基于核心素养的高中化学模块融合教学模式构建

引言

基于学科核心素养理念指导学生学习，是希望学生通过深入探究学习形成能够适应社会发展、推动自身学习与成长的利己利人能力。在高中化学教学中也是如此，需要切实加强学生化学核心素养的培养，只有这样才能彰显化学课程独特的育人价值，将学生塑造成社会发展所需要的高质量人才。

一、模块融合教学的必要性

传统教材将元素化合物知识与物质结构理论割裂在不同模块，导致学生只能机械记忆金属活动性顺序，却难以从原子结构层面理解其本质规律。比如模块融合教学通过整合“钠、铝、铁及其化合物”与“物质结构与性质”中相关内容，引导学生分析价电子构型、原子半径、电离能等因素对金属性强弱的影响，使学生建立“结构决定性质”的认知模型，这正是培养宏观辨识与微观探析素养的关键路径。单独学习选修模块的电负性概念与必修模块的置换反应，学生往往无法自主建立关联。模块融合教学通过设计金属活动性顺序的结构解释等学习任务，自然引导学生将微观粒子特性与宏观反应现象联系起来，这正是培养宏观辨识与微观探析素养的关键路径。

二、模块融合的实施路径

（一）教材内容重组，构建主题式知识网络

教材内容重组是模块融合的基础环节，需要教师深入分析不同模块间的内在逻辑联系，并围绕核心主题进行整合。针对前述“元素化合物知识”与“物质结构理论”割裂的问题，“金属元素性质的结构根源”就是一个典型的融合主题。这一主题天然贯通了物质结构（如原子结构、周期律、化学键）与元素化合物（如金属活动性、典型金属反应特性）两大领域：结构决定性质是其理论基础，而性质表现则是对结构特征的验证。在实际操作中，可围绕此主题构建“结构→性质→典型应用”的知识网络。例如，在探究“钠、铝、铁的性质差异”时，可整合“原子结构、电离能、电负性、金属键”等知识，引导学生分析价电子构型、原子半径如何影响金属的还原性强弱（如 Na>Al>Fe）及其反应特性（如与酸、水、氧气的反应剧烈程度）。这种重组不是简单的内容叠加，而是以“结构决定性质”为核心认知模型，将分散的知识点编织成逻辑清晰的主题网络，使学生能从微观本质理解宏观现象，显著提升知识的系统性和迁移能力。

（二）创设真实情境，设计项目式学习任务

真实情境任务的设计关键在于选取既包含多模块知识交叉点，又贴近学生生活经验的载体。其中，“工业制硫酸工艺优化”项目之所以典型，在于其完整涵盖了化学反应速率、化学平衡、能量变化等多个核心概念。在项目实施过程中，学生需要分析接触法制硫酸中二氧化硫催化氧化的最佳条件，这涉及选修四的平衡移动原理；评估不同阶段的热量变化，需要联系必修二的热化学知识；而尾气处理方案设计，则需综合运用的无机物性质和选修六的环境化学内容。教师应指导学生建立工艺参数 - 反应原理 - 经济效益 - 环境保护的多维分析模型，通过绘制工艺流程图、计算转化率、撰写优化建议书等具体任务，培养工程思维和社会责任意识。这种教学方式使抽象原理转化为可操作的实践问题，显著提升知识迁移能力。

（三）实施分层教学，满足差异化发展需求

分层递进式教学设计需要准确把握不同层级学生的认知特点和发展需求。基础层教学应着重构建知识关联框架，例如编制反应类型与能量变化对照表时，将必修二的燃烧反应、中和反应与选修四的焓变计算相结合，提升层教学侧重科学探究能力培养。在催化剂对反应速率影响实验中，引导学生自主设计对比方案，系统考察选修四中提到的温度、浓度、催化剂等多因素协同作用。拓展层教学着眼于现实问题解决，以新能源汽车电池技术讨论为例，要求学生结合电化学基础、锂离子嵌入原理和电极电势理论，分析电池能量密度与安全性的平衡关系。三个层级既相对独立又螺旋上升，确保所有学生都能在最近发展区内获得提升。

（四）完善评价体系，促进素养全面发展

多元化评价体系的构建需要建立覆盖全过程、多维度的评估机制。课堂表现评价重点观察学生在模块融合讨论中展现的关联思维能力。通过设置情境化综合题进行诊断，如以碳中和背景下的能源转化为素材，考查学生对必修二能源类型、选修四热力学计算和选修三催化剂特性的系统掌握程度。多个维度的评价相互补充，既关注学习结果也重视思维过程，为教学改进提供精准依据。

三、实践案例与效果分析

为直观体现模块融合教学模式的应用，以“燃料电池工作原理与性能优化”为主题，整合人教版《化学能与电能》和《电化学基础》相关内容，设计了两周的教学单元。首周教学围绕原理融合：通过课堂演示氢氧燃料电池工作过程，结合微观动画，引导学生将必修二的原电池构成要素（电极、电解质、回路）与选修四的电极反应动力学（氧化还原半反应、电子 / 离子迁移路径）关联起来，深入理解其工作原理及电极反应式书写规则，奠定跨模块知识整合的基础。第二周深化实践探究：组织学生分组进行对比实验，分别测试不同电解质时，氢氧燃料电池的输出电压与电流变化，记录数据并分析离子导电性、电极反应速率等关键因素如何影响电池性能，直观验证选修四中电解质环境对电化学过程的作用规律。

课后拓展阶段，学生小组需调研锂离子电池在新能源汽车中的实际应用，重点分析其能量密度、循环寿命、安全性等核心指标，并结合所学电化学知识，探讨如比亚迪“刀片电池”的结构创新如何解决传统电池的痛点，最终形成技术发展报告并进行展示。教学全程贯穿评价引导：除笔试外，增设实验方案设计评价表、调研报告互评及展示答辩，全面评估学生在“宏观- 微观”、“理论-实践”、“技术 - 社会”等多维度的素养发展。课后反馈显示，大部分的学生认为该主题教学显著提升了他们对电化学知识体系的整体把握能力，并能更主动地运用物质结构、反应原理等多模块知识分析复杂技术问题，验证了模块融合模式在破除知识壁垒、培养综合素养方面的实效性。

结语

模块融合教学是通过主题统整、任务驱动、评价优化，实现知识向能力的转化。实践中需注意把握融合尺度，避免过度追求形式创新而忽视基础夯实。未来可进一步探索信息技术支持下的动态融合模式，为个性化教学提供更多可能。

参考文献：

[1] 缑永永 . 基于 PBL 模式的高中化学大单元教学设计研究——以“硫及其化合物”为例[D]. 天水师范学院,2024.

[2] 何艳辉 . 融合化学学科前沿知识的 5E 教学模式在高中化学教学中的应用研究 [D]. 河南 : 河南大学 ,2023.

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