高中化學核心素養培養策略

趙燕玲

摘 要：在新的時代背景下，高中階段化學教學非常注重培養學生的核心素養，這是實現立德樹人根本任務的基本，在注重學生知識掌握和未來發展的基礎上，探索出一套行之有效的教育方法，讓學生對化學知識有一個正確的認識，讓化學學習效率越來越高。文中筆者結合《原電池》這一課的教學實例，來探討在高中階段實施“以學生為中心”加強學生核心素養培養的教育策略。

關鍵詞：高中化學；核心素養；原電池

化學學科核心素養作為學生發展核心素養的一個關鍵組成部分，它包括了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、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任五個方面?；瘜W學科核心素養體現了在社會主義核心價值觀下，化學學科教育培養人才的基本要求，充分體現出了化學課程學習對學生將來發展所具有的重要價值。文章以“原電池的工作原理”為主題的高中化學同課異構為實例，從科學探究、證據推理、模型建構與應用和社會責任四個方面對其進行了分析，目的是提高學生的化學學科核心素養。

一、培養高中學生化學核心素養的重要性

高中化學不僅在理論上有很強的邏輯性，還包含著非常豐富的實驗教學內容，在學生的學習中，核心素養是最重要的幾個基本素質。所以，這也就對化學課程提出了更多的對學生進行核心素養教育的需求，通過系統講解化學現象、厘清化學規律、明晰化學原理及掌握化學實驗中的重要知識點，通過充分利用更多的教學資源來為學生提供全面了解化學、提升能力的高效課堂?；瘜W教師以利于學生的知識掌握為中心，以培養學生化學核心素養為目標，創新教學方法策略，不斷增強自身的知識和教學能力水平，培養學生的核心素養。

二、高中化學課程的基本素養

《中國學生發展核心素養》把核心素養定義為：“一個人應該具有的、能滿足其終身發展的、能滿足其對社會發展的要求的基本人格和基本能力。在高中化學課程教學過程中，對學生的核心素養培養起著非常關鍵的作用?！逼胀ǜ咧谢瘜W學科核心素養提出了“宏觀識別與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任”等五個維度的素養。對宏觀識別與微觀探索、改變理念與平衡思維、證據推斷與模型認識等方面進行培養，使學生具備了對化學學科思維與方法的培養；在教學中，“科學探索和創造精神”體現在教學的實際水平上，激發學生的創造精神；在此基礎上，提出了以“科學的態度和對學生的社會責任感”為核心的思想，并對其進行了深入的探討[1]。

三、學情分析

在課程的安排上，《原電池》是高中化學必修課“化學反應與能量轉換”的一個重點，不僅是對前期的氧化還原反應和物理電學知識的拓展和提高，同時也是后面的選修課更深層次了解電化學的必要課程，起到了承前啟后的作用。然而，首次接觸原電池這一概念，并且將物理電學知識與化學氧化還原反應知識進行融合，并將其升華到應用層面，這對學生而言，是一個很大的挑戰。高中階段學生對化學反應與能量轉換的知識了解還很淺顯，學生的學習思路和學習能力還需要提高。所以，在電化學這門抽象的原理課上，學生很可能會感到一種畏懼。以這一點為出發點，在課堂上，要突破對理論知識的單調乏味的講解，運用微觀探析、證據推理、模型解析、模型應用等方法，來指導學生對知識進行深入的理解和構建?？山Y合現實舉例，引出學生對于《原電池》應用的個人理解，通過實例分析化解學生疑惑，進一步加深對“化學反應與能量轉換”原理的理解。

四、淺析《原電池》這節課的知識點

在原電池的內容中，對電池形式進行了考查，通常是以新型再生能源動力電池或新型燃料動力電池為例，考查的是原電池電路正負極的正確判斷、電極化學反應式的正確書寫、電子或化學電流的流動方向及原電池溶液中pH的變化等。在現實生活中，原電池的運用主要是為了考查原電池的結構設計、電化學中的腐蝕及怎樣對一些非電化學腐蝕現象進行解釋等，它的考查方式多是單項選擇題和填空題。

