赤峰地区高中化学学科核心素养培养现状的调查研究

王琦慧　王金锋　赵雪梅　张曼　乌兰其其格

摘 要：《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》指出，落实化学学科核心素养不应只局限于化学学科层面，应将科学素养具体落实到化学教学中，以培养新时代综合发展的高素质人才。本文以赤峰市四所高中的学生和化学教师为调查对象，运用调查法和访谈法调查赤峰地区高中生化学学科核心素养的培养现状，为赤峰学院的研究生教育专项增强理论研究，根据调查结果制定相应的措施，为培养全面发展且具有较高化学学科核心素养的高中生提供参考。

关键词：赤峰地区；化学学科核心素养；培养现状；调查研究

中圖分类号：G632.0  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2023）02-0114-05

1 引言

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订》指出：“化学学科核心素养是学生必须具备的科学素养，是高中学生终身学习与综合发展的重要基础”[1]。郑长龙认为化学学科核心素养不仅应落实到化学学科层面，还应在化学学科教学中反映和体现化学学科特质[2]。叶德智认为，要培养学生的化学核心素养，首先要让学生形成正确的学习理念[3]。曹立美认为，要在化学教学中创建真实的问题情境[4]。关莉莉认为，培养高中生的化学学科素养需要发展理性思维[5]。龚清尧表示价格化学学科素养渗透进课堂有助于培养学生的实践能力与辩证思维[6]。总体而言，有关化学学科素养培养的研究多聚焦于教育模式的构建方法与对策上。

提高高中生的化学学科核心素养培养水平是当务之急。要想在学校教育上提高学生的科学素养，必然要从课程的教学方面入手。为了解目前赤峰地区高中生的化学学科核心素养培养现状及影响因素，我们调查了赤峰地区高中生的科学素养在化学学科的落地情况，此次调查为赤峰地区高中生化学学科知识技能的掌握情况、科学素养与社会责任等情感态度情况、自主探究与科学创新等情况提供客观依据，并根据调查结果制定相应的措施来提高高中学生的科学素养，同时为赤峰学院化学与生命科学学院的研究生教育提供理论参考，以期培养出更多综合发展且具备较高科学素养的水平的高中生，为促进我国教育改革提供动力。

2 研究内容及方法

为了解新化学课程改革对赤峰地区高中生化学教学的影响及现阶段科学素养情况，本次研究采用的是调查法和访谈法。

调查法：本文主要根据化学学科核心素养的五个素养内容，立足赤峰市高中化学教学现状，结合高中生学习特点设计有针对性的调查问卷。问卷融合化学学科核心素养的五个方面内容，采用多角度、多层级调查方法，对学生的化学核心素养进行调查。笔者先选择了赤峰市里四所高中，即赤峰二中、赤峰红旗中学、赤峰学院附属中学和赤峰四中，以其中高一和高二年级学生为调查对象，针对高一、高二年级学生随机发放问卷来进行调查。其中，赤峰学院附属中学为普通高中学校，其余学校为示范性高中，这样不同层次的学校都能涉猎到，可以使调查结果更具有准确性和普遍性。此次问卷共发放480份，回收445份，回收率92.7%。调查问卷在题目设置中共分为5部分，分别考察学科核心素养的5个素养。本次研究的调查问卷采取的是韦斯特五阶量表，题目由低到高分5个水平（程度分为1—非常不符合，2—不符合，3—不确定，4—符合，5—非常符合），让学生根据自身情况对自己在化学学科核心素养对应方面进行自主评价。

访谈法：从上述4所高中学校随机选取16名化学教师和16名学生进行访谈，了解教师对高中化学学科核心素养培养看法和建议，以问卷调查为基础，深入了解赤峰地区高中生化学学科核心素养的培养现状。

3 研究结果及分析

3.1 宏观辨识与微观探析素养现状

素养1“宏观辨识与微观探析”，反映着高中生对物质的认识程度，要求高中生从宏观角度上能对物质及化学反应宏观现象进行观察和解释，微观角度上也能够认识物质和化学反应的本质[7]。

如表1所示，80%以上的学生对化学学科的物质概念能够理解；在利用实验现象去辨识物质及其反应能力上高中生们普遍能力较强，但是学生对微观上的结构式描述和表征变化过程相对较弱，从微观层次上去认识物质发生反应的本质的掌握方面能力偏弱；采用宏观和微观二者相结合的角度认识物质的能力学生们还待加强。从调查结果的整体来看，学生在涉及宏观知识层面上信心很强，尤其是涉及到外在宏观变化分类和表征知识；相较于宏观知识层面，学生在微观的知识掌握运用水平相对较弱。在宏观微观结合方面，30%以上的学生看待物质的宏微观结合变化仍然停留在片面、孤立的水平，尤其在涉及具体的问题情境中，采取以物质微观结构的角度来描述、预测某种解释或推理其合理性的同学则更少。

