追溯化學(xué)歷史，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)

【摘 要】追溯化學(xué)發(fā)展歷程，有助于創(chuàng)設(shè)問題情境、回顧學(xué)科發(fā)展、培養(yǎng)科學(xué)精神，從而發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。以“碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”為例進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，設(shè)置“縱觀當(dāng)代，感受學(xué)科價(jià)值”“回顧近代，樹立科學(xué)態(tài)度”“追溯源頭，體驗(yàn)科學(xué)探究”三個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在真實(shí)的歷史問題情境中發(fā)展社會(huì)責(zé)任、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科核心素養(yǎng);化學(xué)史;問題情境;碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G633.8? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009（2020）03-0049-04

【作者簡介】孫重陽，江蘇省無錫市玉祁高級(jí)中學(xué)（江蘇無錫，214183）教師，一級(jí)教師。

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在具體學(xué)科學(xué)習(xí)中應(yīng)形成的關(guān)鍵能力、必備品格和正確價(jià)值觀念。我國課程論專家鐘啟泉教授認(rèn)為它“不是直接由教師教出來的，而是在問題情境中借助問題解決的實(shí)踐培育起來的”[1]。對(duì)化學(xué)學(xué)科而言，其形成與發(fā)展始終與生活息息相關(guān)，而生活本身就是歷史推進(jìn)的過程，因此基于化學(xué)歷史創(chuàng)設(shè)問題情境，是發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一條有效途徑。

一、追溯化學(xué)歷史的價(jià)值

化學(xué)史是化學(xué)發(fā)展歷程的真實(shí)呈現(xiàn)，具有知識(shí)性、趣味性、人文性、啟迪性等特征，“以史明智”源于人們對(duì)歷史事件的追問和反思。當(dāng)前關(guān)于化學(xué)史料的運(yùn)用常存在以下兩個(gè)誤區(qū)：一是化學(xué)史一定要選用久遠(yuǎn)的事情，實(shí)際上發(fā)生的即為歷史，這樣更有助于我們拓寬視角挖掘豐富的史料;二是化學(xué)史的使用只按照時(shí)間發(fā)展順序，其實(shí)，化學(xué)歷史發(fā)展真實(shí)不可改變，但是可以加工和重組，課堂教學(xué)應(yīng)按照知識(shí)呈現(xiàn)需求選擇史料，不應(yīng)拘泥于時(shí)間順序，不同的解讀角度會(huì)有不同的意義。

追溯化學(xué)學(xué)科的歷史發(fā)展，具有以下幾個(gè)方面的價(jià)值。

1.源于真實(shí)，創(chuàng)設(shè)問題情境——學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的起點(diǎn)。

學(xué)科核心素養(yǎng)是在問題情境中借助問題解決的實(shí)踐培育起來的，由此可知?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情境不僅是課堂教學(xué)的原點(diǎn)，也是學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的起點(diǎn)。而問題情境的真實(shí)性，直接影響了學(xué)生對(duì)未來社會(huì)的適應(yīng)能力。化學(xué)史作為學(xué)科發(fā)展的時(shí)空印記由真實(shí)的事件、人物等要素構(gòu)成，通過對(duì)事件發(fā)展過程的探析，人物科學(xué)影響的解讀，能有效構(gòu)建真實(shí)的問題情景，因此，依托真實(shí)的化學(xué)歷史，創(chuàng)設(shè)問題情境，是發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的起點(diǎn)。

2.理清脈絡(luò)，回顧學(xué)科發(fā)展——學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的過程。

學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展是一個(gè)系統(tǒng)而漫長的過程，這個(gè)過程要以學(xué)科知識(shí)和活動(dòng)為載體。追溯化學(xué)歷史，由現(xiàn)代化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用到近代化學(xué)知識(shí)的形成，再到古代化學(xué)知識(shí)的萌芽，引領(lǐng)學(xué)生回顧學(xué)科發(fā)展，進(jìn)而理清知識(shí)脈絡(luò)。在此過程中，教師一方面通過描述事件，很好地將文本知識(shí)呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生內(nèi)化知識(shí);另一方面通過展現(xiàn)事件曲折發(fā)展，為學(xué)生科學(xué)探究提供材料和動(dòng)力，兩者融合能為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展提供過程支撐。

