微課嵌入的化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)①

左玉 李鵬鴿 王璇 麻曉碧 申潔璇

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?微課作為一種新興的課程形式，已廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等課程。在對(duì)化學(xué)史和微課進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹的基礎(chǔ)上，選取化學(xué)史課程中的五個(gè)內(nèi)容進(jìn)行微課嵌入的化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)。在嵌入微課時(shí)，設(shè)計(jì)多樣化的嵌入方式，如在課堂教學(xué)之前、教學(xué)之后等。微課嵌入的教學(xué)方法是一種創(chuàng)新，旨在改善目前化學(xué)史的教學(xué)現(xiàn)狀，呈現(xiàn)一種新的教學(xué)模式，不斷豐富教學(xué)過(guò)程，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)史的學(xué)習(xí)。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?化學(xué)史;微課;教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）16-0084-02

化學(xué)史有助于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)理論知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，因而在化學(xué)師范類專業(yè)中越來(lái)越受到重視[1]。在化學(xué)教學(xué)中結(jié)合典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)史實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，具有特別重要的意義和價(jià)值。

微課是指教學(xué)目標(biāo)明確，教學(xué)內(nèi)容較少，能集中說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題的小課程。視頻是微課的主要載體，呈現(xiàn)教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行的教與學(xué)的活動(dòng)過(guò)程[2]。微課作為當(dāng)下一種新的課程形式，有著突出的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)研究也越來(lái)越廣泛，如微課應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、生物化學(xué)等課程的教學(xué)過(guò)程研究[3]。

信息時(shí)代，把微課作為一種化學(xué)史課程的教學(xué)手段，可以有效提高教學(xué)質(zhì)量[4]。本文從化學(xué)史中選取火的認(rèn)識(shí)、中國(guó)煉丹術(shù)、拉瓦錫氧化學(xué)說(shuō)、質(zhì)量守恒定律、原子結(jié)構(gòu)模型的建立五個(gè)內(nèi)容進(jìn)行微課嵌入的教學(xué)設(shè)計(jì)。將微課與化學(xué)史教學(xué)相結(jié)合，在教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用并取得了良好的效果，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)化學(xué)史教學(xué)的不足，對(duì)其他傳統(tǒng)學(xué)科的教學(xué)也有借鑒意義。

一、火的認(rèn)識(shí)

（一）設(shè)計(jì)意圖

在教授火的認(rèn)識(shí)這節(jié)內(nèi)容時(shí)，微課可嵌入在課堂教學(xué)前。讓學(xué)生提前對(duì)火的發(fā)展過(guò)程有一定了解，引發(fā)其好奇心并查閱資料[5]。課堂上，教師根據(jù)學(xué)生對(duì)資料的認(rèn)識(shí)和同學(xué)之間的討論交流，引導(dǎo)其學(xué)習(xí)，不僅能提高課堂教學(xué)效率，而且能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

課前，組織學(xué)生觀看“人類對(duì)火的認(rèn)識(shí)”微視頻，視頻為原始的北京人從茹毛飲血的原始生活到發(fā)現(xiàn)和使用火，使生活發(fā)生一些變化。隨后，留下問(wèn)題：試著用合理的推斷和想象，論述火的使用給北京人帶來(lái)了什么變化？在紙上羅列出來(lái)。課堂上，教師提問(wèn)：在沒(méi)有火時(shí)，人們過(guò)著夜晚漆黑、野獸嚎叫、吃生肉的原始生活。使用火后，人們用火取暖、防衛(wèi)野獸、烤熟食物等，生活更加方便。那么，北京人是如何認(rèn)識(shí)并學(xué)會(huì)使用火的呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)火的認(rèn)識(shí)。此時(shí)展示有關(guān)能產(chǎn)生火的自然現(xiàn)象，如雷電、火山爆發(fā)等。人們?cè)陂L(zhǎng)期觀察中認(rèn)識(shí)到火在生活中的用處，開(kāi)始崇拜和使用火[6]。這又促使他們必須保存火種或?qū)W會(huì)人工取火，于是學(xué)會(huì)摩擦生火，第一次支配了一種自然力。最后，教師繼續(xù)展示一些典籍的記載來(lái)增加說(shuō)服力，再列舉火能使許多物質(zhì)發(fā)生變化的例子，如利用火在礦石中提煉金屬等?？梢?jiàn)，火是物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的重要條件，火的使用標(biāo)志著化學(xué)史的發(fā)端。

