引言

化学是一门以实验为基础，研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的基础自然科学。随着当今科学技术的迅猛发展，化学学科与物理、天文、生物、数学、医药、地理等众多学科不断地交叉、渗透、融合，化学研究所涉及的范围不断扩大，特别是在 人类社会，衣食住行都与化学息息相关。因此，化学这门学科在未来的科学发展中具有举足轻重的地位，与未来世界飞跃发展的高新科技紧密相联。

在《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》当中，社会对人才培养提出了更加符合我国进一步发展的新要求。它指明教学内容要符合当下的经济发展变化，要跟上科学发展的新成果，要体现出对学生核心素养的培养。而课标在课程结构方面设置了选修课程系列，发展中的化学学科从学科研究进展、交叉学科、化学工程研究进展3个方面进行介绍，综合体现化学学科的特点、社会发展价值和时代性。这都表明化学课不仅是传授化学理论知识，还要注重培养学生对化学学科情感的培养，然后在此基础上培养学生的化学学科核心素养。而要培养学生对化学的热爱情感，首先要激发对学习化学的兴趣。而前沿知识不仅能引起学生对化学的热爱还能拓宽学生的视野并帮助学生建设努力奋斗的精神。因此在使用化学教材时与化学前沿知识建立相关联系，以达到培养学生全面发展的核心素质的目的，就成了化学教学必将面临的任务。

一、化学前沿知识融入高中化学教学的意义

目前，高中化学知识点存在难、繁、杂等问题，所以教师把大部分的时间都花在了对考试的知识点研究，对于化学前沿知识的讲解很少有提到。大部分学生也停留在对条条框框的知识记忆中，在生活中应用困难，个人发展缓慢。因此，我们需要适当改变当下的教学模式，而在课堂中引入化学前沿知识是个不错的教学方式。

（一）化学前沿知识与引课

化学前沿知识是化学在科技领域进步的体现，它不仅包含了化学知识应用的进步，更包含了无数的科学家们努力研究和努力创新的精神品质。所以将其引入不仅仅是为了将知识更好的体现，更多的是让学生在学知识的同时建设科学素养和科学精神，让其在我们这群接班人当中生根发芽茁壮成长。所以在课堂中引入化学前沿知识是尤为必要的。

中学化学教学过程中引入化学前沿知识有多种形式，首先可以作为当堂课程内容的背景资料或者素材内容，其次可以作为生活热点与练习题相结合作为评价手段，当然还可以作为科普阅读和课外读物加入到课堂中。这样不仅使传统的教学模式得到更替，还将教学中本就枯燥、乏味、冰冷的文字赋予了应有的色彩和温度，使学生的目光从平面转向立体，从而更好地体会其中的奥秘。并且教师的教学材料和活动素材也得到了极大的丰富，不再局限于传承于书本那寥寥文字，而是从简简文字跨向科技的力量和人类的命运。这样使学生感受到科技离我们很近，从而产生自我驱动力对学习饱含热情和对科研充满探究精神，再让学生们认识到科技是从文字中提取出来的，所以要想创造出学科领先的科学技术，进一步的改变生活，首先要学好知识。有激发了学生的内驱力，才会更好的达到学生学得轻松，教师教得愉快，提高教学质量的效果。

（二） 化学前沿知识与教学内容拓展

在“双减”背景下，开展有效教学是提高课堂质量的核心。但开展有效教学不仅需要教师比较强的教学能力，还需要学生的主动配合。在加强教师教学能力方面可以通过学习和请教优秀教师方面出发。但对于学生来说，就必须要采取有用的措施让学生自愿的积极地加入到教学活动中。而情景模式教学是吸引学生注意力和激发内驱力的不错手段，但普通的情景引入效果并不好，学生大多对其不感兴趣。所以，改变情景的引入内容是值得尝试的手段。

化学教学中，通过化学前沿知识的拓展可以使教科书中局限的内容得以扩展。从而让学生从关注书本的“死知识”转变到关注社会上的“活知识”，这样一方面可以让文字知识具象化，让学生能容易理解和记忆，另一方面可以加强知识与生活应用的联系，激发学生的求知欲望和创新思维。

（三）开展前沿知识主题课引入前沿知识

通过多数调查，由于学业繁重以及教师和学生本身的原因，主题课在化学教学中很少开展甚至可以说几乎没有。造成此现象最主要的原因是教师认为开展此类主题课很浪费时间并且还会无形之中加重教师的教学负担与学生的学习负担，影响教师的教学进度和学生的学习情况。

