基于核心素养的化学教学范文

导语：如何才能写好一篇基于核心素养的化学教学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】化学核心素养；感悟式教学；流程；策略

核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。核心素养的形成不是一蹴而就的，具有终生发展性，也具有阶段性，即一些核心素养在特定的教育阶段可能更容易取得良好的培养效果。化学核心素养包含宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认识、实验探究与创新意识、科学精神和社会责任等五个要素。基于此，我在高中化学教学中积极尝试感悟式教学，激发学生学习兴趣，促进学生转变学习方式，通过引导学生参与宏观辨识与微观探析，进行证据推理和实验探究等活动，着力提升学生的化学核心素养。

一、化学“感悟式教学”的基本流程

“感悟式”教学强调学生的“自悟”，“悟”的主体是学生。在整个教学过程中，教师的作用是提供学生“悟”的平台，引导学生确立“悟”的感受点，激活学生思维，再给予学生自我感悟的时间和空间去再探索、再发现、再创造。所以我所实施的化学感悟式教学的基本流程是“读――疑――思――悟”。具体做法如下：

1.组织预习，让学生读而感之

首先是强调预习，即通过“读书”，让学生对所要学的内容有大概的宏观辨识，为下一步“疑”打好基础。“读书”，用眼、用口、用耳，更要用心。心理学家实验证实，人类获取信息的83%来自视觉，11%来自听觉，所以“读”对于获取基本知识是非常重要的。在化学新教材课本上，结论性的文字叙述少了，留白（包括实验现象等等）多了，所以学生的预习难度加大。为了帮助学生学习，我采用了预习提纲的方式，有时也要求学生借助网络等资源来完成预习。如对于电解质、非电解质的学习，我将预习提纲设计如下：

案例1：电解质、非电解质的预习

（1）阅读教材关于电解质与非电解质的内容，了解定义，发现两者的区别和注意要点。

（2）尝试练习：下列物质中：①Cu ②液态氯化氢 ③氯气 ④盐酸 ⑤酒精 ⑥CO2 ⑦饱和食盐水，属于电解质的为 ；属于非电解质的有 ； 既不是电解质、也不是非电解质的是 。（填物质的序号）

2.设计问题，让学生疑而问之

这一环节是通过收集学生在自主预习过程中出现的问题，创设真实的问题情境并加以设计，为进一步深入探究确定目标。比如上面讲到的有关电解质与非电解质的预习作业。当学生在反复阅读了“电解质”与“非电解质”的定义后，对其中的关键词如“化合物”，一部分仔细的学生会抓住，但还会有相当多的同学没能注意，所以在做练习时，错误会不可避免地出现。有的同学在解题过程中可能就会产生如：铜能导电，那它为何不是电解质？二氧化碳的水溶液可以导电，那它为何是非电解质？等问题；还有些同学自主纠错后，也会提出诸如：“为何XX是电解质？YY是非电解质？”等问题。

虽然提出的问题比较浅显，但对我所任教的多数学生而言还是很有价值的。因为大多数学生习惯于被动地接受知识，缺乏质疑精神和问题意识，所以在教学中我积极创设宽松民主的课堂气氛，培养学生勇于质疑、敢于提问的科学精神。

3.启发引导，让学生思而知之

课堂上，学生在教师的启发引导下，把自己已有的知识、经验与当前的学习活动结合起来，激发思维、动脑思考、解决疑问，从而获取新知识、新方法。这里教师的启发要注重层层引导，可借助递进式、连环式提问技巧，帮助学生层层深入，直达核心。

案例2：电解质、非电解质的教学

思考1：Cu、盐酸、饱和食盐水能导电，其本质是什么？

思考2：Cu、盐酸、饱和食盐水为什么不是电解质？此组概念适用的物质类别是什么？

思考3：为什么液态氯化氢是电解质、酒精是非电解质？

思考4：二氧化碳是非电解质的本质原因是什么？

思考5：电解质、非电解质概念判断的注意点有哪些？

说明：这5个问题层层递进，结合学生已有的知识，如导电的本质、物质的构成与类别、物质的电离等等，引导学生从宏观辨识和微观探析两个不同的视角理解电解质、非电解质概念，最后通过学生小组讨论再一次回顾，便于更好地建构这一概念体系。

4.留有空间，让学生悟而得之

留白是美的，美在能让人去感悟，去揣摩。在教学中也需要讲究留白的艺术，给学生多一点思维的空间，让他们自己去领悟其中的奥秘。比如在电解质与非电解质的教学片段结尾，适当地留出几分钟时间，让学生对所学内容进行理解吸收，自主悟出判断电解质和非电解质的有效方法，运用概念和原理解决实际遇到的问题。

高中化学新教材打破了以往老教材中严密的知识结构体系和严谨的化学概念体系，把本来完整、系统的知识，分几个层次（按难度由浅到深），在不同的章节中出现。这符合学生对事物一般的认知规律，由易到难，但在实际的教学过程中也有不利之处：一是时间一长学过的知识容易遗忘；二是不利于学生对知识完整、系统地把握和认识。所以如何将新旧知识进行重组，作比较、找异同，进而总结、归纳，形成完整的知识网络体系；或是将知识联系生活实际，学以致用，真正地服务于生活等等，这些应该由学生自己通过感悟而获得的，只有这样，知识才能内化为学生自己的财富，化学核心素养才能得到提升。

二、化学“感悟式教学”的基本策略

感悟式教学的关键是在教师有效帮助即引导下，学生对课本内容“感受”、“自悟”以及由此而产生高层次的“悟得”。在这个过程中，教师的引导就格外重要，在引发学生自我“感悟”时，我主要运用了以下几个策略：

1.情景再现

通过图片、录像等多媒体手段把情景直观、形象地展示给学生，提供“悟”的舞台。比如在讲《酸雨》这个课题时，通过预习，在学生的脑海中会将文字叙述的内容转化为情景，是想象思维的过程；再布置学生分组协作，以《酸雨的形成、危害与防护》为题，上网查找相关内容，做成PPT。上课交流过程中，在图片、视频影像等视觉的强烈冲击下，学生深刻感受到酸雨对地球的破坏，从而感悟要“从我做起，从身边的小事做起，为酸雨的防治尽自己的绵薄之力”，并影响号召身边的家人朋友共同为此努力。这样学生不但对相关知识点更容易掌握，作为一名公民的社会责任感更是油然而生，深刻领悟到保护环境、人人有责！

2.亲身体验

化W教学中，学生亲身实验就是最有效的体验方法。新教材突出以学生为本、与社会实践相结合的重视发展的教育理念，其中半数以上的实验要求学生亲手完成。很多实验是以科学探究的方式呈现的，这对培养学生的证据推理和实验探究能力提供了平台。新教材在学习结果的描述上并没有全部给出结论，而是让师生一起通过观察、实验、思考，得出答案，让学生把注意力放在应用知识解释生活和实验中的现象上，独立地学习、实验、探究。实验中，学生主要通过实验操作、现象记录，收集证据进行推理等过程，在动手做、仔细看、动脑想等多种心理活动的交融、撞击中，激活已有经验，并产生新的经验；最后，又使经验内化为自我的感悟，并将感悟到的东西转化为个性化的知识经验。

3.鉴别比较

有比较才有鉴别，有比较才有新发现，比较也是引导学生感悟的有效手段。比如在进行化学键的概念教学时，在详细讲解离子键的知识点后，就进入到共价键的学习阶段。有了离子键的学习作为基础，在学习共价键时，可要求学生在预习课本知识的基础上，对离子键、共价键进行比较，从成键微粒、成键本质、成键元素等多个角度进行深入地分析，并在此基础上归纳，形成对离子键、共价键基本的认识。以上教学，从宏观辨析和微观探析两个层面，通过比较的方式，对离子键和共价键进行了剖析，这也为更好地理解共价化合物和离子化合物电子式书写的不同提供了铺垫。

4.类比迁移

化学知识点既多又分散，且大量的知识需要识记，但它们并不都是孤立存在的。因此在学习过程中，可运用类比的思维方法，将相似、相关的知识点的学习方法迁移到新知识点的学习上来，寻找相似性、共通性，这不仅有利于新知识的理解，更会在相似类比中有所发现、有所感悟，从而构建完整的知识体系。比如在金属、非金属元素及其化合物的性质学习时，由于还没接触到元素周期表、元素周期律知识，缺乏这一内容的指导，学习难度加大。此时类比迁移就是一个很好的策略，可以达到事半功倍的效果。例如溴、碘性质的探究中，可由氯气的性质进行迁移，并从微观角度剖析：原子最外层电子数均为7，可在宏观上体现氯、溴、碘单质的相似性；原子电子层数依次递增，可在宏观上体现氯、溴、碘单质的递变性。再通过氯气及其化合物性质实验的探究，让学生进一步感悟到结构决定性质，性质反映结构这一重要原则。

综上所述，在高中化学学科教学中合理运用相关策略，实施“读――疑――思――悟”感悟式教学流程，能够有效促进形成及发展学生的化学核心素养，对学生逐步形成适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格与关键能力是很有帮助的。

【参考文献】

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摘 要：以《利用化学方程式的简单计算》为例，从师生教学困惑、归因分析、策略探讨等几个方面阐述核心素养视阈下化学用语的教学改进，提出“化学方程式”单元的认识模型和本单元认识素养形成的路径。

关键词：核心素养；定量计算；教学策略；单元结构化设计

北京师范大学林崇德教授指出：“核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。它是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面要求的综合体，是个体能够适应未来社会、促进终身学习、实现全面发展的基本保障。”中学化学核心素养是：中学生一切已学过的东西都忘记后所剩下来的，以基础化学知识和基本实验技能为载体的化学基本观念和思维方法，及由此形成的可持续发展能力和相关品格，即中学化学核心素养。

结合本课学习内容，可以从以下方面测评学生是否具备了核心素养：能从定性到定量、从宏观到微观的角度认识化学反应；认识定量研究对科研生产生活实践的价值；根据物质的质量关系，利用化学方程式进行简单计算。

一、问题提出

《利用化学方程式的简单计算》是人教版化学九年级（上册）第五单元的课题3，从课题内容上看，无非是根据化学方程式找出已知和未知，然后列比例计算，似乎没什么难度。可是在近几年的中考化学中，根据化学方程式计算题目的得分率较低，这个结果远远超出老师的预期。

二、调查结果

1.教师教授本课的困惑

授课时教师根据化学方程式定量方面的意义，引出根据化学方程式的计算，列出数学比例式，本以为很简单的一项技能训练，可学生解题时仍然错误百出，教学效果难以达到预期。

2.学生学习本课的困惑

3.原因分析

本课题在课标中所属的一级主题是“物质的化学变化”，二级主题是“质量守恒定律”，与本课题相关的主要要求有：“能说明化学反应中的质量关系，能根据化学方程式进行简单计算，认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。”可见，课标试图通过该课题的学习，发展学生以下认识：化学变化的认识从定性上升到定量，化学方程式的计算，利用物质在“量”的方面存在的必然联系，实现对化学变化的定量研究；体会到化学方程式的计算不仅丰富了化学反应的内涵，还初步形成“物质的变化观”和“化学的价值观”等基本学科观念。

囿于教对课标、教材内容内涵及学习价值挖掘深度所限，教师对本课题形成了片面的学科理解，片面地把本课定位为初中化学一项重要的计算技能，教学目标确定为重点关注如何让学生尽快熟练掌握这项技能。

《义务教育化学课程标准》强调：“为学生创设体现化学、技术、社会、环境相互关系的学习情境，使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献。知识、技能作为核心素养形成的载体，必须通过活动体验、情境创设，建立知识结论和发现过程的联系，建立知识结论和学习者的联系，在活动中帮助学生建立化学的价值观，从而使初步认识定量研究化学反应对于科学研究和生产实践的作用的教学目标落到实处。”

4.教学策略探讨

（1）构建“化学方程式”主题的认知模型，进行单元整体结构化设计

王云生老师指出：“长期以来，中学化学教学习惯于依照章节顺序设计教学，注重分析教学内容的知识点、重点和难点，忽视知识间内在联系，学生获得的是没有加以结构化的、碎片化的知识，章节复习基于以应试为目的的知识整合，很难帮助学生理解主题中各知识点间的内在联系和逻辑关系，难以形成结构化的知识体系，学科教学形成了以知识点、重点、考点为中心的‘三点一测’的教学模式，教师工作、学生学习负担重，虽对提高应试成绩有一定效果，但难以全面落实学科素养的培养任务。”

针对“化学方程式”的教学价值以及师生教与学中存在的困惑，构建“化学方程式”主题的认识模型，力图促进学生定量认识的发展。

基于以上的认识模型，第五单元《化学方程式》学生核心概念（化学方程式）认识素养的形成途径如图3所示。

（2）本课教学设计主要活动流程如表

总之，教师应充分挖掘化学方程式计算中蕴含的学科观念和思想，形成对本课题的学科理解，在帮助学生感悟的基础上对“物质的变化观”和“化学的价值观”进行渗透和理解，帮助学生体会定量计算的学习价值，促进学生化学核心素养的落实。

参考文献：

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[关键词]高中化学；核心素养；教学认知；教学设计

致力于学生核心素养的提升，已成为世界各国教育领域的共同主题。课堂是课程改革的主阵地，基于核心素养优化教师的教学认知，促使教师转变观念，促进教师专业发展，从而改进教师的教学行为，这是我们所面临的重要且艰巨的任务。没有教师对核心素养的深入理解并在课堂教学中落实，教育改革只能是空谈。

