课程思政背景下在高中化学教学中培养学生学科素养的策略研究
2025-03-02郑春燕
摘 要:在课程思政背景下,高中化学教学不仅肩负着知识传授的任务,更需承担学科素养培育的使命。高中化学教学应通过完成立德树人的教育目标,全面提升学生的科学精神、社会责任感和人文素养。基于此,文章提出了明确素养培育目标、加强实验教学、优化评价体系及课内外联动的作业设计等策略,促进学生化学学科素养与人文素养的协同发展,提升教学质量与育人效果。
关键词:课程思政;高中化学;学科素养;人文素养
课程思政作为新时代教育改革的重要理念,要求各学科在知识传授的基础上,承担起育人功能,通过将思想政治教育融入教学全过程,以实现知识与价值观的同步培育。化学作为一门自然科学,不仅是科学素养的重要载体,更应通过教学提升学生的科学精神、实践能力和社会责任感。在化学学科教学中,化学素养涵盖科学精神、实验探究能力、问题解决能力以及对社会现实的关怀。当前,部分传统化学教学模式较为强调知识点的灌输和复习,忽视了对学生综合素养的系统培养。因此,探讨如何在课程思政背景下,合理设计化学教学策略,对于全面提升学生的学科素养更加具有现实意义。
一、课程思政背景下在高中化学教学中培育学生学科素养的意义
科学精神和化学素养是高中化学教学中课程思政培养的核心。科学精神主要体现在对科学知识的尊重、对自然规律的探索以及勇于实践和创新的能力上。然而,科学精神的培养不仅仅停留在知识的积累,还应融入思想政治教育,帮助学生在化学学习中形成更深层次的思考和责任感。依据中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》(以下简称《方案》)中提出的“破五唯”要求,化学教学不应仅限于传授理论知识,还应关注学生思维品质和综合素养的提升,特别是科学精神的培养[1]。通过课程思政,教师可将科学探究与思想政治教育有效结合,进一步增强学生对科学的认同感和责任意识。而化学素养体现在学生对基本概念、理论体系和实验技能的掌握,以及学生对科学技术与社会、环境之间关系的理解。学生应能够将所学知识应用于实际问题中,服务于国家的创新驱动发展战略。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》明确指出,科技创新和文化软实力是国家综合竞争力的重要组成部分[2]。因此,通过课程思政,化学教学不仅在培养学生的学科能力,同时应帮助其认识到化学知识在解决社会现实问题中的重要性,增强社会责任感和时代使命感。此外,《方案》强调教育要促进学生的全面发展,特别是提升人文素养、社会责任意识和民族自豪感。课程思政在化学课堂的融入,可帮助学生认识到科学探索与文化发展的深刻联系,增强文化认同感和民族自豪感。
二、课程思政背景下在高中化学教学中培育学生学科素养的现状
(一)化学素养培育目标尚有待明确
教学目标是整个教学过程的基础,而当前部分高中化学教学中,教学目标集中于帮助学生掌握化学基础知识、提升应试能力以及培养一定的实验操作技能上。部分教师通过系统的知识讲授和习题训练,以确保学生能够理解物质的结构、化学反应的基本规律以及相关的化学计算,以应对高考及其他学业考试的要求[3]。而化学素养的培育目标在部分教学中仍较为模糊,化学素养中包含的科学思维、问题解决能力、实验探究精神和社会责任感等多个层面的素质,在实际教学中并没有明确的培育目标,导致学生对知识的掌握停留在表面,缺少深层次的理解与综合应用能力。并且,现行的化学教学较少关注化学与现实社会的联系,学生的社会责任感和环境意识培养较为薄弱。化学学科本应在能源、环境、健康等社会问题中发挥重要作用,学生也应在学习中认识到化学技术对社会进步与环境保护的深远影响。然而,在当前部分化学教学目标中,化学与社会的关联性未能得到足够重视,化学课程更多关注学科内部的理论框架和概念传授,缺少与社会现实问题的有机结合。此种脱节导致学生难以在化学学习中形成社会责任意识,不利于培养其全球视野与社会关怀能力。
(二)实验教学重视程度有待提高
