基于教育家精神的中学化学教师学科能力及学科素养发展研究

[摘 要]基于教育家精神分析化学教师学科能力和学科素养的内涵及构成，梳理化学教师育人方向。依据课程标准要求，本文阐述了化学教师学科能力在化学研究对象，化学学科思维的表现以及化学学科的素养。提出了化学教师在宏微结合思想；建立模型认知；实验探究实践；培育责任意识的育人方向。明确了化学教师在教师增进学科理解；化学学科育人路径；创新人才培养策略的学科理解和学科育人的关联及路径。旨在科学地描绘化学教师素养发展价值及意义，更好地服务于学生发展和学科核心素养的落实。

[关键词]教育家精神；化学教师；学科素养；育人方向；教师发展

在加快推进教育现代化进程中，教育家精神在培育民族精神上的价值重大。故广大教师应坚守心有大我、至诚报国的理想信念，秉持为党育人、为国育才的使命初心，全身心致力于在教育教学过程中践行社会主义核心价值观。为完成教育重任，在职教师的学科能力和素养发展是关键之处。教师专业素养包括“具备扎实的学科知识（基础层），能够灵活运用知识解决实际问题（中介层），着力培养学生的学科思维能力和创新能力（核心层）。”教育家精神要求教师对执教学科有深刻理解，鼓励教师深入研究学科知识、关注新兴前沿研究、跨学科协同发展，充分实现学科育人功能。

一、化学教师学科能力和学科素养的内涵及构成

化学科学是国家和社会建设与发展的基础自然科学，是强国之基、发展之源。化学学科育人功能有以下四点：一是通过体系化课程传授学生化学基本概念、思维观念和关键能力，帮助学生辨析自然科学事实；二是通过课堂任务与活动启迪学生化学学科必备思维和研究方法，解决真实复杂问题，帮助学生认识与参与社会生产；三是通过实践探究活动培育学生严谨求实的科学精神和意志品格，帮助学生认识化学科学价值，乐于深入研究；四是通过化学课程沁润爱国精神，为学生树立科技进步推动民族复兴的责任感和使命感。强化化学在职教师的学科能力和学科素养，是完成落实立德树人根本任务强师强教的关键路径之一。

（一）学科能力

1.化学研究对象

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）指出：“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究分子和创造分子。”“研究与创造物质”为化学科学本质的大概念，通过研究与创造物质实现对物质组成与结构、性质与应用的深度认识与理解，才能达成应用化学科学创造物质、服务人类美好生活、拉动社会文明发展前进。研究物质性质及其应用及创造新物质的学科本质为应用“化学变化”等物质转化途径。物质及其转化是化学科学的核心，化学教师带领学生在课堂中通过情境创设、任务设置、问题引导、组织活动等探寻物质及其转化规律及本质、理解其微观结构、自然原理和反应规律等为化学教师的核心学科能力，故而教师梳理化学研究对象内涵与价值，对照教学内容进行分类，是化学教师专业素养发展的首要任务（见表1）。

2.化学学科思维

化学物质的多样性和物质变化的复杂性决定了对化学现象及规律的认识，重视科学实验探究。从古至今，实验一直是化学学科的研究手段。学生在实验过程中获得事实、证据，并对实验现象及其内在的化学本质进行加工与整理，通过比较、分类、归纳、概括等思维活动建立起实质联系，从而得出较为科学的结论。因而化学学科核心思维是以实验为主的科学探究。

另外，由于物质是由微粒构成的，物质及其转化的特点及规律与其微粒的种类、数量、排列方式有关，基于微观视角借助分析推理、想象、图形分析和符号表征来描述和解释宏观化学变化的“宏观-微观-符号-图表”四重表征是另一重要的化学学科思想，如探讨水溶液中离子反应与平衡问题是需要明确“物质微粒种类-微粒间的相互作用-作用结果-宏观表征”的思维模型，是应用四大平衡解决水溶液复杂问题的重要工具。

