基于核心素养培育的高中化学必修教材研究与实践栏目的教学初探.docx
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基于核心素养培育的高中化学必修教材研究与实践栏目的教学初探
基于核心素养培育的高中化学必修教材“研究与实践”栏目的教学初探
摘要:
目前，基础教育新课程改革已经启动，化学课程改革的目的是培养科学学习方法，提高学生核心素养。
修订后的人教版《普通高中教科书化学·必修》适应化学学科核心素养培育的需要，提供了丰富的教学素材和教学策略。
教科书修订过程中对相关的栏目重新进行了设计，对原有栏目进行了重新设计和定位，如：
改原“实践活动”栏目为“研究与实践”栏目。
这些精心设计的栏目帮助学生以不同的学习策略进行学习。
其中最具有代表性的栏目为“研究与实践”，并且该栏目的操作性很强，主要是着重于学生动手能力和探究方法的培养。
为了探究该栏目具有怎样的教学功能以及教师和学生如何有效地使用教材中设置的“研究与实践”栏目，因此有必要对“研究与实践”栏目的设计及其有效性展开研究。
本论文首先通过文献分析法对选题背景及发展现状进行分析，确定具体研究内容、研究方法以及研究意义，初步拟定了研究思路。
其次通过采用统计分类法对“研究与实践”栏目进行统计和整理，统计此栏目中的具体内容，分析栏目的设置特点，总结栏目的活动形式及目标要求。
与原“实践活动”栏目从内容、编写体例两方面进行对比。
就“栏目的组织实施”“栏目实施的有效性”两方面来探讨“研究与实践”栏目的实施策略。
再次通过案例分析法，以“了解纯碱的生产历史”为案例，结合化学核心知识，以提高学生的化学学科核心素养为目的进行“教、学、评”一体化的活动设计，希望为“研究与实践”栏目的二次开发及其在教学中的应用提供参考。
最后得出“研究与实践”栏目具有激发学生兴趣、拓展学生的知识面、发展学生的核心素养等结论，期待“研究与实践”栏目以更加丰富的开展形式呈现在高中教学，更好地为化学教学辅助、服务。
关键词：
核心素养高中化学教材分析研究与实践教学设计
Apreliminaryteachingstudybasedon"researchandpractice"columnintheseniorhighschoolchemistrycompulsorytextbookforcultivatingthekeycompetencies
Abstract:
Atpresent,thenewcurriculumreformofbasiceducationhasbeenlaunched.Thepurposeofchemistrycurriculumreformistocultivatescientificlearningmethodsandimprovestudents'keycompetencies.Therevisededitionofordinaryhighschooltextbookchemistry•requiredprovidesuswithrichteachingmaterialsandstrategies.Inthecourseoftextbookrevision,relevantcolumnswereredesignedandtheoriginalcolumnswereredesignedandpositioned,suchaschangingthecolumnof"practicalactivities"tothecolumnof"researchandpractice".Thesewell-designedprogramshelpstudentsstudyusingdifferentstudyingstrategies.Thecontentof"researchandpractice"columnisrichandrepresentative,withstrongoperability.Itpaysattentiontothecultivationofstudents'practicalabilityandexplorationmethods.Inordertoexploretheteachingfunctionofthiscolumnandhowcanteachersandstudentseffectivelyusethe"researchandpractice"sectionofthetextbook,itisnecessarytostudythedesignandeffectivenessofthe"researchandpractice"column.
