试析如何有效建构高中化学核心素养

范玉林

一、 引言

在高中阶段，化学为重要学科，能否有效开展教学关系到学生能否形成科学意识和综合能力素养。随着新课改的持续推进，提出了培养学生化学核心素养的明确要求，确保学生可以在化学学习活动中形成运用化学分析和解决问题等关键素养，能够从化学视角认识客观事物及其变化、结果等。因此，还应加强高中化学核心素养构建研究，以便提出有效的构建方法，全面提高高中化学教学水平，推动学生的全面发展。

二、 高中化学核心素养构建要求

从高中化学学科核心素养组成上来看，包含“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”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个部分，将对学生知识与技能、学习与过程等各方面的要求融为一体，为学生未来发展指明方向。立足高中学生的化学学习过程，五个素养拥有各自的侧重点，但又起到了相辅相成的作用，能够帮助学生形成正确化学观、化学学科学习关键能力和必备品格等。

首先，要求学生从微观和宏观层面认识物质多样性，合理进行物质分类的基础上，从元素、原子、分子水平理解物质构成、性质及其变化，树立“结构决定性质”的基本观念，从不同视角对实际问题进行分析。

其次，高中生应认识到物质处于变化和运动状态，化学变化需要满足特定条件，且遵循相应规律，生成新物质的同时，完成能量转化。基于元素、质量和能量守恒视角对化学变化展开分析，应认识到变化存在限度和速率，因此可以基于化学原理解决问题。

再者，高中生应树立证据意识，结合物质结构、组成及变化提出假设和完成推理分析，在证实或证伪的过程中形成观点，理清结论与证据的关系。针对化学现象，应运用分析推理方法揭示物质特征、构成要素及关系，建立且运用模型分析事物发展规律。

此外，学生应理解科学探究为运用科学解释、发现、创造和应用的活动，可以挖掘有价值的问题。围绕问题和假设，应结合探究目的提出研究方案，采取实验、调查等方法解答问题，形成合作、质疑、创新精神。

最后，高中生应形成实事求是、崇尚真理等意识，深刻认识到化学在人类物质和精神财产创造方面的贡献，做到运用化学追求美好幸福生活。从自身做起，应形成绿色低碳、安全环保等理念，在参与社会化学实践活动中，对有关问题做出正确判断，培养科学的生活方式。

三、 高中化学核心素养构建方法

从以往高中化学教学情况来看，面对化学繁杂的知识，教师习惯于紧凑安排课程，强调学习和理解化学原理、公式和解题方法等，确保学生可以取得理想成绩，却忽视了对学生思维、能力、品质等各方面的培养。面对新课改提出的化学核心素养培养要求，还应深入探究学生学科核心素养的有效构建方法，确保能够从学科特质出发培育全面发展的人才。

(一)加强知识引导 深化学科认知

在高中化学课程教学方面，要求学生学习各种化学原理、公式等知识，还应充分凸显化学学科的本质特征，即从原子、分子等微观水平研究物质结构及其变化规律的同时，能够从宏观层面帮助学生认识物质世界，形成从宏观到微观的认知架构。为此，教师还应在教学活动中加强知识引导，通过系统性讲解化学理论知识深化学生的认知，确保学生可以形成良好化学素养。针对化学知识零散、知识点多等特点，教师可以利用思维导图完成高中化学知识网络梳理，以便通过直观树状结构展现化学思维过程，帮助学生理清知识点间的关系，顺利建立完整知识网络。如在学习“化学物质及其变化”的内容时，教师引导学生进行思维导图的绘制，可以先提出“以组成为标准，可以将物质划分为几类？”的问题。学生根据自身认知和查找课本等方式，能够将物质初步划分为“纯净物”和“混合物”。在此基础上，教师可以进一步提出“纯净物可以划分为几大类？”等问题，学生则能够在教师引导下在对应结构下方给出“单质”“化合物”等答案。在顺着教师思路进行知识结构整理的过程中，学生能够明确知识结构和知识点间的关联，建立完整的化学知识体系。