一、基于学科核心素养优化高中化学教师教学认知的必要性

新课程改革已经进行了十余年，但在实施的过程中还存在一些不容忽视的问题和矛盾。当前高中化学教学中存在较为严重的问题是教师受应试教育和传统教学经验的影响，主要围绕着“知识与技能”的一维目标进行教学。[1]教师的育人意识淡薄，育人能力缺失。[2]以教科书为中心，只想准确地把尽可能多的知识传授给学生，帮助学生构建知识体系。学生在学习过程中，只是“旁观者”，学生的热情、主动性、怀疑能力在学习中不断泯灭。化学学科核心素养的提出，对中学化学教师最大的挑战就是——从“教书”转向“育人”，也就是说不能再单纯地从化学学科的角度来理解化学教学，而必须从人的素养提升的角度来理解。2012年2月，教育部颁发《教师专业标准（试行）》，要求学校教育教学活动必须做到全程育人、全员育人。这些都要求化学教师在观念上、思维方式上和教学行为上都要发生重大改变。作为高中化学教师要承担起培养学生核心素养的使命，必须将对发展学生核心素养的诉求，转化为教师的教学理解并付诸实践。在这种新形势下，优化提升高中化学教师的教学认知尤为重要。

二、优化高中化学教师教学认知的流程——以“苯”的教学为例[3]

教学认知的建构和发展必须根植于教学实践。因此，基于一定的主题开展教学活动研究，是培育和发展高中化学教师教学认知的有效途径。本研究在借鉴国内外学者对PCK（学科教学知识）、PCKg（学科教学认知）构成要素研究[4]的基础上，把对教师教学认知提升的重心放在发展学生核心素养的关键要素上，提出了优化高中化学教师教学认知的流程（如图1）。“发展学生的化学核心素养”是进行化学教学的统领性观念，它是确定教学内容、教学目标、教学策略的基础。首先，教师应该对核心素养、化学学科核心素养体系有深入的理解。其次，以发展学生核心素养为主旨，分析教学知识，包括化学教学内容、学生知识等。然后，选择教学内容，准确制定教学目标。最后，根据教学目标精心设计学习任务。课堂情境设计和学生学习活动设计是学习任务设计的关键。通过学生在化学学习中与教学情境持续互动，实现对学生核心素养的培养。

（一）充分理解化学学科核心素养体系

核心素养是21世纪个人终生发展和适应社会变迁所需的必备品格和关键能力。核心素养是对三维目标的传承、整合、提升和发展。[5]学科核心素养是核心素养在特定学科的学科化、具体化、情境化，它关心的是一门学科究竟对一个人的关键能力和必备品格的形成有什么样的贡献，而不只是本门学科的具体知识内容。不同的学科的核心素养有着不同的内容要求，但他们互相联系渗透，共同支撑核心素养的发展。高中化学核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分，是高中化学教育活动的总目标。发展学生的核心素养，并不是全盘否定知识技能的学习，而是清晰地认识到高中化学对于学生成长独有的意义和独特的价值。化学学科学习的目的，不仅是化学基础知识、基本技能的习得，更重要的是化学基本观念、思想方法、思维能力、价值观和科学伦理观念的形成。[6]

（二）全面分析化学学科教学知识

化学教学知识包括化学教学内容和学生知识等。准确把握高中化学学科教学知识，是顺利完成教学，实现发展学生核心素养的基本保证。1.挖掘整合教学内容教学内容是教师教学认知的基础。化学教师要认真学习新修订的课程标准，融合课程理念，把握化学学科知识体系，树立正确的课程观、教学观。（1）追溯化学知识的产生过程在化学知识的形成阶段，充满了化学家的智慧和科学精神，蕴藏着丰富的认识论和方法论，饱含着宝贵的经验和教训。如“苯”的教学中向学生呈现苯的发现过程、凯库勒苯环结构假说提出的过程，就是科学探索过程的再现。教师追溯化学知识的产生过程，让学生领略创造者的思考，感受想象力和创造力在科学研究中的重要意义；让学生逐步领悟自然科学的探究方法，体验科学理论从“猜测、提出假说——证实或证伪——修正发展”的过程。在这个过程中学生不但学习研究物质的方法，对于培养科学精神品质也具有重要的作用。（2）提炼化学基本观念和思想方法学科基本观念是对学科知识更高层次的抽象和概括，在学生学习具体性知识时起统摄作用。教师在对具体化学知识的分析过程中，要注意提炼知识背后隐藏的化学学科的基本观念、思想方法。如“苯”的教学中抓住苯环的微观结构和宏观化学性质之间的关系，体现有机化学的学习方法，也凸显利用物质的结构推断物质的性质，利用物质的性质推断物质的结构的化学思想观念。运用恰当的方法可以让学生通过学习活动感悟最本质的、最精髓的学科思想。（3）发展化学学科思维能力思维能力在一切能力和核心素养中居统摄地位。在化学教学中应以化学知识为载体，帮助学生学会思考，进行思维训练。如让学生对苯分子的结构进行推测，继而根据分子结构推测苯的化学性质。学生不断进行证实或证伪，感受形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径。在分析解决问题的过程中，通过“证据推理”“模型认知”“实验探究”等方法发展学生的思维能力。[7]（4）揭示化学知识的价值培养学生化学学科价值观，是学生终身学习发展的需要，也是化学学科的价值体现。要联系生产生活实际、贴近社会，充分揭示化学知识的价值。如在“苯”的教学中联系苯在生产、生活中的应用以及苯的危害等，使学生感受化学知识学习的重要性，激发学生学习化学的兴趣，促进学生知识的迁移，培养学生的社会责任感、环保意识和绿色化学观念等。2.深入了解学生知识教师在发展学生核心素养中扮演转化者的重要角色，充分了解学生的情况是实现高效率的转化的前提。如“苯”的教学，教师应该了解所面对的高一学生已经具备了一定的实验操作能力和逻辑推理能力。在学习苯的知识之前，学生已经初步掌握了碳碳单键、碳碳双键的结构特征和一些特征反应，“苯”的教学要以此为基础。但此时学生有机知识储备并不多，教学中应注意不能随意补充知识（如苯的磺化反应等），更不能将知识面拓展到苯的同系物等。教师应该观察和深度研究学生，包括知识能力基础、学习心理、认知方式、错误概念、学习困难以及学习效果等。[8]

（三）准确制定化学教学目标

教学目标是实现核心素养培养的重要保障。深入理解核心素养和化学核心素养的本意，根据化学教学内容与特点和学生在某一阶段核心素养的主要内容与表现形式，准确判断教学内容在发展学生化学核心素养中所起的作用，制定具体的教学目标。如“苯”的学习目标如下：了解苯的主要物理性质，掌握苯能燃烧、易取代、难加成的化学性质，培养科学探究和化学实验能力，强化对“结构—性质”关系的认识；参与苯分子结构的探究过程，了解化学科学研究的一般过程和方法，培养科学品质和逻辑推理能力；了解苯的用途、苯的毒性，培养社会责任感和绿色化学观念。该学习目标涉及“宏观辨识”“微观探析”“证据推理”“科学探究”“创新意识”“科学精神”“社会责任”等化学核心素养的培养目标。

（四）精心设计学习任务

精心设计学习任务，是发展学生核心素养的关键。化学教师的主要任务是选择或创设各种情境，为学生提供一个发展探索、交流合作的平台，开展体验式、探究式、建构式的学习，形成思维观念和探究技能，感受化学学习的价值和魅力，发展化学核心素养。在“苯”的学习中，设计的学习任务，如表1。总之，利用某一教学主题对化学教师进行教学认知培育，让教师掌握基于核心素养的教学方式，不但能促进该主题教学的有效性，而且能充分提升教师的教学认知，提高其专业水平。化学教师对教学内容理解越深刻、对学生了解越深入，教学目标把握越准确，设计的学习任务越有针对性，越能发展学生的化学素养。

三、优化高中化学教师教学认知的关键

根据发展学生核心素养对高中化学教师提出的新要求以及现实高中化学教育教学中存在的问题，提升教师的教学认知须注意以下几点：

（一）必须超越化学学科知识理解化学教育的本质

教育教学活动必须从知识本位、学科本位向学生核心素养本位转型。化学教师无论是在教学内容设计还是教学方法设计方面都应该针对化学核心素养的培养目标，从而真正实现为素养而教，让学生获取化学知识，形成化学基本观念，提升化学思维能力。

（二）善于挖掘课程文本中的育人潜能

教材中呈现的只是静态的知识的结果。教师除了要能够从整体上感受和理解知识内容，分析知识的深广度，还要挖掘知识的内涵价值，蕴藏的化学基本观念、思想方法，所经历的思维过程的价值，以及对培养学生的科学精神、情感态度的价值等，从促进学生认知发展的层面来构建教学。

（三）重视学生知识，关注学习活动组织

一定要改变学生无条件接受知识的现状，从关注教师教学任务的完成度转向关注学生学习的达成度。关注学生的化学学科思维能力、品格品性的实际变化。学生是在基本的化学活动中获得经验的，让学生体验知识产生、知识生长、知识应用，提升学生主动学习和合作学习的意识与能力。

（四）突出情境创设的有效性

教师要揭示化学知识的现实背景，强调知识的应用，把知识融入情境之中，促进学生对知识的掌握和理解。情境设计要紧扣化学教学内容，指向要明确具体，避免徒有形式而无实质内容；要符合学生的认知基础和心理发展规律；要有一定的思维负荷，引发学生的高阶思维活动；要新颖多样，有效激发学生兴趣，突破化学知识的重难点。化学教师还需在具体教学实施中观察示范、支持鼓励、启发引导，进行互动和情感交流，增强学生对学习的兴趣，培养学生的品格和科学精神。在“核心素养”背景下：对学生，我们提出发展核心素养；对教师，我们进行基于核心素养的教学认知培育优化，鼓励他们探索发展学生核心素养的教学方法，推动核心素养的落实。将核心素养从一套理论框架落实到具体的教育中，进而真正实现育人功能是高中化学教师面临的重大问题。我们应该借助这一改革的契机，深化对高中化学教育的理解，发挥化学学科的育人功能。

参考文献：

[1]喻平.发展学生学科核心素养的教学目标与策略[J].课程•教材•教法，2017（1）：48-53.

[2]赵学昌.把核心素养内化于课堂[J].教育理论与实践，2016（32）：51-53.

[3]朱鹏飞，徐惠．“苯”的教学设计[J].化学教学，2014（1）：40-43.

[4]梁永平.论化学教师的PCK结构及其建构[J].课程•教材•教法，2012（6）：113-119.

[5]吴星.从三维目标走向核心素养[J].化学教学，2017（2）：6-8.

[6]王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定[J].福建基础教育研究，2016（2）：7-9.

[7]徐宾.化学学科核心素养的培养策略[J].中小学教师培训，2017（1）：61-63.

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关键词：化工素材；化学学科核心素养；育人资源；教学案例

文章编号：1005C6629（2017）6C0029C06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

中学化学教材中包含着很多化工素材，一方面体现了化学科学来源、发展于社会实践的鲜明特点；另一方面，也彰显了化学教学要联系社会实际、丰富生活阅历、完善学习方式的课程理念。在上科版的化学教材中，化工素材的内容主要以三种形式出现：第一，以简约的文字、生动的图片出现在正式文本中；第二，以“拓展视野”、“化学史话”、“资料库”的板块出现在辅助资料中；第三，以“思考与讨论”、“探究与实践”、“复习与思考”的板块出现在课堂活动的要求或课后作业的设计中。

对于化工素材的处理，教师一般的做法是：其一，作为导课的材料。例如，“自来水生产中使用氯气进行消毒杀菌”（文字），常用作“氯气的性质”一课的开场白。其二，作为问题的情景。例如，“如何从海水中提取溴和碘呢？”（文字结合图片），这样的引言就是针对“从海水中提取溴和碘”一课创设的问题情景。其三，作为自主学习的素材。例如，“拓展视野――电池的发明”（教材板块），即为“原电池”一课中为学生自主学习提供的材料。其四，作为授课的内容载体。例如，“工业制硫酸”（整节教材），整堂课以工业制硫酸的素材作为教学内容的背景和载体。以上做法，应该说对促成日常教学任务、教学目标的达成起到了重要作用，也是众多教师的教学常态。但是，在当前关注学科核心素养培养的教育形势下，其发挥的能量和教育的成效显然存在不足。如何进一步挖掘、提升化工素材的育人价值，为落实“化学学科核心素养”的育人工作助一臂之力？这就是本文要探讨的话题。下面，笔者谈一些粗浅的看法和做法。

1 对“化学学科核心素养”的理解及其在化工素材中的蕴含分析

目前，关于“化学学科核心素养”的研究正成为热点。吴俊明教授认为，化学学科的核心素养包括若干基本观念、相应的思维和实践能力以及态度与责任心，其中既包括具有化学专属性的内容，也包括跟化学有联系的、必备的一般科学素养、人文素养、社会素养和公民素养等内容[1]。吴星教授认为，高中化学核心素养应该包括化学学科观念、化学学科思维、科学探究实践和化学学科价值追求[2]。刘前树老师提出，化W核心素养包括4个维度：①化学基本观念；②化学过程；③化学在生活中的应用；④对化学的态度[3]。2016年，普通高中化学课程标准（征求意见稿，下称“征求意见稿”）指出：化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”等5个维度[4]。笔者认为，上述观点有异曲同工之处，反映到课程实施、课堂实践上有相互融合和补充的优势。它们的共同点是，一方面体现化学学科独特的育人价值；另一方面反映化学学科中必须养育的作为一个人发展必备的品格和关键的能力。本文中的“化学学科核心素养”，笔者主要采用征求意见稿中的观点表述，同时吸纳其他专家的成果精粹。

