高中化学教学中核心素养的渗透策略研究

黄冠群

【摘要】以人教版高中化学必修第四单元为研究对象，探讨将高中化学核心素养渗透到教学中的教学策略与方法，提升学生的化学学科素养，培养学生具备科学探究与创新意识，形成科学态度与承担社会责任。

【关键词】高中化学；核心素养；渗透策略；教学方法

高中化学是培养学生科学素养的重要学科之一，是为学生进一步发展提供基础的学科。现行的高中化学教学主要以化学知识为主导，教师更注重知识体系的科学性和体统性，对学生的化学思维素养、跨学科综合创新素养、正确的情感、态度和价值观等学科素养的培养比较忽视。教师重视章节知识结构主体以及学生对知识点的掌握，而忽视了大单元思想的宏观调控以及学生发展的最终目标。

随着教育改革的深入，基于核心素养的新教材也发生了很大的变动，新的课程标准强调学科核心素养的培养。高中化学核心素养包括宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等五个方面。如何在教学中合理运用教材和素材，体现学科核心素养，成为当前教育研究的重要内容之一。

一、高中化学必修第四单元的内容及作用

人教版高中化学必修第四单元“物质结构 元素周期律”涉及以下三个方面的内容：原子结构与元素周期表、元素周期律、化学键。通过这三个方面的学习，学生可以掌握原子结构的基本知识，理解元素周期表的构建原理，掌握元素周期律的规律性，以及了解化学键的类型和性质。

本单元作为必修第一册的最后一个单元，起着承上启下的重要作用。它揭示了元素之间存在的联系，摆脱了元素化合物知识的零散庞杂，在化学知识系统化过程中起到重要作用。充分体现了事物由量变引起质变的规律，培养了学生通过实验事实分析归纳的能力。对于元素周期律和周期表的探索，发展了学生对元素观的认识，有助于培养学生科学探究的能力。

二、研究成果及意义

在高中化学教学中如何将核心素养渗透到教学实践中是一项重要任务。在本单元的教学实践中，主要落实“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”四个核心素养，下面以本单元的实际课堂教学内容作为案例，具体说明落实和体现核心素养的策略。

1.宏观辨识与微观探析的教学策略

（1）通过实验和观察引导学生关注宏观现象，启发学生发现化学问题。

（2）设计问题情境，引导学生从微观角度分析化学现象，揭示物质变化的本质。

（3）运用多媒体、模型等辅助教学手段，帮助学生形象地理解原子和分子层面的知识。

【课堂教学实例1】“化学键”第一课时

设计问题情境：教师让学生关注宏观的现象，水加热至100℃时，会沸腾变成水蒸气；加热至2200℃以上时，水会分解。引导学生从微观的角度思考问题：为什么使水分解需要加热到2200℃以上，而使水沸腾只需要加热到100℃？让学生认识到水分子间存在相互作用；水分子内原子间存在相互作用；水分子内原子间的相互作用不同于分子间的相互作用，这种相互作用很强。

多媒体辅助教学：在讲解氯化钠的形成过程时，教师让学生画出钠原子与氯原子的原子结构示意图，并让学生运用原子结构原理和模型，自主分析氯化钠的形成过程，引导学生从微观的角度分析宏观的化学现象。最后教师运用多媒体展示微观视角的过程，让学生更直观、形象地了解原子、离子、离子化合物的形成过程，而从培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养。

2.证据推理与模型认知的教学策略

（1）设计基于实验数据、现象和信息的推理活动，培养学生运用证据进行推理的能力。

（2）引导学生建立和运用化学模型，如原子模型、化学键模型等，解释和预测化学现象。

（3）提倡合作学习，鼓励学生在小组内交流推理过程，共同建构化学知识。

在整个单元的学习中，从模型建构入手，要求学生达成系统的构建模型体系，并运用模型进行逻辑思维证据推理，从而达到新的模型构建。“证据推理与模型认知”的核心素养不仅仅体现在某一节课的教学中，而是一直贯穿于整个单元的教学。学生从开始构建原子结构模型，到运用原子结构模型解释和预测物质的性质，找到同周期、同主族元素之间的递变性，进一步巩固和发展“位—构—性”的认识模型，完善从原子结构到元素性质再到物质性质的推理过程。

【课堂教学实例2】“元素周期表”第三课时

设计问题情境：从元素周期表引入，帮助学生回忆原子结构模型，并提出问题：（1）元素周期表中的元素可分为三类，分别是金属元素、非金属元素、稀有气体元素，这样分类的标准是什么？（2）这些元素原子在发生化学反应时，如何能达到稳定结构？通过问题引发学生思考，运用逻辑推理了解最外层电子数与化合价之间的关系，能从原子结构角度判断元素原子的化合价，为后面转变学生认为“最外层电子决定元素原子的得失能力”奠定基础。

课堂实验探究：让学生运用原子结构模型，预测比较Na、K两种元素原子失电子能力的强弱，并从原子结构的角度说明理由。学生根据自己的猜想以小组的形式设计实验方案、分享实验方案、讨论实验方案，最后根据最优的实验方案进行实验，觀察并记录实验现象，通过实验作为证据辅助，让学生理清当核电荷数、电子层数对得失电子能力影响结果不一致时，以电子层数影响为主，确定要素影响的主次顺序。从实验结论，学生构建了结构决定性质的新模型。再运用新的模型去比较Na与Mg、K与Mg失电子能力强弱，再次设计实验，验证自己的猜想。利用初步形成的思维模型解决问题，既要有比较元素性质的视角，又有原子结构分析的视角，使证据推理和模型认知的素养得到深化和提升。