(二)创设问题情境 揭示物质变化

在指导学生通过化学现象学习物质结构、性质及其变化等理论的过程中，可知许多化学现象属于自然科学范围，平时学生缺少深入观察和分析的机会。局限于简单几本教材，学生难以真正理解物质的化学变化，给学生核心素养培养带来不利影响。针对这一问题，还应通过创设问题情境揭示物质变化，确保学生可以在情境中体验和思考，得到思维的激活，经历质疑、分析、理解等过程，真正掌握化学学习方法和过程。如在学习“喷泉实验”的内容时，教师可以为学生播放实验视频，并提出“你们看到的是什么？”“猜猜是怎么形成的？”“谁能创造这样一个喷泉？”等一系列问题。结合视频中的化学现象和之前学习的化学原理，学生能够从反应激烈程度、溶液前后变化等角度展开分析，运用化学原理提出并阐述自己的观点，对“喷泉”产生的原因进行猜测。在学生对物质化学变化过程产生基本认识后，教师可以引入氨气与水反应的原理，并引导学生通过分析“喷泉”产生的条件理解理想气体状态方程内容，尝试运用学习到的化学知识解释不同“喷泉”的现象差别。

作为有效的教学方式，问题情境的创设还应满足学生的学习需求，确保可以有效激发学生问题分析和思考兴趣。为此，教师还应提前开展调查，做到掌握每名学生的知识储备、学习能力、兴趣爱好等情况，以便合理进行问题情境创设和提出问题，确保不同层次学生能够沿着自己的思路开展学习活动。因此问题的设计不仅要与学习的内容密切相关，同时应凸显趣味性、层次性。例如，在学习“化学反应与能量变化”的内容时，教师可以向学生展示稀硫酸与氢氧化钠、氢氧化钡和氯化铵固体等不同的实验视频，提出“反应中催化剂将起到哪些作用？”“催化剂如何发挥作用？”等不同问题，由学生根据各自的兴趣和学习能力选择需要解决的问题，在不知不觉中随着问题深入剖析理解化学反应原理，尝试运用原理解决其他问题。通过设计各种巧妙问题，合理创建问题情境，可以将学生带入感兴趣的情境中，采取自主分析、合作学习等手段探究化学原理，形成较强的学习能力。

(三)强化实验教学 锻炼建模能力

在化学学习过程中，需要将实验当成是基本手段对事物本质进行探讨，利用模型分析推理方法完成证实或证伪。由此可见，化学是将实验当成是主要学习手段的学科，因此还应通过强化实验教学锻炼学生的建模能力。在新知识学习时，通过开展实验将抽象内容具体化，指导学生进行认知性建模，可以帮助学生顺利理解新知识，从而尝试利用建模方法解答化学问题。如在学习“铜-锌-硫酸原电池”的内容时，通过实验确定利用自发氧化还原反应可以产生电流的化学原理后，针对“是否全部自发氧化还原反应可以设计为原电池？”的问题，学生在提出假设后可以建立原电池基本模型，明确罗列出“原电池正负极物质结构及性质”“两极反应发生条件”“内、外电流闭合回路形成条件”等信息。通过将抽象问题实体化，理清知识条理，建立单质、氧化物等金属元素模型和非金属元素模型，根据结构性原则确认物质联系，做到有效运用已掌握的化学知识论证假设，解决化学问题，形成化学学习的关键能力。

在化学学习中，学生可以围绕不同问题建立思维模型、物理模型、概念模型等各种模型，关键在于引导学生利用文字、图形等各种方式进行具象化表达，确保可以运用相关知识完成事物内在机理的有效描述，充分体现模型的应用价值。为此，还需合理设计化学实验，确保化学学习为连贯过程，如在原电池实验中教师在确认学生完成实验具体过程和形式观察后要求学生亲自动手操作，应督促学生根据自己的假设和建模分析理论进行逐步验证，如将铜片和锌片放入稀硫酸确定是否发生反应。结合论证目标，学生可以设计将连接导线的铜片和锌片同时插入稀硫酸溶液等试验步骤，并观察和记录铜片、锌片上是否出现气泡，利用现象反向论证模型是否有效，确保学生将化学当成是立体学科，能够从整体上掌握化学分析和解决问题的思路与过程。通过亲眼观察和亲自动手，可以将化学问题和建模过程化繁为简，给学生留下深刻印象的同时，使学生能够熟练运用建模方法学习化学知识。

