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

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(duì)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(shí)傳遞，更多的是通過(guò)學(xué)習(xí)知識(shí)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和實(shí)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(shí)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(shí)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(huì)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(lái)社會(huì)所需人才的需求。情境化教學(xué)通過(guò)模擬或重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的化學(xué)問(wèn)題，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“問(wèn)中學(xué)”，不僅能夠促進(jìn)知識(shí)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(lái)挑戰(zhàn)奠定堅(jiān)實(shí)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(duì)于推動(dòng)化學(xué)教育的現(xiàn)代化改革，乃至整個(gè)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(huì)主義核心價(jià)值觀為指導(dǎo)，闡明了化學(xué)教育對(duì)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(lái)社會(huì)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(gè)相互關(guān)聯(lián)而又各有側(cè)重的維度：（1）“宏觀辨識(shí)與微觀探析”強(qiáng)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(dòng)態(tài)視角認(rèn)識(shí)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(qiáng)調(diào)以證據(jù)為基礎(chǔ)的邏輯思維，注重運(yùn)用模型來(lái)解決問(wèn)題；（4）“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”則激發(fā)學(xué)生的好奇心與創(chuàng)造力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與探究活動(dòng)培養(yǎng)科學(xué)研究方法；（5）“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)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(qiáng)其對(duì)化學(xué)在社會(huì)、環(huán)境、健康等領(lǐng)域影響的認(rèn)識(shí)，以及在化學(xué)實(shí)踐中的責(zé)任感[1]。這五個(gè)方面相互融合，共同促進(jìn)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)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(huì)責(zé)任感的公民奠定堅(jiān)實(shí)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(shí)性與生活化原則

真實(shí)性和生活化的原則強(qiáng)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(shí)，要關(guān)注化學(xué)在社會(huì)、工業(yè)和環(huán)保方面的具體運(yùn)用，讓學(xué)習(xí)情境與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系，提高學(xué)習(xí)實(shí)用性與吸引力。這一原理要求教師設(shè)計(jì)情境既要兼顧知識(shí)的科學(xué)性，又要注重它在實(shí)踐中的運(yùn)用，使學(xué)生體會(huì)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?jiān)谇榫硠?chuàng)設(shè)中融入問(wèn)題解決、批判性思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，教師設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性、開(kāi)放性和探索性的問(wèn)題情境，可以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)思考和深度學(xué)習(xí)。這意味著情境不僅是一個(gè)知識(shí)展示的舞臺(tái)，更是一個(gè)引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在情境中主動(dòng)探索、質(zhì)疑、驗(yàn)證，通過(guò)“做中學(xué)”“疑中學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、批判性思維和創(chuàng)新意識(shí)，為終身學(xué)習(xí)和未來(lái)社會(huì)的挑戰(zhàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）分層性與個(gè)性化原則

分層性與個(gè)性化原則強(qiáng)調(diào)在情境創(chuàng)設(shè)時(shí)，要充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，設(shè)計(jì)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(dòng)，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(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)[2]。此外，情境設(shè)計(jì)還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣和特長(zhǎng)進(jìn)行探索，培養(yǎng)其獨(dú)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(shí)的準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性，又要融合人文關(guān)懷、社會(huì)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(jì)的情境應(yīng)超越純粹的科學(xué)事實(shí)和原理，引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)技術(shù)、化學(xué)制品對(duì)環(huán)境、社會(huì)的影響，理解化學(xué)在促進(jìn)人類社會(huì)發(fā)展中的積極作用和可能帶來(lái)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(wèn)題的過(guò)程中，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)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(mén)學(xué)科有其生活性的特點(diǎn)，生活化情境作為理論知識(shí)和實(shí)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(chǎng)景中去，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)深入理解與靈活運(yùn)用。教師在創(chuàng)設(shè)生活化情境時(shí)，要注重情境的真實(shí)性，相關(guān)性與可參與性等特點(diǎn)，使學(xué)生在探究生活中化學(xué)現(xiàn)象的同時(shí)，發(fā)展他們觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等能力，繼而促進(jìn)他們科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)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(jì)貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的活動(dòng)，使學(xué)生在“在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，在實(shí)踐中發(fā)展”，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)、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(shí)，可以從學(xué)生日常生活中常見(jiàn)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(dú)特氣味的關(guān)鍵。組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(guò)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(duì)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(duì)人體健康的潛在影響，通過(guò)討論大氣污染中二氧化硫的來(lái)源、危害及防治措施，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M酸雨的形成過(guò)程，理解酸雨對(duì)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(shí)到化學(xué)知識(shí)與環(huán)境保護(hù)、健康生活之間的密切聯(lián)系，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)。

（二）創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境

實(shí)驗(yàn)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(guò)模擬科學(xué)家的研究過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、親手操作，從而在實(shí)踐探索中深化對(duì)化學(xué)原理的理解和應(yīng)用。這種情境化教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，鼓勵(lì)他們提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、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(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)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(dòng)手能力和科學(xué)思維，幫助學(xué)生建立起理論知識(shí)與實(shí)際現(xiàn)象之間的聯(lián)系，促進(jìn)其理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，增強(qiáng)解決復(fù)雜問(wèn)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(shí)，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(jì)一系列對(duì)比實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)前基于已有知識(shí)提出假設(shè)，比如預(yù)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中溫度的變化趨勢(shì)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證。通過(guò)讓學(xué)生親手測(cè)量反應(yīng)前后溶液的溫度變化，使用溫度計(jì)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(shí)驗(yàn)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(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，如簡(jiǎn)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(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

