基于化學(xué)史的串聯(lián)式微課教學(xué)模式探索

黃瑩 唐勁軍 李韻

摘? 要 根據(jù)具體主題下的化學(xué)史實(shí)內(nèi)容特點(diǎn)，制作成若干個(gè)微課視頻，并將微課按照教學(xué)邏輯聯(lián)結(jié)起來，形成教學(xué)素材線，將其融入課堂教學(xué)的各環(huán)節(jié)。通過構(gòu)建微課串聯(lián)式教學(xué)，發(fā)揮化學(xué)史微課在啟發(fā)思考、引導(dǎo)探究等教學(xué)活動(dòng)中的作用，落實(shí)發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 化學(xué)史;串聯(lián)式微課;學(xué)科核心素養(yǎng);校本課程;教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G652? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）05-0117-04

1 引言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）提出：“化學(xué)教學(xué)要結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和方法，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念?！盵1]化學(xué)史是關(guān)于化學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，包括化學(xué)發(fā)展史和化學(xué)社會(huì)史，展現(xiàn)了化學(xué)思想的演變過程，是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的高度概括和升華。將化學(xué)史融入課堂教學(xué)，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的全面認(rèn)識(shí)，理解化學(xué)科學(xué)的思維與方法，感受化學(xué)家探索未知領(lǐng)域的精神與勇氣，以提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

在教學(xué)實(shí)踐中，因化學(xué)史內(nèi)容在教材中不夠凸顯，易被忽視，且受升學(xué)壓力和評(píng)價(jià)方式的影響，化學(xué)教學(xué)存在片面地注重考試成績(jī)問題，而化學(xué)教學(xué)的功利性進(jìn)一步導(dǎo)致了化學(xué)史教育教學(xué)地位的邊緣化[2]。關(guān)于化學(xué)史的教學(xué)，也有學(xué)者從不同角度進(jìn)行了探索。如在探討化學(xué)史的功能方面，研究者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)師生已認(rèn)識(shí)到化學(xué)史融入教學(xué)有激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、理清知識(shí)脈絡(luò)等功能，但較多處于理論探討，實(shí)踐研究還不夠深入[3];在化學(xué)史素材開發(fā)與利用方面，研究者提出對(duì)教材內(nèi)容中的化學(xué)史進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，開發(fā)化學(xué)史校本課程[4]，但校本課程開發(fā)時(shí)間較長，尚需經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)才能推廣;在如何開展化學(xué)史教學(xué)方面，研究者提出結(jié)合化學(xué)史進(jìn)行專題教學(xué)，構(gòu)建化學(xué)史教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)認(rèn)識(shí)，改進(jìn)教學(xué)方式[5]，但因教材中的史料較少且比較分散，不易加工設(shè)計(jì)成專題學(xué)習(xí)，也很難促進(jìn)教師教學(xué)認(rèn)識(shí)與觀念的轉(zhuǎn)變。

綜上所述，雖然已有研究探討了化學(xué)史的教學(xué)功能和教學(xué)方式，但是對(duì)于教學(xué)中如何將化學(xué)史貫穿整個(gè)課堂，將其與課堂活動(dòng)融為一體，如何使“教化學(xué)史”變?yōu)椤盎诨瘜W(xué)史的教”等方面仍需深入探索。為了充分發(fā)揮化學(xué)史的教學(xué)功能，本研究試圖構(gòu)建化學(xué)史的微課串聯(lián)模式并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，以更好地落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)。

2 串聯(lián)式微課教學(xué)模式

為了彌補(bǔ)直接講授的不足，筆者將化學(xué)史與微課結(jié)合起來。利用微課短小精要、主題突出、使用方便的特點(diǎn)[6]，將特定主體的化學(xué)史資料設(shè)計(jì)成若干個(gè)微視頻，用化學(xué)史微課作為教學(xué)素材，穿插到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師在指導(dǎo)學(xué)生觀看微課時(shí)，提出問題、引導(dǎo)探究。整體上按照“問題線、素材線、活動(dòng)線、知識(shí)線、素養(yǎng)線”五條線設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，幾條線的主要節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)橫向銜接、縱向關(guān)聯(lián)，共同指向?qū)W生的學(xué)科素養(yǎng)形成，構(gòu)建串聯(lián)式微課教學(xué)模式，如圖1所示。