那么，高中化学教材中的化工素材有什么特点，它们又蕴含着哪些“化学学科核心素养”的培养机会呢？

其一，化工素材作为教学内容的授课载体，贯穿整个知识点或课堂教学的始终，其蕴含较多核心素养的培养机会。载体型化工素材是一个支持某个探究点或整堂课教学活动的、数量较多且相互关联的素材群。以上科版教材第2章第1节“海水晒盐”一课为例，教材以“海水取盐”为背景和载体展开，其中分布了7个化工素材点（参见“表1编号1”）。素材1：“海水取盐的历史、盐田法”的文本；素材2：图2.1《天工开物》中制盐海图；素材3：图2.2现代盐田的技术设备和生产情景；素材4：表2.1海水浓缩过程中析出盐的种类和质量数据表；素材5：[学生实验]粗盐的提纯；素材6：[资料库]海水中主要元素的含量；素材7：[拓展视野]从海水中提取微量元素。

首先，素材之间有密切联系，共同为达成教学目标服务。素材1、2、3是为“理解海水提取食盐的方法”的“知识与技能”目标服务；素材4是为“感受制盐生产中利用控制卤水密度范围来控制产品质量”的“过程与方法”目标服务；素材5服务于“理解粗盐提纯的一般方法”的“知识与技能”目标；素材6、7，一方面服务于“知道海洋是人类可利用的最大资源库”的“知识与技能”目标，另一方面服务于“领略海洋资源的丰富和开发海洋资源的伟大意义”的“情感态度与价值观”目标。7个素材共同成为本堂课授课内容的载体，贯穿课堂教学的全过程。

其次，素材之中富含针对“化学学科核心素养”的培育机会。素材1、2是一种实证古人取盐的资料，素材4呈现了现代制盐的技术和环节，它们共同为“证据推理与模型认知”的核心素养提供培养机会；同时，利用这些素材并结合“溶解平衡”知识，可以进行“平衡思想”核心素养的培养；素材1、2和3的组合，又是反映人类开展科学研究、促进文明发展的对比材料，为培养“科学精神与社会责任”的核心素养提供了载体；素材4、5是反映数据分析和实验研究的教学资源，为培养“科学探究与创新意识”埋下了伏笔；另外，素材6、7是一组化学科学的信息资料，可以为培养化学学科的关键能力（化学信息能力）[5]创造条件。

其二，化工素材作为教学内容的佐证材料，提供即时联系和实践论证的需要，其蕴含较少核心素养的培养机会。高中化学的有些内容与化工生产有一定距离，而且教材中设计的化工素材也不多。这些孤立或关联性化不强的化工素材，在课堂教学中无法对整个探究点或整堂课的探究活动提供支持，而只能作为其部分内容或活动的佐证材料。它们蕴含的针对核心素养培养的机会也相对较少，维度也相对单一。例如，第3章“离子键”一课中的化工素材（图3.4食盐的实物照片和结构模型），为“宏观辨识与微观探析”核心素养的培养创造了机会；第4章“热化学方程式”一课中的化工素材（[资料库]比较常见的燃料的热值），用数据表明液化气是一种高热值的民用燃料，为“证据推理”核心素养的培养提供了载体。再如第2章“盐酸”一课中的化工素材（图2.6氯化氢合成塔及工作示意图；参见“表1编号3”），其实物图片及工作示意图为培养“证据推理与模型认知”的核心素养提供了资源；同时，氯气在内管、氢气在外管燃烧的示意图（保证氯气燃烧完全保护环境）为“科学精神与社会责任”核心素养的培养做好了铺垫。

2 基于“化学学科核心素养”培养的化工素材育人资源的挖掘

笔者以上科版化学教材高一年级“第2章开发海水中的卤素资源”为例[6]，尝试研发基于“化W学科核心素养”培养的化工素材育人资源，为化学课堂的实践探索作好准备。为了研究方便，笔者将“化学学科核心素养”的内容进行了编号，形成了序列：A-宏观辨识与微观探析；B-变化观念与平衡思想；C-证据推理与模型认知；D-科学探究与创新意识；E-科学精神与社会责任；F-关键能力（化学信息能力、化学学习能力、化学实践能力）[7]；G-公民素养[8]；H-社会素养[9]；I-人文素[10]。在此基础上开展“三项”工作，形成如下成果（见“表1”）：

第一，梳理化工素材。详细阅读教材，将教材中所有涉及化学工业的资料（包括化工产品、化工知识、背景材料、技术前沿、模拟实验等），进行全面梳理。用简要的文字、课本原有的图表编号、栏目名称进行呈现，用表格形式进行汇总（参见表1）。

第二，完善化工素材。观照教学内容和教学目标，教材上既有的化工素材有时不能实现（或不能达到最佳）教育效果，此时可以增补、完善化工素材，或标注修正或使用的说明。例如，在“氯碱工业”一课中，书上只提供了实验室电解饱和食盐水的装置示意图（图2.5），为了合理地解释电解过程中的安全问题和效率问题，可以增补“隔膜电解槽”、“离子膜电解槽”的实物照片及工作示意图（参见“表1编号2”）。

第三，定位素材类型。化工素材分为“授课载体型”和“佐证材料型”两类。前者，是由数量较多的化工素材组成的素材群，形式多样，一般有照片、图表、文字等；同时，呈现于不同的教材栏目。例如“化学史话”、“资料库”、“拓展视野”、“思考与讨论”、“探究与实践”等。素材之间相互补充、关系密切，为达成同一个教学目标服务。后者，是由数量较少、相对独立的化工素材组成的素材点。由于数量少，其形式、栏目也相对单一。确定素材类型的原则是，以教学目标、教学内容和化工素材的匹配程度（数量）、互动时间（深度）、实施效果等因素进行综合判断。一般素材数量多、匹配程度好，互动时间长、深度大，则定位成“授课载体型”；相反，则定位成“佐证材料型”（参见“表1-素材类型”）。

第四，确定培育目标。这里的培育目标是指化学学科核心素养。由于一个化工素材可以针对多个培育目标，多个化工素材也可以针对同一个培育目标。因此，做好这项工作有一定难度，也是工作的关键。我们的做法是：以某个核心素养为基准，选择相应匹配的化工素材，然后反向进行目标匹配性评估及针对性修正，以此类推。以第二章“氯碱工业”一课为例（参见“表1编号2”），第一步以核心素养“宏观辨识与微观探析”为基准选择素材：素材3，电解饱和食盐水的化学方程式（宏观辨识）；增补“电极反应及顺序判断”（修正后针对“微观探析”）。第二步，以核心素养“变化观念与平衡思想”为基准选择素材：素材3，电解饱和食盐水的化学方程式，强调“电解是反应发生的必要条件；电能转化成化学能”（修正后针对“变化观念与平衡思想”）。第三步，以核心素养“证据推理与模型认知”为基准选择素材：素材4，[课堂实验]电解饱和食盐水；素材5，图2.5电解饱和食盐水的工作示意图。第四步，以核心素养“科学探究与创新意识”为基准选择素材：素材4，[课堂实验]电解饱和食盐水；素材6，增补“隔膜电解槽、离子膜电解槽实物图及工作示意图”（修正后针对“创新意识”）。第五步，以核心素养“科学精神与社会责任”为基准选择素材：素材1，p25氯碱工业的产品介绍；素材2，图2.4上海氯碱总厂离子膜电解车间；素材7，[化学史话]近代著名实业家吴蕴初先生。

3 运用化工素材培养“化学学科核心素养”的教学案例研究

下面以第2章第2节中“漂白粉和水的消毒”一课中的“载体型”化工素材育人资源为例（参见“表1编号5”），对照“化学学科核心素养”的培养目标，总结我们在教学设计和课堂实践上的具体做法（“佐证型”化工素材育人资源的实施可参照于此）。

3.1 明确化工素材的辅助主体――教学目标、教学内容

本课的“知识与技能”目标是：理解氯水的概念，理解氯水漂白和杀菌原理，理解氯水的不稳定性，理解氯气跟碱的反应，知道漂粉精的制法和消毒原理；“过程与方法”目标是：在氯水化学性质的讨论中，认识物质的组成及微粒的性质是影响物质化学性质的决定因素；“情感态度与价值观”目标是：通过制漂粉精的工业生产的学习，感悟化工生产对人类生活作出的贡献，以及化工生产中对成本、效益等诸多问题进行系统思考、综合解决的意义。教材中正式的文本内容是：氯气的用途氯气贮存、运输的不方便次氯酸盐的特点工业上制造漂粉精的原理漂粉精发挥效能的原理。化工素材的设计、运用必须建立在辅助教学目标、教学内容的基础之上，课的教学目标、教学内容是选择、运用化工素材的重要依据。

3.2 用好教材主体的培养资源――系统设计、合理布局

教材中的教学资源，除了化工素材，还有承载教学目标、教学内容的主体资源，例如核心概念、元素化合物知识、基本原理等专业知识；还有针对非化工素材的教学素材，例如科学家探究科学的史实材料；等等。特别是承载着化学学科专业知识的主体资源，在培养“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”等核心素养上起着关键作用。笔者的做法是：系统设计、合理布局，即：根据先前的研究成果――化学课堂“有效共识”[11]，以“目标、线索、结构、问题、环节、方法”为抓手，全面、系统地设计一堂课，形成以教材主体资源为主线，以包括化工素材在内的辅助资源为支持的课堂结构，合理布局教育资源的运用及其探究活动。下面是“漂白粉和水的消毒”一课的课堂结构[12]（化工素材的育人资源蕴含在问题设计及其探究环节之中）：

3.3 抓住化工素材的实施策略――融入设计、彰显落实

针对化工素材的教学设计，我们采取“融入设计”的工作对策，即：根据本课的教学目标、教学内容，将化工素材融入整课的教学设计，在设计课堂结构及探究活动中全面系统、有选择地布局化工素材，包括素材运用的契机、呈现的形式，素材使用的时间、需要配合的资源，针对核心素养的教师评论；等等，让化工素材最大程度地为实现课堂的教学目标服务。

针对化工素材的课堂实施，我们采取“彰显落实”的教学策略，即：根据“化学学科核心素养”的培养目标，使用最佳技术呈现素材，组织最佳活动使用素材，运用最精致语言诠释素材，从而彰显、强化核心素养的落实过程和结果。其中，诠释素材的针对性、有效性成为落实核心素养的最关键操作。

下面是“漂白粉和水的消毒”一课的教学设计、意图说明及其教育效果：

[H1]一、氯水

[投影/引言]（素材1）图2.15氯气的用途。氯气有许多用途，为人类作出了很大贡献。今天我们来讨论水的消毒以及漂粉精的制造。

[演示/讨论]展示一瓶氯水，将氯水滴到蓝色石蕊试纸上。讨论现象、原因。

[小结]

1.化学反应

现象：试纸先变红再变白。

原因：变红是因为盐酸具有酸性，变白是因为次氯酸具有漂白性。

[讲述]（素材2）次氯酸能使许多有机色质褪色，还能杀灭水中的细菌。

[意图与效果]素材1，以投影形式呈现，配合教师精简的导入语。一方面起到导课作用，另一方面让学生感受化学对社会的贡献，起到激发“社会责任”的效果。素材2，采用教师讲述形式，一是拓展前面的实验讲解（次氯酸功能），二是作为证据材料培养学生的“证据推理”意识。实践证明，这两个素材的选择和运用是比较成功的。

2.微粒种类

[讨论]新制氯水、久置氯水、液氯的区别？（久置氯水就是盐酸）

[意图与效果]虽然教学内容“2.微粒种类”、“3.化学性质”没有用到预设的化工素材，但教学设计中却清晰地蕴涵了“宏观辨识与微观探析”的培养契机。在联系了“1.化学反应”中的化学方程式之后，启发学生从微粒的角度判定物质变化的结果，起到了较好的教育效果。同时，这里也可以作为“变化观念与平衡思想”核心素养的培养机会。

[H2]二、工业上制造漂粉精

[讲述]（素材3）HClO不稳定；Cl2贮存、运输不方便。而次氯酸盐比次氯酸稳定得多，且能溶于水，在二氧化碳和水的作用下能生成次氯酸。

[提问/互动]（素材5）为何不用氢氧化钠？（氢氧化钠价格高，且容易潮解）

[意图与效果]素材3，采用教师讲述形式。从教学过程上来讲，它起着承上启下、教学衔接的作用；而从核心素养的培养角度上来说，它提供了一种“证据推理”的论证材料。素材4，采用化学符号的形式，并以教师板书的技术展开，它起着强化“变化观念”的教育效果。素材5，采用提问的形式呈现，并通过师生互动解决，旨在体现一种“社会素养”的培养，即：经济效益和产品质量是一个企业生存、发展的基础。

[讨论] 2.漂白原理

[指导阅读]（素材6、7）水的其他消毒方法、漂白粉消毒游泳池。

3.贮存措施

隔绝空气，密封保存。

（素材8）失效原因：漂粉精和二氧化碳、水反应，生成的次氯酸见光分解。

[意图与效果]素材4，采用化学符号的形式、并以教师板书的技术逐渐展开，是“变化观念”教育的载体。素材6，以资料库形式呈现；素材7，以图片形式呈现，两者均通过指导阅读的手段，让学生感受化W对人类生活的贡献，起到培养“社会责任”的教育目的；同时，素材6中“臭氧的消毒原理”可以培养学生的“微观探析”思想。素材8，以提问形式呈现，并以师生互动方式解决，旨在培养一种基本的“公民素养”，即：“漂粉精露置在空气会变质”是一种生活常识。以上素材，均收到了预期的教育效果。

[小结]对本堂课进行小结。

[作业]（素材9）自由组合成3～5人研究小组，自制褪色灵，二周时间内完成。

[意图与效果]素材9，源于[探究与实践]栏目的课堂实验，现改为实践性作业的形式，既尊重了课堂实际（课上没有时间完成）；又体现了学科中开展研究性学习的课程理念和目标。同时，从时空条件和小组合作的角度上来说，这样的学习方式更有利于培养学生的“科学探究与创新意识”。但要注意，需要加强过程管理，避免出现流于形式、应付结果的“假研究”。

总之，化工素材是化学学科重要的教育资源，它不仅可以支持教学内容的落实，促进教学目标的达成；而且可以在“化学学科核心素养”的培养实践上发挥积极作用。让我们共同努力，为进一步挖掘、提升化工素材的育人价值作出贡献！

参考文献：

[1][5][7][8][9][10]吴俊明.关于核心素养及化学学科核心素养的思考与疑问[J].化学教学，2016，（11）：3～8.

