基于高考题型STSE的高中生化学学科核心素养培养研究

何继红

随着新课程改革的实施，高中化学教师不仅要提升学生的化学探究能力和知识水平，还应在教学中培养学生的化学核心素养和学生必备的品格、能力。新课改背景下，高考也随之进行了改革。纵观化学新高考契合了化学新课改理念，出现了大量的STSE（Science，Technology，Society，Environment）试题。鉴于此，面对化学新课程、新高考的要求，唯有秉承STSE教育理念，才能顺应高考趋势。

一、高考题型STSE与STSE教育理念

（一）STSE教育理念

化学学科核心素养视域下，STSE教育理念强调学科知识和科学、技术、社会、环境之间的联系，引导学生在化学学习中思考化学和生活的联系，在实践中深化化学理论知识，综合运用多学科知识开展探究活动，解决实际问题。

STSE不仅强调了理科教学应用的重要性，还要求教学者在开展课堂教学时应探索综合实践活动这一教学实施路径，以构建主义学习理论作为基础，将科学知识和社会生产实践、环境保护、资源节约等深度融合到一起。可以说，STSE教育理念以促进学生的自我提升为核心，具备三个显著特征：（1）综合性。STSE教育模式将科学、技术、社会、环境教学资源与化学新课程标准的内容充分渗透、融合在一起。教师从多个角度开展课堂教学，开阔了学生的视野，也培养和发展了学生的学科素养。（2）探究性。与传统的课堂教学模式相比，STSE教育模式属于一种生本教育模式，强调课堂教学应回归学生，凸显学生在课堂上的主体地位，要求教师在开展课堂教学时借助师生互动、生生互动的方式，经历知识生成过程，锻炼学生的思维能力。（3）实效性。STSE教育模式与社会生活接轨，更加关注生活案例教学、生活问题分析，使学生在思考问题、解决问题的过程中体会化学知识在生产生活中的价值，不断增强学生的社会责任感。[1]

（二）高考题型STSE统计分析

新课程改革背景下，高中化学高考也随之进行了改革，对STSE教育理念进行了有效的落实，并出现了与其相契合的STSE题型。就2020年全国各地的化学高考试卷来说，STSE题型占据了非常大的比例。同时，在研究中发现，高考题型STSE中主要围绕两个部分，即背景知识、问题知识。其中，背景知识主要是与生产生活、科学技术等相关联的内容，并以信息的形式呈现出来；问题知识是以知识中的某一个相关的物质或者知识点作为切入点，提出相關的问题。在调查中发现，在全国Ⅰ卷中，高考题型STSE中选择题型占据了很大比例，包括基于新型Zn-CO2水介质二次电池对化学反应与能量的考查、基于中药白芷与当归中提取出紫花前胡醇对简单有机化合物及其应用的考查等，同时还存在一定的STSE非选择题型等。

由此可见，在高中化学新高考STSE题目类型中，试题更加情境化，题目的呈现方式与科学、技术、社会、环境相联系，以一定的情境作为问题的背景，从学生已有的化学知识、化学经验出发，将学生所学的内容进行迁移，使得学生运用所学的知识解决新问题。[2]

二、基于高考题型STSE的高中生化学学科核心素养培养路径

（一）创设理论教学情境，培养学生宏观、微观结合素养

高考题型STSE背景下，教师应结合高中化学学科特点，从宏观和微观两个角度引导学生开展理论知识学习，进而促使学生在学习中深刻理解化学问题的本质，并促使学生在探究学习中逐渐提升分析、推理和预测能力等。鉴于此，教师应关注化学知识规律和学生兴趣的连接点，从激发兴趣的角度入手，通过口述、做游戏、播放多媒体课件、做试验等方式，为学生创设良好的学习情境，使学生在学习中将注意力逐渐转移到微观世界中，进而促使学生在学习的过程中逐渐养成从宏观和微观两个角度思考、分析问题。