以化學(xué)史微課為主節(jié)點(diǎn)的素材線貫穿整個(gè)教學(xué)過程，教師根據(jù)微課內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)問題，以問題為驅(qū)動(dòng)，組織學(xué)習(xí)活動(dòng)，在活動(dòng)中落實(shí)素養(yǎng)目標(biāo)。在該模式的五條線中，以化學(xué)史微課為明線，以學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展等為暗線，每個(gè)問題和活動(dòng)都有具體知識(shí)作載體，五條線相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)式微課教學(xué)模式。

3 串聯(lián)式化學(xué)史微課的教學(xué)實(shí)施

串聯(lián)式化學(xué)史微課的設(shè)計(jì)? 教師在課前將有關(guān)授課內(nèi)容的化學(xué)史錄制成若干個(gè)微課視頻（單個(gè)視頻三分鐘左右），在課堂教學(xué)中將視頻插入各教學(xué)環(huán)節(jié)，與教學(xué)活動(dòng)融合，用微課引出問題，組織開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，落實(shí)學(xué)生發(fā)展目標(biāo)。

以高中化學(xué)必修一（人教版）“富集在海水中的元素—氯”為例，實(shí)施串聯(lián)式微課教學(xué)。首先，將氯氣及氯的化合物的發(fā)現(xiàn)、性質(zhì)探究和利用的發(fā)展史按照時(shí)間順序?qū)χ饕录M(jìn)行分解[7]，制作成微課視頻。

教學(xué)過程

【問題1】

師：我們今天要學(xué)習(xí)一種在生活中不常見，但在工業(yè)生產(chǎn)與生活中經(jīng)常用到的元素及其化合物。先從氯氣單質(zhì)開始，同學(xué)們，你們了解氯氣嗎？氯氣有什么性質(zhì)？有哪些用途呢？

學(xué)生感到疑惑，表現(xiàn)出好奇心。

師：在學(xué)習(xí)之前，我們先看一個(gè)短片——關(guān)于氯氣的發(fā)現(xiàn)史的視頻資料。你能通過這個(gè)視頻獲得哪些信息？觀看之后將請(qǐng)同學(xué)說出自己的理解。

【播放化學(xué)史微課1】1774年，舍勒發(fā)現(xiàn)黃綠色氣體（微課截圖見圖2）。

學(xué)生觀看并思考。

師：同學(xué)們從這個(gè)微視頻中能獲得哪些信息？

學(xué)生思考、交流與討論：氯氣是化學(xué)家舍勒最早發(fā)現(xiàn)的，但是還沒有被命名為“氯氣”;氯氣是一種黃綠色氣體，具有刺激性氣味，有毒，能溶于水;有漂白作用。

師：同學(xué)們思考很全面。請(qǐng)大家觀察老師在上課前制取的這瓶氯氣，輕輕地聞一下氣味，看看與當(dāng)年舍勒的發(fā)現(xiàn)是否一樣？舍勒當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)氯氣是不小心將濃鹽酸倒在錳礦石上，這也是現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的主要方法，將濃鹽酸和二氧化錳進(jìn)行反應(yīng)，生成氯化錳、氯氣和水：

MnO2+4HCl濃MnCl2+Cl2↑+2H2O。

學(xué)生仔細(xì)觀察，認(rèn)真記錄。

【設(shè)計(jì)意圖】通過化學(xué)史中的科學(xué)家的經(jīng)歷，與課堂實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象對(duì)應(yīng)起來，提出問題激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲;讓學(xué)生從化學(xué)史微課視頻中獲取信息，組織討論與交流，使學(xué)生通過化學(xué)史視頻體驗(yàn)化學(xué)家舍勒在遇到困難時(shí)毫不畏懼、勇于探索的精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)。