（二）化学学科素养

化学学科核心素养强调教师深度理解化学本质，充分建构物质世界的结构化认识。课程标准强调“宏观辨识”“微观探析”“模型认知”从“宏微符”表征认识物质及其变化特征与本质，帮助学生主动使用化学用语与思维模型解释化学现象，对物质及其变化进行系统分类和异同性分析，建构位置决定结构、结构决定性质的重要观念；“变化观念”“平衡思想”帮助学生认知化学反应是有条件的，认识到物质变化的对立统一逻辑辨析，建立认识化学反应的全面视角；“证据推理”“实验探究”促进学生理解科学探究的方法与意义，帮助学生认识到化学研究依托实验为基础，推进原理迭代和认知升级；“科学精神”“社会责任”强调学生在目前的学习、未来的学习与生活中应具备一定科学精神，以严谨务实、实事求是的科学态度和探索精神认识生活环境、社会发展、资源开发与利用、人类生产和健康等具体问题，理解化学、技术、社会、环境四者的本质关联。因而化学教师在思考、备课和育人等教学实践层面应将化学学科核心素养融入个人思维体系，身教和言教并行，努力引领学生关注其所生活的物质世界，主动应用化学学科素养解决问题。

二、化学教师育人方向

化学学科的育人价值为学生知识、能力和素养的培育，即通过课程学习帮助学生正确认识化学科学本质、掌握化学学科学习路径和在解决真实问题中有效运用化学思维和观念、知识和方法、品格和价值观等关键方面。首先，化学教师应保证使学生正确认识化学知识不是通过机械记忆积累而是通过思维活动获取，帮助学生具有多角度、多层面理解物质世界的视域，形成科学的化学学习与研究观念。其次，化学教师更应帮助学生学会研究化学问题的一般思路与方法，形成面对化学相关社会问题实践时，能够调用正确的世界观、方法论，发展学生务实的科学精神和坚毅的科学品质。最后，化学教师应促进学生科学运用化学知识，深刻理解化学与技术、化学与社会和化学与环境的相互促进关系，在有机会主动应用化学知识认识和改造物质世界时形成合理决策、正确策略和实践路径，增加化学产业服务于社会的科学性与切实性。基于化学学科育人方向，决定了化学教师的育人能力（专业素养）的三个层次（见图1）。

（一）宏微结合思想

“位构性”观念和宏微结合思想培养学生的化学科学分析能力。在教学中教师应让学生根据物质在生活生产、实验探究和自然现象中表现出的性质，形成深入探究构成物质的微观离子结构、不同尺度下聚集状态的思维角度，再从微观层次分析其宏观性质。如，金属冶炼中，铝的冶炼一般为电解熔融氧化铝，提出问题“为什么不能电解熔融氯化铝”。学生通过查阅电负性数据，掌握从微观探析物质性质的研究手段。

（二）建立模型认知

建立解决复杂化学问题的思维逻辑，培养学生化学学科的学习方法。在教学中教师引导学生通过分析、推理等方法认识化学问题的本质特征，建立认知模型后运用模型来描述、解释化学现象、规律和预测物质性质及其变化。如，研究有机物的一般方法，“提纯-燃烧法计算实验式-测定分子量确定分子式-光谱法和实验法得出结构简式”的思维模型可以帮助学生掌握科学的方法，形成有序的思维路径；再如，研究无机物的一般方法“价类二维”，帮助学生从物质类别性质、氧化还原性质出发，理解所学物质性质本质、预测未学物质性质的可能。

（三）实验探究实践

形成科学精神促进学生化学学科核心素养的落实。科学探究是进行科学发现、更替、解释、创造和应用实践活动的真实过程。教师设置任务驱动促进学生根据正常或异常的实验现象，以对比、演绎、归纳和创新等手段分析问题，培养探究能力；可依据探究的目的优化实验方案，培育学科思想；可设计尊重事实和证据的证实或证伪，引导学生在质疑、批判、思考与验证中提出自身问题，促进素养落实。如，过氧化钠和水反应的教材演示实验，可将其继续开发，通过“酚酞变红后又褪色”开展探究，提供材料“高浓度氢氧根条件下，酚酞超出变色范围红色褪去；过氧化钠和水反应过程中的中间产物双氧水有氧化漂白能力”等促进学生提出合理假设和实验方案，通过对实验方案的讨论及实践得出结论，培育学生学科能力落实化学学科核心素养需要实验探究。

（四）培育责任意识

帮助学生树立化学与人类和谐互促发展的意识和责任形成正确的价值观。人类对化学研究成果进行科学使用，既可节约资源和能源为人类带来美好的生活，又能够避免对环境造成污染。教师应有意识地通过化学在生活、资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用展开教学、设计引领性学习任务。如，在学习电解池中，请学生依据氯碱工业的“六孔图”设计新装置，让其能够制取硫酸、氢氧化钠的同时进行海水淡化，学生通过知识迁移与深度运用，构建出“八孔双膜”电解池，体会化学科学应用于制取产品和改善生活之间的联系；再如，有机合成学习中，请学生设计乙酰水杨酸的生产路径，在多条路径中选择原子利用率高、节能减排的合理路径，体会工艺生产效率和化学科学进步的关联。