以“离子反应”为例，为了发展学生的宏观、微观结合素养，教师在开展STSE教学时，借助谈话的方式引入课程内容：在日常生活中，我们常常会运用醋酸消除水垢，运用酸盐消除锈，为什么环境保护的工作人员在处理硫酸工业废水的时候会选择氨水？这些现象中蕴含着什么化学原理？接着，在问题情境的基础上，又给学生播放了一段关于硫酸铜和氯化钡发生化学反应的视频，结合学生的观看，再次提出问题：通过观看视频，你发现了什么？这个化学反应的实质是什么？如此一来，借助生活化的问题情境以及教学视频的辅助，引导学生在积极参与宏观现象和微观实质的观察和探索过程中理解化学变化的本质，逐渐形成良好的化学核心素养。

（二）基于典型问题，发展模型认知素养

鉴于高中化学学科的特点，其包括大量复杂、抽象的化学概念。而在化学学习中，化学概念是基础和关键，一旦忽视化学概念的学习，就会导致学习受阻，难以理解深层次知识点，制约了学生的学习效果。鉴于此，面对高考题型STSE的要求，在实施课堂教学时，教师应重视化学基本概念教学，夯实学科基础，不仅引导学生弄懂、理解化学概念，还应适当融入学科素养，引导学生借助化学符号、文字、图像等总结其中蕴含的化学规律，在潜移默化中发展学生的认知素养。另外，在具体的化学课堂教学中，教师还可结合教学内容，引入典型的化学理论问题，指导学生借助概念图等工具进行分析，使学生在概念图的辅助下逐渐形成总结事物特征、对知识结构进行梳理的能力。

例如，在“物质的量”的教学中，为了契合STSE的要求，教师在上课之初就为学生提出了一个非常典型的问题：我们在实验室内可以用量具称一定重量的碳，但是针对碳原子却无法称量。那么，这种可以称量的物质和难以称量的分子、原子之间存在什么样的关系呢？同样是1 g，但是1 g的碳、1 g的氧气、1 g的二氧化碳中所含有的微粒数也一样吗？让学生在问题的引导、思考和探究中逐渐形成“宏观的质量、微观的微粒数目”的联系。接着，教师又为学生展示了能够称量单个原子的纳米秤。然后，围绕相关的资料再次回到问题中，指导学生结合碳原子数的计算公式，将1 g碳中含有的碳原子的数量计算出来，并引导学生思考：如果将计算出来的结果作为一个微粒，看作一个集合体，如何为其建立一个新的物理量？让学生尝试运用数学模型、化学模型进行解决。如此，学生在STSE的教学模式下，通过一定的资料背景，借助问题的引导，在思考和探究中对“物质的量”这一核心概念有了深刻的理解，并在头脑中逐渐形成了具体的化学模型，对物理的量、体积、质量的内在关系有了明确的感知，真正提升了学习效果，也在无形中培养了模型认知素养。

（三）优化实验教学，发展变化平衡素养

变化是化学的本质。教师在开展化学教学时唯有立足化学学科的这一特点，从化学的变化入手，引导学生在变化的表现形式、内在本质、符号表示三个维度进行学习，才能对其形成深刻的认知。而要达到这一目标，化学实验无疑是最佳的选择。鉴于此，面对高考题型STSE的要求，化学教师在日常教学中不仅要重视实验教学，还应以实验教学作为契机，培养和发展学生的变化观念、平衡思想等，使学生在实验探究的过程中理解化学反应中存在的守恒和变化。另外，学生在化学实验探究的过程中，自身的操作能力、观察能力、思维能力也随之提高，并在很大程度上强化了对化学的认知，真正满足了学科素养下的教学要求。

例如，在“铁及其化合物”的实验教学中，为了满足STSE教学理念的要求，教师先演示整体流程，使学生产生初步认知。之后组织学生合作实验，使其在操作和探究中挖掘实验的本质。在这一理念下，教师重新设计了实验教学模式：首先，从学生的实际生活出发，提出问题：生活经验告诉我们，在常温的情况下，铁和水之间是不会发生反应的，那么为什么在钢铁厂中常常出土的模具必须进行充分干燥？在学生思考的过程中，教师将本次实验装置图片展示出来，并为学生展示在高温条件下，使用水蒸气对铁粉的还原实验，并引导学生结合实验，依据所学的化学知识，分析本次实验中可能产生的生成物、探究该实验的原理。其次，演示之后，将相关的材料发放给学生，引导学生以小组为载体，确定实验目的、设计实验方案、进行实验演示等，使学生在自行实验操作中对氧化还原反应的原理形成深刻的认知，并在探究学习中形成化学变化和平衡的化学学科素养。