[2]吴星.高中化学核心素养的建构视角[J].化学教学，2017，（2）：3～7.

[3]刘前树.试论化学核心素养的结构[J].化学教育，2016，（21）：4～8.

[4]教育部基础教育课程教材专家工作委员会普通高中课程标准修订组.普通高中化学课程标准（征求意见稿），2016年9月.

[6]姚子鹏.高级中学化学课本高一年级第一学期（试用本）[M].上海：上海科技技术出版社，2007：21～54.

篇5

关键词：化学学科能力；核心素养；能力表现；认识发展性教学；

作者简介：王磊(1963—)，女，北京人，北京师范大学化学学院/未来教育高精尖创新中心教授，主要从事科学教育和化学教育研究。

《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中指出，“教育部将组织研究提出学生发展核心素养体系，明确学生应具备的必备品格和关键能力”，“根据核心素养体系，明确学生完成不同学段、不同年级、不同学科学习内容后应该达到的程度要求”。可见，建立学科内容与核心素养的关联，基于学科特定的认知或特定的活动将能力发展目标具体化，是深入推进基础教育课程改革必须面对和解决的问题。

为了明确化学学习对学生能力和素养发展的贡献，描述学生化学学科能力素养的发展路径，了解学生化学学科能力素养的发展现状，并在此基础上开展基于学科能力素养的评价和指向学科能力提升的教学改进研究与实践，课题组1开展了“中学生化学学科能力表现研究”。几年来，课题组围绕内涵实质、知识经验基础、活动表现等化学学科能力的基本问题进行理论研究，研制了化学学科能力表现指标体系，开发了测评工具，选取部分省市中学生样本进行了测试研究，并在实验学校开展了促进化学学科能力发展的教学改进研究与实践。本文概要介绍其中的部分成果。

一、化学学科能力构成及其表现的理论研究

(一)已有研究概述

国外有关科学领域学科能力及其表现的研究主要反映在科学教育研究期刊、科学教育课程文件和科学学业成就国际测试评价中，内容涉及科学思考、科学素养、科学学业成就的内涵、表现和进阶。科学教育研究期刊的代表性论文涉及以下科学能力：批判思考能力[1]、问题解决能力[2]、科学推理能力[3]、表征能力[4]、科学探究能力[5]、论证能力[6]、得出结论的能力[7]、控制变量的能力[8]等。

美国《国家科学教育标准》对学生在科学教育领域的能力要求包括理解科学知识，用科学推理做出决策、进行解释，以科学合理方式行动，具备科学信息和基于科学信息推理以架构、计划和实施探究等。[9]NRC提出科学能力主要包括知道、使用和解读对自然界的科学解释，产生和评价科学证据与解释，理解科学知识的本质和发展，高效地参与科学实践和科学论辩四个方面。[10]科学共同课程框架(草案)中指明了所有学生在高中毕业时应该学完的知识和实践。包括维度一，强调具体学科观念，将学科观念分成了物理科学、生命科学、地球和空间科学以及工程和技术科学四个领域。维度二，贯穿科学学科并带有应用性的交叉概念。维度三，描述科学和工程学实践。该标准将科学探究扩展到科学实践，科学实践用于发展科学理论，形成新的研究领域，以及问题解决和探究策略。既包括探究过程中的认知性的实践活动，也包括物理性的实践活动等。具体的科学实践能力包括：提出问题、构建模型、变换可检验的假设、收集、分析和处理数据、形成和评判争论、交流和理解科学和技术文本、应用科学知识等。[11]

国际重要学生学业成就测试对学科能力及表现的要求：(1)TIMSS(2015)的科学测试框架由认知水平和内容领域两个主要方面构成。内容领域包括：生命科学、化学、物理和地球科学。认知水平包括：知识知道、应用和推理。(2)PISA(2015)的科学测试强调在现实生活中创造性运用基本知识的能力，围绕科学素养的四个方面：科学知识、科学态度、科学能力和情境脉络。其中科学知识通常指用作理解主要事实、概念及解读理论的基本科学知识。包括自然界的知识及科技工艺的知识(即内容知识)；所有科学探究形式里的程序和使用策略的陈述性知识(即程序性知识)；以及如何在科学学科中进行辩证和确认的陈述性知识(即认识观知识)。其测评内容包含物理学系统(包含物理、化学两门学科)、生物学系统以及地球与太空科学系统。科学能力特指科学地解释现象、评价和设计科学探究、科学地阐述资料和证据。科学态度包括对科学的兴趣、对科学探究的评价以及对环境的觉知。(3)NAEP(2009)评价框架由4个部分组成：学科领域(地球、物质和生命科学)，知与行能力(概念理解、科学研究、实际推理)，科学本质(科学和技术发展史、体现科学和技术特征的思维习惯、探究方法和问题解决)，统一的概念(模型、系统、变化方式)。NAEP(2009)评价框架中的物质科学领域含有“物质”“能量”和“运动”三大主题。科学能力维度包括“识别科学原理”“运用科学原理”“运用科学探究”“运用技术设计”，此框架描绘了期待学生在这四类科学能力上的表现。还提出了4种认知(知识)类型：陈述性知识、程序性知识、图式知识和策略性知识。

国内学者关于化学学科能力及其表现的研究，主要是基于冯忠良先生的类化经验论的能力观[12]界定化学学科能力的内涵。例如，王磊认为化学科学能力是对化学科学活动起到直接的稳定的调节作用的个体心理特性。[13]王祖浩、杨玉琴认为化学学科能力是学生在学校化学学科的认知活动或化学问题解决活动中形成和发展起来的，并且在这类活动中所表现出来的比较稳固的心理特征，同时它本身就是成功地完成这类活动所必须的条件。[14]关于化学学科能力的构成主要包括接受、吸收、整合化学信息的能力，分析和解决化学问题的能力，化学实验与探究能力[15][16]；化学观察能力、化学实验能力、化学抽象思维能力、化学微观想象能力、化学自学能力、化学应用和创造能力[17]等。

综观已有的关于科学能力和化学学科能力的研究成果，国际上比较侧重对于一般科学能力的测评研究，缺少对化学学科能力构成和表现的研究；国内关于化学学科能力的研究比较多理论探讨，缺少实际测评研究；比较偏重某种能力的研究，缺少能力表现、内涵实质和知识经验的整合研究。

(二)基于学习理解、应用实践、迁移创新的化学学科能力及其要素

学科能力是指学生顺利进行相应学科的认识活动和问题解决活动所必需的、稳定的心理调节机制。学科能力表现是学生完成相应学科认识活动和问题解决活动的表现，实质为核心学科知识和经验在各类能力活动中的表现。

化学学科的认识活动和问题解决活动可以概括为：(1)知识和经验的输入———学习理解活动，学习理解活动的关键心理操作要素有：观察、记忆、提取信息；概括、关联、整合；说明、论证、推导等。(2)知识和经验的输出———应用实践活动，其中的关键心理操作要素有：分析、解释；推论、预测；设计、证明等。(3)知识和经验的高级输出———创新迁移活动，包括复杂推理(综合问题解决)；系统探究(问题假设、系统设计实施、建立模型)；创造性思维(批判性思考、评价、反思；想象、创意、发现远联系等)。

由此，提出化学学科的学习理解能力、应用实践能力和迁移创新能力的概念及其要素，如下：

化学的学习理解能力是指学生顺利进行知识和经验的输入和加工活动的能力。具体能力要素包括：辨识和记忆、概括和关联、说明和论证等学习理解活动。

化学的应用实践能力是指学生能够进行知识经验的简单输出活动，完成特定学科活动、以及应用学科核心知识经验分析和解决实际问题的能力。具体包括：分析和解释、预测与推论、选择并设计问题解决方案等应用实践活动等能力要素。

化学的迁移创新能力是指学生能否利用学科核心知识、活动经验等，解决陌生和高度不确定性问题以及发现新知识和新方法的能力。具体包括复杂推理、系统探究、创新思维(发散思维、想象、创意设计、批判思考、远联系发现)等能力要素。

(三)基于类化经验和认识方式的化学学科能力内涵实质

依据能力类化经验说，化学学科能力是指个体能够顺利地完成特定的化学学科认识活动和问题解决任务的稳定的心理调节机制，具体包括定向调节机制和执行调节机制，其中陈述性知识是定向调节机制的基础，程序性知识和策略性知识是执行调节机制的基础。所以，化学学科能力的内涵基础是结构化和类化的的核心知识以及核心活动经验。

本研究认为，知识成为学科能力还依赖于知识能否转化为学生自觉主动的认识方式。认识方式是个体对客观事物能动反映的方式，是学生在思考和处理问题时，所表现出来的倾向于使用某种思维模式或是从一定角度来认识或解决问题的信息处理对策或模式。认识方式包含认识角度、认识路径和认识方式类别等基本构成要素。化学学科有其特定的认识和研究领域，有其特有的认识活动和问题解决任务，需要独特的认识事物以及分析和解决问题的角度、思路和方法，即比较特定的认识方式和推理模式。具有不同认识方式的学生在分析和解决某一化学问题时，会具有不同的能力表现。化学学科认识方式是化学学科能力的内涵实质，是知识转化为或表现为化学学科能力的核心机制。

特定领域的认识角度和认识思路与学科知识密切相关并相互匹配，学科的核心知识具有重要的认识方式功能，提供核心的认识角度，形成重要的认识思路和推理路径。此乃学科能力类化经验论的要义之所在。

(四)化学学科能力内涵构成及其活动表现的系统模型

本研究从学习理解、应用实践和迁移创新三个层面建立化学学科能力活动表现框架，从核心学科知识、核心学科活动经验和化学认识方式三个维度揭示化学学科能力的内涵构成，从而构建起化学学科能力内涵构成及其活动表现的系统模型。

在上述模型中，学科核心知识和活动经验是学科能力发展的基础，学科认识方式是学科能力发展的内涵实质，学科能力活动类型是学科能力发展水平的外在表现。

其中，化学核心学科知识主题包括化学无机物、有机化合物、化学反应、化学与生活等。化学核心活动经验包括物质性质探究、反应规律探究、组成和结构探究、物质及能量的转化设计、物质分离、物质检验等。

化学学科认识方式包括认识角度、认识方式类别三个基本要素。每个认识域或认识对象都有其独特的认识角度，如，物质、反应和能量是化学学科的核心认识角度，而类别、化合价、周期表中的位置和价键结构等又是中学阶段有关物质的核心认识角度，方向、限度、速率和条件是有关化学反应的核心认识角度。能量类型、体系能量改变和能量转化途径是关于能量的核心认识角度。核心认识角度会有二级或三级具体认识角度，认识角度之间的关系形成认识思路，核心认识角度与认识思路稳定后会形成相应的认识方式类型。

化学学科能力活动表现包括学习理解(辨识记忆、概括关联、说明论证)、应用实践(分析解释、推论预测、简单设计)、迁移创新(复杂推理、系统探究、创新思维)3大类、9小类(3×3学科能力要素)。

随着年级的不同，化学核心知识和活动经验的丰富，学生的化学认识方式不断发展，其化学学科能力总体上应该呈现发展趋势，其中年级课程和教学是学生化学学科能力的重要发展变量。基于化学学科能力构成及其表现的系统模型，从学习理解能力、应用实践能力、迁移创新能力三个方面对中学生化学学科能力表现界定如下。

学习理解能力表现：通过无机物、有机化合物、化学反应、化学与生活等化学核心知识内容的学习，能记住典型物质的重要性质、核心反应规律、重要理论和典型原型，能辨识生活中的常见物质，能够辨识化学核心活动原型及程序经验；能基于数据、现象等实验事实概括物质性质和化学反应规律，能概括针对材料、健康和环境的认识框架；能建立物质变化与能量变化、物质性质、性质与转化、核心概念等的关联，能建立原型活动的目的和程序的关联；能运用相关理论模型和实验事实对物质性质、化学反应规律和理论及生活问题进行说明论证，能对化学核心活动原型程序的合理性进行说明论证，并且可以完整复述活动原型；形成并发展对物质、反应的核心认识角度，运用元素观、转化观、微粒观、平衡观、系统观等认识物质和化学反应的能力。

应用实践能力表现：在无机物、有机化合物、化学反应、化学与生活等特定领域的问题解决中，能运用核心知识，基于某一认识角度分析、解释实验室、生产、生活实际中的问题；能根据信息对未知物组成、结构和性质，反应中的物质变化和能量变化及相应的现象，反应规律等进行推论预测；能设计简单实验研究物质组成、结构、性质和转化，研究化学反应规律，实现化学反应中的能量变化，解决与生活相关的问题。在问题解决的过程中，内化认识角度、形成并完善认识思路，实现对无机物、有机物和化学反应的系统化认识。在化学核心活动的问题解决中，能应用活动程序经验分析近变式活动程序的合理性及其原理，分析概括近变式的活动程序经验，对近变式实施预测性质、获取证据、基于证据得出结论等活动程序之一，进而对近变式完整地实施活动程序。完整性体现于从确认目标到设计方案，从性质预测到证据收集，从识别变量到变量关系的探究。近变式主要是指与原型较为近似但具体对象相对陌生的化学核心活动任务。

