基于學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)研學(xué)旅行研究

摘 要：化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的自然科學(xué)，其教學(xué)需要?jiǎng)?chuàng)新和實(shí)踐相結(jié)合。化學(xué)研學(xué)旅行作為一種新興的教育模式，通過將學(xué)生帶出課堂，讓他們親身體驗(yàn)化學(xué)在生活中的應(yīng)用，以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。通過參觀化工廠、實(shí)驗(yàn)室、科技館等地，學(xué)生不僅能夠直觀地觀察化學(xué)反應(yīng)過程，了解化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的基本流程，還能在實(shí)踐中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，從而更好地培養(yǎng)其科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。此外，化學(xué)研學(xué)旅行還能夠培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，通過對(duì)化工企業(yè)環(huán)境保護(hù)措施的考察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到平衡化學(xué)工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的重要性。總之，化學(xué)研學(xué)旅行不僅提升了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，也為化學(xué)教育注入了新的活力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；研學(xué)旅行；化學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

基金項(xiàng)目：基于化學(xué)核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施策略研究（SZUYZHX2022-1037）。

一、化學(xué)研學(xué)旅行的意義與價(jià)值

（一）化學(xué)研學(xué)旅行的定義與特點(diǎn)

化學(xué)研學(xué)旅行是一種將化學(xué)學(xué)科教育與旅行體驗(yàn)相結(jié)合的教育方式。在這種模式下，學(xué)生得以脫離傳統(tǒng)教室環(huán)境，直接觀察化學(xué)知識(shí)在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。化學(xué)研學(xué)旅行并非單純的旅游活動(dòng)，而是一個(gè)經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的教育過程，其目的在于利用真實(shí)的化學(xué)應(yīng)用場景激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并加深其對(duì)化學(xué)理論與實(shí)踐知識(shí)的理解。化學(xué)研學(xué)旅行的特點(diǎn)在于其高度的互動(dòng)性和體驗(yàn)性。學(xué)生能夠親臨化工廠、實(shí)驗(yàn)室、科技館等地，目睹化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，了解化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，參與實(shí)驗(yàn)操作，這些活動(dòng)顯著提升了學(xué)習(xí)的直觀性和操作性。此外，化學(xué)研學(xué)旅行具有跨學(xué)科的特性，能夠與歷史、地理、環(huán)境科學(xué)等其他學(xué)科知識(shí)相融合，助力學(xué)生構(gòu)建多元化的知識(shí)體系。從教育視角分析，化學(xué)研學(xué)旅行突出了知識(shí)的應(yīng)用性和綜合性。它鼓勵(lì)學(xué)生將課堂所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際情境中，通過探索和實(shí)踐來解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力。同時(shí)，該方式促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生都可以根據(jù)個(gè)人對(duì)化學(xué)領(lǐng)域的興趣進(jìn)行深入研究。化學(xué)研學(xué)旅行作為一種創(chuàng)新的教育手段，通過將化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)地考察相結(jié)合，不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還提升了他們解決實(shí)際問題的能力，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的意義。

（二）核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性

化學(xué)研學(xué)旅行的本質(zhì)在于構(gòu)建一個(gè)開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠在真實(shí)的化學(xué)研究和應(yīng)用背景下進(jìn)行學(xué)習(xí)。此類環(huán)境能顯著提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，包括操作的精確性、數(shù)據(jù)記錄與分析能力，這些技能構(gòu)成了學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵部分。此外，化學(xué)研學(xué)旅行著重于跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。通過觀察化學(xué)物質(zhì)在不同環(huán)境中的作用及其對(duì)環(huán)境的影響，學(xué)生能夠理解化學(xué)與生態(tài)、經(jīng)濟(jì)乃至倫理之間的聯(lián)系。化學(xué)研學(xué)旅行還為學(xué)生提供了與專家交流的機(jī)會(huì)，使他們能夠從專業(yè)人員那里學(xué)習(xí)如何思考和解決復(fù)雜的化學(xué)問題。通過這些互動(dòng)，學(xué)生可以培養(yǎng)科學(xué)思維和批判性思維，學(xué)會(huì)如何提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并評(píng)估結(jié)果，這些都是化學(xué)乃至所有科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要素[1]。化學(xué)研學(xué)旅行是提升學(xué)科核心素養(yǎng)的有效手段，它通過提供真實(shí)的學(xué)習(xí)場景、促進(jìn)跨學(xué)科整合、增進(jìn)與專家的交流，從而培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和終身學(xué)習(xí)能力。

