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近年来,世界各国的教育改革致力于发展学生的综合素养,研究和发展学生“核心素养”成为国际教育界的热点。为了适应这一趋势,各个国家都在积极探索教学方法的改革,其中由美国课程研究团队提出的“5E学习环”教学模式在科学教育领域受到了高度的关注,它相比传统的教学模式更有利于提高学生的“核心素养”、学习兴趣以及学业成就。本文以理论研究为指导,以问卷调查为基础,以实验研究为手段,选取高一年级两个平行班和高二年级两个平行班为研究对象,实验班选取“5E学习环”教学模式进行教学,对照班选取传统的教学模式进行教学。实验结果表明,在化学课堂中实施“5E学习环”教学模式明显提升了学生的化学学科核心素养,具体表现在化学知识、化学能力、化学思维和方法以及化学精神四个方面的素养。希望通过此研究能为一线教师如何培养高中生的化学学科核心素养提供实践参考。