Thispaperfirstlyanalyzesthebackgroundanddevelopmentstatusofthetopicselectionthroughliteratureanalysis,determinesthespecificresearchcontent,researchmethodsandresearchsignificance,andpreliminarilyformulatestheresearchideas.Secondly,thecolumnof"researchandpractice"iscountedandsortedoutbyusingstatisticalclassification,thespecificcontentsofthecolumnarecounted,thefeaturesofthecolumnareanalyzed,andtheactivityformsandobjectivesofthecolumnaresummarized.Andtheoriginal"practiceactivities"columniscomparedfromthecontent,writingstyleofthetwoaspects.Thispaperdiscussestheimplementationstrategyof"researchandpractice"programfromthetwoaspectsof"programorganizationandimplementation"and"effectivenessofprogramimplementation".Againthroughthecaseanalysis,inorderto"understandingofsodaashproductionhistory"asacase,combinedwithchemicalcoreknowledge,inordertoimprovethestudents'chemistrysubjectcoreliteracyforthepurposeoftheactivitiesoftheintegrationof"teaching,learningandassessment"design,hopefor"researchandpractice"ofsecondarydevelopmentanditsapplicationintheteachingtoprovidethereference.Finally,itisconcludedthatthecolumnof"researchandpractice"canstimulatestudents'interest,expandstudents'scopeofknowledge,anddevelopstudents'corequalities,etc.Itisexpectedthatthecolumnof"researchandpractice"canbepresentedinamorediversifiedforminhighschoolteaching,soastobetterassistandservechemistryteaching.
Keywords:
Keycompetency;Highschoolchemistry;ResearchandPractice;TeachingDesign
摘要I
AbstractII
1绪论1
1.1研究背景1
1.2研究现状1
1.3研究目标、方法和意义2
1.4研究思路3
2相关理论基础4
2.1科学探究4
2.2建构主义理论5
2.3认知结构理论5
3对“研究与实践”栏目的分析和理解5
3.1“研究与实践”栏目的设计原则5
3.2“研究与实践”栏目的设置分析6
4“研究与实践”栏目的实施策略11
4.1“研究与实践”栏目的组织实施11
4.2“研究与实践”栏目实施的有效性评价13
4.3“研究与实践”栏目的实施设计——以“纯碱的生产历史”为例13
5结论与展望16
5.1结论16
5.2不足与展望16
参考文献17
致谢18
1绪论
1.1研究背景
为发展学生的核心素养，真正让核心素养培育实践在课堂上，作为新课程理念践行者的教师，其对核心素养内涵的理解水平以及自身在新课改背景下教学策略的选择直接决定着学生核心素养能力的发展，因此基于核心素养的教学设计研究是有重要意义的。