3.尋根究底，培養(yǎng)科學(xué)精神——學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的追求。

發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，不僅僅在于其掌握化學(xué)知識(shí)與學(xué)習(xí)方法，發(fā)展化學(xué)實(shí)踐與思維能力，更高的追求在于形成科學(xué)精神。知識(shí)與方法的形成是外顯結(jié)果，是科學(xué)研究的手段，科學(xué)精神的發(fā)展則是內(nèi)涵品質(zhì)，是科學(xué)研究的根本推動(dòng)力和保障。追溯化學(xué)歷史，是尋根究底的追問過程，其由近及遠(yuǎn)的過程指向，有助于培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑探索、求實(shí)創(chuàng)新精神;其曲折艱辛的過程發(fā)展，有助于發(fā)展學(xué)生不畏艱難、堅(jiān)持進(jìn)取精神，因此追溯化學(xué)歷史，是培養(yǎng)科學(xué)精神的有力抓手。

二、追溯化學(xué)歷史的課堂案例

1.教學(xué)概述。

針對(duì)“碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”這一內(nèi)容，已有一些相關(guān)研究，但其主要還是基于知識(shí)與技能的培養(yǎng)，并沒有充分體現(xiàn)碳酸鈉從發(fā)現(xiàn)到制備、使用過程中所蘊(yùn)含的學(xué)科價(jià)值、科學(xué)態(tài)度及科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)。

從學(xué)科素養(yǎng)角度來看，基于真實(shí)的生活情境，了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的廣泛用途，有助于學(xué)生形成正確的學(xué)科價(jià)值觀念，從而提升社會(huì)責(zé)任意識(shí);在回顧碳酸鈉的制備、發(fā)現(xiàn)歷程中，感悟?qū)W科發(fā)展的魅力以及科學(xué)家奉獻(xiàn)精神，從而樹立科學(xué)態(tài)度;在探究碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)，而兩者的鑒定和轉(zhuǎn)化，則有助于學(xué)生形成證據(jù)推理意識(shí)和變化觀念。深挖學(xué)科知識(shí)中蘊(yùn)含的學(xué)科核心素養(yǎng)，才能促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.教學(xué)目標(biāo)。

（1）在思考碳酸鈉、碳酸氫鈉年產(chǎn)量遞增現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，了解其在生活中的具體作用，感悟化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，從而形成社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

（2）在回顧近代工業(yè)制堿的發(fā)展歷程中，感悟?qū)W科發(fā)展魅力和科學(xué)家的探究精神，促進(jìn)科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，并在實(shí)物展示中形成對(duì)兩者的表觀認(rèn)識(shí)。

（3）通過追溯碳酸鈉發(fā)現(xiàn)歷史源頭，激發(fā)科學(xué)探究欲望，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新和操作，強(qiáng)化對(duì)兩者性質(zhì)差異的直觀體驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)研究能力，形成變化觀念和證據(jù)推理意識(shí)，在協(xié)作、交流過程中提升合作能力。

3.教學(xué)流程。

本節(jié)課以追溯化學(xué)歷史為情境線，以知識(shí)建構(gòu)為任務(wù)線，以學(xué)生思考探究為活動(dòng)線，以學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展為目標(biāo)線，具體流程如圖1所示。

4.教學(xué)環(huán)節(jié)。

（1）新課導(dǎo)入。

初中我們就已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些鹽，其中有一種“屬于正鹽卻叫堿，廚房用它來洗碗”，大家回憶一下，猜猜看它是什么物質(zhì)？

