有效利用化學史故事 培育學生的核心素養(yǎng)

嚴四清

摘要：化學史是化學教育中的寶藏，在課堂教學中如何有效利用化學史故事為發(fā)展學生的核心素養(yǎng)服務，是現(xiàn)階段的重要課題之一。通過對《原子的構成》一課的解讀與剖析，在教學中利用化學史故事組織教學線索與情境，能夠在“對話”與“體驗”中培育學生的科學精神、人文素養(yǎng)、學會學習與健康人格，從而發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。

關鍵詞：化學史故事；科學歷程；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G424.25 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2017）04B-0039-03

學生愛聽故事，是因為故事能滿足他們的興趣和好奇心，激發(fā)探究的欲望。著名作家王開嶺先生曾提出，“故事是吸引大眾、傳遞價值理念唯一有效方式”。千百年來，在這奇妙的世界釀出的與化學知識相關的故事，真是浩如煙海。在課堂中利用化學史故事教學是基礎教育階段一直關注的課題，聽了楊寶權老師的《原子的構成》一課頗有感觸。根據(jù)“中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)”總體規(guī)范與目標要求，在化學教學中探索利用化學史故事有效培育學生的核心素養(yǎng)是個很有意義的主題。下面結合《原子的構成》這節(jié)課談談個人的思考。

一、利用化學史故事培育學生的科學精神

科學精神，具體包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點，這三點之間自成體系但又相互關聯(lián)。例如，理性思維是批判質(zhì)疑的前提，只有不隨從于當下的思維才會有批判質(zhì)疑的內(nèi)容；勇于探究是批判質(zhì)疑的基礎，只有潛心探究才會有批判質(zhì)疑的資格與勇氣；當然批判質(zhì)疑也是理性思維與勇于探究的積極動力。對原子結構的認識過程亦即如此。

通過本節(jié)課的學習，學生清晰地了解了科學理論的發(fā)展大致經(jīng)歷的過程：客觀事實——理論解釋——修正完善——再修正。例如，道爾頓基于大量實驗研究，結合化學中哲學論對物質(zhì)的基元的思考，天才般、創(chuàng)造性地提出了猜想：構成物質(zhì)的基本單位是原子。雖然這一構想不能解釋所有的實驗現(xiàn)象，但瑕不掩玉，它得到了一致的認可，并將道爾頓的原子論作為圭臬，不可懷疑。這種非理性、隨從式思維使科學的發(fā)展停滯，直至90年后，湯姆生在實驗研究中發(fā)現(xiàn)了電子，這一事實的發(fā)現(xiàn)不可辯駁地更正了人們對原子的認知，建立了新的原子結構模型——“西瓜”模型。湯姆生的實驗發(fā)現(xiàn)不僅促使人們改變了對原子的認知，也促進了對原子結構探究實驗的快速發(fā)展。十余年后緊接著盧瑟福、查德威克、波爾等科學家基于實驗事實的進一步研究繼續(xù)修正著人們對原子結構的認識。

但科學理論的發(fā)展永遠不是一帆風順，人們非理性的、頑固的思維是阻止科學進步的最大障礙。且不說阿伏加德羅的分子論被原子論的光輝堙沒了近四十年，事實上湯姆生、盧瑟福等也曾面對自己理論被修正都表現(xiàn)了一種頑固的反對，其中盧瑟福和波爾的爭論相當激烈。本節(jié)課教學中楊老師也將盧瑟福面對實驗事實的困惑與顧慮呈現(xiàn)給學生，讓學生參與其中，體驗著“大膽猜想、小心求證”的探究方式。因此在本節(jié)課的教學中，教師通過對化學史故事的精心選擇與組織，基本實現(xiàn)了培育學生理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等科學精神的目標。

二、利用化學史故事培育學生的人文素養(yǎng)

吳俊明教授認為：一般說來，人文學科核心素養(yǎng)大部分可以歸屬于人文素養(yǎng)，數(shù)理學科核心素養(yǎng)大部分可以歸屬于科學素養(yǎng)，那么如何在理科教學中培育學生的人文素養(yǎng)？江蘇省特級教師李雪林論及物理學史教育時提出：讓學生站在歷史角度學習物理學家的思辨能力、人文情懷和人文精神。與此相承，筆者認為教學中利用化學史故事就是讓學生從中“關切人的生存、發(fā)展和幸福” “贊賞化學對社會發(fā)展的重大貢獻，能運用已有知識和方法綜合分析化學過程對自然可能帶來的各種影響，并權衡利弊”，從而發(fā)展了學生的核心素養(yǎng)。

例如，波義耳發(fā)現(xiàn)眾多的科學家（包括他自己）用舌頭嘗藥品的酸堿性，以及眾多的農(nóng)民用舌頭嘗藥品的酸堿性，他們因此患各種口腔疾病。有感于此，波義耳決心研究出判斷溶液酸堿性的簡易方法。學生從這則故事中體會到了化學的社會價值、體會科學家們的人文情懷和人文精神。

本節(jié)課楊老師在模塊四“捕捉原子”教學中突出了我國科學家對原子的認識歷程，學生也參與了其中，體現(xiàn)了“人類命運共同體”意識，同時也是“家國情懷”這一核心素養(yǎng)的體現(xiàn)。