(四)组织探究活动 培养化学精神

为帮助学生深入体会化学学科的价值，形成科学探究与创新精神，还需要组织丰富的探究活动，有效集中学生注意力和激发学生探究欲望，促使学生在实践中获得深切的学科学习体会。如在学习“胶体相关知识”时，教师可以先播放电影《天下无贼》中的精彩片段，由“剥鸡蛋时内层薄膜可以起到保护蛋黄和蛋清作用”的现象进行讨论，鼓励学生探究现象形成原因。基于化学思维对物质成分展开分析，学生可以将蛋黄、蛋清和薄膜看成是浊液、溶液和胶体，根据物质分散质粒子大小关系进行分析，进一步认清三种物质的区别，对生活现象做出科学解读。在此基础上，教师适时提出茶叶蛋中各部分都带有茶叶味道的话题，学生则能利用扩散知识进行解读，充分体会化学学科魅力。从实际问题出发组织学生开展探究活动，才能帮助学生真切参与到知识学习和运用过程中，体会到化学知识的奇妙之处，继而产生源源不断的探究动力。

从学生日常接触的事物出发开展化学探究活动，也能有效培养学生的化学精神。如高中化学中不少课堂演示实验常常给人留下现象不明显、装置烦琐、时间长等问题，教师可以组织学生开展创新性实验，引导学生利用积累的知识和经验解决日常遇到的问题，获得化学学习的成就感。例如，在氯气制取实验中按照教材方法将使用大量药品和仪器，导致实验较为烦琐，因此学生无法参与实验。为满足学生的实践需求，可以采取项目教学方式组织学生进行实验装置改进设计，调整和优化实验操作，如利用恒压式分液漏斗替代常规漏斗、将测试用红色布条塞入导管、整合制取和除杂过程等。在整个探究过程中，教师需要实时观察和引导，确保过程安全的同时，使学生可以正确运用化学知识和方法。在探究活动结束后，组织学生进行操作总结，能够使学生实现情感升华，形成创新意识、探究精神等，为学生的全面发展奠定良好基础。

(五)贴近社会现实 提升科学素养

高中化学教学不仅要求学生掌握科学方法和形成探究能力，还要求学生理解化学和社会、环境间的相互作用，培养学生实事求是等科学态度和良好生活习惯。从这一角度开展教学，还应使教学内容贴近现实生活，确保能够向学生传递绿色环保等学科价值观，提升学生的科学素养。例如，在学习“改善大气质量”的内容时，根据以往学习的知识理解汽车尾气，可知存在氮气与氧气反应生成一氧化氮的现象，将给大气环境带来污染。针对这一问题，教师可以鼓励学生提出自己的解决方案，学生将提出使一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳、寻找代替燃油的化学资源等各种措施，不仅可以巩固以往学习到的知识，也能强化学生的绿色环保理念和社会责任意识。

从社会实际问题出发，能够帮助学生加强理论与实践的联系，形成观察、发现和解决实际问题的思维和能力，产生终身学习化学的追求，对学生今后发展具有重要意义。如在学习资源开发利用中，向学生播放海洋视频，在学生感慨海洋宽广、幽深时，提出“有哪些资源值得开发？”的问题，可以引导学生深入思考，做到学以致用。从化学学科角度引导学生分析，学生则能意识到海水中含有丰富的金属矿物、盐类等各种物质，然后尝试运用化学知识提出从镁盐中提取镁元素等方案。以小组讨论等形式展开广泛讨论，不断延伸分析内容，可以引导学生加强化学知识的运用。最终回归生活实践，从反应条件、化学污染等各方面对方案的可行性进行讨论，能够使学生形成科学思维的同时，坚定绿色可持续发展理念，逐步形成化学核心素养。而这些观念、素养得到不断巩固，能够对学生行为产生重要影响，促使学生在学习、生活中形成运用化学分析事物的良好习惯和注重环保的健康观念，从而推动学生的全面发展。

四、 结语

在高中化学教学方面，还应结合学科核心素养组织开展各种教学活动，确保可以合理引导学生学习化学知识，从微观和宏观层面建立完整化学知识架构，并通过创设问题情境帮助学生理解化学平衡和物质本质，探究变化规律。开展实验教学，引领学生通过建模方式进行推理论证，并通过组织各种探究活动培养学生的合作、质疑等精神，能够使学生掌握科学探究方法过程，形成化学学习的关键能力。最后从理论结合实践角度开展教学，使学生深刻认识化学与生活的紧密联系，能够有效提升学生品质，为学生今后发展奠定良好基础。