迁移创新能力表现：在无机物、有机化合物、化学反应、化学与生活等特定领域的问题解决中，能运用核心知识、基于多个认识角度分析、解释实验室、生产、生活实际中的问题；能够进行远迁移、发现新知识，能够进行创意设计解决实验室、生产、生活中问题。在化学核心活动的问题解决中，能用活动程序经验综合分析远变式活动(复杂和陌生)程序的合理性及其原理，系统执行化学核心活动，创造性地应用活动程序经验来设计新颖方案或分析得出结论。

根据此模型，我们还可以制订具体知识经验主题的学科能力表现指标。

二、化学学科能力表现测评工具的研发

本研究依据化学学科能力及其表现模型构建测评指标体系，采用“问题情境—知识经验—学科认识方式—心智(能力)活动任务”组合测评的方式研发测评工具，进行化学学科能力表现评价。

(一)测评工具的研发过程

测评工具研发过程主要包括以下环节：综合核心知识、学科能力表现和认识方式规划命题双向细目表；依据双向细目表选择情景素材、命制试题；依据能力水平制订评分标准；从试题描述、知识、学科能力要素、认识方式、评分标准五个角度编码试题；依据6人测试口语报告评估修订测评工具；报送专家团队进行逐题项的匿名审议，依据外审反馈意见深入修订测评工具；进行300人预测试，利用单维Rasch模型和多维Rasch模型来检验测试工具的信度、试题与模型匹配度(MNSQ和怀特图)，再次修订测评工具；经过多方审校，确定最终版本的测试工具。

(二)测评工具的质量评估

分别用单维Rasch模型和多维Rasch模型来检验测试工具的信度。具体数据如表2所示。

通过表2数据可见，用单维Rasch模型检验测试工具的学生信度为0.82、试题信度为0.96，测试工具信度良好。利用ConQuest软件进行多维Rasch模型运算，所得学习理解、应用实践、迁移创新三个学科能力要素维度的均信度大于0.7，信度良好。

全部试题(内容和活动)的单维运行结果中，INFITMNSQ的最大值为1.36，最小值为0.8，除1个测试点外，其他测试点对应的试题INFITMNSQ值在0.7~1.3之间，表明试题与模型的匹配度较好。

三、化学学科能力表现评价研究的主要结果

本研究分别针对不同省市、不同年级的学生样本，在3月、9月两个不同的时间点进行了化学学科能力表现测评。限于篇幅，本文报告的评价研究结果是基于我国某市普通高中(9—12年级)学生第一学期课程结束后的学科能力表现测评数据。本次测试的样本分布情况见表3。

本研究采用BookMark法划定学科能力表现水平等级，基本程序如下：先综合考虑试题的学科能力要素指标、认识方式指标和用Rasch模型处理测试数据后得到的试题难度值三个因素，通过逻辑分析初步划定水平等级；再用spss17.0对各水平进行单因素方差分析，检验各水平间是否存在显著性差异；最后确定各水平所对应的试题难度值范围。

(一)高中生化学学科能力总体表现水平

运用单维Rasch模型对全部测试数据进行处理得到试题难度值，得到化学学科总体学科能力表现的Item-map，依据试题难度值及试题指标，以认识方式水平-问题情境陌生度和间接度-学科能力要素作为水平划分依据，将学生的学科能力表现划分为5个水平。全部样本在各水平的人次百分比分布如图2所示。

少数学生(5.7%)处于水平1，即仅能够对核心知识或核心活动进行辨识、记忆54.2%的学生处于水平2，即学生面对熟悉的问题情景，直接调用核心知识或核心活动原型对问题进行分析解释、推论预测，设计简单实验，或建立知识间的联系。

24.8%的学生处于水平3，即面对熟悉的问题情景，能够基于给定的认识角度和对核心概念的理解，经过系统分析解决简单问题。

14.5%的学生处于水平4，即在题目提示的情况下，能够将某一核心概念作为认识角度，并建立信息—知识—认识角度间的关联，分析、解决简单问题。

只有极个别的学生(0.8%)的学生处于水平5，即能够自主调用认识角度解决陌生情景下的问题。

总体看来，大部分学生能够记住、理解所学的化学知识，并应用知识解决问题，或基于具体问题解决经验解决问题。部分学生能够将所学知识转化为分析认识对象的角度，基于相应的认识角度分析问题情景中的认识对象，解决问题。但是，大部分学生不能主动建立信息—知识—认识角度间的关联，只有极个别的学生能在建立关联的基础上，对认识对象进行系统分析。

(二)各内容主题的能力表现

学生在无机物、有机化合物、化学反应、化学与生活四个学科核心知识以及学科核心活动经验五个方面的化学学科能力表现平均水平如表4所示，各主题中各水平的人次百分比如图3所示。

由表4可见，学生在无机物、有机物、化学与生活主题的化学学科能力方面表现平均水平处于水平2，在化学反应主题的化学学科能力方面表现平均水平处于水平1。

在无机物主题中，大部分学生处于水平1和水平2，少量学生处于水平3，处于水平4、5的学生人数极少。说明大部分学生能够对知识进行简单记忆，或根据题目提示的角度进行直接迁移应用；能够在陌生情景下迁移的学生人数不高，具有自主角度、自主角度系统认识、多角度系统认识的学生则更少。在教学中，应让学生更多经历在陌生情景中，基于某一认识角度分析问题的活动，适当减少熟悉情景下分析物质性质、知识的简单识记这些学生已经能够掌握的教学活动。

在有机主题中，大部分学生处于水平1和水平2，少量学生处于水平3、4，处于水平5的学生人数极少。说明大部分学生能够基于结构或反应单角度，从宏观或亚微观认识有机物性质；利用结构和反应的多个二级角度系统分析问题，对学生有一定挑战；只有极少数学生能够在陌生情景中，基于结构和反应的多个二级角度进行系统动态分析。在教学中，应注意加强学生培养学生自主利用结构和反应的多个二级角度，从微观系统动态的水平解决各类问题。

在反应主题中，大部分学生处于水平1，少量学生处于水平2、3，处于水平4、5的学生人数极少。说明大部分学生只能在熟悉情景中进行简单分析，而基于题目给出的认识角度或主动基于某一认识角度分析问题，均有一定难度，只有极少学生能够在陌生情景中进行多角度系统思考。在教学中，应让学生多经历需要基于某一认识角度，分析解决问题的教学活动，而避免只通过简单的知识关联，即可完成的任务。在生活主题中，大部分学生处于水平2，处于其他水平的人数均较少。说明大部分学生能够在暗示的角度下，以孤立—单一对应的化学视角与生活视角，分析熟悉素材。仅能在明显提示下分析问题和能够多角度系统分析陌生问题的学生均较少。在教学中应注意不必给学生过多提示，应让学生面对陌生素材，自主基于化学视角(结构角度、转化角度、能量角度)和生活视角的多对应关系分析实际问题。

在活动主题中，学生主要分布于水平4和水平3，少部分学生处于水平2，少数学生处于水平1和水平5。说明大部分的学生能够在给出信息提示(例如反应)的情况下，经过简单推理完成变式实验的设计和分析，或者能自主基于熟悉角度完整实施单变量体系的研究和系统分析多成分体系的方案。但是很少有学生能自主基于陌生角度提取单变量并执行活动或系统分析和执行双变量的方案。在教学中，应让注意外显活动经验，培养学生的变量意识，促进完整实施活动记忆自主提取陌生角度和识别变量的能力，注重基于变量的系统分析和执行，以及证据与结论、问题的匹配性。

(三)高中生在“学习理解—应用实践—迁移创新”各能力要素的表现水平

用多维Rasch模型对分别对测查数据进行学习理解、应用实践、迁移创新三维运算和辨识记忆(A1)、概括关联(A2)、说明论证(A3)、分析解释(B1)、推论预测(B2)、简单设计(B3)、复杂推理(C1)、系统探究(C2)、创新思维(C3)九维运算，分别得到三维、九维试题难度值和学生能力值。

分别依据全部样本在学习理解能力、应用实践能力、迁移创新能力表现的Item-map，以认识方式水平—能力要素作为水平划分依据，将学习理解、应用实践和迁移创新能力表现划分为三个水平。全部样本在学习理解、应用实践、迁移创新能力表现平均水平如表5所示，各水平的人次百分比如图4所示。

在学习理解能力方面，学生的平均水平处于水平2，且70.9%的学生处于水平2，即能够基于事实概括核心概念(知识)；能经过分析建立实验事实与核心概念(知识)间的关联或建立概念(知识)间的关联。

在应用实践能力方面，学生的平均水平处于水平2，但学生在水平1、水平2和水平3的分布比较均衡。约30%的学生能够基于对核心概念的记忆或问题解决经验解决情景熟悉的简单问题，约30%的学生能够在题目给定认识角度的前提下，基于对核心概念的理解解决情景熟悉的简单问题，约38%的学生能够在题目提示的前提下，将核心概念转化为认识角度，经过系统分析解决情景熟悉的问题；或者主动将核心概念转化为认识角度，分析解决问题。

在迁移创新能力方面，学生的平均水平处于水平1，且97.7%的学生达到水平1，即能够主动将核心概念转化为认识角度，或基于问题解决经验，解决陌生情景下的综合复杂问题。进一步分析发现，水平1对应的题目均为日常教学中的常规训练题目，而有些非常规训练题目，虽然没有复杂的问题情景、不需要经过系统分析，学生表现依然不够理想。学生解决迁移创新类任务主要依赖于习题训练中形成的问题解决经验。

由图5可见，学生在9项二级能力要素上的发展水平呈现阶梯型递减。在学习理解能力中，说明论证能力表现特别不理想，表明学生经历相关内容的学习后，能做到“知其然”，做不到“知其所以然”。在应用实践能力维度，推论预测和简单设计能力表现比分析解释能力表现差。复杂推理、系统探究、创新思维没有得到必要的发展。此结果也表明，基于学习理解、应用实践和迁移创新的3×3学科能力要素既是化学学科能力活动的主要类型，又可以表征学生学科能力的表现水平，还能够反映教学对学生学科能力发展的作用和影响。

从学生化学学科能力总体表现看，10年级和11年级样本的平均能力值基本相同，11年级略有下降，12年级样本的平均能力值明显提升。用SPSS17.0对各年级样本学科能力表现进行差异显著性检验，如表6所示。

结果表明12年级样本与11年级样本学科能力总体表现存在显著性差异，而11年级样本与10年级样本不存在显著性差异。说明高三复习教学对于提升学生化学学科能力具有积极的促进作用，而在新授课教学中如何提升学生的学科能力则值得关注，特别需要关注化学2(必修)和有机化学基础模块的教学改进。

从学生在化学学科能力各水平分布情况看，在总体趋势上，随着年级的增长，样本在低水平(水平1和水平2)的人次百分比分布呈下降趋势，而在中、高水平(水平3—水平5)的人次百分比分布呈增长趋势。说明随着年级的增长，学生的学科能力总体水平逐步提高。但是，在11年级，水平2和水平4的人次百分比分布呈现反常趋势，与10年级比较，水平2的人次百分比分布增加，而水平4的人次百分比分布减少，说明在11年级，更多的学生基于已有经验解决问题；而在题目提示情况下，将某一核心概念作为认识角度，建立信息—知识—认识角度间的关联，分析解决问题的学生较10年级有所减少。进一步对比分析10年级和11年级测试主题分布情况可知，与10年级相比，11年级增加有机化合物和化学反应主题的测查量，由此可以初步推测，学生在有机化合物主题和化学反应主题的学习中，将核心知识转化为认识方式，进而用于解决问题的学科能力发展情况不如无机物主题。

四、结论和建议

(一)高中生化学学科能力发展现状

从总体发展情况看，大部分学生能够记住、理解所学的化学知识，并应用知识解决问题，或基于问题解决经验解决问题。部分学生能够将所学知识转化为分析认识对象的角度，基于相应的认识角度分析问题情景中的认识对象，解决问题。但是，大部分学生不能主动建立信息—知识—认识角度间的关联，只有极个别的学生能在建立关联的基础上，对认识对象进行系统分析。

从各能力要素发展情况看，学生在学习理解、应用实践、迁移创新三个能力维度上表现出不同的发展特点。在学习理解能力方面，大部分学生能够基于事实概括核心概念，能够建立实验事实与核心概念间的关联或建立概念间的关联，而基于认识角度对事实或具体知识进行概括关联的能力、利用已有知识经验对新概念进行说明论证的能力有待提升。在应用实践能力方面，学生表现出比较明显的层次性。约30%的学生能够基于对核心概念的记忆或问题解决经验解决情景熟悉的简单问题，约30%的学生能够在题目给定认识角度的前提下，基于对核心概念的理解解决情景熟悉的简单问题，约38%的学生能够在题目提示的前提下，将核心概念转化为认识角度，经过系统分析解决情景熟悉的问题；或者主动将核心概念转化为认识角度，分析解决问题；只有极少部分学生能够达到高水平，即能够主动调用认识角度、经过系统分析解决问题。在迁移创新能力方面，学生发展情况不理想，解决迁移创新类任务主要依赖于习题训练中形成的问题解决经验。

从各主题看，大部分学生处于较低水平，即大部分学生能够对知识进行简单记忆，在熟悉情景中基于问题解决经验分析解决简单问题，或在根据题目提示角度的情况，能够基于某一角度经过系统分析解决问题；但是，能够在陌生情景下进行知识迁移、解决问题的学生人数不多，具有自主角度、自主角度系统认识、多角度系统认识的学生则更少。

从年级看，学生的化学学科能力随年级的增长而提升，但是，增长程度不同。其中，12年级较11年级的学生化学学科能力增长显著，而11年级较10年级学生的化学学科能力增长不存在显著性差异。