三、化学教师学科理解和学科育人的关联及路径

（一）教师增进学科理解

学科理解为教师对本学科知识体系、认识方式与角度和思维模型与方法的系统化、结构化理解。基于学科理解要求教师建立起富有学科特点的独特思维体系、学科本原性认识。增进教师学科理解能力的路径为知识学科功能化。即化学教师具备“化学研究者”的认知方式和实践方法，这必须使得教师的化学知识中蕴含的学科本原性问题以及解决本原性问题的学科思维方式和方法形成系统。化学教师正确认识、理解和把握化学学科本质、认知思路与方式方法，形成科学地正确的价值观后才可能形成系统的教学观念，确立课堂上采取哪些方式，培育学生哪些“关键能力与必备品格”（见图2）。

（二）化学学科育人路径

学生的化学学科核心素养是在课程学习过程中发展而成的必备品格、关键能力和正确价值观，包含化学学习与研究过程中形成的认识物质与分析物质变化的思维观念与模型等关键能力、情感态度和价值取向。化学学科育人的关键为引领学生对化学问题有深刻的认识，完成核心任务的解决过程，建构认识方式、思维方法与能力。高中化学学科的主干内容（课程标准中的一级主题）包括基本概念和原理、物质结构与性质宏微结合思辨、化学反应原理深入分析与应用、无机物和有机物的制备、应用及转化的大概念理解、实验基础与科学探究的科学精神塑造等。教师应立足于立德树人的根本任务，将学习内容主题链接教材课题，有意识地把知识模块进行融合、关联和重组，通过贴近生活生产的情境创设来构建教学单元，使学生头脑中旧知识模块化和功能化、新知识结构化体系化，从而持续促进学生知识、能力和素养的逐步提升（见图3）。

（三）创新人才培养策略

创新驱动是重要的国家战略，其基础是创新人才，这就倒逼基础教育阶段育人方式的系统变革。学生创新意识和创新素养指学生具备适应复杂社会和终身发展所需要的必备品格、关键能力，及面临复杂问题呈现出来的综合素养。化学教师应根据创新素养的本质设计指向创新素养的课堂教学，达成课程标准目标要求：转变教与学的方式。“化学史教学创新、探究实验教学创新、综合实践活动教学创新”等路径，有助于促进学生创新素养的发展（见表2）。

四、教育家精神引领下教师发展的价值与意义

教育家精神引领下的教育的价值在于激发每名学生的潜能。学习的实践是学生“同客观世界、同伙伴、同自我的相遇和对话”，教师的使命在于为实现教育价值提供有力支撑，引领学生的个性化发展（见表3）。

教育家精神要求教师追踪本学科知识本质具有培养学生学科素养能力，能够践行学科育人让学生在学习实践中充分和“世界、伙伴、自我”乐于相遇、自信对话，为“人”的全面发展而“教”。促进学生在“记忆、理解”低阶思维活动中体验客观规律与世界本质，在“应用、分析、评价、创造”高阶思维活动中乐于思考与解决问题、发展元认知、具有批判性思维。故而化学教师增进化学学科理解逻辑建构，从科学观念指导下的教学视角对化学教学内容进行组织、呈现，从学科内与学科间视角和对化学科学为主干的真实问题的个人理解设计学习任务，在化学学科本质基础上重构所教化学知识体系，得以落实对学生学科核心素养的培养和“人”的深度培育。教学研究与教师发展密不可分，教育家精神引领下教师发展的目的在于深入探索教育教学规律。

参考文献：

[1]何虎生，郭澳.习近平总书记关于以中国式现代化推动建设中华民族现代文明重要论述研究[J].山东大学学报（哲学社会科学版），2024（5）：1-9

[2]魏晓敏.以教育家精神铸就强国之师[N].新华日报，2024-09-10（4）.

[3]韩建丰，高凌蕊.基于重构体系的高中电化学教学建议[J].现代中小学教育，2024，40（4）：48-53.

[4]毕华林，王雨.化学学科育人价值及其实施路径分析[J].中小学教材教学，2023（1）：40-44.

[5]张旸，刘燕妮.教育家精神的理论逻辑、时代创新及弘扬路径[J].中国教育学刊，2024（8）：40-47.

[6]邓光平，范周莹，郭华桥.以教育家精神引领高素质教师队伍建设[J].教育评论，2024（5）：12-18.

（责任编辑：吕研）