（三）國內(nèi)化學(xué)研學(xué)旅行的成功案例

在眾多國內(nèi)外化學(xué)研學(xué)旅行的案例中，有若干項(xiàng)特別引人注目，它們不僅充實(shí)了學(xué)生的學(xué)術(shù)體驗(yàn)，還顯著提升了學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣和理解深度。國內(nèi)一個(gè)顯著的成功案例是北京化工大學(xué)舉辦的“化學(xué)之春”研學(xué)旅行項(xiàng)目。該項(xiàng)目安排學(xué)生參觀化工廠和實(shí)驗(yàn)室，使他們能夠親身經(jīng)歷化學(xué)生產(chǎn)過程，并理解化學(xué)知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生亦有機(jī)會(huì)與化學(xué)領(lǐng)域的專家進(jìn)行深入交流，聆聽他們關(guān)于化學(xué)研究的心得與經(jīng)驗(yàn)分享。這種基于實(shí)地體驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并加深了他們對(duì)化學(xué)的理解。在國際上，美國麻省理工學(xué)院的“化學(xué)與生物化學(xué)夏令營”同樣是一個(gè)值得稱道的案例。該夏令營為高中生提供了一個(gè)獨(dú)特的研學(xué)旅行體驗(yàn)，學(xué)生得以在麻省理工學(xué)院的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室中親自操作化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并與世界級(jí)的化學(xué)家進(jìn)行互動(dòng)，了解化學(xué)研究的前沿動(dòng)態(tài)。該項(xiàng)目不僅提升了學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)水平，還點(diǎn)燃了他們對(duì)科學(xué)研究的熱情。這些成功的案例證明，化學(xué)研學(xué)旅行能夠有效地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)科能力，為他們未來的學(xué)術(shù)發(fā)展和職業(yè)生涯奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過參與此類研學(xué)旅行，學(xué)生不僅能夠更深刻地理解化學(xué)知識(shí)，還能學(xué)會(huì)如何將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，進(jìn)而培養(yǎng)出更多具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才。

二、化學(xué)研學(xué)旅行中的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)

（一）宏觀辨識(shí)與微觀探析能力的培養(yǎng)

在化學(xué)教育中，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力至關(guān)重要，這要求學(xué)生能夠從宏觀和微觀兩個(gè)維度深入理解化學(xué)現(xiàn)象。實(shí)地考察為學(xué)生提供了一個(gè)直觀的平臺(tái)，使他們能夠直接觀察化學(xué)現(xiàn)象，從而深化對(duì)化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)性質(zhì)等宏觀現(xiàn)象的理解。基于實(shí)地考察，實(shí)驗(yàn)手段成為揭示化學(xué)現(xiàn)象微觀本質(zhì)的關(guān)鍵工具。通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生可以從分子和原子層面探究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理，理解化學(xué)鍵的形成與斷裂、分子間的相互作用以及能量的變化等微觀過程。這種實(shí)踐操作不僅提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，還培養(yǎng)了他們分析問題和解決問題的能力。為了有效地將宏觀觀察與微觀分析結(jié)合起來，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)語言來描述和解釋他們所觀察到的現(xiàn)象。這包括使用正確的化學(xué)術(shù)語、方程式以及模型來表達(dá)自己的理解和觀點(diǎn)。化學(xué)語言作為一種專業(yè)語言，其準(zhǔn)確使用可以幫助學(xué)生清晰地表達(dá)復(fù)雜的化學(xué)概念，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和知識(shí)的傳承。此外，培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析能力需要教師精心設(shè)計(jì)課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確保學(xué)生能夠在不同層次上進(jìn)行思考和探索。通過案例研究、問題討論和小組合作等方式，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新能力。宏觀辨識(shí)與微觀探析能力的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)的教育過程，它需要教師通過多種教學(xué)手段和策略，引導(dǎo)學(xué)生深入理解化學(xué)現(xiàn)象，掌握化學(xué)知識(shí)，并能夠獨(dú)立運(yùn)用化學(xué)語言描述和解釋這些現(xiàn)象。通過這樣的培養(yǎng)，學(xué)生將能夠更好地理解化學(xué)的本質(zhì)，為未來的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)

