基于化學核心素養理念下“科學探究與創新意識”培養的初步探討

廖志偉,劉夢琴,毛芳芳,張月梅,劉越華,童 璐

(衡陽師范學院 化學與材料科學學院，湖南 衡陽 421008)

化學作為一門促進人類發展的重要科學，它在保證人類生活水平和質量方面起著重要的作用。化學的發展伴隨著人類文明的進步，同時決定著人類社會的進步，而化學的進步離不開人類的科學探究和創新意識的培養。為了能夠進一步的了解科學探究和創新意識，我們就要先了解什么是化學學科核心素養。

1 高中化學學科核心素養

隨著各國經濟實力的不斷發展，綜合國力的競爭逐漸加劇，提升國民素養成為了各國的共同話題，為此2002年到2014年之間，部分國家成立了核心素養的研討組織，并相繼發布了關于核心素養的一系列內容。2014年芬蘭在歐盟的核心素養框架下頒布了新的課程標準，該標準中提出了七個核心素養。我國頒布的《普通高中化學課程標準(2017年版)》中，首次提出了高中生學習化學的過程應養成“宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任”的5個化學核心素養。并且根據核心素養提出了高中生學習化5的大目標。化學學科核心素養是化學學習者在學習的過程中逐漸形成的正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力，其中包括對化學理論的學習形成的化學學科核心素養以及在實驗過程中所形成的化學學科核心素養[1]。在實驗過程中所形成的化學學科核心素養主要是學生的科學探究以及創新意識思維的科學素養。此外，培養高中生在化學的創新意識和科學探究的學科核心素養，有利于激發學生學習化學的興趣、思維的散發等，學生在進一步形成化學學科素養的同時，也將會促進其形成正確的社會主義核心價值觀，利于社會的發展和學生個人能力的挖掘。

2 培養學生科學探究與創新意識學科核心素養的意義

培養學生的科學探究與創新意識化學學科核心素養是為了讓學生針對在學習過程中，善于發現“異常”，讓學生敢于質疑，勇于創新，進一步提升學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，讓學生養成嚴謹的科學態度[2]。讓學生在培養其科學探究的過程中能夠從問題的發現和假設出發，確定科學探究的具體內容和目的，設計進行探究的方案，并將之付諸實踐，再通過討論等活動運用已有的知識對這種“異常”的現象進行科學的解釋[1，3]。同時進一步提升學生的科學動手能力，團隊協作能力。通過科學研究與創新意識的培養可以讓學生敢于提出疑問，敢于質疑，勇于創新。學生的課堂活動思維能否跟上教師的腳步，這與學生的創新思維能力有著密不可分的關系，因此如何提升學生的科學探究與創新意識的化學核心素養是我們當今教師應當要認真對待的一個問題。

3 培養學生科學探究與創新意識的策略

科技興國，科教強國，創新意識對于一個國家，民族，個人來說都十分重要。而國外在很早之前就開始注重提升學生的創新思維，比如：蘇格拉底教學法，他認為讓學生通過學習自己提取知識要點，而不是告訴學生什么是知識，通過教師的啟發，讓學生發現“異常”現象，提出解決問題的方案，并作出相應的實踐活動，再通過討論等一系列活動，運用科學論證，解釋 “異常”現象[3]是科學探究與創新意識的具體要求。

發現有價值的問題是進行科學探究的基礎[4],不但能加強學生學習化學的興趣，也能提升學生敢于質疑、作出合理假設、推理論證、交流合作的能力。在新課程改革背景下，教師應該采取何種策略和方法培養學生的化學學科核心素養。下面為提升學生科學探究和探究意識的核心素養提出了幾種解決策略。

3.1 發現—解決問題模式：

在化學教學過程中，很多時候都會發現我們前面學的理論知識已經解決不了當下的問題(產生了新的問題)，教師會采用直接告訴的方式解決，這樣會降低學生解決問題的能力，因此當有這種情況的時候，可以采用發現——解決問題模式，對學生的創新和探究問題能力進一步培養。比如說在高中化學必修二環境保護的教學過程中，教師可以充分利用多媒體課件，創設保護環境情景。其主要的教學思路如圖 1所示。

圖1 教學思路

通過解決問題的模式讓學生知道解決一個新的問題主要可以從問題發生的源頭(產生污染物的場所)、控制這一現象蔓延的主要途徑(污染物排放過程)以及改善已經成為定勢的影響(受污染的環境)這三個方面解決。讓學生學會思考如何處理日常生活中遇到的問題，同時也可以借此機會對學生的創新思維進行進一步的的培養，提升學生的科學探究與創新意識。

3.2 探究式教學法

化學是一門以實驗為基礎的科學，因此許多的結論都是建立在大量的實驗基礎上而的出來的，將化學實驗帶入課堂既能夠吸引學生的眼球，又能夠培養學上的科學探究能力。但是在課堂教學過程會出現“異常”現象。比如在高一上學期過氧化鈉與硫酸銅溶液的反應中，本應是藍色的氫氧化銅沉淀，但在藍色的氫氧化銅沉淀中含有黑色的沉淀物質。教師利用現代技術創設過氧化鈉與鹽溶液反應的教學情境，按照如表 1所示設計教學活動積極引導學生發揮自己的想象能力，提升學生的創新能力、探究問題和解決問題的能力。

表1 教學活動

在這個過程中學生的而思維能夠得到進一步加強，由于在很多的演示實驗中都存在著一些“異常”現象，因此對于“異常”現象我們要積極面對，善于解決，采用探究式教學，讓學生通過假設推理，實驗論證進一步解決“異常”現象。在假設推理論證的過程中提升學生的科學探究與創新能力。

3.3 情境化教學

充滿良好氛圍的學習情境能讓學生主動學習，具體的問題情境是學生形成化學學科核心素養的重要形式之一，據統計現今使用的普通高中人教版化學必修模塊的教材中情境的投入巨大[5]。《普通高中化學課程標準(2017年版)》中根據化學學科核心素養對高中學生發展的具體要求，提出高中化學的課程目標，因此課程目標的設置會直接體現學科素養的形成的具體內容。這也就要求教師在化學教學過程中能夠合理的使用教學情境，提升學生的化學學科核心素養，而情境素材的選擇會直接影響到教學情境的好壞。教學情境、情景素材、課程目標、學科素養之間的關系如圖 2所示。

從圖 2 可以看出化學教學情景素材、教學情境、課程目標、學科素養之間環環相扣、相輔相成、相互影響。因此為了提升學生科學探究與創新意識的能力，要選擇合適的教學情境素材、適當的教學情境、確定適當的課程目標。因此按圖 3所示設計“離子反應及其發生的條件”教學流程。

圖2 課程目標、學科素養、教學情境、情境素材關系圖

圖3 教學流程

在圖3中的教學流程以兩個問題為課堂的主線設計教學的基本步驟，將化學知識直接設計在教學情境之中，營造良好的教學氛圍，在實驗探究以及問題情境之中既能激起學生的學習興趣，也把科學探究與創新意識直接融入到各種教學情境之中。

4 結語

綜上所述，本文主要介紹了化學學科核心素養，并闡述了學生科學探究與創新意識的培養的意義所在，同時針對學科素養下的科學探究和創新意識提出了應對策略，以對提升學生的科學探究與創新意識等綜合素質的提升作出了積極的貢獻，此外闡述了科學探究與創新意識對提升學生理論知識所作出的貢獻，為以后教育教學提供了方法。