【問題2】

師：科學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣能使蔬菜和花朵褪色，哪種物質(zhì)能夠漂白？為什么？

生：可能是氯氣具有漂白性，也可能是其他物質(zhì)具有漂白性。

師：究竟是哪種物質(zhì)具有漂白性呢？帶著問題從下個(gè)微課視頻中獲取信息，提出自己的猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行檢驗(yàn)。

【播放化學(xué)史微課2】1785年，法國化學(xué)家貝托雷發(fā)現(xiàn)這種黃綠色氣體的水溶液中產(chǎn)生了一種新物質(zhì)，能夠漂白有色物質(zhì)，且在陽光下能夠分解（微課視頻截圖見圖3）。

生：不是氯氣的漂白性，而是氯氣溶于水產(chǎn)生了一種新物質(zhì)，這種物質(zhì)有漂白作用，而且在光照條件下分解為鹽酸和氧氣。

師：沒錯(cuò)，具有漂白性的物質(zhì)不是氯氣，而是氯元素的化合物，氯氣的水溶液——氯水。同學(xué)們可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)驗(yàn)證氯氣和氯水是否具有漂白性嗎？

【實(shí)驗(yàn)探究】

師：請(qǐng)同學(xué)們交流討論，設(shè)計(jì)出最簡(jiǎn)便、最快捷、最有效的實(shí)驗(yàn)方案。

生：把干燥的有色布條放在裝滿氯氣的集氣瓶里，反應(yīng)一段時(shí)間，無明顯現(xiàn)象;取一只裝有水的注射器，往集氣瓶里注水，有色布條發(fā)生褪色，一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明兩個(gè)結(jié)論。

師：很好，開始實(shí)驗(yàn)吧！

學(xué)生分成實(shí)驗(yàn)小組，分工合作，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案。

師：氯氣和水反應(yīng)產(chǎn)生的具有漂白性物質(zhì)為次氯酸HClO，在光照條件下能分解為鹽酸和氧氣，同學(xué)們能分別寫出對(duì)應(yīng)的方程式嗎？

學(xué)生寫出方程式：

Cl2+H2O==HCl+HClO

2HClO2HCl+O2↑

師：寫對(duì)了，次氯酸中的氯為+1價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，能與有色物質(zhì)反應(yīng)，因此，次氯酸具有漂白性。在陽光下分解，說明其不穩(wěn)定。

【設(shè)計(jì)意圖】從化學(xué)史中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的漂白到微觀層面漂白原理，從氯氣這種宏觀物質(zhì)到氯水中的微粒，將宏觀物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析相結(jié)合的學(xué)科素養(yǎng);讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并操作檢驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與科學(xué)探究的學(xué)科素養(yǎng)。

【過渡】

師：我們已經(jīng)知道氯氣的化學(xué)式為Cl2，是一種單質(zhì)氣體，但是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家認(rèn)為氯氣是一種含氧化合物，稱作氧化鹽酸。我們看看當(dāng)時(shí)發(fā)生了什么事情。

【播放化學(xué)史微課3】化學(xué)家蓋·呂薩克和泰勒為了檢驗(yàn)鹽酸與氧化鹽酸這兩種物質(zhì)中究竟含不含氧，經(jīng)過了幾個(gè)月的驗(yàn)證，但是他們始終認(rèn)為酸中含有氧，與正確結(jié)論失之交臂（微課視頻截圖見圖4）。