然而，作为主题课它不仅是对学生进行某个方面思想上的培养，更是让学生将知识与生活建立联系的重要节点。所以，主题课开展是必要的开展化学前沿知识的主题课更是必要的。从开展的主题课中了解到我们国家的化学科研情况，正视我国与世界科学家在化学科研方面的差距和优势，树立系统的化学学科知识体系思维，帮助学生世界观与科学观建立有效的联系，这符合当下培养学生科学素养的要求。那么针对教师担心的时间因素，前沿知识主题课可以安排在初三学生和高一新生的课堂中，也可以定时专门设立一节主题班会开展。

二、化学前沿知识在应用中的问题和措施

（一）无前沿知识引用

当下教师为了及时收回学生的注意力，会在课堂开始前用情景引入课题。但是由于引课的方式很多，如通过具体事例引课、通过某个故事引课、设置悬念引课、魔术实验引课、类比引课、前沿知识引课等等，所以每位老师每堂课采取的内容都不太一样。然而，在多种引课方式当中，选择前沿知识引课的教师少之又少甚至没有，造成此类结果的原因可能有以下几点：首先，大多数年轻教师自身对化学前沿知识的了解就不足，并且在升学率的压力下教师往往把重点放在化学理论知识方面，跟随老教师的脚印进行模仿教学，不愿意去尝试新事物害怕出错。其次，在新课程改革背景下，一些老教师的传统观念没有得到修正，仍然按照自己固有的习惯和思维采用被动教学，对于新鲜事物不愿接受和吸收。

针对这一情况，适时开展培训转变教师的固有思想显得尤为重要。开展培训的形式有定期专项化学前沿知识学习、前沿知识座谈会、前沿知识学术报告、学术交流等等。此外，年轻的化学教师在学习教学技能的同时，更需要意识到前沿知识的重要作用并积极建立学习的思想，只有教师转变观念后才能重视前沿教育，并使它在教育中发挥重要作用。

（二）前沿知识获取不准确

互联网越来越便捷，人们获取的信息也大多来自互联网，它也帮助人们解决了不少日常生活中的问题。但大量的网络信息也夹杂着不少虚假的信息，有的甚至和事实是完全相反的。那么就有可能会出现，在没有经过辨别或者自身能力有限无法辨别的情况下，在课堂上给学生传输错误的前沿知识。例如：在疫情期间，网络上出现“连花清瘟胶囊可以治疗新冠的”头条，导致人们疯抢该药品，甚至卖断货，最后被证实该信息是假的，还有“黄桃罐头可以治疗感冒”等消息。所以如果教师在获取到此类信息不加以辨别，就会传递给学生错误的信息，给学生带来错误的认识，造成负面的影响。

针对此类情况，教师应当加深学习不断拓展自己的知识，在日常生活中多关注本学科相关研究进展，及时了解前沿动态。在书籍选择上，可以在自己看的书籍当中加入一些汇总的前沿知识书籍，也可以读一些前沿读物，比如一些科普读物，其更新速度快，便获取最新的研究。在网上获取信息时应当在规网站上去获取前沿，获取信息也需要多次甄别并且要对信息理解深入。

（三）过度引用

由于前沿知识看起来比较“高级”，学生会被其快速吸引并且有可能会因此展开激烈的询问或探讨，教师在此情况下为了维护学生的学习热情和注意力会选择大量加入前沿知识。这样做看起来调动了学生积极性让学生参与到了课堂，现实确是这样做不仅占用了课堂大部分时间，并且很容易将学生的学习思路带偏，让学生的注意力集中在前沿知识而不是课内书本知识。从而这样的教学容易形成“虎头蛇尾”之型，一节课下来理论知识没学到，前沿知识的内涵也没能体会，这样的教学效果还远不如前，反而影响教学目标的完成。

针对此情况，教师在教学设计中，应当严格把握引入前沿知识类型，调控好引入的时间，要清楚我们引入前沿知识只是为了更好的教学书本上的知识的一种手段，而不是为了给学生科普。一般40分钟的化学课，以回顾、新知识、重难点处理、加强提升与练习等环节进行，通过引入前沿知识的时间一般不超过5分钟。在初步引用期间，教师可以计时，防止超时过多。在同学对前沿知识特别感兴趣，讨论的过于热烈时，可以邀请同学在课后一起讨论。

