高中化学情境教学中学生科学素养的培养探究

引言：

科学素养是现代公民应具备基本品质，已成为国际教育探究关注焦点，新课程改革背景下，高中化学教学不仅要关注知识传授，更要重视学生科学素养培养。情境教学是一种将抽象化学概念与现实生活紧密联系教学模式，为学生科学素养培养提供了有效途径。探究了高中化学情境教学中促进学生科学素养形成有效策略与方法，分析教学实践中存在问题并提出优化建议，为化学教育实践提供理论支撑与实践指导。

一、情境创设策略，素养培养路径

基于生活实践设计情境能激发学习兴趣，如利用铁锈形成引入氧化还原概念，通过燃烧现象探讨元素价态变化，借助水果褐变解释电子转移过程等。科学史情境有助于培养科学思维，如呈现拉瓦锡氧气发现历程，展示法拉第电化学探究贡献，分析门捷列夫元素周期律提出背景等。前沿科技情境则拓展科学视野，如介绍燃料电池工作原理，探讨光催化材料应用前景，讨论绿色能源技术发展趋势等。这些情境创设策略形成三条素养培养路径：通过生活情境培养问题解决能力，让学生能将化学原理应用于日常实践，通过历史情境培养科学思维方式使学生掌握观察推理方法，通过前沿情境培养科学责任意识，促进学生形成正确科技伦理观念。

以人教版高中化学必修一第一章第三节 氧化还原反应教学为例，教师应当创设神奇变色实验情境：准备几种常见溶液（高锰酸钾溶液、硫酸亚铁溶液、碘化钾溶液等），演示溶液混合后颜色变化现象，引发学生探究兴趣。展示日常生活中氧化还原现象照片如铁制品锈蚀、铜器表面绿锈形成、银饰品变黑等，让学生思考这些现象共同特点。介绍拉瓦锡推翻燃素说、建立氧化理论历史，展现科学家如何通过实验证据修正理论，引导学生通过观察实验现象、分析物质变化、比较电子得失情况，逐步理解氧化还原本质。教学过程中设计锈蚀防护探究任务，让学生查阅资料分析不同金属防护措施原理，提出创新防护方案。引入燃料电池等清洁能源技术，讨论氧化还原反应在能源领域应用，培养学生环保意识与社会责任感。通过这一系列情境创设，学生能建立宏观现象与微观机理联系，形成科学解释能力、实验探究能力与社会责任意识。

二、教学实施方法，素养提升措施

探究实验法通过设计开放性实验任务培养学生实证思维与操作技能，如金属活动性比较、合金性质测定等探究活动，问题驱动法通过设置有层次性问题链引导学生深入思考，如从金属腐蚀现象引发对电化学原理讨论。小组协作法组织学生围绕特定主题进行团队研讨，培养合作精神与表达能力，信息技术融合法利用数字资源辅助学生理解微观世界，如使用分子模拟软件观察金属晶体结构。为确保上述方法有效实施，需建立科学评价体系，关注学生探究过程与思维发展，开发校本课程资源，结合地方特色设计学习材料。构建跨学科学习平台促进化学与物理、材料学等学科知识整合，建立实践反馈机制，通过学生体验持续优化教学策略。这些措施形成互为支撑教学实施体系，全方位提升学生科学素养。

以人教版高中化学必修一第三章第二节 金属材料教学为例，教师需要组织身边金属材料调查活动，让学生收集生活中常见金属制品信息，如铝制餐具、钢铁建筑、铜质电线等建立学习联系。课堂中通过材料性能大比拼实验，设计不同金属硬度、导电性、抗腐蚀性测试方案引导学生小组合作完成实验并分析数据。针对为何纯金属难满足工业需求问题，组织学生查阅资料，探讨合金成分与性能关系，理解材料设计原理。结合本地工业发展，邀请材料工程师介绍特种合金应用案例，拓展学生视野，教学过程采用项目式学习，以未来智能材料设计为主题，让学生查阅前沿研究文献设计具有特定功能新型金属材料，并制作模型进行展示交流。评价环节采用多元方式，包括实验操作评价、探究报告评估、创新设计评价等，全面反映学生素养发展状况。通过这一教学实施案例，学生不仅掌握金属材料知识，更培养了实验探究能力、创新思维能力与工程应用意识，实现从知识学习向素养提升转变。

三、问题识别分析，素养发展优化

教学情境设计质量参差不齐，部分情境流于形式，未能真正引发学生认知冲突与探究兴趣，解决此问题需要深入挖掘教材内在逻辑，分析学生认知特点，精心设计富有挑战性且具备适当难度情境，使其既能引发兴趣又能促进思考。教学实施过程中教师主导性过强，学生主体地位未能充分体现。转变教师角色定位，由知识传授者转变为学习引导者，为学生提供必要支持同时保留充分探究空间，实现授之以渔目标。评价方式单一，过分强调知识考核而忽视素养发展，应构建过程性评价 + 终结性评价结合模式，通过学习档案袋、实验报告、项目成果等多元方式全面评估学生科学素养发展状况。

学科间壁垒阻碍综合素养形成，化学知识与其他学科割裂导致学生知识碎片化，加强学科间协同，如化学与物理共同探讨能量转化，与生物共同研究生命过程，与地理共同分析环境问题，促进学生形成整体科学观。通过上述优化措施，可构建情境设计- 教学实施- 评价反馈- 学科协同良性循环系统，不断提升学生科学素养发展水平。这一系统需要学校管理层、学科教师、学生共同参与，形成合力，才能取得理想效果，教师还应持续进行教学反思与专业发展，不断提升情境教学设计与实施能力。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率 , 更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观, 为学生的未来发展奠定坚实基础。

结论：

基于生活实际、科学史、前沿科技构建教学情境是培养学生科学素养有效途径，探究实验、问题驱动、小组协作等教学方法与多元评价、校本课程开发等措施能有效促进学生科学素养形成。针对情境设计质量、教师角色定位、评价方式、学科协同等问题进行系统优化，可进一步提升学生科学素养发展水平。未来可进一步探索情境教学效果评估方法，深入分析不同类型情境对学生科学素养发展影响，为高中化学教学改革提供更加精准理论指导与实践支持。

参考文献：

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