(二)基于认识发展性教学促进学生学科能力素养发展

研究结果表明，学生的化学学科能力存在个体差异、群体差异和年级差异。本研究认为，外在差异反映在能力活动表现上，问题任务的综合度、间接度和情境素材的陌生度是重要的外在影响因素。学科能力的内在差异在于学生的认识角度、认识思路和认识方式类型上的差异，而导致其内在差异的主要因素是否具备知识经验基础，以及知识经验是否转化为自觉主动的认识方式，课程内容的选取和安排对于前者的影响很大，而教师的教学活动则对于后者影响显著，学生年龄、智力发展水平、学生的学习动机和自我效能感等也是学科能力表现的个人影响因素。

本研究所建构的化学学科能力内涵构成与活动表现的系统模型有利于学科能力评价。一方面由于建构了学习理解、应用实践和迁移创新的3×3能力活动框架，有利于实现学科能力的可测量。另一方面该模型基于认识方式建立起学科能力表现与学科知识之间的内在实质性关系，从而有利于实现学科能力测量结果的可解释和可评价。

此外，本研究所建构的化学学科能力内涵构成与活动表现的系统模型有利于学科能力培养。该模型为培养和发展学科能力提供了多维调控变量。抓住学习理解、应用实践和迁移创新的学科能力活动变量，以及学科认识方式这个知识转化为能力的关键机制，就可以促使学科核心知识转化为学科能力和素养。化学学科能力的形成和发展与核心知识的学习、理解和应用密切相关。学生在经历观察记忆、概括关联、说明论证等学习理解活动形成知识的同时，体会核心知识的认识发展功能和价值，形成学科思想方法，即丰富认识角度、转变认识方式类型，形成认识思路；在经历应用实践和迁移创新不同水平的问题解决活动过程中，深化对知识的理解，内化认识角度，建立认识角度间的关联，发展进行系统分析、复杂推理的能力，形成问题解决思路。由此可见，在学生化学学科能力发展过程中，知识经验、认识方式、各学科能力要素同时作用，相辅相成、相互制约。

据上，我们提出：促进学生学科能力和素养发展的教学改进，关键在于要转变教学理念，将“以具体知识落实”为本的教学转化为以“促进学生认识发展”为本的教学。所谓认识发展性教学，特指不仅要促进学生理解和获得知识，还要转变原有的偏差认识、建构学科观念，更要促进学生丰富认识角度、形成认识思路、提升认识方式类型，从而实现能力和素养的发展。

1.彰显学科知识内容的认识发展功能和能力素养培养价值。

基于认识发展论角度，知识其实可以看作是认识主体针对研究对象，在特定问题驱动下，选取了特定认识角度，经历了特定推理过程和认识路径，形成的特定认识结果。据此，我们认为知识在认识活动中发挥着认识角度、认识路径和推理判据等认识功能，正是因为知识具有这些认识功能，所以知识具有重要的能力与素养发展价值。这也是我们选取教学主题、知识内容和情境素材的依据。

2.基于学生认识发展和能力进阶设计问题线索和活动线索。

一方面，转变问题和活动的设计与实施的关注点。从“如何获取知识？活动的形式是什么？”发展为“如何丰富学生的认识角度，如何转变学生的认识方式类别？”；从围绕“知识”设计问题和教学流程转变为围绕促进“认识转变”和突破“认识发展障碍点”设计问题和教学流程。另一方面，基于学科能力要素设计具有进阶性的学习活动。例如，在知识建构环节，设计概括关联、说明论证类学习活动；在知识巩固环节，要设计分析解释、推论预测、复杂推理、系统探究等不同类型、不同水平的学习活动。在复习课和习题课教学中，选择或设计问题时，从“巩固落实具体知识”转变为“实践、内化新认识”。在习题教学中，从“输入认识角度”转变为“输出认识角度”，即从提供问题分析角度到让学生主动发现、形成分析角度，并提升学生建立“信息-知识-认识”的关联的能力，提高系统分析和推理能力。在复习课教学中，基于本质进行概括，基于核心认识角度和认识路径建立知识间的关联，建立知识与问题解决的关联。

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【关键词】立德树人核心素养教育改革

1.开展教育改革的意义

以少年军校校本课程为载体，以学生发展为目的，进一步落实立德树人理念，努力进行德育新模式改革，使学校的德育特色得以巩固与升华，同时对其他学校的德育工作有着重要的参照价值。提高在生活中运用课本知识的能力，解决日常生活中所遇到的一些问题。立德树人着力培养学生们的思想品质与道德修养，对于建立三观与强化明辨是非能力起到关键作用，是学生立足于社会的根本所在。核心素养在学生成长阶段，既可以培养学习素养，又可以更好地对情感和三观的建立提供帮助，促进个人成长并帮助其更好地融入社会生活中。

2.开展教育改革的目的

2.1强化改革理念

强化对立德树人理念、核心素养内涵的宣传和学习，提高教师和学生对立德树人、核心素养的认识，引导教师更新教育教学理念，帮助学生改变传统学习思维方式。在学生的日常教育与生活中，借助少年军校这个载体，充分运用“立德树人与核心素养”理念，强化学生的基本行为习惯，激发学生的自我教育，启发学生的内驱力，使之逐渐成长为学习勤奋、意志坚强、个性鲜明的学生。

2.2开展教育改革实践

推进小学教师在具体学科教学中融合“立德树人与核心素养”理念，真正将提高学生综合核心素养和素质能力目标落实到具体教学实践。要采取灵活的方式，多方面开展活动，努力将单向的“满堂灌”模式改变为多层面、双向的互动模式。各类特色学校应砥砺自身教育的特色，努力改变过去传统的德育模式，少年军校可以邀请部队教官讲解国防知识、解放军建军史等，开展国防知识图片展，定期举行军校体验活动。同时也融入具体学科教学中，如在体育课中增加军事体育游戏；在音乐课中增加爱国爱军歌曲学习等。

3.研究过程

3.1界定概念的定义与内涵

查阅有关立德树人与核心素养研究的书籍、论文、资料及文献，界定立德树人的本质和核心素养的内涵，明确学生阶段提高学校立德树人水平，提升学生核心素养的价值意义，总结推进开展基于“立德树人与核心素养”教学改革的实践应用作用。确认人的需要理论、人的自由全面发展理论等作为本研究的理论基础。

3.2调查分析“立德树人与核心素养”的教学改革现状

搜集少年军校有关立德树人、核心素养的制度、文件等，分析本校在立德树人和核心素养培育方面所采取的具体措施办法，明确学校教育教学管理部门、学科教学小组、教师等在指导和开展教育教学工作过程中扮演的重要角色，同时指出影响学校德育效果和核心素养培育效果的各种制约因素，方便完善基于“立德树人与核心素养”的教学改革方案。

3.3创新完善基于“立德树人与核心素养”的教学方式

通过前期对相关文献资料的分析，结合对本校教学改革现状的实践调查，从多个视角、多个层面创新完善基于“立德树人与核心素养”的教学改革方案。可以通过对教学过程的系列研究，鼓励教育研究者和教师开发更多促进学生核心素养生成的教学模式。无论是传递知识、开拓思维、组织活动还是互动交流，教师在设计和组织教学时要将传统的“以知识点为核心”的教学观念，转变为“以核心素养为导向”的教学。

4.基于立德树人与核心素养的教学方式

4.1加强课程内容融合

我校的艺术科组的老师通过立德树人与核心素养相关理论的学习、以及自己的感悟，对课程进行了提升改革，整合合唱队、舞蹈队、行进打击乐队，成立了少年军校艺术团，把音乐学科的教学与少年军校的课程相融合，在军校的步操基础上加入音乐艺术。教师们在训练过程中，着重培养学生自主训练的意识，以生为本，学生自己记录训练中出现的问题，把训练日记本变成了训练字典，在动作不到位的时候找出问题根源，然后通过合作学习、主题式学习解决问题。以上措施极大地发扬了军校砥砺精神，丰厚了军校文化底蕴，提升了军校育人品质，引导学生树立了拼搏、奋进、团结、进取的思想。

4.2以素质培养为核心

培养学生形成高于学科知识的学科素养。通过学习学科知识，学生的智能、品德、价值观都打上了学科的烙印，这个过程就是学科素养形成的过程。教师需要确立“通过知识获得教育”而不是“为了知识的教育”的教育思想。学科学习的最终目的应该是形成高于学科知识的学科素养。除此之外，还着力以少年军校为切入点，开发跨学科（综合性）课程，促进少年军校课程和其他学科的融合，以提高学生的核心素养。

4.3以学生为中心

促进学生主动学习和合作学习的意识与能力。提高学生学习的主动性就是要把教学中心由“教”转向“学”。开展“以学生自主活动为主”的课堂教学，不仅要求教师让学生独立自主地进行探究，更重要的是要求教师以学生学习为主线，关注学生问题生成、实践、操作、思维转化、问题解决的全过程，指导并促进他们由浅入深、由表及里地进行学习探索，进而形成独立思考、实践和学习能力，而不仅仅是放手让学生自学。我校发挥教学优势，拓宽了少年军校中的学习路径，强化素质培养重要性，让学生的学习策略多样化。在少年军校，我们一改过去简单重复站军姿、练行进的枯燥训练，取而代之以自主学习、探究学习、合作学习、主题式学习、项目式学习；甚至可以是线上学习、线下学习、兼而有之的混合式学习方式。

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关键词：化学史故事；科学历程；核心素养

中图分类号：G424.25 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2017）04B-0039-03

学生爱听故事，是因为故事能满足他们的兴趣和好奇心，激发探究的欲望。著名作家王开岭先生曾提出，“故事是吸引大众、传递价值理念唯一有效方式”。千百年来，在这奇妙的世界酿出的与化学知识相关的故事，真是浩如烟海。在课堂中利用化学史故事教学是基础教育阶段一直关注的课题，听了杨宝权老师的《原子的构成》一课颇有感触。根据“中国学生发展核心素养”总体规范与目标要求，在化学教学中探索利用化学史故事有效培育学生的核心素养是个很有意义的主题。下面结合《原子的构成》这节课谈谈个人的思考。

一、利用化学史故事培育学生的科学精神

科学精神，具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点，这三点之间自成体系但又相互关联。例如，理性思维是批判质疑的前提，只有不随从于当下的思维才会有批判质疑的内容；勇于探究是批判质疑的基础，只有潜心探究才会有批判质疑的资格与勇气；当然批判质疑也是理性思维与勇于探究的积极动力。对原子结构的认识过程亦即如此。

通过本节课的学习，学生清晰地了解了科学理论的发展大致经历的过程：客观事实――理论解释――修正完善――再修正。例如，道尔顿基于大量实验研究，结合化学中哲学论对物质的基元的思考，天才般、创造性地提出了猜想：构成物质的基本单位是原子。虽然这一构想不能解释所有的实验现象，但瑕不掩玉，它得到了一致的认可，并将道尔顿的原子论作为圭臬，不可怀疑。这种非理性、随从式思维使科学的发展停滞，直至90年后，汤姆生在实验研究中发现了电子，这一事实的发现不可辩驳地更正了人们对原子的认知，建立了新的原子结构模型――“西瓜”模型。汤姆生的实验发现不仅促使人们改变了对原子的认知，也促进了对原子结构探究实验的快速发展。十余年后紧接着卢瑟福、查德威克、波尔等科学家基于实验事实的进一步研究继续修正着人们对原子结构的认识。

但科学理论的发展永远不是一帆风顺，人们非理性的、顽固的思维是阻止科学进步的最大障碍。且不说阿伏加德罗的分子论被原子论的光辉堙没了近四十年，事实上汤姆生、卢瑟福等也曾面对自己理论被修正都表现了一种顽固的反对，其中卢瑟福和波尔的争论相当激烈。本节课教学中杨老师也将卢瑟福面对实验事实的困惑与顾虑呈现给学生，让学生参与其中，体验着“大胆猜想、小心求证”的探究方式。因此在本节课的教学中，教师通过对化学史故事的精心选择与组织，基本实现了培育学生理性思维、批判质疑、勇于探究等科学精神的目标。

二、利用化学史故事培育学生的人文素养

吴俊明教授认为：一般说来，人文学科核心素养大部分可以归属于人文素养，数理学科核心素养大部分可以归属于科学素养，那么如何在理科教学中培育学生的人文素养？江苏省特级教师李雪林论及物理学史教育时提出：让学生站在历史角度学习物理学家的思辨能力、人文情怀和人文精神。与此相承，笔者认为教学中利用化学史故事就是让学生从中“关切人的生存、发展和幸福” “赞赏化学对社会发展的重大贡献，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，并权衡利弊”，从而发展了学生的核心素养。

例如，波义耳发现众多的科W家（包括他自己）用舌头尝药品的酸碱性，以及众多的农民用舌头尝药品的酸碱性，他们因此患各种口腔疾病。有感于此，波义耳决心研究出判断溶液酸碱性的简易方法。学生从这则故事中体会到了化学的社会价值、体会科学家们的人文情怀和人文精神。

本节课杨老师在模块四“捕捉原子”教学中突出了我国科学家对原子的认识历程，学生也参与了其中，体现了“人类命运共同体”意识，同时也是“家国情怀”这一核心素养的体现。

当然我们不能忘记，在科学技术不断发展、造福人类，涌现许多用科学技术服务民族、服务国家、服务人类的楷模的同时，也存在着应用欠当，甚至形成“害人科技”“犯罪科技”危害人类的负面现象。例如，新型合成日渐泛滥，臭名昭著、为数不少的瘦肉精、地沟油、三聚氰胺奶，以及化学试剂的污染等等。曾经引起风波的“我们恨化学”就是这种现象的一种主观、直接的表达。但俗话说，科学本身没有好坏，善恶之争关键在于它们掌握在什么人手里。因此，我们日常的课堂教学应该渗透道德伦理和法纪的教育，筑好一道稳固的“防火墙”。一定要牢记立德树人根本目标，努力培育学生的人文素养。