（四）链接生活，发展学以致用的素养

新课改背景下，课堂教学不再局限于单纯的理论知识，应更关注知识应用能力，这也是STSE教育的主要目标。鉴于此，高中化学教师在日常教学中必须努力打破传统化学教学模式的束缚，将教材上的理论知识与实践结合起来，引导学生运用所学的化学知识解释生活中常見的现象，增强其科学意识的同时，提高其解决问题的能力，真正实现学以致用的目的。

以“化学反应与能量变化”为例，基于高考题型STSE的特点，主要考查学生解决实际问题的能力，教师在开展教学时将本节课中的“热效应与焓变关系”的知识点与生活中常见的“暖宝宝”联系起来，引导学生开展讨论：在“暖宝宝”中有一个透气袋，撕开包装纸后氧气就会进入透气袋子中，进而产生热量。你能用所学的化学知识对这一现象进行解释吗？为了帮助学生更好地解决这一问题，教师又为学生补充了关于“暖宝宝”的相关资料，让学生认识到暖宝宝的原料是由铁粉、石、活性炭、无机盐和水而组成的聚合物。之后，指导学生以小组为载体，运用所学的化学知识，从能量角度、化学键角度、能量变化的角度，对“化学能转化为热能”这一过程进行探究学习，理解化学能转化为热能的化学原理。“暖宝宝”发热的本质是发生了放热反应，化学键在断裂的过程中放出了大量的能量，从而实现热效应。以生活中的具体现象为载体，教师引导学生用知识链接生活，运用跨学科知识综合分析和解决生活中的实际问题，既能够锻炼学生的思维能力和问题解决能力，又能够实现学以致用的目的。

（五）基于环境发展，提高学生社会责任素养

化学学科还承担着培养学生社会责任素养的重任，使学生在化学学习中逐渐形成强烈的环保意识、资源节约意识、污染防治意识等。这也是STSE教学中不可分割的部分，是当前高考的发展方向。鉴于此，高中化学教师在优化课堂教学时，唯有突破传统教学模式的束缚，将环境教育和化学教学结合起来，使学生在学习的过程中明确现阶段所面临的环境问题，唤醒自身的环境保护意识以及运用化学知识解决环境问题的热情和欲望。

例如，在“环境保护与绿色化学”的教学中，为了发展学生的环境保护素养，教师可给学生补充一些有关环境污染的资料，如某地区因为购买废铅蓄电池拆解、熔炼，导致当地环境出现了严重的污染，相关人员也受到法律的制裁。以此为切入点，提出问题：如何回收利用废旧的电池？还有其他更好的环境保护方法吗？之后，学生在教师的引导下，结合原电池、物质分离提纯等知识，通过理论分析和实验探究等，完成了相关问题的解答。接着，教师又为学生介绍了世界环境日等资料，使学生在学习中增强社会责任感。这样，环境污染问题的融入使学生在学习中认识到环境保护的重要性，并尝试运用所学的知识对其进行保护，切实增强了学生的化学应用意识，发展了其社会责任素养。

综上所述，高中化学新课改背景下，STSE教育理念应运而生。同时，新高考顺应了新课程改革的趋势，STSE试题成为高考的热点和趋势。鉴于此，作为一名高中化学教师，需要转变传统的教学模式，基于STSE教育理念的内涵，引导学生开展化学实践活动，让学生具有运用跨学科知识解决问题的意识，提高探究能力和综合运用知识的能力，真正满足新课程、新高考的要求。

参考文献：

［1］赖淑萍.基于STSE教育理念的高中化学新教材分析和实践［D］.漳州：闽南师范大学，2022.

［2］欧尤静.核心素养视角下高中化学STSE综合实践活动的设计与实践研究［D］.天津：天津师范大学，2022.

（作者单位：甘肃省景泰县第一中学）

编辑：张俐丽