【教學(xué)意圖】課堂引入以初中化學(xué)知識(shí)為邏輯起點(diǎn)，通過新舊知識(shí)銜接有助于學(xué)生形成合理、系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系?；貞浘劢褂诔踔械摹胞}類”為學(xué)生有效思考提供抓手，通過思考回憶鹽的簡單性質(zhì)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定知識(shí)基礎(chǔ)。而猜謎語的形式則在激發(fā)其興趣的同時(shí)，也將枯燥的化學(xué)知識(shí)與生活應(yīng)用緊密相連，有利于學(xué)生初步認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值。

（2）環(huán)節(jié)一：縱觀當(dāng)今，感受學(xué)科價(jià)值。

①介紹碳酸鈉和碳酸氫鈉都是重要的化工原料，展示我國近幾年碳酸鈉和碳酸氫鈉的年產(chǎn)量圖。

②對(duì)圖中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，小組分析討論這種需求趨勢(shì)體現(xiàn)了什么？

③說明碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

【教學(xué)意圖】引導(dǎo)學(xué)生通過觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的消費(fèi)增長趨勢(shì)圖，感受化學(xué)物質(zhì)在生活中的真實(shí)存在，在圖表分析過程中提升學(xué)生信息素養(yǎng)，而小組討論和分享，有助于培養(yǎng)學(xué)生合作意識(shí)。通過自己的分析感受化學(xué)學(xué)科價(jià)值，深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富、滿足人民日益增長的美好需要的重大貢獻(xiàn)，從而樹立社會(huì)責(zé)任感。

（3）環(huán)節(jié)二：回顧近代，樹立科學(xué)態(tài)度。

①如此重要的物品是如何制取的？閱讀化學(xué)史料，回顧近代碳酸鈉的制備歷程：從呂布蘭法到索氏制堿法，再到侯氏制堿法。

②根據(jù)工業(yè)制堿的發(fā)展歷程，闡述自己的感受。

③展示工業(yè)制備樣品，進(jìn)行觀察。

【教學(xué)意圖】用真實(shí)的史料，帶學(xué)生回顧近代制堿工業(yè)發(fā)展歷程，感受化學(xué)發(fā)展過程中的艱辛和魅力。從幾代化學(xué)人的努力和付出中，感受科學(xué)家艱苦奮斗的科學(xué)態(tài)度，從侯德榜數(shù)千次的實(shí)驗(yàn)中，感受科學(xué)家探索未知、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，增強(qiáng)民族自豪感和自信心。整個(gè)環(huán)節(jié)以學(xué)生自由發(fā)言為主，讓學(xué)生融入角色，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，便于核心素養(yǎng)的形成。從工業(yè)制備向工業(yè)樣品過渡，直接展示實(shí)物，讓學(xué)生自己觀察，初步形成對(duì)兩種鹽的直觀認(rèn)識(shí)。這一觀察過程，學(xué)生既能獲取直接經(jīng)驗(yàn)，又能提升觀察力。

（4）環(huán)節(jié)三：追溯源頭，體驗(yàn)科學(xué)探究。

①在工業(yè)合成純堿之前，人類是怎樣發(fā)現(xiàn)它的呢？

②閱讀材料：7000多年前，幼發(fā)拉底河流域的人們發(fā)現(xiàn)，河邊生長的海藻燒成灰燼后含有堿類，用熱水浸取、濾清后可得褐色堿液用于洗滌。

③從燃燒后的灰燼中發(fā)現(xiàn)碳酸鈉，以及其溶液用于洗滌，能看出碳酸鈉有什么性質(zhì)？

④仿照古人，在實(shí)驗(yàn)探究中認(rèn)識(shí)碳酸鈉的性質(zhì)。

⑤匯報(bào)交流，設(shè)計(jì)碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒定方法，并找出兩者相互轉(zhuǎn)化的途徑。