三、利用化学史故事让学生学会学习

陶行知先生认为：“先生责任不在教，而在教学，教学生学”，其指出了教学的本质是教学生学，让学生学会学习是教学的核心。化学史故事展现的是过去知识的形成过程，对于现在的学生而言，这些知识既是现在学习的内容，也是以后学习的基础。因此，利用化学史故事可以引导学生分析实验的发现、探求知识的形成，做到激发兴趣、信息搜集、分析推理、勤于反思，从而让学生学会学习。

例如，对“原子的构成”的内容，虽然学生在八年级物理（下）有所接触，但大部分学生进入九年级后对其掌握得还不甚清晰，有的学生甚至是一知半解，特别是原子内各种微粒（质量、位置、电量、电性等）的相互关系方面的知识还很散乱，而且质子、中子、电子及其内部关系非常地抽象，学生理解的难度相当大。然而，通过呈现原子构成的发现史故事，让学生的思维插上翅膀，在微观的世界里尽情翱翔，在此过程中学生能清晰感知电子、质子、中子的存在，能准确把握它们的特性和特征，能知晓电子的电性和质量，能推知原子核的电性、质量和体积，能推论原子是由原子核和电子构成的，从而能很好地内化原子构成的知识。

当然，化学史本身就承载着人类智慧、科学思想和方法，在本节课的学习过程中学生可以充分领略科学家认知微观世界的实验、假说、模型等过程和方法，从而内化为自己认知微观世界的能力和方法。同时，课堂教学中展示科学家的探究过程，可以让学生认识到实验是科学研究最重要的工具，应当说每一个对原子结构认识的节点都对应着具有重大历史意义的著名实验，但是要在45分钟的课上全部讲到位显然是不可能的。杨老师有针对性地选取了其中的典型实验――α粒子散射实验作细致阐述，不但向学生说明实验的背景、条件、手段、方法和过程，而且也阐明这个实验的研究处理问题的方法、阐明实验与理论的关系，更是在此基础上强化了原子的微观轮廓。从中表明了实验对于化学学科的重要地位，同时也进一步培育了“化学学科核心素养”中“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”等目标要求。

四、利用化学史故事培育学生的健康人格

西方心理学认为：健康人格的主要特点是能保持人格的完整、统一，具有健康人格的人不仅有高尚的理想和追求，而且认知、情感、价值、道德、美等要素整合良好。学生的核心素养包括：“具有发现、感知、欣赏、评价美的意识和基本能力；具有健康的审美价值取向”（审美情趣），“理解生命意义和人生价值”（珍爱生命），以及健全人格、自我管理等相关目标要求。

在化学学科发展的历史长河中，伟大的科学家无不闪烁人性的光辉，成为青年一代追求的标杆。本节课中教师一方面利用化学史故事设计“大师与学生”之间的对话，每一段对话都聚焦于各历史阶段中的核心问题，这不仅在学习过程中不断得到学生的反应与共鸣，而且拉近了伟大科学家与学生的情感距离，避免了“神坛式”的英雄主义观；另一方面，利用化学史故事为线索将学生的学习与故事的进程交织起来，学生的情感融入了事件发展的进程，学生跟随着事件的发展，体会着化学中的至真、至善、至美。这种浸润式的教育方式，悄无声息地影响着学生的思维方式，改变着学生的观念，从而落实了知识的教育价值，培育了学生的健康人格。

综上所述，利用化学史故事，有效方式之一就是选择化学史故事并以之为线索，创设与整节课的知识内容相结合的背景（或场景），将知识内容镶嵌于背景中，通过创设真实的历史问题情境，使学生置身于其中，通过与前辈科学家的共同探究，深刻理解学习内容的本质和丰富的内涵，了解科学的发展历程，经历科学概念的形成过程，从而加深对科学本质的理解，培育学生的核心素养。

Story on Chemistry History and Students’ Core Accomplishment Cultivation

YAN Si-qing

（Hanjiang District Bureau of Education， Yangzhou 225009， China）

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一、基于化学基本观念的命题

所谓化学基本观念，是指学生在化学学习过程中，通过对化学基础知识或化学学习过程进行反思所形成的能够反映化学本质特征的总观性认识。化学基本观念主要包括元素观、分类观、变化观、守恒观等。教材中的核心概念往往蕴含有丰富的化学基本观念，在考查时，一方面，从形成基本观念所需要的素材来看，必须有合适的、能有效形成化学基本观念的核心概念；另一方面，有能形成这些核心概念的具体的化学知识。

【命题1】下列反应中，不属于置换反应的是（ ）

A.Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2

B.2Mg+CO2[点燃]2MgO+C

C.2Na+2H2O=2NaOH+H2

D.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

【命题意图】考查单质、化合物、置换反应的定义及对定义的理解；考查化学基本观念――分类观。

【试题点评】四个反应均是高中教材上出现的反应，但并未“超纲”，只要学生能区分哪是单质、哪是化合物（不必读出陌生物质的具体名称），对照置换反应的概念就不难判断。由于部分老师仍然停留在课本上的例题所概括的通式AB+CA+CB上，给学生造成一种很不好的错觉：置换反应仅限于此种形式。以至于后来很难纠正这一片面认识，遇到AB+CAC+B或ABC+DADC+B就不敢确定了。

二、基于化W思想方法的命题

1.“控制变量，对比设计”的思想

现有教材在编写时，都将实验中的“控制变量，对比设计”这一科学探究的重要思想方法贯穿教材的始终，从教材中设置的探究活动中可以寻找到这一思想方法的应用。对比是一把解剖刀，它能训练学生的思维能力。深刻挖掘教材的编写意图，认真揣摩实验的目的，应用现有的教材资源，可以为我们命制出区分度非常好的试题。

【命题2】控制变量、设计对比实验是实验探究的重要方法。

【命题意图】考查学生科学探究中控制变量、对比实验的设计与应用能力。

【试题点评】本题为原创试题。正如本题总题干“控制变量、设计对比实验是实验探究的重要方法”，教材中许多实验都蕴含着这一实验思维。本题充分应用、挖掘教材中隐含的智力因素，给学生和老师展示如何控制变量，以及如何通过设计对比实验得出正确的结论。实验一是回顾教材中的一个定量对比实验，落点在相同的实验药品用量上；实验二是评价对比实验的设计，落点在通过实验得出结论；实验三是运用对比实验的方法，落点在通过实验得出正确判断。三个实验考查点不同，却又有异曲同工之妙的效果。

本题设计灵感全部来源于教材，它的导向一方面是将学生学习方向引向教材而不是资料；另一方面是将教师的教学研究引向深钻教材、活用教材、用好教材，深刻理解教材编写者的意图和目的，从中获得解决问题的方法，而不是一味追寻题海战术。

2.“性质决定用途，用途反映性质”的思想

“性质决定用途，用途反映性质”的思想同样贯穿教材的始终。如氮气化学性质不活泼，故可用作保护气；干冰因升华吸热，故可用作制冷剂；二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大，故可用作灭火剂。教学中，教师要善于从大量物质与性质的对应关系中，有意识地引导学生得出此结论，并应用此结论来分析陌生物质的性质或用途，最终潜移默化地形成这一学科思想方法。

【命题3】我国药学家屠呦呦因研制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。东晋名医葛洪《肘后备急方》中就有青蒿素抗疟的记载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。”这里的“水”作 。上述水煎青蒿治疗疟疾，药性很不稳定，效果很差。屠呦呦改用乙醇提取，控温60 ℃，药效显著提高，说明青蒿素具有的性质是 （答一条）。

【命题意图】考查溶液的组成及物质的性质，渗透“性质决定用途，用途反映性质”的思想方法。

【试题点评】本题为原创试题。背景素材取自《化学通讯》2015年第6期第1页屠呦呦获诺贝尔生理学或医学奖介绍一文，其中提到，屠呦呦查阅有关文献时，特别注意在历代用药经验中吸取合理提取方法的线索，以寻找突破口。原文素材为“东晋名医葛洪《肘后备急方》中称，有‘青蒿一握，水二升渍，绞取服’”可治“久疟”的记载，屠呦呦根据这条线索，改进提取方法，采用乙醇冷浸法，将温度控制在60 ℃，所得青蒿提取物药效显著提高。受此文启发，中考命题时，将素材适当精减改编，以青蒿素为载体，从“性质决定用途，用途反映性质”这一学科思想方法上巧妙设问，将溶液相关知识渗透于素材中，既能考查学生对核心概念溶液及其组成的理解，还能让学生从科学家孜孜以求的探索中受到科学精神的熏陶，将我国传统文化和科学热点相结合，在考查物质的用途和性质的同时，激发学生荣誉感和爱国情怀。本题更是对学生情感态度与价值观的考查，避免了空洞的说教。同时，通过屠呦呦获得诺贝尔奖这一至高荣誉来体现我国传统文化的博大精深，引导学生正确对待祖国传统医学，继承和发扬中华优秀传统文化。

三、基于化学特有思维方式的命题

化学学科不同于其他学科最显著的思维特点是：从宏观实验现象入手，在分子、原子、离子层面上建立描述、解释和认识化学反应实质的模型，最终通过化学符号将宏观物质和微观反应过程建立起有机的联系。学生要能从宏观、微观和符号三种水平上认识和理解化学知识，并建立三者之间的内在联系，能在三种表征之间自由、灵活地转换，从而形成化学学科特有的思维方式。

【命题4】氢气是理想的清洁高能燃料，以水为原料生产氢气的方法有多种。

方法Ⅰ：电解水法；方法Ⅱ：光解水法。

我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。反应的化学方程式为 。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程用示意图表示如下（“ ”表示氢原子，“ ”表示氧原子，“ ”表示催化剂）：

① ② ③ ④ ⑤

则水分解微观过程的正确顺序是

（填序号）；上述过程中，不能再分的粒子是 。

【命题意图】从分子、原子的层次上考查学生对化学反应实质的认识，更深层次地考查学科特有的思维方式。

【试题点评】本题为原创试题。本题素材来源于《化学通讯》2015年第4期上两篇科学动态文章《科学家制备出高效光催化剂》和《宽光谱响应光催化剂分解水制氢研究获进展》，其中第二篇还有相应的宏观和微观的图示，再结合现有教材中电解水实验的微观分析，以光分解水为情景设置问题，考查化学反应的实质；学科核心素养“宏观辨识与微观探析”的考查也尽显其中。借助在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气这一新的化学前沿信息情景，通过构建化学反应微观过程模型，将宏观与微观巧妙结合，旨在引导学生在学习中能够建立起分析问题的模型结构，进而逐步建立起解决一般问题的思维框架。

往年的中考题对化学反应实质的考查仅停留在分子分成原子，原子再进行重新组合生成新物质的分子上，以教材中电解水为例，建立微观分析模型。实际上，许多公开课涉及化学反应实质时，均采用了水电解的模拟动画，来直观展示其变化的过程，学生如果能仔细观察，会看到两极产生的气泡不断逸出，实质是两极产生的大量分子脱离电极材料表面，聚集成气体逸出。对照电解水，光解水的微观过程顺序也就呼之欲出。本题知识看似课外，考点却在课内，没有超出考试大纲，凸显了分析问题能力和W科特有思维方式的考查。

四、基于实验探究与创新意识的命题

化学是一门以实验为基础的学科。实验是化学的灵魂，也是化学的魅力所在。通过科学探究，系统建构知识、发展探究能力、感悟探究方法，一直是我们教学的指向和原点。探究过程中，善于发现和提出有探究价值的化学问题，反映了学生思维的深度；能依据探究目的设计探究实验方案，或优化原有的实验方案，完成实验基本操作，反映了学生创新意识的强度。

【命题5】下图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题。

（1）实验室制取氨气：Ca（OH）2（固）+2NH4Cl（固）[]CaCl2（固）+2H2O+2NH3。要制取并收集干燥的氨气，所选装置正确的连接顺序是（ ）（ ）（ ）（填字母代号）。

（2）为探究氨气的性质，按下图装置进行实验。观察到黑色粉末变红，白色无水硫酸铜变蓝，同时反应中还有一种气体单质生成。

【查阅资料】

Cu2O是红色，易与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。

【提出问题】

得到的红色物质是什么？

【猜想】

①是Cu；

②是Cu2O；

③是 。

若猜想①成立，玻璃管中发生反应的化学方程式为 ，说明NH3具有 性。

【设计实验】

请你设计一个简单的实验来验证红色物质中是否存在Cu2O： 。

【命题意图】考查科学探究的一般过程和方法；考查实验室气体制取的一般思路和方法；考查物质性质的推断，以及依据性质设计实验方案的能力。

【试题点评】本题是原创试题，是对教材中常见气体氧气和二氧化碳制取思路和方法的理解并应用的延伸。借助“陌生”气体氨气的制取，给定反应原理，要求学生：能从反应原理中读懂有关显性信息――反应条件和反应物的状态，据此选择气体的发生装置；提炼隐含信息――氨气的密度比空气小（相对分子质量小于29）、能溶于水（教材中氨分子运动实验结论），据此选择气体的收集装置；挖掘反应信息――氨气是碱性气体，能与酸反应（性质对立则反应），据此选择气体的干燥装置。一套完整的制气装置包括：