師：科學(xué)家們就氯氣中是否含氧這個(gè)問題討論了很久，也做了大量的實(shí)驗(yàn)，我們接著來看看發(fā)現(xiàn)了什么。

【播放化學(xué)史微課4】1808年，英國化學(xué)家戴維在經(jīng)歷了多次失敗之后，終于對(duì)這種黃綠色氣體中含有氧的說法產(chǎn)生根本的懷疑，他相信這是一種單質(zhì)，并將其命名為Chlorine（氯）。可見，燃燒并不是像拉瓦錫所說的必須有氧不可，也可以有無氧酸的存在，因此，他認(rèn)為拉瓦錫關(guān)于酸中必定含有氧的說法是不正確的（微課視頻截圖見圖5）。

生：化學(xué)家戴維敢于質(zhì)疑并推翻前人的理論，通過不斷實(shí)驗(yàn)，堅(jiān)信實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終得到氯氣是一種單質(zhì)的正確結(jié)論。氯氣的發(fā)展進(jìn)程非常曲折，化學(xué)家們?yōu)榱说贸雎葰庹_的性質(zhì)，可謂是歷盡千辛萬苦，我們更應(yīng)該好好學(xué)習(xí)！

【設(shè)計(jì)意圖】通過微課視頻展現(xiàn)科學(xué)家探究新物質(zhì)的不畏艱難困苦的勇氣、堅(jiān)持不懈的精神，滲透科學(xué)本質(zhì)，給學(xué)生帶來極大的視覺沖突和精神鼓舞，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)家的敬畏之心，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)及科學(xué)的熱愛。

【問題3】

師：同學(xué)們能查閱資料并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來檢驗(yàn)氯氣中是否含有氧嗎？

學(xué)生查閱資料、組成小組、設(shè)計(jì)方案，并交流哪一組的方案比較完善、可行。

【設(shè)計(jì)意圖】通過媒體信息，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)收集與歸納能力，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)含氧化合物的一般方法，建構(gòu)檢驗(yàn)物質(zhì)的一種認(rèn)知模型，培養(yǎng)模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

【過渡】

師：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，我們學(xué)習(xí)了氯氣的性質(zhì)，看看它都有哪些用途？

【播放化學(xué)史微課5】氯氣作為化學(xué)武器和生產(chǎn)生活用品的不同用途（微課視頻截圖見圖6）。

師：世界大戰(zhàn)中，氯氣作為毒氣使用，對(duì)人類造成巨大傷害。但是在當(dāng)今的日常生活中氯氣也作消毒劑、漂白劑使用，大家來說一說各自的看法。

生：戰(zhàn)爭(zhēng)會(huì)給人們帶來巨大傷害，尤其是使用毒氣彈，會(huì)造成大量人員傷亡，污染環(huán)境，而且這種污染不是短時(shí)間內(nèi)就能消除的。我們要避免戰(zhàn)爭(zhēng)，避免使用毒氣彈。而將氯氣作為生活必需品使用，可以造福人類，給生活帶來許多便利。我們應(yīng)該看到事物的優(yōu)點(diǎn)，克服事物的缺點(diǎn)。

師：事物都有兩面性，人們既要利用事物好的一面，又要避開不好的一面。我們作為掌握化學(xué)知識(shí)的人，要為社會(huì)作貢獻(xiàn)、謀福祉，不能做有害社會(huì)的事！

【設(shè)計(jì)意圖】通過對(duì)比氯氣的用途，讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，通過討論交流，使學(xué)生理解科學(xué)的倫理道德，感受到正確利用科學(xué)創(chuàng)造的重要性，培養(yǎng)學(xué)生為社會(huì)作貢獻(xiàn)，造福人類的價(jià)值觀念和社會(huì)責(zé)任感。

利用化學(xué)史素材，以串聯(lián)式教學(xué)模式開展教學(xué)，以學(xué)生的發(fā)展為暗線，明暗結(jié)合，提高化學(xué)核心素養(yǎng)。本堂課的基本流程如圖7所示。以氯及其化合物的化學(xué)史微課素材為明線，每個(gè)素材對(duì)應(yīng)微課視頻的不同功能：