核心素养的英文表述为KeyCompetencies，它能成为一个教育概念，且成为很多国家或国际组织教育政策的高频词，最早可以追溯到60年代美国教育改革时期。
而为了迎接21世纪，一个以全球化、信息化为明显特征的时代，越来越多国家需要新型的人才来为本国经济发展助力，提高本国在国际社会中的竞争力。
在新的时代背景下，如何更有效地促进个人自我实现和社会良好运行？
必备的素养都有哪些？
迫切需要一个权威的理论参照框架，并将其与课程体系联系在一起，于是各个国家开启了核心素养的研究，各国均意识到了二十一世纪的信息时代指的新诉求和新特点包括了个人自我实现、职业世界、公民生活[1]。
核心素养描绘了新时代人才的特质，具有运用知识解决现实情境问题的思考力、判别力及沟通表达能力。
过去十几年间的课改中，虽然将自主合作探究的学习方式深入课堂，但是“伪探究”的课堂仍然随处可见。
既然要解决在社会生活中“能做什么”的问题，学生的学习方式必然要革新，核心素养培育理念下课堂应该是在真实原生态的问题解决环境中践行的，学生依据某一主题或单元进行学习，学习过程中信息获取的方式由过去只能从课堂和书本中获取过渡到现在的网页搜索、文献查找、在线学习等手段，在主题式的学习过程中，学生可以从实际问题解决中习得认识思路，极大地体现学生的主体地位，转变学生的学习方式。
1.2研究现状
追求教育进步不只是在西方世界展开，为构建我国信息时代的课程体系，我国普通高中课程标准的修订工作由教育部于2014年12月正式启动，本次修订工作旨在贯彻立德树人的根本任务，通过研制我国核心素养体系，将基于核心素养的学业质量标准融入课程标准，以指导和促进学习方法和教育模式的根本变化。
本次深化基础教育课程改革，在我国教育历史上首次提出了“核心素养”这一概念，并在国际经验“KeyCompetencies”的基础上，赋予了“核心素养”更符合我国基础教育改革实际和现实的概念。
对“学科核心素养”的界定并没有一个统一的定义，邵朝友、周文叶等（2015）认为学科核心素养是指通过学习某学科的知识和技能中获得的主要思想、关键能力和基本素质[2]。
因此，朱鹏飞、徐惠（2016）认为，在化学领域，该学科的核心素养是指促进同学们的化学观点、社会良好运行以及学生的终身发展能够顺利运行，具有化学学科特征素养的三维目标整合，正是基于化学概念、化学思维和化学知识。
也是确定课程标准、教材编写知识体系、评价标准的依据和导向[3]。
林小驹、李跃等（2015）认为高中生的核心素养体系应该包括思想品德素养、人文素养、科学素养、跨学科素养[4]等八个方面。
人民教育出版社化学教材研究中心根据2017年版的《普通高中化学课程标准》所提出的要求，编写了2019年版的高中化学必修教材。
该必修教材构建的学科体系结构以创新、发展和继承为主要的指导思想，比起老版必修教材，2019版的化学必修教材优化了栏目功能，呈现了更多的新内容，更能体现出化学学科的核心素养[5]。
1.3研究目标、方法和意义
1.3.1研究目标
在对核心素养研究现状的基础上，确定了本文的研究课题，本研究成果不仅可以为目前化学课本上的“研究与实践”栏目教学理论添砖加瓦，也在侧面为高中化学“研究与实践”栏目教学的普及与更加常态化发展提供一定的理论指导与支撑。
其次，本研究中高中化学“研究与实践”栏目的教学现状及问题，为关注高中化学“研究与实践”栏目的研究者，更好的实施、开发以及评价该栏目的教学提供现实指导。
1.3.2研究方法
（1）文献研究法
在研究过程中，通过收集、阅读、分析、整理和借鉴国内外对高中化学必修教材栏目设置的相关资料，学习、思考并构建文章的理论框架，了解当前本研究的相关理论基础，进而更好更充分地开展研究。
（2）统计分类法
通过对人教版高中化学必修教材“研究与实践”栏目进行统计和整理，分析研究此栏目中涉及的知识点及其教育教学价值。
（3）比较分析法
以原“实践活动”栏目和现“研究与实践”栏目为研究对象，从栏目内容、栏目的编写体例两方面进行比较研究。
（4）案例分析法
针对2019人教版《普通高中教科书化学·必修》教材的内容，结合课程改革要求和当前高中化学教学现状，依据相关理论，设计高中化学“研究与实践”活动教学的具体案例，真正实现研究服务于教学，以教学促进研究这一思路。
1.3.3研究意义
在2019年6月12日召开的“高中化学新课标和新教材学习及教学实践研讨会”上，《中学化学教学参考》主编王军翔先生提出由“双基”发展到“核心素养”，实质上是把教学目标由“静态的结论性的知识”发展到“人”及“人的发展”上，勉励大家抓住机遇，革新教育教学理念，探寻化学教育的本真[6]。