在課程的安排上，《原電池》作為一門高中的必修課，在“化學反應與能源轉換”這一單元里，它不僅是對先前的氧化還原反應和物理學的拓展和提高，同時也是后面幾節選修課更深層次了解到的電化學知識的必要鋪墊，起到了承前啟后的效果。然而，對于首次接觸原電池這一概念，并且將物理電學知識與化學氧化還原反應知識進行融合，并將其升華到應用層面，這對學生而言，是一個很大的挑戰。高中生對化學反應與能量變化的知識和了解還很膚淺，學生的學習思路和學習能力還需要提高；對原電池的結構和工作原理缺少系統性的了解，也沒有對其進行過系統的學習，也沒有對其進行過系統的培養。所以，在電化學這門抽象的原理課上，要突破對理論知識的單調乏味的講解，運用微觀探析、證據推理、模型解析、模型應用等方法，來指導學生對知識的深入理解和構建。

五、培養學生化學核心素養措施

（一）借助信息技術，培養學生抽象思維能力

信息技術可以實現直觀情境，有助于培養學生的邏輯性，是科技時代在教學中可以被教師充分利用的優質資源。所以，身為一位高中化學教師，要擅長利用信息技術進行教學，為學生創造一個活躍的、有活力的教室，讓學生的學科核心素養可以更好地發展，最終達到高中化學課堂教學的最優效果。

例如：在《原電池》這一節課的第一個階段，教師可與學生進行了一次簡短的交流，讓學生知道了他們在日常生活中所見過的各種類型的電池，然后利用信息技術，以視頻播放的方式向學生展示什么是“番茄電池”，讓學生意識到，西紅柿也可以制造出電池，從而激發學生的興趣。接下來，教師在圖片中指導學生解析了果實細胞的作用機理，使學生進入一個解惑的過程。這一次，利用水果電池引入電流，引起學生對化學知識的好奇，激起學生的求知欲，讓學生聯系到化學知識的層次，從而讓學生從過去的被動的學習中轉變過來，從而提高學生的邏輯性，為學生進一步地理解本節化學知識打下堅實的基礎。

（二）加強實驗指導，提高學生動手操作水平

為加深對《原電池》課本知識的理解，教師把學生分成不同的學組，讓學生利用銅粉與硝酸銀粉的作用，來進行一次原電池的制作。因此，運用從具體到抽象、從抽象到一般的思維方式，指導學生從能量轉換和氧化還原反應兩個角度，對原電池進行了概括，并對原電池的原理進行了總結。然后，在實驗的基礎上，對原電池的基本組成條件進行了歸納，最后，讓學生明白了原電池是一種將化學能轉化成電能的設備。就這樣，教師利用信息技術，引入合理問題，加強實驗指導，來進行這次課堂教學實踐，讓學生在課堂活動中，一直都保持著對化學知識的積極態度，發展了學生的抽象思維能力，激發了學生探究化學知識的興趣，提升了學生動手操作的實際技能，成功地培養了學生的化學學科素養，在很大程度上，展現出了出色的高中化學課堂教學品質[2]。

（三）科學實驗探究

科學探索就是對知識的理解，對知識的發現，對知識的創造，對知識的應用。通過使用化學試驗和其他一些方法來進行實驗研究，是一種有效的探索方式。在化學實驗的探索過程中，發現、提出問題→根據假設提出探索方案→評價、優化→處理實驗數據的過程是這樣的，經過查閱文獻、科學數據分析和證據推理，問題最后得到科學的證實。

“水果電池”怎樣使一張生辰卡片響起來？氫氧燃料電池的發電方式是什么？怎樣判定電池的正、負極？根據這些問題，教師要通過查閱文獻資料、查找大量圖片等方式，來設計一系列的探究實驗，從而更好地幫助學生從本質上對化學課程進行認知。首先，利用對照實驗，讓學生進行有關問題的思考和分析，揭開了原電池工作的秘密，也就是為何會有電流。因此，要制造出這種具有電流的器件，必須具備哪些條件？學生可以說要用電極和電解質，還要用什么材料？再次設計一個開放性實驗：與所給材料相結合，指導學生選擇一個電極和一個溶液，并對其進行設計，并對其展開實驗，同時對賀卡或者電子表進行點亮，最后得出了原電池的組成條件：以氧還反應為前提，一液一路兩電極?？茖W探索不僅需要探索，而且需要探究。通過查閱資料，收集證據，對上述的實驗過程進行了說明，并得到了自己的結論。其目的是要提高學生的實驗探索和科學思考的能力，在教師的指導下，進行深度的學習。

（四）模型建構與應用

模型認知指的是運用分析、推理等方法，來了解所要研究的事物的本質特征、構成要素及彼此之間的聯系，并且可以以材料及所發生的改變為基礎來構建模型，并運用模型來解決現實中的問題[3]。

