基于核心素養培育的高中化學課堂情境化創設研究

摘 要：《普通高中化學課程標準（2017年版）》中明確指出化學學科核心素養對學生終身學習與發展具有重要意義。顯然，高中化學作為自然科學的核心學科，其教育目標已經超越了單純的知識傳遞，更多的是通過學習知識來培養學生的科學素養、創新思維和實踐能力。以素養培育為本的高中化學課堂情境化創設是適應這一教育變革潮流的關鍵策略。本研究將探討情境化教學理論以及在高中化學中的實施策略，力求為高中化學教師提供一套可操作、高效能的實踐指南，助力學生化學核心素養的全面提升。

關鍵詞：素養；高中化學；課堂情境化；情境創設

隨著科學技術的飛速發展和社會需求的不斷變化，傳統的“灌輸式”教學已難以滿足培養未來社會所需人才的需求。情境化教學通過模擬或重現現實世界的化學問題，讓學生在“做中學”“問中學”，不僅能夠促進知識與技能的內化，還能提升學生的跨學科整合能力，為學生終身學習和適應未來挑戰奠定堅實基礎。因此，深入研究如何在高中化學教學中有效創設情境，使之成為素養培育的有效載體，對于推動化學教育的現代化改革，乃至整個基礎教育質量的提升，都具有深遠的意義。

一、高中化學核心素養

高中化學學科核心素養以社會主義核心價值觀為指導，闡明了化學教育對學生全面發展的根本要求，彰顯了化學課程在培養學生面向未來社會所需能力與品質方面的重要作用。具體而言，這一核心素養框架涵蓋了五個相互關聯而又各有側重的維度：（1）“宏觀辨識與微觀探析”強調學生需要在宏觀現象和微觀本質之間建立緊密的聯系，以便更好地理解物質的組成、結構和性質之間的相互關系；（2）“變化觀念與平衡思想”注重發展學生動態視角認識化學反應的變化規律和平衡狀態；

（3）“證據推理與模型認知”強調以證據為基礎的邏輯思維，注重運用模型來解決問題；（4）“科學探究與創新意識”則激發學生的好奇心與創造力，通過實驗與探究活動培養科學研究方法；（5）“科學態度與社會責任”著重于塑造學生嚴謹的科學態度，增強其對化學在社會、環境、健康等領域影響的認識，以及在化學實踐中的責任感[1]。這五個方面相互融合，共同促進學生在化學學習過程中形成系統性、綜合性、創新性的思維方式，為學生的終身學習和成為具備科學素養、人文關懷和社會責任感的公民奠定堅實基礎。

二、基于核心素養培育的高中化學課堂情境化創設的原則

（一）真實性與生活化原則

真實性和生活化的原則強調情境創設要密切聯系學生的日常生活現實，要關注化學在社會、工業和環保方面的具體運用，讓學習情境與現實生活相聯系，提高學習實用性與吸引力。這一原理要求教師設計情境既要兼顧知識的科學性，又要注重它在實踐中的運用，使學生體會到化學和生活之間的緊密聯系，以激發他們的學習興趣及探索欲。

（二）啟發性與探究性原則

啟發性與探究性原則主張在情境創設中融入問題解決、批判性思維和創新思維的培養，教師設計具有挑戰性、開放性和探索性的問題情境，可以激發學生的主動思考和深度學習。這意味著情境不僅是一個知識展示的舞臺，更是一個引導學生提出問題、分析問題、解決問題的過程。教師應鼓勵學生在情境中主動探索、質疑、驗證，通過“做中學”“疑中學”，培養學生的問題意識、批判性思維和創新意識，為終身學習和未來社會的挑戰打下堅實基礎。

（三）分層性與個性化原則

分層性與個性化原則強調在情境創設時，要充分考慮學生的個體差異，設計符合不同層次學生認知水平和學習需求的情境活動，確保每位學生都能在適合自己的難度水平上得到最大發展。因此，教學情境應當具有一定的彈性，能夠提供不同難度的任務，支持學生根據自己的興趣和能力選擇路徑，從而實現個性化學習[2]。此外，情境設計還應鼓勵學生根據自己的興趣和特長進行探索，培養其獨立學習和自我管理的能力。

（四）科學性與人文性結合原則

科學性和人文性相結合的原則，要求化學情境化教學既要重視科學知識的準確性、嚴謹性，又要融合人文關懷、社會責任等教育內容，以培養學生科學的態度、人文素養。這就決定了教師所設計的情境應超越純粹的科學事實和原理，引導學生思考化學技術、化學制品對環境、社會的影響，理解化學在促進人類社會發展中的積極作用和可能帶來的挑戰[3]。讓學生在探討化學與倫理、環境、健康等問題的過程中，增強學生的社會責任感，促進科學精神與人文情懷的和諧共生。