实验教学作为培养学生实验操作能力和科学探究精神的核心环节,其在当前部分高中化学教学中的重视程度仍有待提升。一方面,一些实验教学的开展受到应试教育的影响,教师和学生更多地关注课本知识和考试内容,忽视了实验环节的实际操作。由于实验教学需要较长时间来设计、开展和分析结果,且无法直接在应试中反映出立竿见影的成绩提升,一些教师在教学时间紧迫的情况下,常选择减少或简化实验教学[4]。导致实验教学的效果难以得到有效发挥,学生的动手能力、实验设计能力和数据分析能力难以得到有效锻炼。另一方面,实验教学内容较为形式化,学生的参与度低。部分教师虽会安排实验教学,但多以教师演示或课本中已知结果的重复验证为主,缺少探究性和创新性。此种教学模式无法充分激发学生的兴趣和主动性,导致学生在实验过程中处于被动接受的状态,实验教学未能成为培养学生科学思维和问题解决能力的有效途径。此外,一些学生对实验的理解较为浅显,实验背后的科学原理与方法论未能得到充分挖掘,实验教学的价值因此大打折扣。
(三)化学素养评价体系有待完善
目前,部分化学教学评价较为集中于学生的理论知识掌握情况,尤其是通过标准化考试进行的结果性评价,主要强调对化学概念、公式和理论的机械记忆和重复训练[5]。部分学校未能将实验操作、数据处理、实验设计等纳入评价体系,学生的实验能力得不到应有的重视和提升。虽然部分实验课程中安排了实验考核,但是内容较为形式化,无法对学生的动手能力和科学思维能力做出准确评估。此种轻实验、重理论的评价方式,导致学生在实验探究能力、数据分析能力等实践性素养方面的提升严重滞后。除此之外,化学素养方面的评价中缺少对学生高阶思维能力的考查。现有的一些评价体系更多关注对化学知识的准确再现,忽视了对学生思维深度与广度的评估。学生的问题解决能力、批判性思维和创造性思维都是化学素养中的核心能力,但在部分传统考试中,考试题目更多地是以知识点的回忆和简单应用为主,缺少开放性的问题设计,未能引导学生深入思考或探索化学问题的复杂性。因此,一些学生在面对具有挑战性的问题时,易表现出思维局限,无法灵活运用所学知识解决现实生活中的化学问题。
(四)化学作业设计有待优化
作业设计作为教学的延伸,可巩固课堂知识、提升学生的独立思考与问题解决能力,同时应在培养学生的学科素养、实践能力和创新意识方面起到促进作用。然而当前部分高中化学教学中的作业设计较为依赖基础知识的重复练习,主要集中于书面习题,如选择题、填空题、化学方程式等形式。此类作业虽可帮助学生巩固概念与计算技巧,但局限于对单一知识点的简单再现和重复应用,忽略了对学生逻辑推理、综合应用与批判性思维能力的培养[6]。一些学生在作业中更多是机械地完成任务,缺少对复杂化学现象的深入探究和系统分析,无法灵活运用知识解决新情境中的问题,限制了学科素养中的高阶思维能力的发展。除此之外,化学作业中实验性任务也存在不足,实践能力的培养被忽视。一些教师在作业中较少布置与实验设计、数据分析或实验现象解释相关的任务,导致学生的动手能力得不到有效提升。此外,实验作业多以验证性实验为主,缺少开放性和探究性,学生难以通过作业进行自主实验设计和科学探究,此情况在一定程度上限制了学生实验素养的培养。
三、课程思政背景下在高中化学教学中培育学生学科素养的优化策略
(一)以立德树人为导向,明确化学素养培育目标
在课程思政背景下,化学素养的培育应通过科学与人文的有机融合,推动学生在思想层面与科学素养上的共同进步。因此,以立德树人为导向的化学素养培育目标,应从知识素养、思维素养、实验素养与责任素养四个维度出发,进行全面的设计。
首先,知识素养是化学素养的基础,此部分目标要求学生能够掌握化学概念、原理和规律。学生需能够理解物质的结构与变化,掌握化学反应的规律,并能将所学知识应用于复杂问题的分析与解决中。其次,思维素养目标侧重于培养学生的科学思维与批判性思维能力。该维度目标要求学生具备运用化学知识解决未知问题的能力,能够在科学探究过程中主动提出假设,分析问题的多重可能性,形成严谨的思维模式。再次,在化学教学中,实验不仅是验证知识的工具,更是培养学生通过实践获得真知的有效途径。实验素养维度的目标,要求学生具备独立设计实验、操作实验、分析实验结果的能力,促进其形成科学的实验思维与方法论。最后,化学作为一门与人类生活和社会发展密切相关的学科,其责任素养的培养在于引导学生关注化学技术对社会的积极影响与潜在的负面影响,使其在掌握科学技术的同时,具备服务社会、保护环境的责任意识。