本题对气体的制取、干燥和收集多个考点进行综合考查，增大了试题的难度和思维的深度，以及思维的全面性，是对方法性知识的灵活考查。

篇9

关键词:生物学;核心素养;课堂教学

随着国家发展学生核心素养体系的,重视和深化发展学生核心素养成为基础教育改革的热点和方向,落实立德树人是课程改革的核心和根本任务,发展学生的核心素养是育人的重要目标。[1]2017年新修订普通高中生物学课程标准明确将生物学核心素养作为课程宗旨,生物学课程的根本任务是提高学生终身发展所需的生物学核心素养[2],因此课程、教学、评价都要基于核心素养来设计和实施。下面以“DNA的复制冶为例谈谈在教学中培养学生的核心素养。摇摇

一、基于生物学核心素养的教学分析

生物学核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的,在解决真实情境中的实际问题所表现出来的必备品格和关键能力[3],包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个方面。生命观念是生物学核心素养的基础和支柱,生命观念的形成离不开理性思维和科学探究,理性思维是科学探究的重要内涵,科学探究是理性思维的实证过程,在形成生命观念、进行理性思维和科学探究的过程中,最终形成一定的社会责任意识和义务。[1]基于核心素养的教学,将课程目标定位在核心素养上,需要我们从关注知识点的落实转向素养的养成,从关注教什么转向关注学生学会什么,需要更多地思考如何让知识成为素养,让知识变成智慧。[4]以学科核心素养为根本宗旨的生物教学,更加尊重学生的个体差异性发展,关注学生素养的培养,注重课堂教学的原生态,让学生形成基本的生命观和生物学基本观点[5],发展生物学核心素养。

(一)确定生物学核心素养的目标

生物学核心素养是对生命现象及其运作的理解和认识,是科学世界观的组成部分,是满足学生终身发展所必须的生命观念、思维和方法,是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现,是三维目标的提炼和有机升华。“DNA的复制冶是人教版高中生物必修2第三章第三节内容,DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论[6]。学生已有有丝分裂、减数分裂和DNA双螺旋结构等知识背景,教师在分析学生、教学内容的基础上,确定了基于生物学核心素养的学习目标:概述DNA分子的复制,探讨DNA复制的生物学意义,理解结构和功能的内在联系;运用假说———演绎法推测DNA分子复制的方式,感悟假说———演绎的科学方法;通过分析推测复制过程的经典实验,学会分析实验的方法,领悟科学探究的魅力,建构DNA通过复制传递遗传信息功能的概念,体会科学技术的应用;探究活动中,指导学生分析、推理、归纳、大胆想象和猜测,培养科学的思维及合作学习的精神。

(二)找准培养生物学核心素养的“三点

培养学生生物学核心素养是本课程的价值追求,也是课程预期的教学目标。教师在进行教学设计时,要考虑本节课学科核心素养的针对性和有效性,找准培养学生生物学核心素养的立足点、切入点、支撑点,是培养学生核心素养成功的关键性前提。根据课程标准的要求和教材内容、学生的实际,教师精心设计课堂教学,设计了启发式、自主和合作探究学习的方法,确立了本节生物学核心素养的立足点是生命观念、理性思维、科学探究;切入点是体验假说———演绎;支撑点是科学探究。

(三)定位培养生物学核心素养的助推剂

精心设计教学主线,准确分析教情、学情,确立有效的教学方法,这些都是课堂教学中落实核心素养的助推剂。教师把科学探究的过程设计为课堂教学的主线,让学生亲历科学探究的过程,体验生物学知识的形成过程、感悟生物学思想和方法[3],体会解决问题的过程和方法,建构生物学核心概念,达成对生命的理解,养成科学态度和科学精神,为学生的终身发展奠定素养基础。

二、基于生物学核心素养的课堂教学

教学中,在层层设疑、解疑、演绎推理过程中,学生体会假说———演绎的科学方法,课堂围绕“发现问题———作出假设———演绎推理———实验验证———得出结论冶这一探究主线实施[6],处处渗透着生物学核心素养的培养,最终达成课堂的核心素养目标。

(一)利用前概念创设新情境

前概念是学习新概念的基础,利用学生已有概念的回顾,达到温故知新的目的。教学中,教师结合图片呈现问题:DNA化学组成的基本单位是什么?DNA分子的空间结构是怎样的?使学生进一步理解结构与功能的内在联系,建构生命观念。指导学生推测:DNA复制的场所可能在哪?进一步引发思考:一个DNA复制后形成两个子代DNA的4条链可能的组成方式有哪些?问题解决的同时伴随着新的设疑,激发学生的求知欲,使学生尽快进入学习新知的情境。教学中发挥科学前概念的正迁移作用,使之成为学习新概念的铺垫、资源,成为新知学习的新增长点。

(二)立足核心素养点,开展探究活动

生物学核心素养的四个方面并不是在每节课都要充分体现和落实,根据学习内容、学情等不同,每节课侧重点有所不同。教学中,教师准确把握核心素养的培养点,围绕培养点开展探究活动,有效的探究活动不仅直接影响核心素养中理性思维、科学探究的落实,也间接影响生命观念和社会责任的达成。在本节学习中,核心素养的培养重点立足于结构和功能相统一等生命观念,演绎与推理、归纳概括、建构模型等理性思维,以及科学探究的过程、方法和品质等。1.科学探究建构DNA的复制方式科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。学习中,沿着“发现问题———做出假设———演绎推理———实验验证———得出结论冶这一主线,感悟假说———演绎的科学方法,运用归纳与概括、演绎与推理、模型、批判性思维等方法,探讨DNA分子复制的方式。发现问题。根据导入环节设疑:一个DNA复制后的子代4条链可能的组成方式有哪些?教师组织学生讨论、绘图、板图交流可能的复制方式———半保留、全保留复制、弥散复制。作出假设。学生根据问题交流结果作出假设:DNA复制是半保留复制;DNA复制是全保留复制;DNA复制是弥散复制。演绎推理。教师设置了5个递进的问题:设计此实验的关键思路是什么;怎样区分用肉眼看不到的DNA分子;若亲代DNA用同位素15N标记,放在含有14N的环境中培养,亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素;实验中如何将不同N元素组成的DNA分子区分开;亲代、子一代、子二代DNA都分别进行离心,结果怎样分布。指导学生分组讨论、绘图、板图交流,在师生交流过程中,预测DNA三种复制方式形成的子代DNA的可能情况,以及如何设计实验进行验证,体验科学探究的严谨,发展学生的理性思维。实验验证。学生利用学具动手制作DNA复制的模型,模拟复制方式,初步建构半保留复制的概念,体会科学家的研究过程和结果,佐证学生的推理结论。得出结论。在前面推理、模拟的基础上,归纳概括出:DNA复制方式是半保留复制。2.讨论———探究建构DNA复制过程本环节分两个板块进行,首先教师呈现科恩伯格的两个实验研究,指导学生合作讨论分析、获取信息、找关键词,推测DNA复制可能需要的条件:模板、能量、原料、酶等。其次,教师充分利用信息技术的手段,演示DNA复制的动态和连续变化过程,阅读教材内容,思考交流以下问题:DNA复制的条件、场所、时间、结果?DNA复制的特点、意义,如何保证其准确性?同时结合大肠杆菌半保留复制图例,用数学方法计算三代中含15N-DNA的比例。在此过程思维的碰撞中,聚焦构建概念,学生再次体会生命观点。

(三)课堂总结拓展,课后反馈巩固

师生共同梳理主体知识,重温科学探究的过程、方法,深化对DNA复制的整体认识。同时引导学生思考,启发学生的思维,有学生提出:DNA复制是从一端开始还是两端开始复制呢?两条链复制是同时的吗?是同一个方向进行吗?有些问题远超出学生的认知水平,教师指导学生对部分问题进行深层次分析,使学习达到一个更新更高层次。结合学生质疑,教师呈现图片,展示DNA复制的多起点、两条链反向延伸的特点,拓展了课堂内容,为后续学习奠定基础。课后教师设计了5道重要概念的反馈题,及时了解学生掌握情况,巩固深化DNA复制这一重要概念。

三、思考

课堂教学是发展学生生物学核心素养的重要阵地,以培养学生生物学核心素养为总目标的教学,要关注学生的个体差异和发展需求,准确定位每节课核心素养的立足点、切入点,是落实核心素养的前提。创造机会,多组织学生主动学习的探究活动,是落实核心素养的关键。设置递进式的问题,创设学习的真实情景,是启发学生思维,落实学科核心素养的重要保障。生物学课程分为初中、高中两个学段,初中侧重于生物多样性及其分类,以及细胞、遗传、进化、生态系统等概念的初步理解;高中侧重对细胞、遗传、进化、生态等概念进一步深入探讨,深入到分子水平探讨生命活动的机制,更加关注生态学和进化思想[5]。在落实核心素养的要求上,两个阶段有着不同的目标,如何进行无缝衔接,是我们值得思考的问题。以学科核心素养为根本宗旨的课堂教学被赋予了新的元素,但同时衍生出新问题:课堂教学中如何评价学生生物学核心素养的发展水平?如何利用生物课程的特点发展学生的核心素养?探索生物科学素养与核心素养的培养之间的关系,在课程改革的道路上,我们且行且思且实践。

参考文献:

[1]吴成军.基于生物学核心素养的高考命题研究[J].中国考试,2016(10).

[2]赵占良.试论中学生物学的学科本质[J].中学生物教学,2016(1).

[3]谭永平.中学生物课在发展核心素养中的价值和基本任务[J].生物学教学,2016(5).

[4]蔡文艺,周坤亮.以“核心素养冶为中心的课程设计[J].辽宁教育,2014(7).

[5]蒋桂林.基于高中生核心素养培养的生物学科素养的思考[J].中学生物学,2015(10).

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[关键词]化学素B图示思维

[中图分类号]G633.8

[文献标识码]A

[文章编号]1674-6058（2016）32-0103

图示思维是一种利用图示进行思维的模式，对所获得的信息数据结合现有经验进行整合，通过发现、解决问题，进行图示设计和绘制，形象、生动地将思维过程和结果呈现出来，这有利于提高学生的化学素养。

一、图示思维在化学教学中的应用

教学实践中，可根据图示类型、考查学生的层次和角度，对图示进行优选。主要以基本实验操作图、工业流程图和电化学装置图作为基本教学内容，结合“最近发展区理论”，对学生自身的能力进行综合分析，并借鉴“翻转课堂”理论和模式进行探究性教学。在此过程中，要求学生对课外观察以及教师提供的相关图示进行分析，然后将从图示中获得的信息利用电子邮件或者微信群等途径进行讨论和总结。同时，还要布设三项课内任务，即对图示进行解析、从图示中获得所需的信息和设计精简图，积极引导学生在明确核心要素、获取关键信息的基础上，思考、设计以及绘制图示。

1.辨析实验操作图

教学中，教师应当对提出的图示信息进行分析和展示，同时还要对学生在获取信息时遇到的问题和困难做到心中有数。学生对图示进行观察，然后深入地探讨和思考，在这一环节应当明确教学主题。比如，采用以下各组仪器设备，无法达到化学实验目的的是哪一组？请说明理由。

这一环节的目的是总结认知和辨析化学实验基本操作图的技巧和方法：明确化学实验目的，对化学实验仪器的特点进行分析，关注试剂以及实验操作，引导学生进行思考，并在此基础上分析实验操作步骤和特点；同时，还要梳理分析化学实验操作图的基本方法和思路，培养学生分析化学实验操作图的意识和能力。

2.精简电化学设备图

例如，仔细观察和分析氢氧燃料电池装置图（图2），从图示中能够获得何种信息？基于上述信息，可得出怎样的结论？

通过观察上图，获取重要的信息，以此来推断结论，重点是让学生能够更好地理解电化学理论知识。通过以上阐述，引导学生进行思考，使他们能够明确认知电化学设备图中的基本信息和重要信息。在此过程中，还要引导学生了解和认知如何对外显电化学问题进行分析，并在此基础上学会梳理电化学装置图的方法和思路。同时，还要明确电化学设备图的中心要素，全面理解和认知精简图，即关键信息的提取、核心要素的凸显以及初步体会精简图的设计思路和一般步骤。

3.设计工业流程图

有关工业流程图的教学应围绕以下问题展开：工业流程图中包含的关键信息以及核心要素分别是什么？是否能够进行自主设计，并在现有信息基础上绘制精简流程图？引导学生认真观察提供的图示，在进行思考以后组织学生进行讨论，并在此基础上提取关键信息，然后进行自主设计，并对工业流程图进行精简绘制。对工业流程图进行优化设计，并绘制精简图，明确流程图上的核心要素和关键信息，在此基础上引导学生正确认知和理解工业流程图的设计思路、方法。在精简图绘制过程中，可采用的一般步骤如下：对图示进行分析，全面准确地获取信息，凸显核心要素和关键信息，在此基础上构思、绘制精简图示，然后引导学生回顾、拓展知识，并进行梳理总结，从而巩固和提升知识。

二、在化学教学中应用图示思维的作用

图示思维在当前化学学科教学过程中所起的作用不可小觑，在实践中基于图示的应用来创设教学情境，以化学科目核心知识作为载体，进行精心设问，可培养学生获取信息、处理信息的能力，并且提高他们综合利用化学规律以及基本原理分析和解决问题的能力，以此促进学生利用认知和辨析图、精简图进行工业流程图的绘制，培养学生的图示思维能力。在此过程中，应当组织学生综合利用基本的实验操作原理、原电池以及电解性质等核心知识进行研究讨论，并且依次完成上述几项教学任务。通过后续测试发现，应用图示思维，可以有效提高学生的化学成绩和化学素养。比如，有些学生认为以前的学习模式多在“刷习题”，让人感到非常的烦躁；而图示思维教学让学生有更多的时间去思考、理解，感觉非常有意思，激发了学生的学习热情。由此可见，图示思维教学法可将原来重结果的教学模式转变为重过程的教学模式。