化學(xué)研學(xué)旅行作為一種創(chuàng)新的教育方式，為學(xué)生提供了在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)和體驗(yàn)化學(xué)的機(jī)會(huì)。在這一教育模式下，變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)顯得尤為重要，因?yàn)樗鼈兪抢斫饣瘜W(xué)現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的關(guān)鍵。在研學(xué)旅行中，學(xué)生可以直接觀察到化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化，例如燃燒反應(yīng)釋放熱能，光合作用中光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能等。這些直觀的例子有助于學(xué)生理解能量守恒定律，并認(rèn)識(shí)到能量在不同形式之間的轉(zhuǎn)換。通過實(shí)驗(yàn)和觀察，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何量化能量變化，并探討能量轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響[2]。物質(zhì)循環(huán)的概念可以通過研究自然界中的生物地球化學(xué)循環(huán)來強(qiáng)化。例如，在海洋或湖泊的研學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生可以探究碳循環(huán)、氮循環(huán)等過程，了解人類活動(dòng)對(duì)這些循環(huán)的影響，以及它們對(duì)全球氣候變暖的影響。這樣的實(shí)踐活動(dòng)有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在維持地球生態(tài)平衡中的作用。化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)及其影響因素是化學(xué)研學(xué)旅行中的另一個(gè)重要主題。學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)探究不同條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，如溫度、壓力、濃度等。通過這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以理解平衡常數(shù)和勒夏特列原理，還可以學(xué)會(huì)如何運(yùn)用這些知識(shí)來解釋和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的行為。化學(xué)研學(xué)旅行為學(xué)生提供了一個(gè)獨(dú)特的學(xué)習(xí)環(huán)境，使他們能夠通過親身體驗(yàn)和實(shí)踐操作來培養(yǎng)變化觀念和平衡思想。這種學(xué)習(xí)方式不僅有助于學(xué)生深入理解化學(xué)原理，還能夠激發(fā)他們對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問題的能力。通過研學(xué)旅行，學(xué)生可以將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界中的現(xiàn)象聯(lián)系起來，從而更好地培育化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

（三）證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)

化學(xué)研學(xué)旅行向?qū)W生提供了一個(gè)特殊的學(xué)習(xí)環(huán)境，使他們得以在實(shí)踐中鍛煉證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力。這些能力對(duì)于深化學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的理解至關(guān)重要，并能夠引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型認(rèn)知方法預(yù)測(cè)和解釋化學(xué)現(xiàn)象。在研學(xué)旅行中，學(xué)生通過親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集和記錄數(shù)據(jù)，學(xué)會(huì)如何從實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中提取有效信息。這些數(shù)據(jù)成為證據(jù)推理的基礎(chǔ)，學(xué)生需要根據(jù)這些證據(jù)來構(gòu)建化學(xué)模型。例如，通過測(cè)定不同條件下化學(xué)反應(yīng)的速率，學(xué)生可以構(gòu)建反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，理解反應(yīng)機(jī)制及其影響因素。模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)使學(xué)生能夠利用化學(xué)模型來預(yù)測(cè)和解釋現(xiàn)象。在研學(xué)旅行中，學(xué)生可能會(huì)遇到新的化學(xué)系統(tǒng)或反應(yīng)，他們需要將已有的模型認(rèn)知應(yīng)用到新情境中，作出合理的預(yù)測(cè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些預(yù)測(cè)。這個(gè)過程加深了學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的理解，并鍛煉了他們獨(dú)立思考和解決問題的能力。教師的角色在于引導(dǎo)學(xué)生如何正確地收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教給他們進(jìn)行科學(xué)推理的方法以及如何構(gòu)建和運(yùn)用化學(xué)模型。通過案例分析、小組討論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等活動(dòng)，教師可以幫助學(xué)生建立科學(xué)的思維框架，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新能力。化學(xué)研學(xué)旅行中的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)側(cè)重于證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力的提升。通過收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行證據(jù)推理、構(gòu)建化學(xué)模型，學(xué)生能夠加深對(duì)化學(xué)原理的理解，并學(xué)會(huì)運(yùn)用模型認(rèn)知方法預(yù)測(cè)和解釋化學(xué)現(xiàn)象。

