基于化學(xué)核心素養(yǎng)理念下“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”培養(yǎng)的初步探討

廖志偉,劉夢(mèng)琴,毛芳芳,張?jiān)旅?劉越華,童 璐

(衡陽(yáng)師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421008)

化學(xué)作為一門促進(jìn)人類發(fā)展的重要科學(xué)，它在保證人類生活水平和質(zhì)量方面起著重要的作用。化學(xué)的發(fā)展伴隨著人類文明的進(jìn)步，同時(shí)決定著人類社會(huì)的進(jìn)步，而化學(xué)的進(jìn)步離不開(kāi)人類的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。為了能夠進(jìn)一步的了解科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)，我們就要先了解什么是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1 高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇，提升國(guó)民素養(yǎng)成為了各國(guó)的共同話題，為此2002年到2014年之間，部分國(guó)家成立了核心素養(yǎng)的研討組織，并相繼發(fā)布了關(guān)于核心素養(yǎng)的一系列內(nèi)容。2014年芬蘭在歐盟的核心素養(yǎng)框架下頒布了新的課程標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中提出了七個(gè)核心素養(yǎng)。我國(guó)頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中，首次提出了高中生學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程應(yīng)養(yǎng)成“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、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的5個(gè)化學(xué)核心素養(yǎng)。并且根據(jù)核心素養(yǎng)提出了高中生學(xué)習(xí)化5的大目標(biāo)?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過(guò)程中逐漸形成的正確的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，其中包括對(duì)化學(xué)理論的學(xué)習(xí)形成的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)以及在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所形成的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[1]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所形成的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要是學(xué)生的科學(xué)探究以及創(chuàng)新意識(shí)思維的科學(xué)素養(yǎng)。此外，培養(yǎng)高中生在化學(xué)的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)探究的學(xué)科核心素養(yǎng)，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、思維的散發(fā)等，學(xué)生在進(jìn)一步形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的同時(shí)，也將會(huì)促進(jìn)其形成正確的社會(huì)主義核心價(jià)值觀，利于社會(huì)的發(fā)展和學(xué)生個(gè)人能力的挖掘。

2 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的意義

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是為了讓學(xué)生針對(duì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中，善于發(fā)現(xiàn)“異?！?，讓學(xué)生敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，進(jìn)一步提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度[2]。讓學(xué)生在培養(yǎng)其科學(xué)探究的過(guò)程中能夠從問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和假設(shè)出發(fā)，確定科學(xué)探究的具體內(nèi)容和目的，設(shè)計(jì)進(jìn)行探究的方案，并將之付諸實(shí)踐，再通過(guò)討論等活動(dòng)運(yùn)用已有的知識(shí)對(duì)這種“異?！钡默F(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)的解釋[1，3]。同時(shí)進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)動(dòng)手能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過(guò)科學(xué)研究與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)可以讓學(xué)生敢于提出疑問(wèn)，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。學(xué)生的課堂活動(dòng)思維能否跟上教師的腳步，這與學(xué)生的創(chuàng)新思維能力有著密不可分的關(guān)系，因此如何提升學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)是我們當(dāng)今教師應(yīng)當(dāng)要認(rèn)真對(duì)待的一個(gè)問(wèn)題。

3 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的策略

科技興國(guó)，科教強(qiáng)國(guó)，創(chuàng)新意識(shí)對(duì)于一個(gè)國(guó)家，民族，個(gè)人來(lái)說(shuō)都十分重要。而國(guó)外在很早之前就開(kāi)始注重提升學(xué)生的創(chuàng)新思維，比如：蘇格拉底教學(xué)法，他認(rèn)為讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)自己提取知識(shí)要點(diǎn)，而不是告訴學(xué)生什么是知識(shí)，通過(guò)教師的啟發(fā)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“異?！爆F(xiàn)象，提出解決問(wèn)題的方案，并作出相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，再通過(guò)討論等一系列活動(dòng)，運(yùn)用科學(xué)論證，解釋 “異?！爆F(xiàn)象[3]是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的具體要求。

發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問(wèn)題是進(jìn)行科學(xué)探究的基礎(chǔ)[4],不但能加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，也能提升學(xué)生敢于質(zhì)疑、作出合理假設(shè)、推理論證、交流合作的能力。在新課程改革背景下，教師應(yīng)該采取何種策略和方法培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面為提升學(xué)生科學(xué)探究和探究意識(shí)的核心素養(yǎng)提出了幾種解決策略。