當然我們不能忘記，在科學技術不斷發(fā)展、造福人類，涌現(xiàn)許多用科學技術服務民族、服務國家、服務人類的楷模的同時，也存在著應用欠當，甚至形成“害人科技”“犯罪科技”危害人類的負面現(xiàn)象。例如，新型合成毒品日漸泛濫，臭名昭著、為數(shù)不少的瘦肉精、地溝油、三聚氰胺奶，以及化學試劑的污染等等。曾經(jīng)引起風波的“我們恨化學”就是這種現(xiàn)象的一種主觀、直接的表達。但俗話說，科學本身沒有好壞，善惡之爭關鍵在于它們掌握在什么人手里。因此，我們?nèi)粘５恼n堂教學應該滲透道德倫理和法紀的教育，筑好一道穩(wěn)固的“防火墻”。一定要牢記立德樹人根本目標，努力培育學生的人文素養(yǎng)。

三、利用化學史故事讓學生學會學習

陶行知先生認為：“先生責任不在教，而在教學，教學生學”，其指出了教學的本質(zhì)是教學生學，讓學生學會學習是教學的核心?；瘜W史故事展現(xiàn)的是過去知識的形成過程，對于現(xiàn)在的學生而言，這些知識既是現(xiàn)在學習的內(nèi)容，也是以后學習的基礎。因此，利用化學史故事可以引導學生分析實驗的發(fā)現(xiàn)、探求知識的形成，做到激發(fā)興趣、信息搜集、分析推理、勤于反思，從而讓學生學會學習。

例如，對“原子的構成”的內(nèi)容，雖然學生在八年級物理（下）有所接觸，但大部分學生進入九年級后對其掌握得還不甚清晰，有的學生甚至是一知半解，特別是原子內(nèi)各種微粒（質(zhì)量、位置、電量、電性等）的相互關系方面的知識還很散亂，而且質(zhì)子、中子、電子及其內(nèi)部關系非常地抽象，學生理解的難度相當大。然而，通過呈現(xiàn)原子構成的發(fā)現(xiàn)史故事，讓學生的思維插上翅膀，在微觀的世界里盡情翱翔，在此過程中學生能清晰感知電子、質(zhì)子、中子的存在，能準確把握它們的特性和特征，能知曉電子的電性和質(zhì)量，能推知原子核的電性、質(zhì)量和體積，能推論原子是由原子核和電子構成的，從而能很好地內(nèi)化原子構成的知識。

當然，化學史本身就承載著人類智慧、科學思想和方法，在本節(jié)課的學習過程中學生可以充分領略科學家認知微觀世界的實驗、假說、模型等過程和方法，從而內(nèi)化為自己認知微觀世界的能力和方法。同時，課堂教學中展示科學家的探究過程，可以讓學生認識到實驗是科學研究最重要的工具，應當說每一個對原子結構認識的節(jié)點都對應著具有重大歷史意義的著名實驗，但是要在45分鐘的課上全部講到位顯然是不可能的。楊老師有針對性地選取了其中的典型實驗——α粒子散射實驗作細致闡述，不但向學生說明實驗的背景、條件、手段、方法和過程，而且也闡明這個實驗的研究處理問題的方法、闡明實驗與理論的關系，更是在此基礎上強化了原子的微觀輪廓。從中表明了實驗對于化學學科的重要地位，同時也進一步培育了“化學學科核心素養(yǎng)”中“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”“實驗探究與創(chuàng)新意識”等目標要求。

四、利用化學史故事培育學生的健康人格

西方心理學認為：健康人格的主要特點是能保持人格的完整、統(tǒng)一，具有健康人格的人不僅有高尚的理想和追求，而且認知、情感、價值、道德、審美等要素整合良好。學生的核心素養(yǎng)包括：“具有發(fā)現(xiàn)、感知、欣賞、評價美的意識和基本能力；具有健康的審美價值取向”（審美情趣），“理解生命意義和人生價值”（珍愛生命），以及健全人格、自我管理等相關目標要求。

在化學學科發(fā)展的歷史長河中，偉大的科學家無不閃爍人性的光輝，成為青年一代追求的標桿。本節(jié)課中教師一方面利用化學史故事設計“大師與學生”之間的對話，每一段對話都聚焦于各歷史階段中的核心問題，這不僅在學習過程中不斷得到學生的反應與共鳴，而且拉近了偉大科學家與學生的情感距離，避免了“神壇式”的英雄主義觀；另一方面，利用化學史故事為線索將學生的學習與故事的進程交織起來，學生的情感融入了事件發(fā)展的進程，學生跟隨著事件的發(fā)展，體會著化學中的至真、至善、至美。這種浸潤式的教育方式，悄無聲息地影響著學生的思維方式，改變著學生的觀念，從而落實了知識的教育價值，培育了學生的健康人格。

綜上所述，利用化學史故事，有效方式之一就是選擇化學史故事并以之為線索，創(chuàng)設與整節(jié)課的知識內(nèi)容相結合的背景（或場景），將知識內(nèi)容鑲嵌于背景中，通過創(chuàng)設真實的歷史問題情境，使學生置身于其中，通過與前輩科學家的共同探究，深刻理解學習內(nèi)容的本質(zhì)和豐富的內(nèi)涵，了解科學的發(fā)展歷程，經(jīng)歷科學概念的形成過程，從而加深對科學本質(zhì)的理解，培育學生的核心素養(yǎng)。

責任編輯：趙赟

Story on Chemistry History and Students Core Accomplishment Cultivation

YAN Si-qing

（Hanjiang District Bureau of Education， Yangzhou 225009， China）

Abstract： Chemistry history is the treasure for chemistry education and the current project is how to use the stories on chemistry history to serve the development of students core accomplishments. Interpretation and analysis of the lecture of Formation of Atom shows that use of chemistry history story can cultivate students scientific spirit， humanistic quality， ability of learning and healthful personality in the process of dialogue and experiencing to eventually develop their core accomplishments.

Key words： story on chemistry history； scientific process； core accomplishment