基于核心素养的高中化学情境教学实践研究

一、研究背景与理论依据

2017 年教育部颁布的课程标准首次提出化学学科核心素养体系，包含 5 个维度（如图 1 所示）。这一体系的提出标志着我国化学教育从“知识本位“向“素养导向“的根本转变 [1]。2025 年河南省作为第五批新高考改革省份，其命题趋势鲜明体现“无情境，不成题“的特点（见表 1 近年高考化学情境题统计）情境化试题涵盖实验探究、生产生活、科技前沿等领域。在此背景下，探索情境教学与核心素养的融合路径具有重要实践意义。

情境认知理论（Situated Cognition Theory）指出，知识是学习者与情境互动的产物 [2]。化学作为一门以实验为基础的自然科学，其教学情境的创设应遵循以下原则：

1. 真实性原则：选取生产、生活或科研中的真实问题（如工业制碱工艺优化、新材料合成等）；

2. 适切性原则：符合学生认知发展规律，处于“最近发展区”范围内（如将大学有机合成实验简化为高中课堂演示）；

3. 素养导向原则：每个情境需明确指向 1-2 个核心素养维度（如实验情境侧重“科学探究”，化学史情境侧重“社会责任”）。

二、教学实践策略与案例分析

1. 创新实验情境：促进科学探究与微观探析

实验是化学的核心载体，通过实验改进与创新，可引导学生从宏观现象切入，探究微观本质，发展“宏观辨识与微观探析”、“科学探究与创新意识”素养，在实际教学中创新实验的开展能有效促进学生对反应原理的深度理解。

案例1：葡萄糖与银镜反应

针对人教版选择性必修三第四章生物大分子第一节糖类【实验4-1】，对教材实验进行如下改进：

器材改进：西林瓶替代试管；

预处理优化：通过碱洗（去除油污）和敏化处理（SnCl₂ 溶液活化表面），使银镜镀层更为均匀；

简化反应条件：配置葡萄糖溶液时加入 NaOH 固体（调节 pH 至11-12），利用反应放热替代水浴加热，缩短实验时间，简化反应条件。

注：铜镜反应（约 8 小时水浴加热）原理类似，常采用抗坏血酸作还原剂。

案例2：尼龙66 与缩聚反应

针对人教版选择性必修三第五章合成高分子第一节合成高分子的基本方法，为帮助学生理解缩聚反 三田 可迅江加下油当淀二实哈

己二酰氯 己二胺 尼龙（PA66）

试剂配制： 10% 己二酰氯的环己烷溶液、 10% 己二胺的水溶液（利用密度差异形成分层）；

操作要点：在分界面处用镊子牵引生成的聚合物薄膜，形成 “尼龙丝“，直观展示高分子链的生长过程；

原理延伸：对比缩聚反应与加聚反应的微观差异（如是否生成小分子、链节连接方式等）。

注：己二酰氯不溶于水，己二胺易溶于水

1938 年 10 月，美国杜邦公司率先合成世界上第一种合成纤维 - 尼龙，在国内常被称为锦纶。随后，杜邦公司迅速将其投入丝袜生产，一经问世，频频售罄，杜邦公司也因此赚得盆满钵满。

