張莉

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第四師第一中學，新疆 伊犁）

核心素養(yǎng)下教師精心設(shè)計的學習活動要以學生為主體，在真實情境下學習化學知識和原理，再把所學的知識和原理運用到生活中,解決與化學有關(guān)的社會問題?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017版，2020年修訂）》（以下簡稱“課程標準”）必修和選擇性必修中建議的學習活動共158個，包括實驗與探究活動（98個）和調(diào)查與交流討論（60個）。以高中生現(xiàn)有的知識體系和技能，科技創(chuàng)新是可以做到的。

一、挖掘?qū)嶒炁c探究活動，促高中生科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)生根

課程標準建議的學生活動實驗與探究活動在必修和選擇性必修教科書上欄目是實驗X-X、實驗活動（課程標準中要求的“學生必做實驗”）、探究、研究與實踐。

（一）保質(zhì)保量開展學生必做實驗，整體規(guī)劃實驗

課程標準中高中化學必修和選擇性必修中學生必做實驗共18個，涉及化學物質(zhì)性質(zhì)和反應規(guī)律、物質(zhì)的制備、物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)的檢驗以及基本思路和操作方法。例如，配制一定物質(zhì)的量的濃度溶液和“酸堿中和滴定”實驗是教材中僅有的兩個定量實驗，是分析化學的基礎(chǔ)實驗。物質(zhì)性質(zhì)實驗旨在培養(yǎng)學生敏銳的觀察力和洞察力，同時使其掌握物質(zhì)的性質(zhì)。例如，探究影響化學反應速率的因素可用變量控制的方法，這是科學探究中常用的方法。把變量控制的方法運用到化學能轉(zhuǎn)化電能的干電池實驗，探究用生活中材料制作的簡單電池的性能比較。

（二）科學探究實驗引發(fā)積極思考，構(gòu)建高階思維

課程標準強調(diào)教師在課堂教學中積極引導學生開展科學探究，讓學生掌握科學探究的過程，即發(fā)現(xiàn)問題，提出問題；查閱文獻，設(shè)計探究方案；完成實驗，得出結(jié)論。學生在科學探究中，通過實踐可促進協(xié)同合作，培養(yǎng)敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的意識。例如，濃硫酸和銅加熱反應，在各個版本的教科書上都出現(xiàn)過并配有彩圖。高中生都親眼見過這個實驗過程或者親自做過這個實驗，但是只有極少數(shù)的學生在做實驗的過程中發(fā)現(xiàn)反應過程中有黑色的物質(zhì)生成，從而批判質(zhì)疑，提出困惑：黑色的物質(zhì)是什么呢？這激發(fā)了學生的好奇心和求知欲。學生提出各自的假設(shè)，假設(shè)1：黑色物質(zhì)是氧化銅？假設(shè)2：黑色物質(zhì)是硫化亞銅？假設(shè)3：黑色物質(zhì)是硫化銅？假設(shè)4：黑色物質(zhì)是混合物嗎？化學科技小組通過實驗探究并撰寫科技論文解決了這一問題，獲全國28屆青少年科技創(chuàng)新大賽三等獎。學生也可以把課堂中學會的科學探究方法運用到與化學有關(guān)的社會熱點問題上。例如，比較生活中除甲醛方法的利與弊，樹立正確的人生價值觀，落實并提升學科核心素養(yǎng)。

（三）自主設(shè)計科學探究實驗

學生自己設(shè)計科學探究實驗是高中生科技創(chuàng)新的萌芽和初探。例如，將Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl在研缽中研磨，然后放入燒杯中，滴入少量水，用手觸摸燒杯的底部或者在玻璃片上滴些水，看兩者能否凍在一起，從而證明這個反應是吸熱反應，是熱能轉(zhuǎn)化為化學能的化學反應。但是在整個實驗過程中有大量的刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，污染了環(huán)境。出于綠色化學的考慮，學生大膽假設(shè)并實驗論證，最終得到兩個較好的實驗改進方案，一是在燒杯上蓋個紙蓋并且戳些洞，在洞上放上蘸有硫酸的棉花。二是把實驗藥品放在氣球里反應，用手摸可以感受到?jīng)?，氣球是一個密閉可以看到膨脹的容器，氣球體積變大證明有氨氣生成，也達到了綠色化學的目標。這樣可以促進學生學習方式的轉(zhuǎn)變，使其主動學習，主動探究未知領(lǐng)域。

二、重視“調(diào)查與交流討論”，促進高中生科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)科學精神

學生活動“調(diào)查與交流討論”在教材中出現(xiàn)在思考與交流、課后習題、科學史等欄目?！罢{(diào)查與交流討論”是通過查閱文獻和實地考察收集資料、研究資料，與他人分享、交流與討論成果，協(xié)同合作。學生查閱文獻可獲得書本外的知識，學會使用數(shù)據(jù)庫，文獻是對已有研究的體現(xiàn)，學生只有站在科技前沿，了解哪些是別人已經(jīng)研究過的，了解哪些是別人沒有研究過的，才能提出新的方法、新的角度、新的方案，進行科技創(chuàng)新。例如，查閱合成氨、藥物合成、合成材料、環(huán)境保護等對提高人類生活質(zhì)量的影響。學生可開展實地考察，如調(diào)查市場常見化學電池的種類。學生走進超市、批發(fā)市場、工業(yè)生產(chǎn)工具店等不同類型的商店調(diào)查，增強調(diào)查的廣度，增強數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。電池按一次電池和二次電池分類，做好統(tǒng)計圖，記錄數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)。為了方便數(shù)據(jù)的展示，學生可以采用餅狀圖或柱狀圖呈現(xiàn)結(jié)果?！敖涣髋c討論”，如舉辦小小化學家論壇，分享高中生科技創(chuàng)新成果。每年校級、師市、兵團、全國高中生科技創(chuàng)新大賽逐級遴選舉行，給獲獎高中生科技創(chuàng)新人才搭建展示的平臺，也為參與活動的每一位高中生埋下創(chuàng)新的種子，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，他們認為創(chuàng)新距離自己很近，觸手可得。

