基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的化學(xué)史教學(xué)策略

劉飛 豐雪情 高洪霞 張騫

摘 要：化學(xué)史是人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識及生產(chǎn)應(yīng)用的重要反映，也是古今中外所有化學(xué)家千百年來辛苦勞作的智慧結(jié)晶。利用化學(xué)史提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)是現(xiàn)階段的重要課題之一。本文主要從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)五個維度入手，探究化學(xué)史教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)中的重要作用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng) 化學(xué)課堂

一、核心素養(yǎng)與化學(xué)史的概念的界定

1.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的界定

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會主義核心價值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)精神與社會責(zé)任”五個維度。

2.化學(xué)史的界定

化學(xué)史是化學(xué)科學(xué)研究、產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程中的歷史記載，是人類對物質(zhì)世界的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及生產(chǎn)應(yīng)用的重要反映。著名化學(xué)家傅鷹先生說過：“化學(xué)給人以知識，化學(xué)史給人以智慧”?；瘜W(xué)史融合了人與自然、人與社會、人與人的關(guān)系，化學(xué)史的教育價值既存在于“化學(xué)現(xiàn)象”本身，又體現(xiàn)于外在的功能，在幫助學(xué)生加深理解和記憶化學(xué)知識，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，形成正確的科學(xué)價值觀，培養(yǎng)青年學(xué)生批判精神和唯物主義觀點(diǎn)等都有非常重要的價值和意義[1]。

二、化學(xué)核心素養(yǎng)指導(dǎo)下的化學(xué)史策略在實際教學(xué)中的應(yīng)用

1.宏觀辨識與微觀探析

化學(xué)是一門宏觀與微觀相統(tǒng)一的學(xué)科，需要我們從元素和原子、分子水平認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。

在學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時，教師可以從以下五個階段來介紹原子結(jié)構(gòu)模型的演變過程：1803年道爾頓提出實心球模型→1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，提出葡萄干面包式模型→1911年盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)模型→1913年玻爾提出軌道模型→20世紀(jì)初電子云式的原子結(jié)構(gòu)模型，從而激發(fā)學(xué)生興趣，為深入探究原子結(jié)構(gòu)的具體發(fā)展做好了充分的準(zhǔn)備，并增強(qiáng)了宏觀辨識與微觀探析意識。

2.變化觀念與平衡思想

能認(rèn)識物質(zhì)是運(yùn)動和變化的，知道化學(xué)變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律；認(rèn)識化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成，并伴有能量的轉(zhuǎn)化；認(rèn)識化學(xué)變化有一定限度，是可以調(diào)控的。能多角度、動態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實際問題。

例如在能量轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)中，介紹“永動機(jī)”的發(fā)展歷程及部分案例，最終得出能量守恒定律，讓學(xué)生體會到“能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式”，建立變化的觀念。

3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知

在科學(xué)發(fā)展中，假說是通往真理的必要途徑[2]。我們需要基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實或證偽，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

在學(xué)習(xí)元素周期律時，教師可以讓學(xué)生了解門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律和制出第一張元素周期表的過程。并根據(jù)原子最外層電子數(shù)排布和元素性質(zhì)間的周期性變化規(guī)律，預(yù)言了4個未知元素錸、鈁、锝、砹、釙等元素，這些預(yù)言先后被人們通過實驗所證明。

4.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識

偉大的女物理學(xué)家、化學(xué)家居里夫人曾經(jīng)說過：“偉大的科學(xué)者在實驗室里的生活，是對物體和對周圍一切的執(zhí)著地斗爭”。化學(xué)的很多發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，無一不閃現(xiàn)著化學(xué)家們智慧、創(chuàng)新的火花，循著化學(xué)史的足跡，啟發(fā)學(xué)生大膽猜想，能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新意識[2]。

在學(xué)習(xí)弱電解質(zhì)的電離時，教師如果直接去解釋電離概念，說明它是“電解質(zhì)溶解于水或受熱熔化時離解成自由移動的離子的過程”，學(xué)生對于知識的認(rèn)知缺乏直觀感性的了解，不利于知識的系統(tǒng)深化學(xué)習(xí)。反之，如果教師向?qū)W生展示，24歲的瑞典化學(xué)家阿累尼烏斯，不顧當(dāng)時著名科學(xué)家，如門捷列夫、阿姆斯特朗及特勞貝的反對，不屈不撓地進(jìn)行科學(xué)探究，以實驗數(shù)據(jù)和資料來充實自己的理論，最終創(chuàng)立電離理論的化學(xué)史實。這不僅能加深學(xué)生對基本概念、理論的理解和掌握，還能使學(xué)生增強(qiáng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

5.科學(xué)精神與社會責(zé)任

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)，研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、用途的一門自然學(xué)科。它需要我們具有嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，探索未知、崇尚真理的意識，并能對與化學(xué)有關(guān)的社會熱點(diǎn)問題做出正確的價值判斷[3]。

1673年，英國化學(xué)家波義耳發(fā)現(xiàn)金屬在敞開口的玻璃器皿中燃燒時有增重現(xiàn)象，俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫發(fā)現(xiàn)金屬粉末在密閉容器中燃燒時也有類似現(xiàn)象，拉瓦錫在實驗的基礎(chǔ)上推翻了一百多年桎梏著化學(xué)發(fā)展的“燃素說”，建立了科學(xué)的“燃燒氧化學(xué)說”，實現(xiàn)了化學(xué)史上的一場深刻革命。這些案例的合理應(yīng)用均能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和社會責(zé)任。

綜上所述，化學(xué)核心素養(yǎng)指導(dǎo)化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，有效方式之一就是選擇化學(xué)史故事并以之為線索，創(chuàng)設(shè)與課堂知識內(nèi)容相關(guān)化學(xué)史背景（或情景），將知識內(nèi)容鑲嵌于化學(xué)史背景中，使學(xué)生置身于其中，通過與前輩科學(xué)家的共同探究，深刻理解知識、原理的本質(zhì)和豐富的內(nèi)涵，了解科學(xué)的發(fā)展歷程，從而加深對科學(xué)本質(zhì)的理解，培育學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]畢華林，辛本春.中學(xué)化學(xué)教材中化學(xué)史內(nèi)容編排的思考[J].課程·教材·教法，2008，28（3）：63-65.

[2]田玉文.我國高中化學(xué)必修教材中化學(xué)史的呈現(xiàn)及其教學(xué)現(xiàn)狀研究[D].重慶，西南大學(xué)，2014.

[3]陳喜有.淺析高中教材中化學(xué)史教育對學(xué)生情感目標(biāo)的影響[J].新教育時代，2016，17：18-18.