三、基于核心素養培育的高中化學課堂情境化創設研究

（一）創設生活化情境

化學這門學科有其生活性的特點，生活化情境作為理論知識和實際應用之間的一座橋梁，教師可以把抽象的化學概念融入學生所熟知的日常生活場景中去，激發學生學習的興趣，促進學生對化學知識深入理解與靈活運用。教師在創設生活化情境時，要注重情境的真實性，相關性與可參與性等特點，使學生在探究生活中化學現象的同時，發展他們觀察問題、分析問題、解決問題等能力，繼而促進他們科學素養，實踐能力與創新意識的發展。這就要求教師深入挖掘生活中的化學素材，設計貼近學生經驗的活動，使學生在“在學習中實踐，在實踐中發展”，從而實現知識、能力與情感態度的全面發展。

教師在教授“含硫化合物的性質”這一內容時，可以從學生日常生活中常見的食品入手，如大蒜、洋蔥等蔬菜，它們含有的硫化物是形成其獨特氣味的關鍵。組織學生進行實驗，如提取大蒜汁，觀察其與鐵離子反應產生的顏色變化，以此介紹含硫化合物的氧化還原性質，以及在食品保鮮和抗氧化中的應用。這一過程不僅讓學生直觀感受化學反應的奇妙，還能夠引發他們對日常飲食中化學成分的興趣和思考。接著，教師可以延伸到環保和健康領域，討論含硫化合物在環境和人體健康中的作用。比如，介紹二氧化硫作為食品添加劑的作用及對人體健康的潛在影響，通過討論大氣污染中二氧化硫的來源、危害及防治措施，讓學生設計實驗模擬酸雨的形成過程，理解酸雨對環境和建筑物的腐蝕作用，從而深入探討含硫化合物的環境化學性質。這些情境的創設，學生不僅能夠掌握含硫化合物的化學性質，還能意識到化學知識與環境保護、健康生活之間的密切聯系，培養其社會責任感和環保意識。

（二）創設實驗探究情境

實驗探究情境是基于核心素養培育的高中化學課堂中不可或缺的一部分，它通過模擬科學家的研究過程，引導學生主動參與、親手操作，從而在實踐探索中深化對化學原理的理解和應用。這種情境化教學模式強調以學生為主體，鼓勵他們提出假設、設計實驗、觀察現象、分析數據、得出結論，全程參與科學探究的每一個環節。實驗探究情境的創設，能夠激發學生的好奇心和探究欲，培養他們的動手能力和科學思維，幫助學生建立起理論知識與實際現象之間的聯系，促進其理解化學反應的本質，增強解決復雜問題的能力，為終身學習和科學探究精神的養成奠定基礎。

教師在教授“化學反應中的熱”時，可以圍繞吸熱反應與放熱反應的性質和應用，設計一系列對比實驗，如氫氧化鈉與鹽酸的中和反應（放熱）、硝酸銨溶于水（吸熱）等，引導學生在實驗前基于已有知識提出假設，比如預測反應過程中溫度的變化趨勢，并設計實驗方案來驗證。通過讓學生親手測量反應前后溶液的溫度變化，使用溫度計精確記錄數據，不僅使學生直觀感受到化學反應伴隨的熱量變化，還鍛煉了他們的實驗操作技能和數據記錄能力。在此基礎上，教師可以引導學生深入探究熱量變化的原因，分析反應物與生成物之間的鍵能差異，理解焓變的概念及其在判斷反應熱效應中的作用。此外，教師還可以鼓勵學生設計簡單的實驗裝置，如簡易的咖啡杯加熱器或冷卻器，利用化學反應的熱效應進行創新實踐，培養他們的創新意識和實踐能力。

（三）創設問題驅動情境

創設問題驅動情境的目的是通過提出富有挑戰性，探索性問題來激發學生好奇心與求知欲，誘導他們積極探究，分析問題并解決問題。這一情境化教學方法能促使學生對化學概念有更為深刻的理解，從而建構起知識體系，還能讓學生在解題過程中發展其批判性思維，問題解決能力以及創新意識等[4]。以問題為導向創設情境需要教師依據教學內容，精心設計問題鏈，各問題間環環相扣、逐層深入，以學生的已知知識為切入點，循序漸進地引導其對未知領域進行探究，最后達到加深理解和拓展思維的目的。

以“人類對原子結構的認識”為例，首先可以提出一個引發思考的初始問題：“我們都知道物質是由原子構成的，但你是否想過，原子內部是什么樣子的？人類是如何逐步揭開原子內部奧秘的？”這一問題直接觸及化學的基本單位——原子，但又指向了更深層次的結構問題，激發學生的好奇心和探索欲。隨后，可以設計一系列遞進式問題，引導學生逐步深入。例如，“早期的‘葡萄干布丁模型’為什么會被否定？湯姆遜的‘棗糕模型’又是基于什么實驗現象提出的？”這些問題促使學生回顧歷史上的經典實驗，如陰極射線實驗和α粒子散射實驗，理解實驗觀察到的現象與原子模型建立之間的邏輯聯系。