三、化學(xué)研學(xué)旅行的實(shí)施策略

（一）研學(xué)旅行前的準(zhǔn)備工作

化學(xué)研學(xué)旅行的實(shí)施策略是一個(gè)綜合的過程，涉及研學(xué)主題的確定、資源整合以及行程規(guī)劃。這些步驟對(duì)于確保研學(xué)旅行的成功和教育價(jià)值至關(guān)重要。研學(xué)旅行的主題應(yīng)該明確且具有教育意義。在選擇主題時(shí)，教師需要考慮學(xué)生的興趣、課程目標(biāo)以及可用的資源。例如，如果目標(biāo)是加深學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的理解，那么可以選擇“化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)”或“化學(xué)平衡”作為研學(xué)主題。主題確定后，教師需要與學(xué)生討論并確保他們對(duì)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容感興趣并有所期待。資源整合是研學(xué)旅行準(zhǔn)備工作的關(guān)鍵部分，這包括尋找合適的目的地、聯(lián)系實(shí)驗(yàn)設(shè)備供應(yīng)商、預(yù)約實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師等[3]。教師需要評(píng)估每個(gè)資源的教育價(jià)值，并確保它們能夠支持研學(xué)旅行的主題和目標(biāo)。此外，教師還需要與學(xué)校行政部門合作，確保研學(xué)旅行的預(yù)算和時(shí)間安排得到支持。行程規(guī)劃需要詳細(xì)且靈活。教師應(yīng)該制訂一個(gè)清晰的行程表，包括往返時(shí)間、活動(dòng)安排、用餐時(shí)間和休息時(shí)間。在規(guī)劃行程時(shí)，教師需要考慮學(xué)生的體力和注意力特點(diǎn)，避免安排過于緊湊的活動(dòng)。同時(shí)，也需要預(yù)留一些自由探索的時(shí)間，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)根據(jù)個(gè)人興趣進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（二）研學(xué)過程中的實(shí)踐活動(dòng)

研學(xué)旅行中的實(shí)踐活動(dòng)通過結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)地考察與互動(dòng)交流，為學(xué)生提供了一個(gè)生動(dòng)且富有教育意義的學(xué)習(xí)環(huán)境。這些活動(dòng)不僅能加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，還能提升他們的實(shí)踐技能和社交能力。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研學(xué)活動(dòng)中最直接與科學(xué)概念相關(guān)的部分。通過親自設(shè)計(jì)和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮睦碚摼唧w化，親眼見證化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，從而更好地理解化學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)也能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、分析力和問題解決能力。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何嚴(yán)謹(jǐn)?shù)夭僮鳎绾斡涗浐头治鰯?shù)據(jù)，以及如何從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中提煉信息。實(shí)地考察則將學(xué)生的學(xué)習(xí)從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境拓展到了真實(shí)的世界中[4]。通過訪問化工廠、環(huán)境監(jiān)測(cè)站或大學(xué)實(shí)驗(yàn)室等，學(xué)生能夠看到化學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用，理解化學(xué)對(duì)工業(yè)、環(huán)境保護(hù)和科技進(jìn)步的重要性。互動(dòng)交流則是研學(xué)旅行中不可或缺的一環(huán)。通過與專家的對(duì)話、與同伴的討論以及與當(dāng)?shù)鼐用竦慕涣鳎瑢W(xué)生能夠從不同角度理解化學(xué)的影響力。這種交流不僅增進(jìn)了學(xué)生的溝通技巧，還鼓勵(lì)他們批判性地思考和積極地表達(dá)自己的觀點(diǎn)。通過小組合作和角色扮演等活動(dòng)，學(xué)生還能學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作和領(lǐng)導(dǎo)能力。

四、結(jié)語

教師在化學(xué)研學(xué)旅行的探索中，應(yīng)捕捉學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)生實(shí)踐能力融合的瞬間。研學(xué)旅行不單是知識(shí)的傳遞，更是智慧的覺醒。化學(xué)研學(xué)旅行將課堂延伸至無垠的天地，讓學(xué)生在科學(xué)的海洋中遨游，感受知識(shí)的力量和生活的美好。這不僅是一次知識(shí)的積累，更是一次思維的飛躍，激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)世界的無限探索和熱愛。

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