微課1，以氯氣的發(fā)現(xiàn)作為創(chuàng)設(shè)情境的素材，激發(fā)學(xué)生對(duì)氯氣的疑問和興趣;

微課2描述了漂白的物質(zhì)和原理，但未局限于遐想，而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮微課的引導(dǎo)功能，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神與科學(xué)素養(yǎng);

微課3、4表達(dá)的是科學(xué)家敏捷的思維和開闊的眼界，不拘泥于已有的科學(xué)定論，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果說話，幫助學(xué)生建立學(xué)習(xí)元素化合物的一般思維和方法，發(fā)展學(xué)生的建模思想，培養(yǎng)模型認(rèn)知素養(yǎng);

微課5與生活息息相關(guān)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之余深刻體會(huì)化學(xué)對(duì)人類的影響，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，為社會(huì)作貢獻(xiàn)。

整個(gè)課堂氣氛活躍，學(xué)生參與度高，更能體會(huì)到科學(xué)家探索未知領(lǐng)域的曲折歷程，學(xué)習(xí)他們的科學(xué)探究精神與勇氣，形成宏微結(jié)合、證據(jù)推理、社會(huì)責(zé)任感等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

4 討論與反思

1）化學(xué)史微課串聯(lián)式教學(xué)不同于以往的化學(xué)史教學(xué)脫離學(xué)生活動(dòng)、孤立地講解化學(xué)史知識(shí)，該模式能夠結(jié)合化學(xué)史的邏輯和學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律來設(shè)計(jì)教學(xué)，將化學(xué)史學(xué)習(xí)和課堂活動(dòng)結(jié)合起來，逐步引導(dǎo)學(xué)生開展思考、討論與實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。

2）運(yùn)用該模式時(shí)，教師需要全面掌握相關(guān)主題下的化學(xué)史實(shí)，結(jié)合微課設(shè)計(jì)和化學(xué)史教學(xué)的特點(diǎn)，制作一批信息量大、能啟發(fā)學(xué)生思考的微課視頻，根據(jù)化學(xué)史內(nèi)容設(shè)計(jì)相關(guān)問題，使各教學(xué)環(huán)節(jié)緊密銜接。

3）教師要把握好課時(shí)進(jìn)度，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)把學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)凸顯出來，注重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和結(jié)果進(jìn)行反饋。此外，微課不能取代實(shí)驗(yàn)操作，在有限的時(shí)間內(nèi)需引導(dǎo)學(xué)生開展局部的探究，或完成與化學(xué)史實(shí)相似的實(shí)驗(yàn)探究。

4）核心素養(yǎng)的形成不能一蹴而就，證據(jù)推理能力、科學(xué)探究精神、社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)等需要長期堅(jiān)持以素養(yǎng)為本的教學(xué)。

本研究構(gòu)建了化學(xué)史微課串聯(lián)式教學(xué)模式并進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，該教學(xué)模式中的教學(xué)素材、問題、活動(dòng)、素養(yǎng)等多個(gè)維度均形成線索，彼此緊密聯(lián)結(jié)，為探索發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)提供了新的路徑。

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項(xiàng)目來源：2019年廣西研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“基于中學(xué)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的微課資源設(shè)計(jì)與開發(fā)研究——以化學(xué)史教學(xué)為例”（項(xiàng)目編號(hào)：YCSW2019061）;2018年廣西研究生教育改革項(xiàng)目“立足基礎(chǔ)教育的學(xué)科教學(xué)（化學(xué)）碩士研究生專業(yè)課程資源開發(fā)與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：JGY2018026）;廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目“化學(xué)教學(xué)論實(shí)踐課程主題項(xiàng)目式教學(xué)研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：2017JGB153）。

作者：黃瑩、李韻，廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院碩士研究生;唐勁軍，通訊作者，廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，副教授，教育學(xué)

博士，研究生導(dǎo)師，從事化學(xué)課程與教學(xué)論研究（541004）。