化學(xué)史情境在高中化學(xué)教學(xué)中的有效融合

陳鑾

摘 要：高中化學(xué)教學(xué)中融合化學(xué)史是培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，提高課堂效率的有效途徑?；瘜W(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的有效融合要注意：選擇史料的限度，融合方法的廣度，課堂融合的深度以及學(xué)科核心素養(yǎng)的高度。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史；化學(xué)教學(xué)；有效融合；核心素養(yǎng)

一、問(wèn)題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017版2020修訂）提出教師要“有效利用化學(xué)史的素材，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)理論會(huì)隨著技術(shù)手段的進(jìn)步和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的豐富而發(fā)展，從而增進(jìn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解[1]”。教育部考試中心提出的高考評(píng)價(jià)體系指出，化學(xué)考試考查載體必須是真實(shí)情境，包含日常生活情境、生產(chǎn)環(huán)保情境、化學(xué)史料情境等。因此，基于真實(shí)情境的命題是測(cè)評(píng)學(xué)科能力的重要手段，基于真實(shí)情境的教學(xué)則是落實(shí)核心素養(yǎng)的有效方法[2]。研究近五年各地高考試題，利用中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化作為情境的創(chuàng)設(shè)占有較為穩(wěn)定的比例?；瘜W(xué)史料情境作為真實(shí)情境的重要組成部分，在高中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行融合是學(xué)科教學(xué)的基本要求。

基于化學(xué)史料的教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生置身于化學(xué)科學(xué)發(fā)展史的長(zhǎng)河中，了解當(dāng)時(shí)的歷史文化背景，真切、生動(dòng)地感受科學(xué)知識(shí)的生成過(guò)程、科學(xué)概念和原理的發(fā)展過(guò)程，引發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)化學(xué)知識(shí)、理論的理解的深度學(xué)習(xí)[3]。把化學(xué)史滲透在高中化學(xué)教學(xué)中，可以有效培育學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。化學(xué)史是人類發(fā)展的歷程，涉及人的德智體美勞各方面的發(fā)展，充分利用化學(xué)史的這個(gè)特性，進(jìn)行“五育”融合教學(xué)，能夠促進(jìn)人的全面發(fā)展。

高中化學(xué)部分內(nèi)容比較抽象、枯燥，容易導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣和信心。課堂教學(xué)中融入化學(xué)史，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)對(duì)本校高一年級(jí)115個(gè)學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖1和圖2：

從數(shù)據(jù)說(shuō)明：高中化學(xué)課堂有效融入化學(xué)史是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率的一條有效途徑。

通過(guò)對(duì)本?；瘜W(xué)教師的問(wèn)卷調(diào)查及對(duì)其他學(xué)校的化學(xué)教師訪談，發(fā)現(xiàn)教師對(duì)利用化學(xué)史情境在高中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行融合，認(rèn)為是必要的，但是在教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)化學(xué)史的使用頻率只有28%，而專門設(shè)計(jì)化學(xué)史教學(xué)的頻率僅為7%。現(xiàn)代高中化學(xué)教學(xué)中，教師融入化學(xué)史，目的是創(chuàng)設(shè)情境和激發(fā)課堂的趣味性，但是教師只利用課本或教參里面的化學(xué)史內(nèi)容，缺乏更深入的歷史追溯。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐研究，筆者對(duì)化學(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的有效融合總結(jié)了幾點(diǎn)策略。

二、高中化學(xué)教學(xué)中有效融合化學(xué)史的策略

（一）融合化學(xué)史要注意選擇限度

以化學(xué)史為情境素材創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，能夠?qū)崿F(xiàn)“化學(xué)史”與“知識(shí)內(nèi)容”“核心素養(yǎng)”的融合，但實(shí)際使用時(shí)，教師要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)情以及知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行甄選，且必要時(shí)進(jìn)行加工與處理[4]?；瘜W(xué)史料是非常豐富的，從國(guó)內(nèi)到國(guó)外，從古代到現(xiàn)代。如何選取有效的化學(xué)史融合到教學(xué)中，需要結(jié)合教學(xué)需求、時(shí)機(jī)，進(jìn)行分析篩選。