【课堂教学实例3】“元素周期律”第一课时

证据推理：（1）请学生阅读课本101～102表格元素化合价一栏的数据，找出元素化合价的变化规律，并运用已有的原子结构知识进行分析；（2）请学生分析数据比较钠原子与镁原子半径大小，并解释原因。通过任务导向，让学生分析数据，并调用上节课形成的“构—性”关系模型，从原子结构角度论证化合价的变化，并解释原子半径的递变规律。从而建立原子结构与化合价、原子半径的关系模型，并应用模型解释元素的原子半径大小关系。

课堂实验探究：比较同周期元素的递变规律，让学生比较镁和铝的金属性强弱。引导学生调用“构—性”关系模型分析和预测镁、铝金属性强弱。同时回忆同主族元素金属性的比较方法，设计实验方案比较金属性。再次通过小组分享、讨论、实验的方式，从感性认识上升到理性认识，通过实验现象探析本质原因。探究同周期元素失电子能力的递变规律，增加 “物质性质”要素，建构“位—构—性”三维模型。

本单元学生通过原子结构和元素周期表的关系，构建“位—构”模型，又通过寻找原子序数与元素性质之间的规律活动和从原子结构角度论证元素周期律的任务，发展学生“位—构—性”的认知模型，从而提升分析问题、推论预测、解决问题的能力。

3.科学态度与社会责任的教学策略

（1）强调科学精神，培养学生客观、理性、求真的科学态度。

（2）引导学生关注化学与社会、环境和健康的关系，培养学生的社会责任感。

（3）可以让学生自主查阅资料了解元素周期表的相关应用以及对科学的贡献，帮助学生形成正确的价值观。

【课堂教学实例4】“元素周期表”第二课时

教师首先引导学生通过将元素卡片按不同的标准进行排列，模拟科学家探究并总结出元素周期表的过程。通过小组讨论与实践，让学生初步尝试和了解元素的排列；教师引导学生思考如何将元素卡片进行排列；教师可以提醒学生参考原子序数、相对原子质量等信息，尝试按照不同的标准进行排列。在此过程中学生需要运用宏观辨识与微观探析来观察元素间的规律，并进行推理和归纳。每个小组完成排列后，由组长向全班学生分享他们小组的排列方法和发现的规律。以便找出最佳的排列方式，构建周期表的初步模型。教师可以播放周期表发展史的相关视频，让学生进一步了解元素周期表的发展历程和现代元素周期表的结构。

通过以上教学策略，学生不仅可以在动手操作中加深对元素周期表的理解，还能够体验到科学家在发现元素周期表的过程中所付出的努力和智慧，通过后期的不断学习，学生更了解到周期表在元素化合物学习中的作用。这将有助于激发学生的学习兴趣、积极性以及学生的社会责任感，教师还可以关注学生在活动中的合作与交流能力，培养学生的团队协作精神和科学态度。

4.科学探究与创新意识的教学策略

（1）设计开放性的探究任务，引导学生运用科学方法开展化学探究。

（2）鼓励学生在探究过程中提出新颖的观点和解决方案，培养学生的实践能力和创新意识。

在“元素周期表”第三、四课时和“元素周期律”第一、二课时中，都运用到让学生预测物质性质—设计实验方案—讨论实验方案—进行实验—分析实验数据—讨论总结的过程，这些环节都充分体现了学生的核心素养。

【课堂教学实例5】“元素周期律”第一课时

实验设计：教师将学生分为若干小组，引导学生自主设计实验方案，以探究第三周期金属与非金属的递变规律。学生需要结合已有的理论知识，利用科学探究与创新意识，设计合理的实验方案。这一过程可以锻炼学生的实验技能和团队协作能力。

实验方案讨论：在学生设计完实验方案后，教师组织全班师生讨论各个实验方案的可行性。教师要鼓励学生积极发表观点，培养学生的科学态度和团队协作能力。同时，教师要关注学生在讨论过程中所表现出的社会责任意识。

实验操作：在经过讨论后，最终选定一个实验来进行，即氢氧化镁、氢氧化铝分别与稀盐酸、氢氧化钠溶液的反应。在教师的监督下，学生按照实验方案进行操作。教师应及时给予指导和帮助，关注学生的实验操作和安全意识。

數据分析与结论：实验完成后，学生需要对实验数据进行分析，并得出氢氧化镁具有两性—金属铝体现出一定的非金属性—从而得出金属性Mg>Al。这一过程有助于培养学生的数据分析能力和科学探究意识。

小组讨论与总结：学生在小组内进行讨论，分享实验过程中的观察心得，以及对实验结果的理解。这一环节可以帮助学生巩固实验内容，加深对金属与非金属递变规律的理解。教师在小组讨论中要引导学生运用证据推理与模型认知能力，以及培养学生的科学探究与创新意识。

通过以上教学案例的分析，我们可以看到，核心素养渗透策略成功地融入到了教学实践中。每一个核心素养都不是独立存在的，而是一个整体不断体现在每一节课的课堂教学中。

本文以人教版高中化学必修第四单元为研究对象，深刻探讨了如何将高中化学核心素养渗透到实际教学中的教学策略与方法。教师运用多种策略和方法激发学生的学习兴趣，引导学生在实践中发现问题、解决问题，从而提高了学生的化学学科素养。同时，学生在教学活动中展现出积极的参与态度，体现出较高的科学探究能力、创新意识和社会责任感。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]普通高中化学课程标准修订组.普通高中化学课程标准解读[M].北京：高等教育出版社，2020.

[3]高中新课程通识性培训丛书编写组.高中新课程教学改革[M].呼和浩特：内蒙古人民出版社，2004.

（基金项目：本文系海南省教育科学规划2022年度课题“‘双新背景下高中化学必修课程单元教学的行动研究”阶段性研究成果，课题编号QJY20221031）