3.2 变化观念与平衡思想素养现状

素养2变化观念与平衡思想素养，主要反映了化学学科的基本思想与基本观念。素养2需要学生能够认识化学反应中存在条件、规律等性质，并能用化学符号来表征物质微观的反应变化情况，在认识物质变化的同时，能够构建出研究物质及其变化的思维方式和方法，从而帮助学生建立科学中也存在对立统一、发展平衡等科学哲学思想[8]。

如表2所示，80%以上的学生能认识到化学反应是动态的，即发生化学反应时物质总是伴随着能量等的变化，但学生在观察化学现象与获取实验数据的过程中，近70%的学生能够观察到化学现象的整体变化，能够按照正确的流程获取实验数据，但学生在概括化学变化发生条件、特征与规律中将近40%的学生显现出概括能力较为困难，而且在综合应用方面，只有约60%的学生能够结合生产、生活实际去理解和运用化学变化的规律原理。结合素养1的调查结果，能够看出学生宏观与微观结合看待化学变化的能力直接影响着化学知识的迁移与运用。

3.3 证据推理与模型认知素养现状

素养3证据推理与模型认知，是在科学探究和问题解决中发展学生化学学科思维的重要途径。从科学发展史来看，任何科学研究都要经历发现问题、收集证据、对假设进行修正获得科研结论等科学过程，其中基于证据推理的模型构建是形成化学思维的关键要素。

如表3所示，近70%的学生能够对一些化学情境提出有关化学问题，进而提出假设，能提出验证假设相关证据的线索或思路。对于一些某些常见的物质模型，学生还是比较熟悉的。当我们对学生提出一些化学反应也具备相应的理论模型时，30%以上的学生虽有些困惑，但是也马上能够理解。但是在随后的访谈中，发现大部分学生对模型的概念还更多地停留在物质结构方面的模型上，对化学反应理论模型还未形成概念，说明在教学中教师尚未能有意识地进行科学方法的训练和熏陶。调查中还发现，学生对模型概念外延理解没有确立好，依据关键要素自行建构模型的能力也较弱，不能够自己去识别关键证据进行模型建设，尤其在理论模型上，还亦步亦趋跟着老师后面“照猫画虎”，在寻找证据支撑假设的推理过程往往也流于形式，靠学生猜出答案来代替，而不是在设立问题情境引导学生进行证据推理。

在纵向对比化学思维成长方面，高二年级学生化学思维成长数据表现优于高一年级学生。从这点可以看出，高中生不仅需要掌握化学学科的基础知识，更需要在学习过程领悟化学思维，同时通过化学知识解决生活中的实际问题，这样才能具体落实化学学科素养的育人目标，从而提高赤峰地区高中生的科学素养水平。

3.4 科学探究与创新意识素养现状

素养4科学探究与创新意识是指基于科学探究的一般过程，能够从提出问题、设计探究方案、处理信息、实施探究方案最终经过推理与初步验证，是对自主探究与创新思维进行外化的能力。

如表4所示，从调查数据来看70%以上的学生对完成实验的信心还是足够多，但是约30%的同学在如何更好地进行实验观察和客观记录方面存在一些疑惑。学生对基本的实验操作，实验内容的把握上，大部分同学都认为自己能达到符合学校中课堂上的要求和能力；而在进一步实验中涉及的发现问题、搜集证据、数据处理、分析数据和提出探究方案上，认为自己符合的同学的比例越来越少，可以看出在探究涉及的过程中，学生不缺少发现问题的眼睛，但是证据处理上，比如把收集到的证据图表化、符号化、数据化的能力非常欠缺；最后如何优化整个科学探究设计，对比不同探究方案的优缺点和整理探究方案，还需要教师在教学过程中多予以引导和实践。

3.5 科学态度与社会责任素养现状

“科学态度与社会责任”是化学学科素养目标中情感态度与价值观念的延伸和具象化，是化学学科的价值与科学的融合范畴。所以，本次的问卷也主要围绕高中生是够具有质疑精神，绿色化学概念和实践精神进行调查。

如表5所示，学生敢于质疑的态度随着年级的升高也呈上升趋势。在绿色化学概念理解上，接近90%学生还是更期望在化学生产和生活中实现对环境友好的化学，但是需要一定的知识基础予以对具体情况分析和解决。在具体实践精神的调查上，高中生具有科学探索和实践应用的兴趣？但由于欠缺相应的化学知识，所以学生在参与课堂情境中，其解决化学与日常生活的问题能力有待提升。

3.6 调查研究总体情况

综合以上调查分析和结论，总结了赤峰地区高中生化学学科核心素养的培养现状。

（1）化学学科核心素养发展不均衡。从上述数据可以看出，学生在素养1宏观辨识与微观探析和素养5科学态度与社会责任素养上得分较高，平均分分别为3.96分和4.42分。素养2变化观念与平衡思想方面得分处于中等水平。素养3证据推理与模型认知和素养4科学探究与创新意识方面的发展情况得分较低，分别为3.86分和3.89分。因此，在化学学科核心素养培养中，学生在核心素养发展中不同年级间存在差异，不同年级学生的化学核心素养发展不平衡，且存在薄弱环节。（2）学生对于化学知识的掌握大多停留在识记、理解层面，能够达到应用、评价层面的学生较少。（3）学生在化学知识实际应用方面，其化学学科核心素养发展存在年级差异，且学生学习化学时间与化学思维能力的情况成正相关。同时在调查中发现，学生的化学知识应用与转化能力普遍较低。（4）学生化学学科核心素养的发展不同层次学校也存在较大差异，整体来看，学校层次好较好的学生在化学学科核心素养的情况要明显高于层次低的学校。