在構建認識模型時，要考慮到怎樣以已經學習過的知識為基礎，對原電池的工作機理進行深度分析。一名課堂教師進行了如下的設計，首先，讓學生對氧化還原反應的實質和元素有了一個全新的認知，然后，以氧化還原反應為基礎，對原電池設備中電流的產生原因進行了深入的剖析。在這種情況下，學生就可以相對精確地發現在氧化還原反應中，可以獲得或丟失電子的物質，并且可以將其精確而迅速地轉移到電極反應式的書寫上。這種轉移與學生的認知發展規律相一致，與實驗探索相聯系，讓學生對氧化還原反應有更多的感性和理性的認識。而另一名教師則是以實驗探索為基礎，讓學生進行歸納總結，但是并沒有以氧化還原反應為基礎的模型構建過程，這就造成了模型化不夠清晰，這主要體現在學生對正、負兩極得失電子的分析及電極反應式的書寫等方面，存在著很多在理解上的偏差。

（五）導入合理問題，激發學生探究化學興趣

在核心素養的視野下，教師要轉變提問的方法，用問題的形式來激發他們對化學知識的探索，提高學生的思考能力，讓學生形成一種愉快地欣賞化學問題的好習慣，從而提高學生的學習效率，培育學生的化學學科核心素養。

為使學生更好地理解《原電池》課所要講的東西，教師可設計一些練習，讓學生結合自己所掌握的有關化學的知識和經歷來做出正確的判斷。于是，教師向學生提出了一個問題：“這些電子是從哪兒來的？”因此，有學生在深思熟慮中提出：“電子無法離開溶液，必須穿過電線，電線并不連接在一起，如何構成一個封閉的環路？”這樣，就可以與學生進行思維的碰撞，激發學生對化學知識的探究精神。在讓學生明白了這一點后，教師又問道：“是否可以把一切的化學過程都用來做原電池呢？”在指導學生分析問題時，使學生認識到有電子轉移的反應，也就是氧化還原反應，才能設計成原電池，取得了預期的教學效果，深化了學生對化學知識的理解。

（六）鍛煉學生的創新能力

與實驗結合的教學模式，能夠更好地培養學生的創造力。把化學的基本知識擴大到了有機質和無機物兩個大類，這些大類中所蘊含的大量的知識點，能夠給同學們帶來更多的創新材料，同時又能結合現實生活，使同學們能夠從現實中發現有效的化學知識，從而使同學們能夠在現實中更好地發揮他們的創新精神。

在傳統的化學實驗教學中，教師經常首先進行一次示范，然后學生跟著模仿。究其原因，主要在于大多數高中和教師偏愛應試教育，而導致了化學實驗的障礙。在這種教學方式下，不僅會讓學生對化學知識產生厭惡情緒，而且還很難讓他們具備獨立思考、創造、發現等能力。所以，在課堂上，可以把一些實驗部分作為問題的突破口。在保證安全性的前提下，把錯誤的物質或份量交給學生，如果實驗沒有取得很大的成果，就會自然而然地引起學生對知識的反思。教師要指導學生從多個層次展開對其的觀察和分析，并在自己的觀察和別人的意見基礎上，持續地對該實驗進行完善和改進，從而實現對學生的創新意識、拓展思維以及合作精神、辯論能力的培養。

結束語

“證據推理與模型認知”是化學核心素養中的一項內容，它的目的是要用探索的方式，來幫助學生樹立起自己的獨立分析的意識，從而提升根據目標來進行實驗的能力，并根據物質變化的內在規律來進行模型假設與模型構建的能力，讓學生能夠初步形成一個可解決化學問題的基礎架構，從而達到“從化學的角度來認識事物和解決問題的思想、方法、觀點”的化學學科價值。以上對《原電池》課程進行的教學設計，旨在深入發掘課本中蘊含的潛在價值，使學生對課程內容有更多的理解，對物理世界有更清晰的理解，進而對基礎化學概念有更深的理解。

參考文獻

[1]仇永紅，王春，劉曉娟.基于發展化學核心素養的概念教學：以“認識溶液”為例[J].化學教育（中英文），2020，41（19）：20-24.

[2]周梅華，李德前.核心素養在“望聞問切”中落地：以初中化學物質的鑒別實驗專題教學為例[J].中國現代教育裝備，2020（18）：63-64，71.

[3]阿西布吉.基于學科核心素養背景下提高初中化學教學質量[C]//教育部基礎教育課程改革研究中心.2020年“教育教學創新研究”高峰論壇論文集，2020：2.