新课改提倡素质教育，为了体现新课改理念，既要让学生学习知识与技能，又要加强学生非智力因素的培养，如情感态度、道德意志、创造力等。
在情境教学新模式下，学生处于主体地位，可以畅所欲言、自由发挥，充分展示个人特长，实践能力和创新能力得到了很好的锻炼。
学生在情境中体验知识的形成、发展及应用，在情境中发散思维、自主探究、增长才干。
社会的竞争说到底是人才的竞争，情境教学符合新课改理念，顺应时代的要求。
2017年版的课程标准就化学学科的核心素养提出了五个方面的认知，分别是：
科学态度与社会责任、科学探究与创新意识、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想、宏观辨识与微观探析。
并指出：
重视开展“素养为本”的教学，倡导真实问题情境的创设，注重教学目标与评价目标、学习任务与评价任务、学习方式与评价方式的整体性、一致性设计[7]。
教学不是让学生为了应付考试，机械的记忆课本知识，而是希望学生掌握科学的学习方法，将学到的知识应用到实际中。
情境教学给学生提供了自我展示的平台，把知识的学习融入到一个个相关情境中，化静为动，这样学生对化学产生亲切感，增强了对化学问题的理解力和应用意识。
情境教学本身强调知识的应用性和实践性，学生在重构知识的同时，也解决了相关实际问题。
在这个过程中，发挥学生的主观能动性，学生的综合学习能力提高了，就能更好地适应社会。
1.4研究思路
图1研究思路示意图
2相关理论基础
2.1科学探究
Lorin（1995）提出在学习理科过程中，不但要掌握知识结构，还要体验探究学习的过程，并强调正确的探究教学方法是以科学知识为基础，在探究活动中学习科学方法，通过探究活动掌握科学知识，做到科学知识、科学方法与探究活动三者的统一[8]。
“科学探究是指科学家研究自然界的方法并基于此研究获得证据、提出解释结论的多种不同途径[9]。
”我国《普通高中化学课程标准（2017版）》中把科学探究定义为“科学探究是化学核心素养的重要组成部分之一，同时科学探究也是一种极其重要的科学实践活动[7]”。
它将科学探究作为一种学习知识的重要方式，并且强调重视培养学生的探究能力和开放、自主的探究意识、敢于创新、乐于合作的探究精神。
综上所述，我国对于科学探究的定义阐述和国外所定义的基本同等，但是本文这里阐述的科学探究主要是指我们国家的化学学科教学中的科学探究。
2.2建构主义理论
建构主义学习理论，是指让学生在原有的知识和经验出发，在此基础上构建出其他的经验。
是一种研究认知结构的发生、发展过程以及心理起源的学说。
杰出的瑞士心理学家让•皮亚杰提出了认知结构的四个基本要素：
图式、同化、顺应和平衡[10]。
皮亚杰认为，同化、顺化和平衡，这三个基本过程是一直影响着人类认知结构的发展。
同化是指将所获得的信息根据自己的条件转换成能被自己所吸收的信息；顺化是指在获取新的知识以后，通过和自己已有的知识整理融合之后变成可以被容纳的新内容；平衡是指内部不断增长的知识和外界的新知识的相互作用[11]。
如：
当学生在化学科目上学习到全新的内容后，把新内容和原有的知识储备进行相互平衡作用，并且学生将新学习到的内容通过原有的知识结构进行整合，此时原有认知结构就被补充、增加或者进行自我的调整、改变来达到最终的平衡状态。
值得注意的是：
在原有的平衡状态下，当遇到新的知识内容的时候，为了达到一个新的平衡状态，就又会重复上述过程来实现。
因此，人类学习的过程是发展意识的过程，也是一个不断发展新模式的过程。
通过同化、顺化和平衡，这三个基本过程来一直重复对知识的构建和发展。
2.3认知结构理论
认知结构理论是由布鲁纳提出的[12]，他提出了一种探索性学习的方法论，该方法已经成为心理学学术研究的理论基础。
同时奥苏贝尔提出的理论更是将认知学习理论推动进入到成熟阶段。
学习动力和动机原理的一致性其实就是认知科学学习的理论核心。
认知学习理论的研究重点，就是不太容易察觉到心理认知活动，而认知学习理论同时也是围绕着人的学习来开展的。
（1）布鲁纳认为，应该要激发学生的内在学习动机，发现新的探究方法以及通过其他独立思考和信息来获取新的学习内容。
（2）奥斯巴贝尔的开创性组织策略和内部驱动力指出，我们必须了解当前学生的感知心里，同时还要了解学生们的兴趣，以此为学生的研究活动来选择适当的问题。