三、案例分析

课题	化学与电能
章 节	人教版化学必修（2），第二章，第二节、化学能与电能
前沿知识	石墨烯技术为基础的超级电容器、太阳能电池织成的布料
设计意图	首先，引入电池的发展史，感受科学家们探索真知过程的艰辛和不易。通过对化学电源种类初步了解，对比其不同之处，更加直观了解化学电源；引入情境将抽象复杂问题简单情境化，提升学生感性认识同时强化对化学学科的深度思考，通过设计铜锌电池装置图，强化学生证据推理和模型认知素养；最后，结合社会热点话题布置相应练习题为结尾，检验学生学习情况。
目的	通过电池前沿新闻，吸引学生的兴趣，并以电池的发展历史，引发学生对电池原理的思考，从而激发学习热情以达到更好的教学，并且通过该活动加强学生将知识与生活联系的思维，形成知识来源于生活又回归于生活的理念。

（一）前沿新闻引课

新闻一：

2024年，中国科学院院士陈军团队表示，对于固态电池的研发，已经达到了400瓦时每公斤，比目前市场上的300瓦时每公斤的锂离子电池能量密度相比要超出30%。

新闻二：

超高镍方向的优势随着Ni含量越来越高，容量越高，价格越便宜。目前高镍三元电芯能量密度有望达到300wh/kg成组后pack能量密度有望突破200wh/kg，超高镍三元正极，配合硅碳负极应用，能量密度有望达到350wh/kg-400wh/kg。

新闻三 :

日本一个研究小组以木浆为原料，研发出一种新型太阳能电池板，这种 “纸糊的”太阳能电池环保、廉价且超薄可弯曲。

（二）先学（20min钟以内）

首先，教师根据班上学生的个性差异和学力水平给班上的学生进行小组分工，每一组都设置一名组长，该名组长负责指挥和协调小组的分工，并将小组组员的结果进行汇总汇报。

教师采取视频引入新课：教师利用多媒体的形式播放电池的发展历史和目前电池的应用。

自主学习：学生在教师引导下思考，如果要将化学能直接转化为电能，需要形成稳定的电流。结合已有知识：电子的定向移动形成电流；从而提出假设：基于氧化还原反应可实现化学能直接转化为电能。

1.环节（一）

（1）实验验证

取少量锌粒置于试管中，滴加1-2mL稀硫酸，并使用温度计测量反应前后的温度变化，观察实验现象，然后交流讨论得出结论。

（2）启发思考

通过三个问题引导学生思考：①化学能转化为电能的现象是什么？②是什么导致化学能没有转化为电能？③怎样将化学能转化为电能？

让学生们分小组讨论。经过思考学生发现，之所以上述实验没有实现将化学能转化为电能，是因为电子处于无序运动状态，需要借助导线实现电子的定向运动才能形成电流。

2.环节（二）

装置建构。基于以上装置，设计出实验装置（见图1）。实验过程中，学生观察到右侧铜丝表面有气体产生由此得出结论：铜丝中有电子通过，也就是形成了电流。

3.环节（三）

图4

（1）原电池模型建构

从装置维度思考引导学生观察实验装置，让学生总结该装置由哪几个要素构成。学生发现液面以下的铜丝和液面以上的铜丝具有不同的功能，从而建构出原电池的基本装置模型（见图2）。

图5

（2）从微粒观维度思考

首先，引导学生分析外电路中电子的迁移情况以及电流方向；然后引导学生分析电解质溶液中阴、阳离子的迁移方向

（三）后教（10min）

在此环节，教师主要帮助学生解决在“先学”阶段所遇到的问题，协助学生完成相关教育目标。

（四）当堂训练（10min）

教师根据本节课的教学目标，并结合学生当堂学习的实际情况，设置与社会热点相结合的练习题，根据检测情况对学生的学习做出评价，并根据评价结果查缺补漏。

四、结束语

随着时代前进，人类对高科技的利用和依赖越来越凸显，而化学学课跟人类生活息息相关，化学所做的研究和发展服务于人类的衣食住行等各个方面。所以在教学中渗透前沿知识教学，不仅人为的帮助学生加深了知识与生活的联系，更树立了理论联系实际，知识用于生活的意识。并且前沿知识是无数科学家们的智慧结晶，是科学家们日日夜夜不断努力的研究成果，我们作为社会主义接班人除了继承先辈们积累的知识外还应该继承他们艰苦卓绝的意志和不断奋斗的精神。所以将化学前沿知识融入课堂不仅是为了更好的教学也更是为了继承优秀国人的优良作风。并且融入课堂能够提高学生的课堂参与度，有助于学生积极主动地学习，探求新知，提高学生解决问题的能力。因此基于化学前沿知识进行情境化教学具有可行性，它改变了常规教学的固有模式，体现了以学生为中心的教学思想。

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