该实验将工业合成场景微型化，使学生通过宏观“拉丝”现象，理解微观“酰胺键形成”原理，同步发展“模型认知”与“创新意识”，强化学生的科学精神与社会责任。

2. 化学史情境：培育科学态度与社会责任

化学史是展现学科本质的重要载体。通过重构科学发现历程，能够帮助学生理解知识产生的社会背景，有利于培养学生的“科学态度与社会责任”，理解知识的社会价值。

案例3：纯碱工业发展史的项目式学习

针对人教版必修一第二章海水中的重要元素－钠和氯第一节钠及其化合物，围绕【研究与实践】--- 了解纯碱的生产历史模块可开展项目式学习

设计三阶段任务：

⑴ . 历史梳理 --- 分组查阅资料，用 A3 纸绘制“纯碱生产工艺时间轴”：

① . 天然碱开采（古埃及/ 中国）

② . 路布兰法（1791 年，法国）

③ . 索尔维法（1861 年，比利时）

④ . 侯氏制碱法（1924 年，中国）

⑵. 数据建模--- 根据文献数据，绘制图表：

① . 原料利用率对比雷达图② . 污染物排放量柱状图③ . 生产成本随时间变化折线图

⑶. 价值升华：

讨论“侯德榜突破索尔维财团垄断”的历史意义

探讨现代制碱工艺与碳中和技术的结合（如利用 CO₂ 捕集技术降低碳排放）；

③ . 能源消耗优化（如：熔盐光热发电系统）。

此项目通过“历史 - 现在 - 未来“主线，将科学家精神、技术进步与社会需求有机串联，符合新课标证据推理与模型认知核心素养要求。使学生不仅掌握反应原理，更深刻体会到“技术革新需要兼顾经济效益与可持续发展”的科学精神与社会责任核心素养要求，能将“绿色化学理念”迁移至工业流程试题分析中。

3. 科技前沿情境：发展模型认知与创新意识

引入最新科研成果，可拓宽学生科学视野。培养“证据推理与模型认知”素养，同时能够有效衔接高考考点。

案例4：五氮阴离子盐(N- 5) 与大 π 键（2017 全国Ⅱ卷理综 T35）

基于2017 年南京理工大学首次研发全氮阴离子盐—AgN5，能量密度为 TNT 炸药的 3 倍以上，爆炸产物仅为氮气且无污染，相关成果发表于《Science》，设计分层教学：

1. 基础层：绘制N- 5 路易斯结构式，分析成键类型；

2. 进阶层：结合价层电子对互斥理论，分析大 π 键形成条件（如原子共平面、p 轨道平行重叠）；

3. 拓展层：大 π 键与等电子体（2025 年高考山东卷T7：N- 3）

借助 ChemDraw 软件可视化呈现价键结构，帮助学生突破抽象理论难点，破解共价键理论的认知瓶颈。

三、实践成效与反思

在本校高二年级 2024-2025 学年的教学实践中，笔者结合教研组反馈信息，发现合理设置情境教学能够显著提升学生的学习成效。但在具体实践过程中也发现以下问题：

1. 部分教师存在“为情境而情境“的形式化倾向；

2. 农村学校实验设备不足（如缺少精密传感器），会严重制约实施效果，难以开展创新实验。据此，笔者提出如下建议：

1. 资源建设：联合多校开发校本情境案例库（按素养维度分类），包含实验视频、史料文献等；

2. 虚实结合：加大资金专项投入，利用 VR 技术模拟高危实验（如硝基苯合成），弥补硬件短板；

3. 评价改革：构建“情境－素养”对应评价量表，从“知识掌握”、“能力迁移”、“价值认同”的三层次评估效果。

四、结束语

核心素养导向的情境教学，本质是让化学学习回归“从实践中来，到应用中去”的本质。作为一名高中化学一线教师，在实际教育教学中，我们需立足学科特点，将创新实验、化学史、科技前沿转化为可操作的教学情境，引导学生在解决真实问题中建构知识、发展能力、涵养品格，最终实现从“学会化学”到 “会学化学”再到“用化学做事”的跃升。

同时，教师需精准掌握学生学情和个体差异，打造启发性、针对性、探索性课堂情境教学，肩负起为党育人，为国育才的历史使命。

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)[S]. 北京 : 人民教育出版社 ,2018.

[2] Brown J S, Collins A, Duguid P. Situated cognition and the culture of learning[J]. Educational Researcher, 1989,18(1):32-42.

[3] 王磊, 黄燕宁. 核心素养导向的高中化学教学实践研究[J].化学教育 ,2019,40(11):1-6.

李永洛 男 1978 年8 月27 日 民族：汉 籍贯: 河南孟津 最高学历：本科 职称：中小学高级教师 研究方向：高中化学 邮编： 单位：