4 高中化学学科核心素养的培养建议

依据以上调查结果，结合本地区的实际教学情况，为全面提高赤峰地区高中生的化学学科科学素养，现提出建议。

4.1 深入挖掘学科教学内容，有的放矢培养学生化学学科核心素养

首先，有针对性地选择相关学科知识，深入挖掘知识背后价值内涵。学科性知识不仅是知识的载体，更是发展化学学科核心素养价值与功能的媒介。例如，在化学键及晶体结构章节中，教师可从原子、分子或离子的角度引导学生思考化学键及晶体结构的物质构成，让学生理解“微观粒子是化学学习的基本立足点”这一思想方法。其次，提高实验教学比重，合理组织探究内容培养创新能力。学校要根据自身情况合理利用校内资源多开展实验教学，教师要积极设计驱动性问题，结合教学的实际情况去设计学习任务和学习活动，引导学生进行性质预测、方案设计、概括解释等高水平的探究活动，同时鼓励学生自主设计绿色化实验，开展微型模拟实验，并注重合理发挥现代信息技术的化学教学作用解决STSE问题[8]。

4.2 优化教学方法，建立素养为本的化学课堂

学校可以设计与开发多样化的化学课程实践活动，搭建化学知识结构。例如，课外兴趣小组可以作为课内教学的延伸，例如鲁科版教材必修二第二章化學键、化学反应规律，组织学生组成课下研究化学能与电能的转化小组，考虑日常生活中组装临时电池等任务都能够抓住学生的兴趣，亲自动手操作实验和改装创新，有利于将学习的知识充分内化。还可以充分利用社会教学资源，让学生去社区、去工厂体会在真实社会应用的化学知识，让学生站在决策者的角度去体会社会生产中要考虑的重重因素。比如，在反应过程中产生的能量及有效利用率，涉及一些物理学方面的知识；工业三废的治理与排放，则还需要考虑到地理学、环境学、建筑学等知识，以此发展学生在实践中解决综合问题的能力[9]。

4.3 建立“教、学、评”一体化评价体系

首先，教师应明确不同阶段学生应达到的化学学科学业水平，在不同阶段有整体的规划和把握。对于不同学业水平要求的学生，教学目标和教学内容应在深度和广度以及STSE问题上达到契合。再次，教师可以采取多样化多的评价方式，在总结性评价基础上，构建以形成性评价、综合评价、自我评价、小组评价等多元评价系统，还可以在综合评价中纳入学生平时的课堂表现、实验操作水平，设计实验方案水平等多种评价方法。总之，教师要注重评价所带来的正面作用，不要把量化的考试成绩作为衡量学生的唯一标准，教师更应该去重视学生在不同阶段取得的进展，从而适时调整相应教学，达到教学评相互促进的良好效果。

5 总结

教师应结合新时代人才培养高质量发展的新要求，及时转变教学思想观念，创新实践方式，从课程、教学方式、评价方式等方面积极主动探索新的培养模式，提高赤峰地区高中生的化学学科核心素养，为赤峰地区教育事业的发展添砖加瓦。

——————————

参考文献：

〔1〕中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

〔2〕郑长龙.2017年版普通高中化学课程标准的重大变化及解析[J].化学教育（中英文），2018，39（09）：41-47.

〔3〕叶德智.基于核心素养培养的高中化学教学策略探究[J].试题与研究，2022，35（19）：23-25.

〔4〕曹立美.基于学科核心素养的高中化学真实问题情境的教学策略——以乙醇教学设计为例[J].数理化解题研究，2022，26（18）：124-126.

〔5〕关莉莉.学科核心素养视角下的高中化学教学策略[J].新课程，2022，18（25）：94-95.

〔6〕龚清尧.学科核心素养背景下高中化学教学模式的创新[J].天津教育，2022，73（17）：45-47.

〔7〕李学林.高中生“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的培养教学实践研究[J].高考，2021，18（20）：96-97.

〔8〕刘桂英.湖北省高中生化学学科核心素养现状研究[D].武汉：华中师范大学，2018.

〔9〕乐一乐.高中必修化学教材中的“化工思维”分析[D].长春：东北师范大学，2013.

收稿日期：2022-10-09

基金项目：2021年赤峰学院教育硕士专业学位人才培养与基础教育教學专项（cfxyjyss22008）；赤峰学院2021年教育教学研究项目（JYXMY202109）；2022年内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目（NJSY22153）；赤峰学院2022年教育教学研究项目（JYJXY202246）