基于实际问题培养学生的核心素养

林鸿燕

【内容摘要】在高中化学教学中，培养学生核心素养是新课标下对化学学科发展提出的新要求。高中化学要不断改进教学方式方法，将学生核心素养培养渗透于多样化的教学活动中，保证化学教学目标的实现。本文以“原电池”教学为例，对基于实际问题的学生核心素养培养策略进行分析探讨，期望对推进化学教学改革有所帮助。

【关键词】高中化学 问题 核心素养 原电池

化学学科核心素养培养是高中化学教学的最终目标，充分体现了化学课程的育人功能。新课标中指出，化学学科核心素养涉及学科观念、思维、实践和价值四个方面，具体涵盖宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任五大素质能力。在高中化学教学中，可将核心素养培养融入到实际问题的解决中去，通过多种方式为学生创设问题情境，引导学生在分析、解决问题过程中掌握知识与技能，发展核心素养。

一、演示实验中提出问题，培养变化观念与平衡思想

在化学学科的核心素养中，变化观念与平衡思想是指学生能够认识到物质是运动和变化的，且遵循一定规律，能够从多角度分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题的素质和能力。在高中化学教学中，教师可将变化观念与平衡思想的培养渗透到化学演示实验的提问中，深化学生对化学知识的理解。如，在“原电池”教学中，教师可进行演示实验引导学生认识原电池中涉及的能量变化及其构成条件：实验一，将锌片插入硫酸铜溶液，观察实验现象;实验二，将锌片和铜片一同插入硫酸铜溶液，观察实验现象;实验三，用导线连接锌片和铜片之后，将其插入硫酸铜溶液，观察实验现象。教师在演示实验后向学生提出问题：请说出三个实验分别涉及哪些能量转化？学生通过思考回答：实验一和实验二都是化学能转化为热能，实验三是化学能转化为电能。接着，教师再让学生思考构成原电池的条件有哪些，并提出问题：实验三是否能够通过定量的一个反应源源不断提供电能？原电池中，为什么锌片和硫酸铜溶液能够反应放电，而逆向反应不能放电？教师通过演示实验提出层层递进的问题，能够使学生认识到同一个化学反应的能量转化，以及一个定量的化学反应不能源源不断提供能量（不符合能量守恒原理），有助于培养学生的变化观念和平衡思想。

二、问题情境中引导思考，培养宏观辨识与微观探析

宏观辨识与微观探析是指学生能够从不同层次认识物质多样性，对物质进行分类，逐步形成“结构决定性质”的观念，并且还能够从宏观和微观相结合的视角解决实际问题的能力。教师可在问题情境的创设中引导学生从宏观和微观层面探析化学现象，掌握化学知识，使学生掌握更多的思考问题方法。如，在锌-铜-硫酸铜的演示实验中，教师可将检流计接在原电池上，提出以下带有启发性和探究性的问题，创设问题情境：电流流向是什么样的？正极和负极分别是哪一极？从宏观上可以通过哪些直观现象判断正负极？在学生回答之后，教师提出将硫酸铜溶液换成稀硫酸，让学生分析实验现象，并对正负极进行判断。在此基础上，教师利用多媒体教学手段向学生演示“镁-铝-氢氧化钠溶液”的实验过程，让学生从微观角度分析原电池的正负极。在学生回答完毕后，教师引导学生从宏观和微观角度总结原电池的电极判断方法，即宏观上利用氧化反应或还原反应进行判断，微观上利用得失电子角度进行判断。通过在原电池正负极判断中引入多种方法，培养了学生宏观辨识和微观探析能力。

三、知识迁移中获取新知，培养证据推理与模型认知

证据推理与模型认知是指学生能够依靠证据，分析、推理、证实提出的假设，建立起各要素之间的模型关系，并运用模型关系揭示现象本质特征的能力和素质。在化学学习中，学生要运用已学习的知识推理出新知识，并能够将新知识运用化学符号表达出来，从而深化学生对物质现象本质特征的认识。如，在“原电池”教学时，为了让学生自主推断出电极反应式的书写，教师可利用多媒体设备投影铜-锌-硫酸铜原电池的实验装置模型图，让学生自主书写出原电池正极和负极的电极反应式。通过在原电池反应式的书写中引入原电池模型，能够让学生更加清晰地辨别原电池的电子流向，帮助学生在宏观模型中提取出微观信息，用化学符号表达出电极反应式，对元素得失电子进行推理分析，从而有利于培养学生证据推理与模型认知能力。

四、探究实验中探索未知，培养科学探究和创新意识

科学探究与创新意识是指学生能够从问题假设出发，设计探究方案，在小组合作中自行完成实验探究活动，从而发现和解释化学现象，敢于提出不同见解的能力。在高中化学课堂上，教师可将科学探究与创新意识培养渗透到探究实验教学中，引导学生自主发现化学规律，掌握化学原理。如，在教学原电池工作原理时，教师可让学生按照教材中的实验思路进行验证，并提出问题：为什么实验开始阶段锌片上有气泡，铜片上没有气泡？随着时间的推移，为什么铜片上又有气泡产生？通过让学生思考回答上述问题，使学生初步掌握原电池的基本组成和工作原理。在此之后，为了进一步深化学生对原电池的认知，教师可安排探究性实验活动，让学生将原本实验中的锌片、铜片和稀硫酸替换为其他物质进行实验，如替换为碳棒、铁棒和食盐水，或替换为铜片、铝片和氧化钠溶液。教师让学生以小组合作的方式开展探究实验活动，并让学生围绕实验现象进行组内讨论，引导学生反思和重构原电池的工作原理，有助于培养学生的科学探究和创新意识。

五、化学史教学中引发思索，培养学生科学精神和社会责任

科学精神与社会责任是指学生应具备的严谨求实的科学态度、崇尚真理的思想意识、可持续发展的绿色化学观念以对化学学习更高层次的价值追求，学生要认识到化学对社会发展的贡献，并且能够理性判断有关化学的社会问题。在高中化学教学中，教师可通过引入化学史内容引导学生形成科学的价值观，让学生认识到化学研究的价值，以及化学与生活之间的联系，培养学生科学精神和社会责任。如，有关“原电池”的历史是一个非常复杂的发展过程，教师可让学生通过多种途径收集与原电池相关的资料，在学生初步了解原电池的探索经历之后，教师提出问题：是什么驱动人们积极更新电池技术呢？教师可引导学生围绕电池对环境的影响、燃料电池和新能源电池的优点等方面展开探讨，并让学生继续收集资料证明自己的观点，最后写成一篇文章与其他同学分享研究成果。通过开展化学史教学，有助于学生形成科学的价值体系，增强学生的社会责任意识。

结论

总而言之，高中化学要转变传统的教学观念，坚持以学生为主体，重视学生五大核心素养的培养。在教学实践中，教师要根据教学内容采用不同的教学策略，确保核心素养培养贯穿于教学的全过程之中，引导学生树立化学学科观念，形成化学学科思维，提高化学实践能力，从而实现化学课程的育人目标。

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（作者单位：广州市从化区第二中学）