1.國(guó)內(nèi)外化學(xué)史的選擇

國(guó)外的化學(xué)史，盡量選擇學(xué)生比較熟悉的人物事跡、比較有趣的化學(xué)史料。在以歷史為軸線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要選擇與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系緊密的化學(xué)史材料，并不是所有的課題都適合。對(duì)歷史素材的選擇，要考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)儲(chǔ)備，選擇可靠、有趣的、學(xué)生能接受的[5]。作為中國(guó)人對(duì)外國(guó)的人物事件較為陌生，出名的人物、有趣的事件，易于給學(xué)生留下深刻印象，這既是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也是降低教學(xué)難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)化學(xué)史，在上述相同選擇原則下，應(yīng)盡量選擇具有家鄉(xiāng)文化色彩的化學(xué)史。像《硫的轉(zhuǎn)化》教學(xué)中硫的作用，引用明清兩朝就開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用的廈門湯里硫黃溫泉，介紹硫黃溫泉的特殊功效，學(xué)生馬上就興致高昂。中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化豐富多彩，發(fā)掘其中的化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)融合，是增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感，提升民族責(zé)任感的有效途徑。古代和化學(xué)史有關(guān)的書(shū)籍主要有《周易參同契》《神農(nóng)本草經(jīng)》《天工開(kāi)物》等，備課的時(shí)候可以從這些書(shū)籍去挖掘相關(guān)史料，進(jìn)行有效的融合。

2.正反面化學(xué)史的選擇

化學(xué)史料有正面的，也有反面的，如何正確使用，要認(rèn)真分析。在立德樹(shù)人的教育理念下，教師應(yīng)該盡量選擇正面材料，給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)積極向上的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)充滿信心，培育健康的人生觀、世界觀。像魯科版高中化學(xué)新教材就增加了較多正面的化學(xué)史素材，像侯氏制堿法，設(shè)計(jì)成了微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。這是對(duì)教學(xué)的支持，也是對(duì)化學(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的有效融合的示范。對(duì)反面的史料，學(xué)生會(huì)印象深刻，但是經(jīng)常給學(xué)生造成談化學(xué)色變的恐懼心理，應(yīng)該適當(dāng)避開(kāi)。如果遇到必須采用的情況，必須有正確的引導(dǎo)，讓學(xué)生辯證地認(rèn)識(shí)事件，從而樹(shù)立正確的人生態(tài)度。例如：《硫的轉(zhuǎn)化》講解硫酸廠生產(chǎn)硫酸時(shí)，教材中有酸雨的危害，這時(shí)可以引用1994年重慶的酸雨，黑色的雨水pH值低到3.9，對(duì)生產(chǎn)生活造成了巨大損失。緊接著讓學(xué)生當(dāng)研究員，分析如何減少酸雨。用化學(xué)知識(shí)來(lái)解決危害，樹(shù)立正面的形象，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的德育，達(dá)到提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

（二）融合化學(xué)史要注意方法廣度

高中化學(xué)的課時(shí)是有限的，但是要修習(xí)的內(nèi)容很多，化學(xué)教學(xué)中有效融合化學(xué)史，要采用多種多樣的方法?；瘜W(xué)史課堂融合中，很多教師都會(huì)采用視頻、圖片、文字來(lái)進(jìn)行。教師可以將化學(xué)史制作成動(dòng)畫(huà)，甚至是游戲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。除了課堂融合化學(xué)史，還可以制作成微課，課間的時(shí)候播放，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。除此，還可以充分利用課前學(xué)案和課后校本作業(yè)融合化學(xué)史，既是自主學(xué)習(xí)能力的提高，又充分利用時(shí)間，解決化學(xué)課時(shí)緊張問(wèn)題。將化學(xué)史設(shè)計(jì)成學(xué)習(xí)素材和測(cè)試題的問(wèn)題情境，為落實(shí)“教、學(xué)、評(píng)”一體化提供載體[6]。例如：《硫的轉(zhuǎn)化》習(xí)題設(shè)計(jì)：中國(guó)古代第一本藥學(xué)專著《神農(nóng)本草經(jīng)》對(duì)硫磺有記載“石硫磺能化金銀銅鐵，奇物”，這里體現(xiàn)了硫磺的什么性質(zhì)？A.氧化性 B.還原性 C.既有氧化性又有還原性 D.沒(méi)有涉及氧化還原反應(yīng)。還可以設(shè)計(jì)成根據(jù)化學(xué)史情境書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，還能設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)分析題，有助于學(xué)生提升宏觀辨識(shí)和微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）融合化學(xué)史要注意課堂深度

