化學史在高中化學教學中的應用

勵旭敏

[摘要]化學史融合了人類在探究化學學科發(fā)展過程中的知識和精神精髓。在新課改的背景下，將化學史融入化學教學對于提升學生對化學知識的理解力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和探索精神具有重要意義?；瘜W史可與導入式、再現(xiàn)式、探究式和綜合式等教學模式相融合，有效提高教學的趣味性和有效性。

[關(guān)鍵詞]化學史；高中化學；應用

[中圖分類號]G633.8[文獻標識碼]A[文章編號]16746058

（2018）08006602

化學史是對化學的產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程的記載，反映了人類對物質(zhì)世界的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的認知過程?；瘜W史是化學課程不可或缺的一部分，對于豐富學生的知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生的科學探究精神具有重要影響。

一、以史為趣，優(yōu)化導入式教學

在教學過程中，教師往往只關(guān)注知識的傳授而忽略興趣的培養(yǎng)?；瘜W史的融入對于激發(fā)學生學習興趣有重要意義?；瘜W知識的產(chǎn)生不是一蹴而就的，其中包含了趣味性的猜想和曲折的探索過程。因此，在教學過程中，教師可結(jié)合化學史的趣味性優(yōu)化教學的導入環(huán)節(jié)。

例如，在進行《揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘》的教學時，為深化學生對原子結(jié)構(gòu)的理解，教師結(jié)合人類對原子結(jié)構(gòu)認知變化的發(fā)展史來開展教學。學生對原子的認知都是基于宏觀層面的，普遍認知是原子是非常小的微粒。教師引導學生從微觀的角度進行猜想：如果將原子放大至肉眼可見的倍數(shù)，那么原子結(jié)構(gòu)應該是什么樣的？學生猜想出原子結(jié)構(gòu)是實心球狀的。此時，教師首先引入道爾頓的實心球模型，并講述該模型的提出對于化學發(fā)展的意義。接著，介紹湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子的實驗，引導學生對原有模型進行否定并提出新的猜想。結(jié)合原子整體不帶電的原理，學生猜想原子可能是正負電荷的綜合體，正負電荷的排布可能有序，也可能雜亂無章。此時，教師引入湯姆遜的葡萄干蛋糕模型，并在后續(xù)環(huán)節(jié)中，介紹散射實驗的結(jié)果，借助α粒子的穿透過程引導學生認識原子中的電荷大小及分布范圍，再次否認前一個模型，并引導學生進行大膽猜想，隨后提出行星模型并引出原子軌道模型。最后，從量子力學的角度出發(fā)，對電子云的模型進行解釋說明。

在引導學生猜想原子結(jié)構(gòu)的過程中，教師有意識地按照人類探究猜想原子結(jié)構(gòu)的歷史進行引導。學生在猜想的過程中探究欲望被激發(fā)，以濃厚的興趣和積極的態(tài)度迎接課堂挑戰(zhàn)。在否認猜想的過程中，學生對于原子結(jié)構(gòu)有了清晰、深刻的認知，同時也認識到化學成果的形成需要長期的探究發(fā)展，化學素養(yǎng)逐步提高。

二、以史為源，開展再現(xiàn)式教學

化學結(jié)論的得出都是以科學家的化學實驗為基礎(chǔ)的。在教學過程中，教師可挖掘原理產(chǎn)生的歷史探究過程，借助再現(xiàn)式的實驗教學來豐富教學過程。

例如，在進行《氯溴碘及其化學性質(zhì)》的教學時，為了強化學生對氯氣制取過程的認知，教師借助科學家發(fā)現(xiàn)氯氣的化學史來開展教學。首先，提供氯氣產(chǎn)生的史料引導學生對其制取過程和原理進行分析總結(jié)。史料內(nèi)容為：1773年，舍勒在實驗中驚奇地發(fā)現(xiàn)，將黑錳礦和濃鹽酸混合加熱時，會產(chǎn)生一種黃綠色的氣體。在當時的情況下，很少有人能夠看到有色氣體，舍勒產(chǎn)生了較強的好奇心。隨后，舍勒發(fā)現(xiàn)這種氣體會使人產(chǎn)生窒息的感覺。在探究意識的驅(qū)動下，舍勒對該氣體進行了深入探究，發(fā)現(xiàn)了它的“破壞性”：它會使鮮艷的花朵或葉子褪色，令火苗熄滅，溶于水之后會使紙張、布料永久性漂白。接著，給出小組討論的任務，引導學生提取氯氣的相關(guān)信息。經(jīng)過分析閱讀后，學生得出以下幾點結(jié)論：①物理性質(zhì)：黃綠色氣體，可溶于水；②制取方式：二氧化錳和濃鹽酸反應；③化學性質(zhì)：強氧化性，最后，依據(jù)制取的原料和氣體的性質(zhì)，引導學生對實驗制取氯氣的過程進行設計。在課堂上，教師依托實驗器材重現(xiàn)歷史上的氯氣制取實驗，使學生在頭腦中形成清晰深刻的印象。同時，讓學生觀察氣體的物理特性，并利用實驗室的裝置進行漂白性質(zhì)的驗證。