以苏教版高一化学必修第一册专题4“硫与环境保护”的教学为例,教师可设计如下目标:在知识素养层面,学生需掌握硫及其化合物的基本性质和应用,特别是二氧化硫、硫酸等化合物的特性、用途,以及硫在自然界中的循环过程。在思维素养层面,学生应具备通过分析硫的化学特性,理解其在大气污染(如酸雨)中的作用能力。同时,学生应能够运用反应原理推导硫化物在自然界和工业生产中的变化,并通过科学推理,提出相关的解决思路。在实验素养层面,学生应能够通过实验验证二氧化硫的酸性及其对环境影响的能力,要求学生能够设计实验、观察现象并分析数据、得出合理的结论,并且学生应掌握实验中涉及的安全规范,包括处理有毒化学物质时的实验操作技能。在责任素养层面,学生应认识到硫及其化合物在环境保护中的影响,特别是酸雨的危害及防治措施,认识到减少硫化物排放对保护生态环境的重要性,增强其环境保护意识。
(二)知行合一并举,强化化学实验教学体验
在化学实验教学中,教师应将理论与实践有机融合,提升学生的动手能力和科学素养。教师可先运用探究式教学法,通过设置开放性问题引导学生自主设计实验。教师在讲解完理论知识后,可提出需通过实验验证的化学现象或问题,学生应根据已有的化学知识提出假设并设计实验方案。在实验过程中,教师需引导学生通过观察现象、记录数据、分析结果来验证假设,实现理论知识与实践操作的紧密结合。同时,教师可引入项目式学习法,为学生设定一个与环境、材料科学或能源化学相关的课题,如研究空气污染中的硫氧化物控制方法。将学生分组进行项目调研、实验设计和数据分析。教师通过阶段性指导帮助学生优化实验流程并提供反馈。项目式学习过程中,学生需从查阅文献、实验设计、数据分析到报告撰写的全流程参与,以此锻炼其实验创新能力和团队合作精神。除此之外,在实验前,教师需详细讲解实验中涉及的安全注意事项,有毒或腐蚀性化学品的正确方法、如何防范危险操作等。实验过程中,教师可借助如“实验室安全学习与管理系统”等工具,增强学生对安全规范的意识,确保实验操作规范。同时,在涉及可能产生环境污染的实验时,教师应结合绿色化学的理念,引导学生在实验设计中考虑减少污染物排放或使用环保材料,以增强学生的环境责任感。
例如,在苏教版高一化学必修第二册专题8“有机化合物的获得与应用”的教学中,教师可在讲解石油的组成和分馏原理后,提出问题:“如何通过实验将石油中的不同组分进行初步分离?”教师需将学生分成4—5个小组,以小组为单位引导学生根据所学的分馏原理,设计实验方案。学生应根据教师提供的模型模拟石油分馏装置,使用不同沸点的混合液体模拟石油,通过逐步提高温度,观察不同温度下气态组分的冷凝现象,并使用冷凝管收集不同的馏出物。实验中,学生需记录每个馏分的沸点范围及其物理性质,分析得到的不同产物的物理状态和用途。实验结束后,学生根据实验现象讨论不同馏分的实际用途,联系石油产品如汽油、煤油、润滑油等在日常生活中的应用,进一步分析石油分馏在能源中的重要性和实际价值。教师在整个实验过程中需强调防火措施的重要性,因为加热过程中可能涉及可燃气体,实验室必须保持良好通风。
(三)多维融合评价,完善化学素养评价体系
为实现课程思政背景下在高中化学教学中有效培养学生学科素养的目的,教师应从知识评价、实验评价、思维评价和社会责任评价四个维度完善评价体系。
知识评价侧重于学生对化学基本概念和理论的掌握情况,教师可通过多种类型的题目,如选择题、填空题、化学方程式书写及应用题等,考查学生对物质结构、化学反应、元素周期表等核心内容的理解和应用能力。评价内容应包括:学生是否能够准确记忆并理解化学基本概念;是否能够根据题目要求灵活应用理论知识解决实际问题;在复杂题目中,是否具备综合分析的能力,能否将不同知识点关联起来进行思考。
实验评价需关注学生的实验操作能力、数据分析能力及实验报告书写能力。教师可通过观察学生的实验设计是否合理、操作是否规范来进行评价。评价内容包括:学生是否能够正确设计实验步骤,确保实验过程的科学性和安全性;是否能按要求规范操作实验仪器,避免实验过程中的失误;实验数据记录是否准确,并能根据实验现象做出合理解释。此外,实验报告的撰写质量也需纳入评价范围,考查学生是否能够清晰、准确地表述实验目的、步骤、现象及结论,是否能从数据中得出合理的结论。