二、中國(guó)煉丹術(shù)

（一）設(shè)計(jì)意圖

在學(xué)習(xí)中國(guó)煉丹術(shù)相關(guān)內(nèi)容時(shí)，微課可應(yīng)用于課堂前。中國(guó)是煉丹術(shù)的起源地，有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。此節(jié)內(nèi)容可做成介紹性、科普性的微課讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并解決重難點(diǎn)。用微課替代一些簡(jiǎn)單的化學(xué)史知識(shí)的課堂教學(xué)有利于緩解化學(xué)史課時(shí)不夠的問(wèn)題。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

微課主要通過(guò)三部分展示：第一部分，以時(shí)間為線索概括煉丹術(shù)的發(fā)展過(guò)程：西漢初期（萌芽）→漢武帝時(shí)期（使丹砂變黃金）→東漢（煉丹術(shù)著作）→唐朝（鼎盛時(shí)期）→宋朝（衰落時(shí)期）;第二部分介紹中國(guó)代表性的煉丹家，如晉代葛洪、南北朝陶弘景、唐朝孫思邈等，并講述他們的貢獻(xiàn);第三部分重點(diǎn)論述煉丹術(shù)中蘊(yùn)含的化學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)了幾種基礎(chǔ)的反應(yīng)類型，如分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和金屬置換反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了60多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，建立了早期的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)儀器，提供了如加熱、升華、蒸餾等實(shí)驗(yàn)方法，指出反應(yīng)配比，也給后世留下了非常有價(jià)值的礦物醫(yī)藥丹方[7]]。最后，在課堂上對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)，通過(guò)社交平臺(tái)分享測(cè)驗(yàn)結(jié)果。

三、拉瓦錫氧化學(xué)說(shuō)

（一）設(shè)計(jì)意圖

在教授拉瓦錫氧化學(xué)說(shuō)這個(gè)內(nèi)容時(shí)，微課可在課堂中使用。在拉瓦錫氧化學(xué)說(shuō)提出之前，燃素說(shuō)是人們普遍接受的觀點(diǎn)，應(yīng)該對(duì)燃素說(shuō)做簡(jiǎn)單的介紹后再引入氧化學(xué)說(shuō)。通過(guò)觀看微課，引發(fā)學(xué)生的思考，教師趁熱打鐵進(jìn)一步講授氧化學(xué)說(shuō)的發(fā)展過(guò)程和歷史意義。教師利用微課集中學(xué)生的注意力，授課效果比傳統(tǒng)教學(xué)更好。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

[師]相信大家對(duì)拉瓦錫這個(gè)名字并不陌生，你們了解這位偉大的化學(xué)家嗎？請(qǐng)欣賞微視頻。

[微課內(nèi)容]在氧氣發(fā)現(xiàn)之前，燃素說(shuō)是人們普遍支持的學(xué)說(shuō)，但它越來(lái)越難以解釋一些化學(xué)現(xiàn)象。拉瓦錫通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明燃燒和空氣有關(guān)，否定了燃素說(shuō)。

[問(wèn)題]什么是燃素說(shuō)？拉瓦錫是如何推翻燃素說(shuō)的？

[生]討論后匯報(bào)結(jié)果：拉瓦錫通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了燃燒與空氣有關(guān)的推斷，又通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到空氣中的兩種氣體，一種是可以幫助燃燒的氣體“氧”，另一種是不助于燃燒的“氮”。

[師]拉瓦錫1777年創(chuàng)作《燃燒概論》，該書(shū)批判了燃素說(shuō)，提出了氧化學(xué)說(shuō)[8]。

[總結(jié)]拉瓦錫創(chuàng)立氧化學(xué)說(shuō)是一個(gè)長(zhǎng)期努力的結(jié)果，我們不僅要學(xué)習(xí)拉瓦錫給我們帶來(lái)的專業(yè)知識(shí)，更要學(xué)習(xí)他那投身科學(xué)、不斷研究的科學(xué)精神。