三、大手拉小手的“學習活動”加快高中生科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)

在高中化學教學中，學?？砷_展大手拉小手的活動，構(gòu)建區(qū)域校內(nèi)外合力，促高中生科技創(chuàng)新，也可以建立高等院校、科普設(shè)施、科教企業(yè)與高中生科技教育活動聯(lián)動的機制，還可以利用“雙導師制”指導學習活動。例如，走訪科研機構(gòu)，了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的現(xiàn)代化技術(shù)和先進成果。開展伊犁河水質(zhì)的成分研究和水污染的問題以及沿河兩岸工廠污染物排放的問題。鑒于我們學校的硬件完不成這個項目，需要有資質(zhì)的單位幫扶我們，伊寧市環(huán)保局是高中生科普基地，可以幫助我們完成研究。同時在專業(yè)人士的引領(lǐng)下，學生感受到了化學的魅力，激發(fā)了學習化學的興趣。

四、“科學史”學習活動，培養(yǎng)高中生的科學精神

教材中的科學史話欄目涉及化學家、化學史料和化學發(fā)現(xiàn)等拓展性內(nèi)容。例如，氧化還原反應概念的發(fā)展：1774年，法國化學家拉瓦錫提出燃燒的氧化學說，人們以得氧和失氧定義氧化還原反應。1852年，英國化學家弗蘭克蘭提出化合價的概念，人們以化合價升高和降低定義氧化還原反應。1897年，英國物理學家湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，人們以電子的轉(zhuǎn)移定義氧化還原反應?！盎瘜W史”學習活動讓學生掌握化學知識和化學原理的同時，感受到了科學家們的研究歷程，樹立崇尚真理的意識，不斷探索和創(chuàng)新，服務社會，推動科學技術(shù)的發(fā)展。

五、“STSE綜合實踐”促進高中生科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)

STSE（科學·技術(shù)·社會·環(huán)境）綜合實踐活動可激發(fā)高中生科技創(chuàng)新的科研潛質(zhì)，提升科學素養(yǎng)。各學科融合探究的學生活動，是培養(yǎng)高中生科技人才的最佳載體。例如，距離我們學校1.5公里的伊寧市六星街歷史街區(qū)，是學生自主選擇“STSE綜合實踐”的研究對象。有些學生想研究歷史街區(qū)特色美食——百年古蘭丹姆冰激凌的制作工藝；有些學生想研究拒絕使用添加劑的柳芭俄羅斯列巴面包房食物發(fā)酵的研究；有些學生想通過化學分析方法研究網(wǎng)紅藍墻面肺子美味湯汁的秘方；有些學生想研究歷史街區(qū)新能源開發(fā)利用的問題；有些學生想研究六星街歷史街區(qū)垃圾處理的問題；有些學生想研究六星街建筑材料的防腐蝕問題；有些學生想研究六星街主要污染物的來源及危害；有些學生想研究六星街污水排放問題和處理的情況；等等。學生帶著問題查閱文獻和實地考察，走進伊寧市六星街。通過查閱文獻，學生找到伊犁師范大學李教授和她的團隊，得到了專業(yè)理論和知識的指導。高一（4）班杜××和?！羶蓚€學生無意中發(fā)現(xiàn)了語言景觀“工人街九巷”錯誤。這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了學生探索的欲望，社會責任感油然而生，她們協(xié)作共采集了96塊景觀語言語料，發(fā)現(xiàn)翻譯不當共14處，并把自己的研究結(jié)果告知六星街所在的社區(qū)管理工作人員，改善了旅游文化建設(shè)，并撰寫科技小論文《“一帶一路”下景區(qū)語言景觀的探究——伊寧市六星街歷史街區(qū)（AAAA級景區(qū)）》參加2022年兵團第20屆青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎。高××和于×熱愛家鄉(xiāng)，知道新疆伊寧市是“一帶一路”沿線最西部邊境城市，既是一所歷史文化名城，又是一所國家級優(yōu)秀旅游城市。伊寧市六星街是一個富有特色的歷史文化街區(qū)，具有多元文化交匯的人文資源優(yōu)勢和獨特的城市格局。

基于核心素養(yǎng)的“學習活動”是高中生科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要方式。學習活動形式多種多樣和內(nèi)容層次豐富，在活動中師生教學相長，相互促進，學生轉(zhuǎn)變學習方式，主動學習，建立高階思維，逐漸成為高質(zhì)量科技創(chuàng)新人才；教師在學習活動設(shè)計過程中成長為專家型教師，引領(lǐng)高中生科技創(chuàng)新?？萍寂d則民族興，科技強則國家強，科學技術(shù)和創(chuàng)新從來沒有像今天這樣深刻影響著國家的前途和命運，從來沒有像今天這樣深刻影響著人民的生活福祉。我們要為實現(xiàn)中華民族偉大復興貢獻自己的力量。