【教學(xué)意圖】追溯碳酸鈉發(fā)現(xiàn)歷史源頭，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)其探索、追問的學(xué)習(xí)品質(zhì)。從生活中碳酸鈉的應(yīng)用到近代工業(yè)制備再到在幼發(fā)拉底河的首次發(fā)現(xiàn)，完整的發(fā)展過程的展現(xiàn)，讓學(xué)生感受化學(xué)與我們生活的密不可分，以及其對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用。在古人灼燒海藻的案例中，學(xué)生體驗(yàn)古人的智慧，知道實(shí)驗(yàn)探究作為化學(xué)學(xué)科的基石由來已久，為進(jìn)一步用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式探究兩種鹽的性質(zhì)奠定基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)探究過程中，教師為學(xué)生提供經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)支持，鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新和嘗試。通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生綜合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，有利于知識(shí)的聚合和優(yōu)化，在討論碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒定過程中，形成證據(jù)推理意識(shí)，在兩者轉(zhuǎn)化探究中形成變化觀念，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、課堂總結(jié)與反思

1.以史為線，強(qiáng)化教學(xué)邏輯。

教學(xué)邏輯是教學(xué)活動(dòng)表征下的內(nèi)在機(jī)理，清晰的教學(xué)邏輯是有效課堂的核心特征之一，而邏輯的缺失，則會(huì)造成課堂教學(xué)內(nèi)容膚淺，教學(xué)過程混亂。在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)邏輯牽引下，學(xué)生會(huì)逐步開拓思維，進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)而自發(fā)形成學(xué)科核心素養(yǎng)。歷史發(fā)展本身就遵循一定的邏輯，因此本節(jié)課以化學(xué)史為問題情景主線，從碳酸鈉的現(xiàn)代應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生思考其價(jià)值用途;緊接著回顧近代制堿工業(yè)發(fā)展，感悟科學(xué)發(fā)展的曲折;最后溯源到碳酸鈉的首次發(fā)現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣。在歷史問題情境主線的串聯(lián)下，整堂課依照“應(yīng)用—制備—發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)邏輯，層層推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、探究和思考。

2.以史為證，凸顯學(xué)科價(jià)值。

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的化學(xué)教學(xué)，摒棄了以往單純的文本知識(shí)傳輸，而是強(qiáng)調(diào)學(xué)生在掌握化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展關(guān)鍵能力和必備品格，并形成科學(xué)的學(xué)科價(jià)值觀念。價(jià)值觀念不能由教師直接灌輸，而是學(xué)生在真實(shí)的情境體驗(yàn)中自發(fā)形成。化學(xué)史真實(shí)印證了化學(xué)對(duì)人類生活的貢獻(xiàn)，對(duì)社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)，能很好地讓學(xué)生感受到化學(xué)的價(jià)值和魅力。本節(jié)課通過呈現(xiàn)碳酸鈉、碳酸氫鈉的產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖，引出兩種鹽在生活中的廣泛應(yīng)用，并通過回顧近代制堿工業(yè)發(fā)展，感受化工生產(chǎn)對(duì)社會(huì)的推動(dòng)作用。這一過程有助于學(xué)生意識(shí)到化學(xué)對(duì)生活的重大貢獻(xiàn)，從而形成正確的學(xué)科價(jià)值觀念。

3.以史為鑒，弘揚(yáng)國家情懷。

弘揚(yáng)愛國主義的國家情懷，是立德樹人的目標(biāo)之一，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的深層價(jià)值追求?；仡櫥瘜W(xué)史，激發(fā)學(xué)生的情感波瀾，重溫我國化學(xué)家的艱辛奮斗過程，有助于學(xué)生樹立為祖國發(fā)展、為科技進(jìn)步而努力學(xué)習(xí)化學(xué)的使命感和責(zé)任感。本節(jié)課在回顧近代制堿工業(yè)發(fā)展過程中，講述了我國化學(xué)家侯德榜先生在國外技術(shù)壟斷和封鎖的形勢(shì)下，不懼艱難投入到制堿技術(shù)研究，在經(jīng)歷了5000余次反復(fù)試驗(yàn)后，最終研制出“侯氏制堿法”，使我國制堿工業(yè)一躍處于世界領(lǐng)先地位。以此歷史事件，引發(fā)學(xué)生的討論和交流，在情與情的融通中形成家國情懷。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鐘啟泉.基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展：挑戰(zhàn)與課題[J].全球教育展望，2016（1）：9.