思维评价部分,教师可设计开放性、探究性的问题,要求学生运用所学知识分析复杂化学现象或解决综合性化学问题。此部分主要评价学生是否能够准确识别问题的核心,能否运用化学知识进行深入推理;是否具备良好的逻辑思维能力,能够系统地解决问题;是否能够在不确定的情境下提出合理的假设,并通过合理推理得出结论。
社会责任评价,教师可设计与环境保护、能源利用等实际问题相关的讨论或课题研究,评估学生对化学在现实生活中作用的认识程度。评价内容应包括:学生是否能够认识到化学技术对社会发展的影响,是否具备对化学与环境问题的基本认知;是否能够在日常学习中展现出环保意识,如在实验设计中优先考虑低污染、低能耗的绿色化学方法;是否能够将化学知识应用于解决实际生活中的环境或能源问题,形成一定的社会责任感。
(四)课内课外联动,提升化学素养拓展空间
课内外联动的作业设计,可帮助教师有效提升化学素养。一方面,教师可设计探究式实践作业,教师可基于课堂教学内容,提出需学生查阅资料、设计实验或进行模拟实验的探究性问题。要求学生探究影响化学反应速率的因素,设计不同反应条件下的实验方案,或者利用虚拟实验平台模拟一个化学反应并记录相关数据。例如,在苏教版高一化学必修第二册专题6“化学反应与能量变化”的教学中,教师可设计作业“探究温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响”。要求学生根据课堂所学内容,查阅资料了解反应速率的相关理论,确定自己要进行的实验项目及实验用品,并通过实验设计或虚拟实验平台进行模拟实验。作业要求学生设置不同的温度、浓度以及催化剂条件,记录反应速率的变化情况,并通过数据分析得出各因素对反应速率的影响。学生最终应撰写实验报告,结合课堂上的能量变化原理,分析实验现象并解释结果。
另一方面,教师可设计结合社会热点与跨学科融合的作业,此类型作业要求教师基于社会热点问题,拓宽学生的学科视野,同时培养其社会责任感。作业内容可围绕环境保护、能源利用等主题,例如要求学生探讨新能源(如氢能、太阳能)在化学中的应用,或分析塑料污染的化学治理方案。此类作业的设计需包含学生在作业完成过程中的化学原理掌握、其他学科的融合、并撰写方案的可行性报告,提出自己对该问题的看法及改进建议。例如,在苏教版高一化学必修第二册专题9“金属与人类文明”的教学中,教师可设计作业“如何减少金属冶炼中的能源消耗和污染排放”。作业包括让学生查阅铁、铝等金属的电解与高温冶炼反应,同时结合物理中的能源利用效率或环保技术等跨学科知识,提出改进冶炼工艺的方案。学生需分析现有冶炼方法中的能耗与污染问题,设计新的冶炼流程,考虑减少碳排放、使用替代能源或改进电解质的应用,并撰写详细的方案可行性报告,分析环保效益和技术成本。
结束语
综上所述,通过提出明确素养培育目标、加强实验教学体验、优化多维度评价体系以及实现课内外联动,旨在搭建相对完善的教学框架,以推动学生在知识、能力和价值观层面的均衡发展。期待可为课程思政背景下高中化学教学的开展提供实践参考,促进学生综合素养的全面发展。
参考文献
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[2]中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[EB/OL].(2021-03-13)[2024-09-20].https://www.12371.cn/2021/03/13/ARTI1615598751923816.shtml.
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[5]王燕.新高考背景下高中化学核心素养培养策略分析[J].学周刊,2024(11):134-136.
[6]范梦怡,黄子轩.基于系统思维的高中化学单元作业设计研究[J].新课程研究,2023(8):12-14.
本文系福建省教育科学“十四五”规划2023年“研究共同体”专项课题。“‘课程思政’视域下高中化学教学培育学科素养的实践研究”(课题编号:Fjygzx23-020)研究成果。