接著，可以進一步提問：“盧瑟福的α粒子散射實驗為什么能夠顛覆之前的原子模型？電子云模型又是如何形成的？”通過討論這些問題，學生需要分析實驗數據，理解α粒子散射實驗對原子核存在的證實，以及波爾的量子理論如何解釋氫原子光譜，最終認識到電子云模型的提出是基于量子力學的發展。最后，可以設置一些開放性問題，如：“隨著科技的進步，未來我們對原子結構的認識可能會有怎樣的突破？這對化學、物理學乃至整個科學界會有哪些影響？”這類問題鼓勵學生跳出課本知識，展望未來，培養他們的科學想象力和預見性思維。

（四）創設化學史情境

化學史情境，能夠揭示化學知識的發展脈絡，展現科學家的探索精神與創新思維，激發學生的學習興趣，培養其歷史意識和批判性思維能力。教師可以將化學理論與科學史實相結合，讓學生能夠更好地理解化學概念的由來與演變，認識到科學知識并非一成不變，而是隨著時代進步不斷修正和完善的過程。

教師在教授“金屬的冶煉方法”時，可以從古代的簡單冶煉技術講起，逐步過渡到現代先進的冶煉工藝，讓學生沿著時間的長河，見證人類如何一步步解鎖自然界中的金屬資源，以及這些技術進步如何推動著文明的進程。首先，教師可以介紹古代文明如古埃及、中國使用木炭作為還原劑，通過直接加熱礦石進行初步的銅、鐵冶煉，這是金屬冶煉的萌芽階段。隨后，講述中世紀歐洲的高爐技術，以及中國漢代的鼓風爐技術，如何提高了金屬的產量和純度，標志著人類掌握了更為高效的金屬提取方法。進一步，結合具體案例，如鋁的冶煉史，從最初因其冶煉難度大而被視為貴重金屬，到19世紀末霍爾-埃魯電解法的發明，使得鋁變得普及，這一轉變生動展示了科技進步對社會生活的影響。通過分析不同時期金屬冶煉技術背后的化學原理，如還原反應、電解原理等，學生不僅能深刻理解化學反應在實際生產中的應用，還能領悟到科學發現與技術創新對于人類文明進步的深遠意義。

（五）創設科研情境

科研情境不僅要求學生掌握基本的化學知識和技能，更側重于培養其科研思維、創新意識和解決問題的能力。讓學生參與到模擬的科研項目中，從提出假設、設計實驗、收集數據到分析結果、撰寫報告，完整經歷科學研究的各個環節，有助于學生理解科學探究的復雜性和不確定性，同時激發他們對未知世界的好奇心和探索欲[5]。

以“物質的分散系”為例，教師可以圍繞納米技術在分散系中的應用來設計。首先，教師可以引導學生查閱文獻，了解納米材料在藥物傳遞、環境治理、新材料開發等領域的最新研究成果，激發學生對納米分散系的興趣和好奇心。接著，提出一個具體的科研問題，如“探索不同制備方法對納米顆粒尺寸分布的影響”，鼓勵學生分組進行探究。在這一過程中，學生需要自行設計實驗方案，可能包括選擇合適的原料、確定制備方法（如沉淀法、超聲法等）、確定測量納米顆粒尺寸的儀器和方法等。實驗操作階段，學生在教師的指導下，嚴格控制實驗條件，認真記錄實驗數據，并使用電子顯微鏡、光散射技術等現代分析手段，獲取納米顆粒的粒徑分布。在數據分析環節，引導學生運用統計軟件處理數據，比較不同制備方法下納米顆粒尺寸分布的差異，嘗試解釋觀察到的現象，并討論其科學意義與潛在應用價值。最后，每組學生需準備一份研究報告或學術海報，模擬科研成果匯報，分享他們的發現和見解。

結束語

綜上所述，基于核心素養培育的高中化學課堂情境化創設，需遵循真實性與生活化、啟發性與探究性、分層性與個性化、科學性與人文性結合等原則。教師要精心設計生活化教學情境等，以此激發學生學習興趣，促進學生核心素養綜合發展，為學生終身學習及將來承擔社會角色奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]鄭昌軒.基于核心素養的高中化學生活化教學情境創設研究[J].大眾文摘，2022（45）：102-104.

[2]王娟.核心素養背景下高中化學教學情境化的實踐探究[J].高考，2023（3）：91-93.

[3]王磊.指向學生創新素養培育的高中化學情境式教學設計和應用[J].科學咨詢，2023（16）：105-108.

[4]林春.基于核心素養的高中化學情境教學實踐研究[J].數理化解題研究，2023（27）：110-112.

[5]趙永平.核心素養視角下高中化學教學中情境素材選用研究[J].試題與研究，2023（7）：20-22.