基于核心素养培育的高中化学课堂情境化创设研究

\o"分享到微博"\o"分享到微信"\o"分享到QQ"\o"分享到QQ空间"摘要：《普通高中化学课程标准（2017年版）》中明确指出化学学科核心素养对学生终身学习与发展具有重要意义。显然，高中化学作为自然科学的核心学科，其教育目标已经超越了单纯的知识传递，更多的是通过学习知识来培养学生的科学素养、创新思维和实践能力。以素养培育为本的高中化学课堂情境化创设是适应这一教育变革潮流的关键策略。本研究将探讨情境化教学理论以及在高中化学中的实施策略，力求为高中化学教师提供一套可操作、高效能的实践指南，助力学生化学核心素养的全面提升。关键词：素养；高中化学；课堂情境化；情境创设随着科学技术的飞速发展和社会需求的不断变化，传统的“灌输式”教学已难以满足培养未来社会所需人才的需求。情境化教学通过模拟或重现现实世界的化学问题，让学生在“做中学”“问中学”，不仅能够促进知识与技能的内化，还能提升学生的跨学科整合能力，为学生终身学习和适应未来挑战奠定坚实基础。因此，深入研究如何在高中化学教学中有效创设情境，使之成为素养培育的有效载体，对于推动化学教育的现代化改革，乃至整个基础教育质量的提升，都具有深远的意义。一、高中化学核心素养高中化学学科核心素养以社会主义核心价值观为指导，阐明了化学教育对学生全面发展的根本要求，彰显了化学课程在培养学生面向未来社会所需能力与品质方面的重要作用。具体而言，这一核心素养框架涵盖了五个相互关联而又各有侧重的维度：（1）“宏观辨识与微观探析”强调学生需要在宏观现象和微观本质之间建立紧密的联系，以便更好地理解物质的组成、结构和性质之间的相互关系；（2）“变化观念与平衡思想”注重发展学生动态视角认识化学反应的变化规律和平衡状态；（3）“证据推理与模型认知”强调以证据为基础的逻辑思维，注重运用模型来解决问题；（4）“科学探究与创新意识”则激发学生的好奇心与创造力，通过实验与探究活动培养科学研究方法；（5）“科学态度与社会责任”着重于塑造学生严谨的科学态度，增强其对化学在社会、环境、健康等领域影响的认识，以及在化学实践中的责任感[1]。这五个方面相互融合，共同促进学生在化学学习过程中形成系统性、综合性、创新性的思维方式，为学生的终身学习和成为具备科学素养、人文关怀和社会责任感的公民奠定坚实基础。二、基于核心素养培育的高中化学课堂情境化创设的原则（一）真实性与生活化原则真实性和生活化的原则强调情境创设要密切联系学生的日常生活现实，要关注化学在社会、工业和环保方面的具体运用，让学习情境与现实生活相联系，提高学习实用性与吸引力。这一原理要求教师设计情境既要兼顾知识的科学性，又要注重它在实践中的运用，使学生体会到化学和生活之间的紧密联系，以激发他们的学习兴趣及探索欲。（二）启发性与探究性原则启发性与探究性原则主张在情境创设中融入问题解决、批判性思维和创新思维的培养，教师设计具有挑战性、开放性和探索性的问题情境，可以激发学生的主动思考和深度学习。这意味着情境不仅是一个知识展示的舞台，更是一个引导学生提出问题、分析问题、解决问题的过程。教师应鼓励学生在情境中主动探索、质疑、验证，通过“做中学”“疑中学”，培养学生的问题意识、批判性思维和创新意识，为终身学习和未来社会的挑战打下坚实基础。（三）分层性与个性化原则分层性与个性化原则强调在情境创设时，要充分考虑学生的个体差异，设计符合不同层次学生认知水平和学习需求的情境活动，确保每位学生都能在适合自己的难度水平上得到最大发展。因此，教学情境应当具有一定的弹性，能够提供不同难度的任务，支持学生根据自己的兴趣和能力选择路径，从而实现个性化学习[2]。此外，情境设计还应鼓励学生根据自己的兴趣和特长进行探索，培养其独立学习和自我管理的能力。