（三）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)情境

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)情境的目的是通過(guò)提出富有挑戰(zhàn)性，探索性問(wèn)題來(lái)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(wèn)題并解決問(wèn)題。這一情境化教學(xué)方法能促使學(xué)生對(duì)化學(xué)概念有更為深刻的理解，從而建構(gòu)起知識(shí)體系，還能讓學(xué)生在解題過(guò)程中發(fā)展其批判性思維，問(wèn)題解決能力以及創(chuàng)新意識(shí)等[4]。以問(wèn)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(jì)問(wèn)題鏈，各問(wèn)題間環(huán)環(huán)相扣、逐層深入，以學(xué)生的已知知識(shí)為切入點(diǎn)，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)其對(duì)未知領(lǐng)域進(jìn)行探究，最后達(dá)到加深理解和拓展思維的目的。

以“人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”為例，首先可以提出一個(gè)引發(fā)思考的初始問(wèn)題：“我們都知道物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，但你是否想過(guò)，原子內(nèi)部是什么樣子的？人類是如何逐步揭開(kāi)原子內(nèi)部奧秘的？”這一問(wèn)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(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲。隨后，可以設(shè)計(jì)一系列遞進(jìn)式問(wèn)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(huì)被否定？湯姆遜的‘棗糕模型’又是基于什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出的？”這些問(wèn)題促使學(xué)生回顧歷史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，如陰極射線實(shí)驗(yàn)和α粒子散射實(shí)驗(yàn)，理解實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步提問(wèn)：“盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(guò)討論這些問(wèn)題，學(xué)生需要分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，理解α粒子散射實(shí)驗(yàn)對(duì)原子核存在的證實(shí)，以及波爾的量子理論如何解釋氫原子光譜，最終認(rèn)識(shí)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(kāi)放性問(wèn)題，如：“隨著科技的進(jìn)步，未來(lái)我們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)可能會(huì)有怎樣的突破？這對(duì)化學(xué)、物理學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)界會(huì)有哪些影響？”這類問(wèn)題鼓勵(lì)學(xué)生跳出課本知識(shí)，展望未來(lái)，培養(yǎng)他們的科學(xué)想象力和預(yù)見(jiàn)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(shí)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(shí)和批判性思維能力。教師可以將化學(xué)理論與科學(xué)史實(shí)相結(jié)合，讓學(xué)生能夠更好地理解化學(xué)概念的由來(lái)與演變，認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)并非一成不變，而是隨著時(shí)代進(jìn)步不斷修正和完善的過(guò)程。

教師在教授“金屬的冶煉方法”時(shí)，可以從古代的簡(jiǎn)單冶煉技術(shù)講起，逐步過(guò)渡到現(xiàn)代先進(jìn)的冶煉工藝，讓學(xué)生沿著時(shí)間的長(zhǎng)河，見(jiàn)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(jìn)步如何推動(dòng)著文明的進(jìn)程。首先，教師可以介紹古代文明如古埃及、中國(guó)使用木炭作為還原劑，通過(guò)直接加熱礦石進(jìn)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(guó)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(jìn)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(dòng)展示了科技進(jìn)步對(duì)社會(huì)生活的影響。通過(guò)分析不同時(shí)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(shí)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(duì)于人類文明進(jìn)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(shí)和技能，更側(cè)重于培養(yǎng)其科研思維、創(chuàng)新意識(shí)和解決問(wèn)題的能力。讓學(xué)生參與到模擬的科研項(xiàng)目中，從提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)到分析結(jié)果、撰寫(xiě)報(bào)告，完整經(jīng)歷科學(xué)研究的各個(gè)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(shí)激發(fā)他們對(duì)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(lái)設(shè)計(jì)。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，了解納米材料在藥物傳遞、環(huán)境治理、新材料開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的最新研究成果，激發(fā)學(xué)生對(duì)納米分散系的興趣和好奇心。接著，提出一個(gè)具體的科研問(wèn)題，如“探索不同制備方法對(duì)納米顆粒尺寸分布的影響”，鼓勵(lì)學(xué)生分組進(jìn)行探究。在這一過(guò)程中，學(xué)生需要自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(cè)量納米顆粒尺寸的儀器和方法等。實(shí)驗(yàn)操作階段，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)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，獲取納米顆粒的粒徑分布。在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)，比較不同制備方法下納米顆粒尺寸分布的差異，嘗試解釋觀察到的現(xiàn)象，并討論其科學(xué)意義與潛在應(yīng)用價(jià)值。最后，每組學(xué)生需準(zhǔn)備一份研究報(bào)告或?qū)W術(shù)海報(bào)，模擬科研成果匯報(bào)，分享他們的發(fā)現(xiàn)和見(jiàn)解。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于核心素養(yǎng)培育的高中化學(xué)課堂情境化創(chuàng)設(shè)，需遵循真實(shí)性與生活化、啟發(fā)性與探究性、分層性與個(gè)性化、科學(xué)性與人文性結(jié)合等原則。教師要精心設(shè)計(jì)生活化教學(xué)情境等，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)綜合發(fā)展，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)及將來(lái)承擔(dān)社會(huì)角色奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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