高中化學(xué)教學(xué)融合化學(xué)史，要盡可能用一個(gè)化學(xué)史料作為情境，貫穿整個(gè)化學(xué)課堂，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)知識(shí)的發(fā)展歷程和科學(xué)家的思維方法，單個(gè)史料教學(xué)功能的充分挖掘，是教師要研究的課堂深度。如果能把相關(guān)化學(xué)史設(shè)計(jì)成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，重現(xiàn)科學(xué)探究過(guò)程，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，這是最佳的化學(xué)史融合效果，有利于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。但是由于化學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容的局限性，不是每堂課都能做到這點(diǎn)，很多教師也放棄在課堂花時(shí)間和精力研究。大多數(shù)教師在高中化學(xué)教學(xué)中融入化學(xué)史最常用的就是創(chuàng)設(shè)情境，引入新課，只考慮到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，后續(xù)就不再充分挖掘這個(gè)化學(xué)史的教學(xué)功能了，這樣的融合浮于表面，沒(méi)有深度挖掘化學(xué)史應(yīng)有的作用。如何在后續(xù)課堂教學(xué)中深度融合，是一個(gè)需要探討的問(wèn)題。例如：《硫的轉(zhuǎn)化》，開(kāi)篇?dú)v史引入中有硫酸生產(chǎn)，魯科版書(shū)本中有硫酸工業(yè)發(fā)展史，可以充分利用硫酸工業(yè)發(fā)展，讓學(xué)生利用價(jià)類二維圖充分理解硫的轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效率。所以課堂中化學(xué)史的深度融合，是化學(xué)史有效融合需要特別進(jìn)行研究的方向，雖然無(wú)法每一堂課都能進(jìn)行有效的深度的融合，但是當(dāng)引用一個(gè)化學(xué)史的時(shí)候，都要認(rèn)真研究如何充分發(fā)揮它的功能，達(dá)到課堂深度融合。

課堂的深度融合除了學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度融合，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)“五育”并舉，提高化學(xué)史的育人價(jià)值。像硫酸的生產(chǎn)，除了進(jìn)行硫的轉(zhuǎn)化分析，還應(yīng)該進(jìn)行勞動(dòng)生產(chǎn)的教育，體會(huì)工人生產(chǎn)的辛勞；進(jìn)行環(huán)保教育，提高學(xué)生的思想素質(zhì)，從而達(dá)到化學(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的深度融合。

（四）融合化學(xué)史要注意素養(yǎng)高度

化學(xué)史上的每一次進(jìn)步，是許多偉大的科學(xué)家千辛萬(wàn)苦地探索和艱辛地努力得到的，體現(xiàn)了科學(xué)家的科學(xué)探究和創(chuàng)新精神，為科學(xué)奉獻(xiàn)的精神，因此，化學(xué)史是對(duì)學(xué)生進(jìn)行“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)培育的重要載體。教學(xué)設(shè)計(jì)中融合化學(xué)史，有利于學(xué)生德智體美勞發(fā)展的方面，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師要盡量選擇覆蓋學(xué)科核心素養(yǎng)各個(gè)層面的化學(xué)史內(nèi)容，在教學(xué)中進(jìn)行素養(yǎng)的培育與滲透；在備課過(guò)程中，教師一定將核心素養(yǎng)目標(biāo)確定清楚，尋找合適的化學(xué)史，以實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)。

三、高中化學(xué)教學(xué)中有效融合化學(xué)史的實(shí)例

以高中化學(xué)魯科版必修一《硫的轉(zhuǎn)化》主要教學(xué)環(huán)節(jié)融合化學(xué)史的教學(xué)為例。硫元素在中國(guó)歷史上的使用是比較早的，可以從較多的古代文獻(xiàn)中查找到資料。開(kāi)端引入硫元素的發(fā)展史，中間教學(xué)中深度融合教材中硫酸生產(chǎn)的化學(xué)史，目的在于讓學(xué)生體會(huì)硫元素在生產(chǎn)生活中的重要作用，從而提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，通過(guò)這些化學(xué)史料的有效融合，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“德育”“智育”“勞育”，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展（見(jiàn)圖3所示）。

（一）教學(xué)與評(píng)價(jià)思路如下圖：

（二）教學(xué)流程

環(huán)節(jié)一：展示硫的發(fā)展史。

設(shè)計(jì)意圖：利用環(huán)節(jié)一展示硫的發(fā)展史，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)的發(fā)展是人類社會(huì)共同努力的結(jié)果，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感。中外歷史的發(fā)展對(duì)比，可以讓學(xué)生體會(huì)我國(guó)古代的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，樹(shù)立民族自豪感，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的“德育”。

環(huán)節(jié)二：硫元素價(jià)類二維圖的繪制和分析。

1.通過(guò)物質(zhì)的類別分析硫的性質(zhì)

1776年，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫確定了硫是一種元素。硫是非金屬元素，類比學(xué)過(guò)的氯氣、氧氣，讓學(xué)生討論分析硫的性質(zhì)：①與金屬反應(yīng)（Fe、Na等）。②與其他非金屬反應(yīng)（H₂、O₂）。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)大家熟悉的歷史人物拉瓦錫發(fā)現(xiàn)硫元素，了解硫雖然使用很早，但是其作為一種元素，是在近代才確定的，體會(huì)化學(xué)研究隨社會(huì)發(fā)展而加速發(fā)展，樹(shù)立科學(xué)探究的信念。

2.通過(guò)化合價(jià)分析硫的性質(zhì)