四、質(zhì)量守恒定律

（一）設(shè)計(jì)意圖

在教授質(zhì)量守恒這個(gè)內(nèi)容時(shí)，微課可應(yīng)用于課堂中。質(zhì)量守恒定律是中學(xué)化學(xué)極為重要的內(nèi)容，幾乎所有學(xué)生都已牢牢掌握?；瘜W(xué)史微課將告訴學(xué)生，質(zhì)量守恒定律是科學(xué)家經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，這不僅能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探究的欲望，也對(duì)樹(shù)立正確的科學(xué)意識(shí)和科研態(tài)度有一定幫助。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

[引入]質(zhì)量守恒定律是化學(xué)的基礎(chǔ)定律之一，它是如何得來(lái)的，又是哪個(gè)科學(xué)家提出的呢？

[講授]質(zhì)量守恒定律的得來(lái)離不開(kāi)多位科學(xué)家的努力實(shí)驗(yàn)，我們進(jìn)行分別介紹。

[實(shí)驗(yàn)1]波義爾——煅燒金屬：經(jīng)過(guò)對(duì)金屬燃燒的觀察，發(fā)現(xiàn)金屬煅燒后重量增加，他認(rèn)為原因是燃素跟金屬化合了。

[實(shí)驗(yàn)2]羅蒙諾索夫——煅燒金屬：在燒瓶中倒入適量鉛屑，封死瓶口加熱煅燒，反復(fù)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其中各物質(zhì)質(zhì)量均不變;不封死瓶口進(jìn)行煅燒，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)重量增加。他猜測(cè)物質(zhì)煅燒后增重和空氣有關(guān)[9]。繼續(xù)通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，最終得出反應(yīng)物與生成物的重量和相等的結(jié)論。

[實(shí)驗(yàn)3]拉瓦錫——氧化汞的分解與合成：分解45份質(zhì)量的氧化汞，得到的氧和汞質(zhì)量之和仍是45份[10]。做了大量實(shí)驗(yàn)后，他發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)的總質(zhì)量或物質(zhì)中某一元素的質(zhì)量在反應(yīng)前后均保持不變。

[實(shí)驗(yàn)4]曼萊——高精度實(shí)驗(yàn)：分別將反應(yīng)物放在雙連玻璃管的兩邊，密封后稱重。然后將玻璃管傾斜使其混合后發(fā)生反應(yīng)，再次稱量，發(fā)現(xiàn)前后質(zhì)量之差小到可以忽略不計(jì)。

[總結(jié)]科學(xué)家通過(guò)長(zhǎng)期努力，確定了質(zhì)量守恒定律。其發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使人們關(guān)注定量研究，促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。

五、原子結(jié)構(gòu)模型的建立

（一）設(shè)計(jì)意圖

在學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)模型相關(guān)內(nèi)容時(shí)，微課可在課堂中使用[11]。原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)階段，每個(gè)模型學(xué)說(shuō)的內(nèi)容既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，這些內(nèi)容如果單純用語(yǔ)言講解比較抽象，因此用微課的形式呈現(xiàn)。在講解每一種模型提出的觀點(diǎn)時(shí)，配有直觀的圖片和視頻，便于學(xué)生理解，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)和活躍課堂氛圍。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)微課分為四部分內(nèi)容，分別是道爾頓模型——原子是實(shí)心小球不可分;湯姆生模型（葡萄干模型）——帶負(fù)電荷的電子鑲嵌在帶正電的原子球上;盧瑟福模型（太陽(yáng)系模型）——電子繞著原子中心極小體積的原子核運(yùn)動(dòng);玻爾模型——電子運(yùn)動(dòng)不是無(wú)規(guī)則的，而是在特定的穩(wěn)定軌道上運(yùn)動(dòng)[12]。每一部分應(yīng)對(duì)各結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)、依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)及其推理思想進(jìn)行介紹。將學(xué)生分為四個(gè)小組，分別代表以上四類模型，依次請(qǐng)各小組代表講述自己這個(gè)模型的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)等，下一組隨即發(fā)表不同意見(jiàn)，以此模擬原子結(jié)構(gòu)的演變過(guò)程[13]。

六、結(jié)論

本文運(yùn)用了把微課和化學(xué)史教學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)史教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新。在化學(xué)史中選取了五個(gè)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)并說(shuō)明了設(shè)計(jì)意圖。通過(guò)把微課嵌入化學(xué)史教學(xué)中，希望能豐富教學(xué)過(guò)程以達(dá)到最佳的教學(xué)效果，改善化學(xué)史教學(xué)現(xiàn)狀，并給其他學(xué)科教學(xué)提供參考。

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編輯 武生智