通过仔细分析学生当前的思维习惯和知识背景等方面的内容来了解学生当前的基本情况，从而认清楚学生目前所处的认知结构。
让学生们通过使用同化、顺化和平衡等方式来解决他们在探究性学习活动中所制造出来的问题。
3对“研究与实践”栏目的分析和理解
3.1“研究与实践”栏目的设计原则
在新的化学教材标准下编写的新版人教化学必修教材，其打破了传统上以学科为中心的知识构架，呈现了全新的知识框架和内容选择，不但关注了化学学科当中知识系统的逻辑思路，而且还注重了化学这门学科对于社会的融合度。
教材设置了丰富多彩的栏目：
“探究”“研究与实践”“方法引导”“化学与职业”。
其中“研究与实践”栏目主要强调要使学生具备适应未来生存和发展所必备的一些基本科学素养。
“研究与实践”栏目是新教材的一个重要部分，通过对该栏目的学习，学生可以获得适应未来生活所需的化学基础知识和基本技能。
教材中该栏目中所涉及内容均能体现该节重点，能够深化教育教学目标，有利于新课程改革的推进、素质教育的实施、有利于学习者学会思考。
“研究与实践”栏目呈现了与该节知识有关且有价值的探究性问题，基于这些问题，学生讨论交流，进而进行科学研究。
有些“研究与实践”栏目是为了巩固本节知识点，从而让学生理解得更透彻，这属于演绎研究。
有些“研究与实践”栏目是为了导入新的知识点，让学生先讨论、动手实验然后得出结论，结论也就是新的知识点，这就属于归纳研究。
所以此栏目是科学研究理念最直接的体现。
3.2“研究与实践”栏目的设置分析
3.2.1“研究与实践”栏目的统计
在新版化学教科书的叙述内容中结合具有一定资源性和活动性的学习栏目，可以展现出不同的教学思路。
要想干预学生学习和老师的教学任务，可以提供相应的教学方法或是活动性教学任务。
新版的教科书设计了新的“研究与实践”栏目，以主题创建的形式提出任务并进行项目的研究，同时还提供了可拓展研究内容的实际素材。
为了让学生通过自己动手设计实验步骤和方案，案例调查，最后进行试验，从而让学生在研究于实践栏目中运用科学研究的方法、有关的化学原理和化学规律，以及有关的元素化合物来解决实际的问题[5]。
在“研究与实践”这一栏目中，充分体现了新课程规定的从化学走向社会，从生活进入化学这一理念。
本专栏将选取许多如今社会上的主要问题和热点问题，着重于生活和社会现实，从化学的角度去指导学生关注社会和生活，同时利用化学的知识来解决当今人类社会所遇到的种种问题。
通过对“研究与实践”栏目的数量统计得知，总共7个“研究与实践”栏目，其中必修一3个、必修二4个。
下表为“研究与实践”栏目在新版必修教材中的分布情况。
表1新课标人教版高中化学必修教材“研究与实践”栏目分布表
序号
分布
栏目内容
必修1
第一章物质及其变化
无
1
第二章海水中的重要元素——钠和氯
了解纯碱的生产历史
2
第三章铁金属材料
检验食品中的铁元素
3
第四章物质结构元素周期表
认识元素周期表
4
必修2
第五章化工生产中的重要非金属元素
测定雨水的pH
5
第六章化学反应与能量
了解车用能源
6
第七章有机化合物
了解食品中的有机化合物
7
第八章化学与可持续发展
豆腐的制作
3.2.2“研究与实践”栏目的开展形式与目标要求
通过对“研究与实践”栏目的内容分析得知，我们可以将此栏目的内容与本节学科知识的关联度将其作为创设情境导入新课的素材、完善学生知识结构的素材、拓展学生化学视野的素材融入到平时的教学中，从而进行“研究与实践”栏目的教学。
例如：
原教材“钠的重要化合物”这一节中，并未介绍纯碱的生产历史。
这其实是一个引导学生认识化学的技术进步和社会发展关系的好机会。
从化学技术发展的角度，学习人类制碱工艺的演变历史，帮助学生树立可持续发展观念，提高学生的科学素养。
同时在对纯碱的生产历史中涉及的一系列化学变化及其相互关系进行学习后，学生深入了解原料转化为产品的化学反应原理。
因此教师有必要引入“研究与实践”栏目的学习，这样能够帮助学生填补知识漏洞，完善知识结构。
不同层次的研究实践活动，有安排不同的活动形式，这就是新版教材“研究与实践”栏目给学生提供的研究实践的机会，渗透科学探究为核心的学习过程，从而引导学生开展科学探究、乐于探究、实现学习方式的转变。
每个栏目活动除了承担具体知识内容的载体外，还蕴含了不同层次的教学目的和要求。
表2“研究与实践”栏目的开展形式与目标要求
研究内容
活动形式
目标要求
必修1
了解纯碱的生产历史
调查整理、撰写研究报告
实验方法（对比）、化学思维（对比、归纳）
检验食品中的铁元
升级会员 