引導(dǎo)學(xué)生從化合價(jià)討論總結(jié)：硫單質(zhì)中硫元素的化合價(jià)是0價(jià)，是硫的中間價(jià)，既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性，能和還原劑（Fe、Cu等）和氧化劑（O₂）反應(yīng)。

《神農(nóng)本草經(jīng)》對(duì)硫磺的記載“石硫磺能化金銀銅鐵，奇物”，引入硫和鐵的反應(yīng)，然后組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，討論總結(jié)。對(duì)比硫和氯氣分別和銅和鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式，了解硫的氧化性較弱。

拓展應(yīng)用：黑火藥的反應(yīng)方程：S+2KNO₃+3C=K₂S+3CO₂↑+N₂↑，分析硫的性質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：利用課堂引入的信息，讓學(xué)生進(jìn)行硫的性質(zhì)分析，以便達(dá)到化學(xué)史的深度融合，體會(huì)化學(xué)史中蘊(yùn)含的科學(xué)知識(shí)和社會(huì)發(fā)展，滲透學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析以及證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的“德育”與“智育”。

環(huán)節(jié)三：不同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化。

1.學(xué)生自主閱讀教材魯科版化學(xué)必修一第100頁(yè)“硫酸工業(yè)生產(chǎn)的演變”了解硫酸生產(chǎn)的發(fā)展歷史，并結(jié)合價(jià)類二維圖討論硫磺如何轉(zhuǎn)化成硫酸。

2.實(shí)驗(yàn)室模擬硫磺生產(chǎn)硫酸，實(shí)現(xiàn)硫從0價(jià)到+6價(jià)的轉(zhuǎn)化（見(jiàn)圖5）：

3.組織學(xué)生討論：硫元素怎么實(shí)現(xiàn)從+6價(jià)到0價(jià)的轉(zhuǎn)化；組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，總結(jié)不同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生構(gòu)建研究元素的方法模式。

設(shè)計(jì)意圖：充分利用教材化學(xué)史，深度融合到課堂中，使得化學(xué)和生產(chǎn)生活充分聯(lián)系起來(lái)，有效激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神和社會(huì)責(zé)任感，充分提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，發(fā)揮化學(xué)史的“德育”“勞育”作用。

環(huán)節(jié)四：組織學(xué)生討論總結(jié)SO2的性質(zhì)。

1.從化合價(jià)角度探討SO2的性質(zhì)：氧化性和還原性，梳理相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式。

2.從類別角度探討SO2的性質(zhì)（讓學(xué)生類比CO2），并梳理相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式。

通過(guò)1702年，施塔爾（化學(xué)家）第一次用堿溶液吸收硫燃燒生成的氣體，得到亞硫酸鹽，推理SO2是酸性氧化物，然后讓學(xué)生自主討論總結(jié)SO2作為酸性氧化物有哪些性質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：利用科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行啟發(fā)，培育學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.二氧化硫的漂白性和用途。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)古代和現(xiàn)代對(duì)SO2漂白性認(rèn)識(shí)的對(duì)比，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的發(fā)展歷程，培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。從理論對(duì)比、實(shí)驗(yàn)探究到價(jià)值認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生從思維上升到實(shí)踐，并樹(shù)立正確的價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)化學(xué)史的德育滲透。

結(jié)束語(yǔ)

高中化學(xué)教學(xué)中有效融合化學(xué)史，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)“五育”并舉，很好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)?；瘜W(xué)史的有效融合，需要教師進(jìn)行精心篩選有意義的化學(xué)史，研究融合的最佳方式，在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)融入教學(xué)，力求做到融合自然貼切，才能收到化學(xué)史融合教學(xué)應(yīng)有的效果。?

參考文獻(xiàn)

[1]夏金金，王世存.基于Achieve分析模型的新高考化學(xué)試題與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性研究：以湖南省2021年普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試為例[J].教育測(cè)量與評(píng)價(jià)，2021（12）：41-49.

[2]單旭峰.基于高考評(píng)價(jià)體系的化學(xué)科考試內(nèi)容改革實(shí)施路徑[J].中國(guó)考試，2019（12）：45-52.

[3]鄭璇.以化學(xué)史料為情境培育學(xué)科核心素養(yǎng)：以“苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)”為例[J].理科考試研究，2021，28（19）：55-58.

[4]呂軍.融合化學(xué)史的“合成氨生產(chǎn)條件的確定”教學(xué)探究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2021（24）：50-51.

[5]趙娜娜.新舊人教版高中化學(xué)必修模塊中化學(xué)史的比較研究[D].重慶：西南大學(xué)，2021.

[6]唐勁軍，郭明魁，林小榮.高中必修教科書(shū)化學(xué)史的素養(yǎng)功能及應(yīng)用策略[J].教學(xué)與管理，2021（19）：75-77.