（四）科学性与人文性结合原则科学性和人文性相结合的原则，要求化学情境化教学既要重视科学知识的准确性、严谨性，又要融合人文关怀、社会责任等教育内容，以培养学生科学的态度、人文素养。这就决定了教师所设计的情境应超越纯粹的科学事实和原理，引导学生思考化学技术、化学制品对环境、社会的影响，理解化学在促进人类社会发展中的积极作用和可能带来的挑战[3]。让学生在探讨化学与伦理、环境、健康等问题的过程中，增强学生的社会责任感，促进科学精神与人文情怀的和谐共生。三、基于核心素养培育的高中化学课堂情境化创设研究（一）创设生活化情境化学这门学科有其生活性的特点，生活化情境作为理论知识和实际应用之间的一座桥梁，教师可以把抽象的化学概念融入学生所熟知的日常生活场景中去，激发学生学习的兴趣，促进学生对化学知识深入理解与灵活运用。教师在创设生活化情境时，要注重情境的真实性，相关性与可参与性等特点，使学生在探究生活中化学现象的同时，发展他们观察问题、分析问题、解决问题等能力，继而促进他们科学素养，实践能力与创新意识的发展。这就要求教师深入挖掘生活中的化学素材，设计贴近学生经验的活动，使学生在“在学习中实践，在实践中发展”，从而实现知识、能力与情感态度的全面发展。教师在教授“含硫化合物的性质”这一内容时，可以从学生日常生活中常见的食品入手，如大蒜、洋葱等蔬菜，它们含有的硫化物是形成其独特气味的关键。组织学生进行实验，如提取大蒜汁，观察其与铁离子反应产生的颜色变化，以此介绍含硫化合物的氧化还原性质，以及在食品保鲜和抗氧化中的应用。这一过程不仅让学生直观感受化学反应的奇妙，还能够引发他们对日常饮食中化学成分的兴趣和思考。接着，教师可以延伸到环保和健康领域，讨论含硫化合物在环境和人体健康中的作用。比如，介绍二氧化硫作为食品添加剂的作用及对人体健康的潜在影响，通过讨论大气污染中二氧化硫的来源、危害及防治措施，让学生设计实验模拟酸雨的形成过程，理解酸雨对环境和建筑物的腐蚀作用，从而深入探讨含硫化合物的环境化学性质。这些情境的创设，学生不仅能够掌握含硫化合物的化学性质，还能意识到化学知识与环境保护、健康生活之间的密切联系，培养其社会责任感和环保意识。（二）创设实验探究情境实验探究情境是基于核心素养培育的高中化学课堂中不可或缺的一部分，它通过模拟科学家的研究过程，引导学生主动参与、亲手操作，从而在实践探索中深化对化学原理的理解和应用。这种情境化教学模式强调以学生为主体，鼓励他们提出假设、设计实验、观察现象、分析数据、得出结论，全程参与科学探究的每一个环节。实验探究情境的创设，能够激发学生的好奇心和探究欲，培养他们的动手能力和科学思维，帮助学生建立起理论知识与实际现象之间的联系，促进其理解化学反应的本质，增强解决复杂问题的能力，为终身学习和科学探究精神的养成奠定基础。教师在教授“化学反应中的热”时，可以围绕吸热反应与放热反应的性质和应用，设计一系列对比实验，如氢氧化钠与盐酸的中和反应（放热）、硝酸铵溶于水（吸热）等，引导学生在实验前基于已有知识提出假设，比如预测反应过程中温度的变化趋势，并设计实验方案来验证。通过让学生亲手测量反应前后溶液的温度变化，使用温度计精确记录数据，不仅使学生直观感受到化学反应伴随的热量变化，还锻炼了他们的实验操作技能和数据记录能力。在此基础上，教师可以引导学生深入探究热量变化的原因，分析反应物与生成物之间的键能差异，理解焓变的概念及其在判断反应热效应中的作用。此外，教师还可以鼓励学生设计简单的实验装置，如简易的咖啡杯加热器或冷却器，利用化学反应的热效应进行创新实践，培养他们的创新意识和实践能力。（三）创设问题驱动情境创设问题驱动情境的目的是通过提出富有挑战性，探索性问题来激发学生好奇心与求知欲，诱导他们积极探究，分析问题并解决问题。这一情境化教学方法能促使学生对化学概念有更为深刻的理解，从而建构起知识体系，还能让学生在解题过程中发展其批判性思维，问题解决能力以及创新意识等[4]。