3.1 發(fā)現(xiàn)—解決問(wèn)題模式：

在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，很多時(shí)候都會(huì)發(fā)現(xiàn)我們前面學(xué)的理論知識(shí)已經(jīng)解決不了當(dāng)下的問(wèn)題(產(chǎn)生了新的問(wèn)題)，教師會(huì)采用直接告訴的方式解決，這樣會(huì)降低學(xué)生解決問(wèn)題的能力，因此當(dāng)有這種情況的時(shí)候，可以采用發(fā)現(xiàn)——解決問(wèn)題模式，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新和探究問(wèn)題能力進(jìn)一步培養(yǎng)。比如說(shuō)在高中化學(xué)必修二環(huán)境保護(hù)的教學(xué)過(guò)程中，教師可以充分利用多媒體課件，創(chuàng)設(shè)保護(hù)環(huán)境情景。其主要的教學(xué)思路如圖 1所示。

圖1 教學(xué)思路

通過(guò)解決問(wèn)題的模式讓學(xué)生知道解決一個(gè)新的問(wèn)題主要可以從問(wèn)題發(fā)生的源頭(產(chǎn)生污染物的場(chǎng)所)、控制這一現(xiàn)象蔓延的主要途徑(污染物排放過(guò)程)以及改善已經(jīng)成為定勢(shì)的影響(受污染的環(huán)境)這三個(gè)方面解決。讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考如何處理日常生活中遇到的問(wèn)題，同時(shí)也可以借此機(jī)會(huì)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維進(jìn)行進(jìn)一步的的培養(yǎng)，提升學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

3.2 探究式教學(xué)法

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，因此許多的結(jié)論都是建立在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上而的出來(lái)的，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶入課堂既能夠吸引學(xué)生的眼球，又能夠培養(yǎng)學(xué)上的科學(xué)探究能力。但是在課堂教學(xué)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)“異?！爆F(xiàn)象。比如在高一上學(xué)期過(guò)氧化鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)中，本應(yīng)是藍(lán)色的氫氧化銅沉淀，但在藍(lán)色的氫氧化銅沉淀中含有黑色的沉淀物質(zhì)。教師利用現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)設(shè)過(guò)氧化鈉與鹽溶液反應(yīng)的教學(xué)情境，按照如表 1所示設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

表1 教學(xué)活動(dòng)

在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的而思維能夠得到進(jìn)一步加強(qiáng)，由于在很多的演示實(shí)驗(yàn)中都存在著一些“異?！爆F(xiàn)象，因此對(duì)于“異?！爆F(xiàn)象我們要積極面對(duì)，善于解決，采用探究式教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)假設(shè)推理，實(shí)驗(yàn)論證進(jìn)一步解決“異?！爆F(xiàn)象。在假設(shè)推理論證的過(guò)程中提升學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新能力。

3.3 情境化教學(xué)

充滿良好氛圍的學(xué)習(xí)情境能讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，具體的問(wèn)題情境是學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要形式之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)今使用的普通高中人教版化學(xué)必修模塊的教材中情境的投入巨大[5]?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中根據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對(duì)高中學(xué)生發(fā)展的具體要求，提出高中化學(xué)的課程目標(biāo)，因此課程目標(biāo)的設(shè)置會(huì)直接體現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)的形成的具體內(nèi)容。這也就要求教師在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中能夠合理的使用教學(xué)情境，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，而情境素材的選擇會(huì)直接影響到教學(xué)情境的好壞。教學(xué)情境、情景素材、課程目標(biāo)、學(xué)科素養(yǎng)之間的關(guān)系如圖 2所示。

從圖 2 可以看出化學(xué)教學(xué)情景素材、教學(xué)情境、課程目標(biāo)、學(xué)科素養(yǎng)之間環(huán)環(huán)相扣、相輔相成、相互影響。因此為了提升學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的能力，要選擇合適的教學(xué)情境素材、適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境、確定適當(dāng)?shù)恼n程目標(biāo)。因此按圖 3所示設(shè)計(jì)“離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件”教學(xué)流程。

圖2 課程目標(biāo)、學(xué)科素養(yǎng)、教學(xué)情境、情境素材關(guān)系圖

圖3 教學(xué)流程

在圖3中的教學(xué)流程以兩個(gè)問(wèn)題為課堂的主線設(shè)計(jì)教學(xué)的基本步驟，將化學(xué)知識(shí)直接設(shè)計(jì)在教學(xué)情境之中，營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍，在實(shí)驗(yàn)探究以及問(wèn)題情境之中既能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也把科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)直接融入到各種教學(xué)情境之中。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要介紹了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，并闡述了學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)的意義所在，同時(shí)針對(duì)學(xué)科素養(yǎng)下的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)提出了應(yīng)對(duì)策略，以對(duì)提升學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等綜合素質(zhì)的提升作出了積極的貢獻(xiàn)，此外闡述了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)對(duì)提升學(xué)生理論知識(shí)所作出的貢獻(xiàn)，為以后教育教學(xué)提供了方法。