通過化學史料的詳細描述和氣體制取過程的再現(xiàn)，學生對氯氣的性質(zhì)和制取過程有了清晰的了解。史料與再現(xiàn)式實驗的結(jié)合，為學生搭建了一條通往深化理解知識的橋梁，有效提高了課堂教學效率。

三、以史為據(jù)，引導探究式教學

化學理論的形成都是建立在化學探究實驗的基礎(chǔ)上的，在教學過程中教師可以化學史為依據(jù)，搭建歷史探究和課堂實踐探究之間的橋梁，引導學生對化學原理進行探究，培養(yǎng)學生的化學探究意識。

例如，在進行《芳香烴》的教學時，教師可借助苯的發(fā)現(xiàn)過程開展探究學習。首先，從苯的探究史引出概念學習。給出史料：①在19世紀初期，人們通常用鱈魚和鯨魚油來產(chǎn)生煤氣。將這些動物油放置在加溫爐子里，并將得到的氣體加壓形成液體。②英國化學家法拉第為了研究這種液體的性質(zhì)，用蒸餾的方式制取了新的液體，并將其稱為“氫的重碳化合物”；隨后米希爾進行了提取苯的實驗，他對苯甲酸和石灰混合物進行了蒸餾，在得到類似液體后，將其命名為“苯”。接著，引導學生探究苯的物理性質(zhì)。開展實驗：①取出一瓶苯，觀察它的顏色和狀態(tài)；②利用水進行可溶性實驗。隨后，進行分子式的探究。繼續(xù)給出史料：熱拉爾等人通過實驗測定，發(fā)現(xiàn)苯只含有碳、氫兩種元素，相對分子質(zhì)量為78，含碳量為92.3%。教師給學生布置書寫化學式的任務，并以小組為單位對可能的結(jié)構(gòu)式進行猜想。學生書寫的結(jié)構(gòu)大都是碳鏈的形式，且有C=C或C≡C鍵。教師引導學生回顧這兩種鍵的特點，再借助KMnO4溶液來完成驗證。學生發(fā)現(xiàn)KMnO4溶液并沒有褪色，說明這兩種鍵并不存在。最后，再借助史料完成對于苯結(jié)構(gòu)的解釋。教師展示德國化學家凱庫勒在睡夢中對于苯環(huán)的猜想，并引導學生按照環(huán)狀結(jié)構(gòu)對苯的結(jié)構(gòu)式進行書寫。有機化學的結(jié)構(gòu)式與化學性質(zhì)有很大關(guān)系，教師可根據(jù)結(jié)構(gòu)式引導學生開展對苯化學性質(zhì)的探究活動。

在整個教學過程中，教師依托苯的應用、制取命名和實驗測定等歷史，對苯的教學過程進行了重構(gòu)。史料的融入給學生帶來了一種全新的學習方式，達到了降低課程學習難度、細化教學重點、提升學生探究意識的目的。

四、以史為料，組織綜合式教學

在將化學史融入化學教學時，要對教學過程進行合理的分析定位，讓化學史在合適的情境融入，避免化學史與教學過程出現(xiàn)分裂甚至背離的現(xiàn)象。同樣，在進行化學史的選擇時也需根據(jù)教學實際情況對內(nèi)容進行合理的舍取，確保以化學史為基礎(chǔ)的教學活動是一個系統(tǒng)、綜合的體系。

例如，在進行《醇》這部分內(nèi)容的教學時，主要以乙醇為例對醇的性質(zhì)開展教學。在教學過程中，教師可以中國古代酒的發(fā)展歷史為教學情境，將化學史作為課堂教學的引入部分。

又如，在進行《氨的合成》的教學時，教師選取了從理論知識到實際問題的教學思路。合成氨的化學史是以氨的化學性質(zhì)為依據(jù)的，在教學過程中教師應先引導學生開展理論知識的學習，后期再引入化學史進行驗證說明。因此，教師可首先從氨的化學性質(zhì)、化學平衡和反應速率的角度進行知識的學習回顧；接著引導學生從性質(zhì)的角度對合成氨的條件進行分析；最后，教師為學生介紹歷史上合成氨的方案以及目前的工業(yè)合成方法，將課堂理論和歷史實踐進行結(jié)合。

化學史在教學中的融入沒有單一固定的體系，在各教學環(huán)節(jié)中教師應以學情為基準，精準把握化學史的融入時機和合理設置化學史的融入方式，讓化學史成為教學中起著積極推動作用的部分，提高教學的實效性。

綜上所述，化學史的融入能夠有效提高教學的趣味性。實現(xiàn)化學史的再現(xiàn)過程，可有效激活學生的探究意識，提高課堂教學的實效性。在高中化學教學過程中，教師應以學生為主體，以學情為支柱，以化學史為依托，讓化學史以潤物細無聲的方式促進學生的知識吸收和能力發(fā)展。

（責任編輯羅艷）