化学教育作为科学教育的重要组成部分,其核心目标早已超越传统知识传授的范畴,转向对学生化学学科素养的全面培养,学科素养是个体在面对真实情境时,能够运用所学知识和思维方法解决问题的综合品质,化学学科素养则具体表现为“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”“科学态度与社会责任”五个维度的有机统一,这一转向既是对新时代人才培养需求的回应,也是化学教育本质的回归。

从知识传授到素养培育的转变,首先体现在教学目标的重构上,传统化学教育往往侧重于化学方程式、物质性质等孤立知识点的记忆,而素养导向的教育则强调引导学生建立“结构-性质-用途”的关联思维,在讲解有机化合物时,不仅要让学生记住乙醇的化学式,更要通过分子结构分析其官能团,进而预测其化学性质(如氧化反应、酯化反应),并联系生活中的酒驾检测、消毒酒精等应用场景,这种基于“宏观现象-微观本质-符号表达”的三重表征教学,能够帮助学生形成从微观视角解释宏观现象的能力,这正是“宏观辨识与微观探析”素养的核心。
化学学科中的“变化观念与平衡思想”是学生认识世界的重要思维工具,化学反应的本质是旧化学键断裂与新化学键形成的过程,这一过程伴随着能量的变化,教学中,教师可通过“铁生锈”“镁条燃烧”等常见实验,引导学生观察反应前后物质的变化,分析反应条件(如氧气、水的参与)对反应速率的影响;再通过“可逆反应”“化学平衡”等内容的学习,让学生理解“变化”中的“不变”与“不变”中的“变化”,合成氨反应中,通过改变温度、压强等条件分析平衡移动方向,既能帮助学生掌握化学平衡理论,又能培养其动态、辩证地看待问题的思维方式,这种思维模式对学生未来处理复杂问题具有重要价值。
“证据推理与模型认知”素养的培养则需要强化科学探究过程,化学是一门以实验为基础的学科,实验教学不应停留在“照方抓药”的验证层面,而应设计探究性实验,引导学生提出问题、设计方案、收集证据、得出结论,在“探究影响过氧化氢分解速率的因素”实验中,学生需要通过控制变量法,分别探究浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,并通过气泡产生速率、带火星木条复燃等现象收集证据,最终建立“反应速率与反应物浓度、催化剂存在”之间的因果关系模型,这一过程中,学生不仅掌握了实验技能,更学会了基于证据进行推理和建构模型,这正是科学思维的重要体现。
创新意识是化学学科素养的升华点,化学史上的重大突破往往源于创新思维,如拉瓦锡通过定量实验推翻“燃素说”,门捷列夫在整理卡片过程中发现元素周期律,教学中,教师可以引入这些科学史案例,让学生体会科学家敢于质疑、勇于探索的精神,结合前沿科技,如“新型电池材料的研发”“二氧化碳的资源化利用”等议题,引导学生思考化学在解决能源、环境等问题中的作用,鼓励他们提出自己的创新设想,让学生设计实验比较不同水果电池的电压,或利用生活中的废弃物制作简易净水装置,这些实践活动能够激发学生的创新潜能,培养其将化学知识应用于实际问题的能力。

科学态度与社会责任是化学教育的价值引领,化学在推动社会进步的同时,也可能带来环境、安全等问题,教学中,应引导学生辩证看待化学的双刃剑效应,树立绿色化学理念,在讲解“塑料”时,既要介绍其对生活的便利,也要讨论“白色污染”的危害,并探讨可降解塑料的研发;在学习“化肥与农药”时,既要肯定其提高农业产量的作用,也要关注过度使用对土壤和生态的影响,通过这些内容的学习,学生能够形成“科学为人类服务”的价值观念,增强社会责任感,理解化学在实现可持续发展中的重要作用。
为了更清晰地展示化学学科素养各维度的内涵与培养路径,可将其归纳如下:
| 素养维度 | 内涵概述 | 培养路径举例 |
|---|---|---|
| 宏观辨识与微观探析 | 从微观角度解释宏观现象,建立物质组成、结构与性质的关系 | 分析金刚石与石墨的结构差异导致性质不同;通过模型展示甲烷的正四面体结构 |
| 变化观念与平衡思想 | 认识化学变化的本质,理解动态平衡与条件变化的关系 | 设计实验探究温度对硝酸钾溶解度的影响;分析工业合成氨的适宜条件选择 |
| 证据推理与模型认知 | 基于实验证据进行逻辑推理,运用模型解释化学现象 | 通过实验事实推理出质量守恒定律;用电子式表示离子化合物的形成过程 |
| 科学探究与创新意识 | 提出问题、设计实验、分析数据,培养创新思维 | 小组合作设计“酸碱中和反应”的探究方案;利用生活中的物质制作化学趣味实验 |
| 科学态度与社会责任 | 形成严谨求实的科学态度,认识化学与社会、环境的联系 | 讨论“食品安全中的化学添加剂”;参与社区“垃圾分类与资源回收”宣传活动 |
化学教育的终极目标,是让学生掌握化学知识的同时,形成能够伴随终身的核心素养,当学生面对生活中的化学现象(如食品变质、燃料燃烧)时,能够运用化学视角进行分析;当遇到社会议题(如新能源开发、环境保护)时,能够基于科学知识做出理性判断,这种素养的提升,不仅有助于学生在未来专业领域的发展,更能使其成为具备科学精神、社会责任感的现代公民。
相关问答FAQs

Q1:化学学科素养与传统的化学知识技能有何区别?
A1:化学知识技能侧重于具体的化学概念、原理和实验操作,是学科学习的基础;而化学学科素养则是知识技能的升华,强调在真实情境中综合运用知识解决问题的能力、科学思维方式以及情感态度价值观,掌握化学方程式的书写是知识技能,而能利用方程式分析工业生产中的条件选择(如接触法制硫酸的温度、压强选择)则体现了学科素养中的“证据推理”与“社会责任”。
Q2:如何在日常化学教学中有效落实学科素养的培养?
A2:教师需重构教学目标,将素养目标融入教学设计;采用情境化教学,如以“新冠疫苗的研发”为情境讲解蛋白质的性质,或以“水体富营养化”为议题探究氮磷化合物的作用;强化探究式实验,减少验证性实验,增加开放性、设计性实验;跨学科融合,如结合物理讲解能量变化,结合生物讲解物质代谢,帮助学生建立综合思维,评价方式也应从单一的知识考核转向对素养表现的综合评估,如通过实验报告、项目研究、小组讨论等方式评价学生的探究能力和创新意识。
