基于實際問題培養學生的核心素養

林鴻燕

【內容摘要】在高中化學教學中，培養學生核心素養是新課標下對化學學科發展提出的新要求。高中化學要不斷改進教學方式方法，將學生核心素養培養滲透于多樣化的教學活動中，保證化學教學目標的實現。本文以“原電池”教學為例，對基于實際問題的學生核心素養培養策略進行分析探討，期望對推進化學教學改革有所幫助。

【關鍵詞】高中化學?問題?核心素養?原電池

化學學科核心素養培養是高中化學教學的最終目標，充分體現了化學課程的育人功能。新課標中指出，化學學科核心素養涉及學科觀念、思維、實踐和價值四個方面，具體涵蓋宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任五大素質能力。在高中化學教學中，可將核心素養培養融入到實際問題的解決中去，通過多種方式為學生創設問題情境，引導學生在分析、解決問題過程中掌握知識與技能，發展核心素養。

一、演示實驗中提出問題，培養變化觀念與平衡思想

在化學學科的核心素養中，變化觀念與平衡思想是指學生能夠認識到物質是運動和變化的，且遵循一定規律，能夠從多角度分析化學反應，運用化學反應原理解決實際問題的素質和能力。在高中化學教學中，教師可將變化觀念與平衡思想的培養滲透到化學演示實驗的提問中，深化學生對化學知識的理解。如，在“原電池”教學中，教師可進行演示實驗引導學生認識原電池中涉及的能量變化及其構成條件：實驗一，將鋅片插入硫酸銅溶液，觀察實驗現象;實驗二，將鋅片和銅片一同插入硫酸銅溶液，觀察實驗現象;實驗三，用導線連接鋅片和銅片之后，將其插入硫酸銅溶液，觀察實驗現象。教師在演示實驗后向學生提出問題：請說出三個實驗分別涉及哪些能量轉化？學生通過思考回答：實驗一和實驗二都是化學能轉化為熱能，實驗三是化學能轉化為電能。接著，教師再讓學生思考構成原電池的條件有哪些，并提出問題：實驗三是否能夠通過定量的一個反應源源不斷提供電能？原電池中，為什么鋅片和硫酸銅溶液能夠反應放電，而逆向反應不能放電？教師通過演示實驗提出層層遞進的問題，能夠使學生認識到同一個化學反應的能量轉化，以及一個定量的化學反應不能源源不斷提供能量（不符合能量守恒原理），有助于培養學生的變化觀念和平衡思想。

二、問題情境中引導思考，培養宏觀辨識與微觀探析

宏觀辨識與微觀探析是指學生能夠從不同層次認識物質多樣性，對物質進行分類，逐步形成“結構決定性質”的觀念，并且還能夠從宏觀和微觀相結合的視角解決實際問題的能力。教師可在問題情境的創設中引導學生從宏觀和微觀層面探析化學現象，掌握化學知識，使學生掌握更多的思考問題方法。如，在鋅-銅-硫酸銅的演示實驗中，教師可將檢流計接在原電池上，提出以下帶有啟發性和探究性的問題，創設問題情境：電流流向是什么樣的？正極和負極分別是哪一極？從宏觀上可以通過哪些直觀現象判斷正負極？在學生回答之后，教師提出將硫酸銅溶液換成稀硫酸，讓學生分析實驗現象，并對正負極進行判斷。在此基礎上，教師利用多媒體教學手段向學生演示“鎂-鋁-氫氧化鈉溶液”的實驗過程，讓學生從微觀角度分析原電池的正負極。在學生回答完畢后，教師引導學生從宏觀和微觀角度總結原電池的電極判斷方法，即宏觀上利用氧化反應或還原反應進行判斷，微觀上利用得失電子角度進行判斷。通過在原電池正負極判斷中引入多種方法，培養了學生宏觀辨識和微觀探析能力。

三、知識遷移中獲取新知，培養證據推理與模型認知

證據推理與模型認知是指學生能夠依靠證據，分析、推理、證實提出的假設，建立起各要素之間的模型關系，并運用模型關系揭示現象本質特征的能力和素質。在化學學習中，學生要運用已學習的知識推理出新知識，并能夠將新知識運用化學符號表達出來，從而深化學生對物質現象本質特征的認識。如，在“原電池”教學時，為了讓學生自主推斷出電極反應式的書寫，教師可利用多媒體設備投影銅-鋅-硫酸銅原電池的實驗裝置模型圖，讓學生自主書寫出原電池正極和負極的電極反應式。通過在原電池反應式的書寫中引入原電池模型，能夠讓學生更加清晰地辨別原電池的電子流向，幫助學生在宏觀模型中提取出微觀信息，用化學符號表達出電極反應式，對元素得失電子進行推理分析，從而有利于培養學生證據推理與模型認知能力。

四、探究實驗中探索未知，培養科學探究和創新意識

科學探究與創新意識是指學生能夠從問題假設出發，設計探究方案，在小組合作中自行完成實驗探究活動，從而發現和解釋化學現象，敢于提出不同見解的能力。在高中化學課堂上，教師可將科學探究與創新意識培養滲透到探究實驗教學中，引導學生自主發現化學規律，掌握化學原理。如，在教學原電池工作原理時，教師可讓學生按照教材中的實驗思路進行驗證，并提出問題：為什么實驗開始階段鋅片上有氣泡，銅片上沒有氣泡？隨著時間的推移，為什么銅片上又有氣泡產生？通過讓學生思考回答上述問題，使學生初步掌握原電池的基本組成和工作原理。在此之后，為了進一步深化學生對原電池的認知，教師可安排探究性實驗活動，讓學生將原本實驗中的鋅片、銅片和稀硫酸替換為其他物質進行實驗，如替換為碳棒、鐵棒和食鹽水，或替換為銅片、鋁片和氧化鈉溶液。教師讓學生以小組合作的方式開展探究實驗活動，并讓學生圍繞實驗現象進行組內討論，引導學生反思和重構原電池的工作原理，有助于培養學生的科學探究和創新意識。

五、化學史教學中引發思索，培養學生科學精神和社會責任

科學精神與社會責任是指學生應具備的嚴謹求實的科學態度、崇尚真理的思想意識、可持續發展的綠色化學觀念以對化學學習更高層次的價值追求，學生要認識到化學對社會發展的貢獻，并且能夠理性判斷有關化學的社會問題。在高中化學教學中，教師可通過引入化學史內容引導學生形成科學的價值觀，讓學生認識到化學研究的價值，以及化學與生活之間的聯系，培養學生科學精神和社會責任。如，有關“原電池”的歷史是一個非常復雜的發展過程，教師可讓學生通過多種途徑收集與原電池相關的資料，在學生初步了解原電池的探索經歷之后，教師提出問題：是什么驅動人們積極更新電池技術呢？教師可引導學生圍繞電池對環境的影響、燃料電池和新能源電池的優點等方面展開探討，并讓學生繼續收集資料證明自己的觀點，最后寫成一篇文章與其他同學分享研究成果。通過開展化學史教學，有助于學生形成科學的價值體系，增強學生的社會責任意識。

結論

總而言之，高中化學要轉變傳統的教學觀念，堅持以學生為主體，重視學生五大核心素養的培養。在教學實踐中，教師要根據教學內容采用不同的教學策略，確保核心素養培養貫穿于教學的全過程之中，引導學生樹立化學學科觀念，形成化學學科思維，提高化學實踐能力，從而實現化學課程的育人目標。

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（作者單位：廣州市從化區第二中學）