以问题为导向创设情境需要教师依据教学内容，精心设计问题链，各问题间环环相扣、逐层深入，以学生的已知知识为切入点，循序渐进地引导其对未知领域进行探究，最后达到加深理解和拓展思维的目的。以“人类对原子结构的认识”为例，首先可以提出一个引发思考的初始问题：“我们都知道物质是由原子构成的，但你是否想过，原子内部是什么样子的？人类是如何逐步揭开原子内部奥秘的？”这一问题直接触及化学的基本单位——原子，但又指向了更深层次的结构问题，激发学生的好奇心和探索欲。随后，可以设计一系列递进式问题，引导学生逐步深入。例如，“早期的‘葡萄干布丁模型’为什么会被否定？汤姆逊的‘枣糕模型’又是基于什么实验现象提出的？”这些问题促使学生回顾历史上的经典实验，如阴极射线实验和α粒子散射实验，理解实验观察到的现象与原子模型建立之间的逻辑联系。接着，可以进一步提问：“卢瑟福的α粒子散射实验为什么能够颠覆之前的原子模型？电子云模型又是如何形成的？”通过讨论这些问题，学生需要分析实验数据，理解α粒子散射实验对原子核存在的证实，以及波尔的量子理论如何解释氢原子光谱，最终认识到电子云模型的提出是基于量子力学的发展。最后，可以设置一些开放性问题，如：“随着科技的进步，未来我们对原子结构的认识可能会有怎样的突破？这对化学、物理学乃至整个科学界会有哪些影响？”这类问题鼓励学生跳出课本知识，展望未来，培养他们的科学想象力和预见性思维。（四）创设化学史情境化学史情境，能够揭示化学知识的发展脉络，展现科学家的探索精神与创新思维，激发学生的学习兴趣，培养其历史意识和批判性思维能力。教师可以将化学理论与科学史实相结合，让学生能够更好地理解化学概念的由来与演变，认识到科学知识并非一成不变，而是随着时代进步不断修正和完善的过程。教师在教授“金属的冶炼方法”时，可以从古代的简单冶炼技术讲起，逐步过渡到现代先进的冶炼工艺，让学生沿着时间的长河，见证人类如何一步步解锁自然界中的金属资源，以及这些技术进步如何推动着文明的进程。首先，教师可以介绍古代文明如古埃及、中国使用木炭作为还原剂，通过直接加热矿石进行初步的铜、铁冶炼，这是金属冶炼的萌芽阶段。随后，讲述中世纪欧洲的高炉技术，以及中国汉代的鼓风炉技术，如何提高了金属的产量和纯度，标志着人类掌握了更为高效的金属提取方法。进一步，结合具体案例，如铝的冶炼史，从最初因其冶炼难度大而被视为贵重金属，到19世纪末霍尔-埃鲁电解法的发明，使得铝变得普及，这一转变生动展示了科技进步对社会生活的影响。通过分析不同时期金属冶炼技术背后的化学原理，如还原反应、电解原理等，学生不仅能深刻理解化学反应在实际生产中的应用，还能领悟到科学发现与技术创新对于人类文明进步的深远意义。（五）创设科研情境科研情境不仅要求学生掌握基本的化学知识和技能，更侧重于培养其科研思维、创新意识和解决问题的能力。让学生参与到模拟的科研项目中，从提出假设、设计实验、收集数据到分析结果、撰写报告，完整经历科学研究的各个环节，有助于学生理解科学探究的复杂性和不确定性，同时激发他们对未知世界的好奇心和探索欲[5]。以“物质的分散系”为例，教师可以围绕纳米技术在分散系中的应用来设计。首先，教师可以引导学生查阅文献，了解纳米材料在药物传递、环境治理、新材料开发等领域的最新研究成果，激发学生对纳米分散系的兴趣和好奇心。接着，提出一个具体的科研问题，如“探索不同制备方法对纳米颗粒尺寸分布的影响”，鼓励学生分组进行探究。在这一过程中，学生需要自行设计实验方案，可能包括选择合适的原料、确定制备方法（如沉淀法、超声法等）、确定测量纳米颗粒尺寸的仪器和方法等。实验操作阶段，学生在教师的指导下，严格控制实验条件，认真记录实验数据，并使用电子显微镜、光散射技术等现代分析手段，获取纳米