟透，这是提高学科素养的根本。 教师要想提升学科素养还需要阅读与本专业相关的报刊、书籍，跟踪本学科名师的研究动态，努力把握学科规律。 教师还要懂得教育规律,这就需要教师突破学科教学的界限，多阅读一些教育学书籍，学习一些教育学、心理学的相关知识。注重教育教学规律，在培养学生核心素养时能够起到事半功倍的作用。 2、思想变革，构建课程教学单元 基于学科核心素养培养的教学单元设计，要求变革以学科知识的理解和学科技能习得的知识单元设计模式。要从学科核心素养的培养出发，全面、整体地解读单元教学材料，把课程中一定主题下的显性和隐性的教育内容融合起来，相互渗透，从科学认知、化学实验和科学探究、科学与人文教育三个维度把握、处理教学内容。在教学设计上改变只从化学科学本位出发，只为化学学科的基础知识和技能传承的教学设计，要按照学科知识的逻辑结构、学生学习的相关主题和任务为主线整合、重组教学内容，在平时的课时教学中，注意从单元整体出发来看待、分析、和处理，使各课时的教学具有强的关联性、结构性，注重对学生学科知识构建。3、创设情境，体现学科价值导向 化学与技术、社会、环境密切相关，化学的发展正在不断地改变人们的生产方式和生活方式。化学教学需要在真实情境中培养学生的价值观，在体现化学应用价值的情境中培养学生的科学精神，在具有正能量的情境中培养学生的社会责任。教学情境要具有真实性、针对性、知识性和情感性，具体的、真实的教学情境是学生化学学科核心素养形成和发展的载体，也为学生化学学科核心素养提供了表现机会。教师要做有心人，善于捕捉化学史、科技成果、社会热点、新闻事件、生活经验等真实素材，将其用于相关内容的教学。近几年，化学教学情境的创设越来越引起广大化学教师的重视，同时高考化学试题也起到了很好的导向作用。高考化学试题以生活及化工生产的真实过程为问题情境，以中学基础化学知识为载体，将化学的基本思想和方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙地融合在试题之中，考查学生的实际应用能力。教师在教学中也要善于利用真实的、有效的教学情境实施教学。4、提高认识，注重学科思想渗透 在化学教学中，我们不仅仅是传授给学生化学知识，更重要的是让学生能深刻理解化学重要的原理，基本概念，化学变化的本质等。多引导学生在化学学习中形成运用科学方法的学科思想，比如守恒思想、控制变量思想、验证探究思想、演绎与归纳思想等。近几年的高考试题围绕中学化学的基础知识、核心知识，如物质结构、元素周期律和周期表、化学反应速率、化学平衡、原电池、电解池、氧化还原反应、离子反应、化学反应中的能量变化、物质的分类、以阿伏加德罗常数为背景的基础计算、化学实验、工业流程问题等。而这些内容恰恰也是日常教学中的重要内容，这对于中学化学教学的导向非常明确。在教学过程中，要结合不同的知识内容帮助学生从不同的角度建构知识，如依据实验现象、物质的结构特征等证据理解知识，尝试运用模型的方法掌握知识，学会从宏观与微观、变化与平衡相结合的角度解释知识。5、注重体验，设计多元教学活动 高中化学核心素养的习得不能是“被动接受”，不能以“灌输”的教学方法培养学生的化学核心素养，更不能把化学核心素养简单地转化成“宏观、微观、变化、平衡、模型、推理、实验”等知识内容进行讲授，离开了科学、正确的化学学习过程和学习方式就无法形成化学核心素养。 在化学课程实施中发展学生的化学核心素养，就必须引导和组织学生积极主动参与多样化的学习活动，如实验探究、交流讨论、辩论、问题解决、社会实践等，让学生在学习活动中形成自主、合作、探究等多样化的学习方式，在学习过程中自主获取化学学科知识、形成化学学科观念、体验化学实验探究的过程、运用化学特征的思维方式分析和解决实际问题、认同和践行化学学科价值追求。 6、重视实验，培养探究创新意识 课程标准中明确指出：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”近年来，高考中对于探究内容的考查，有针对化学实验的，也有不涉及化学实验的。实验广泛涉及仪器的使用、基本操作、实验原理、仪器的连接、现象的描述与解释、化学实验方案设计与评价等方面，非实验内容大多是给出相关资料，要求学生在读懂资料信息的基础上回答问题。从试题的选材看，多为教材实验的组合与改进、实验中异常现象的探究、与工业流程背景问题的整合。其综合程度高，能够较好地考查学生的创新意识，与目前所倡导的核心素养教育是高度一致的。