新課標(biāo)視域下化學(xué)史的科學(xué)本質(zhì)教育功能研究

嚴(yán)文法　王小梅　李彥花

摘要： 科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)教育的主要目標(biāo)之一?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》強(qiáng)調(diào)促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。化學(xué)史記錄了化學(xué)科學(xué)知識(shí)形成、建立和發(fā)展的全部過(guò)程，承載了科學(xué)本質(zhì)的許多方面，2017年版新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)將化學(xué)史與促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解相聯(lián)系。通過(guò)對(duì)科學(xué)本質(zhì)和化學(xué)史進(jìn)行分析、整理，討論了化學(xué)史的科學(xué)本質(zhì)教育功能。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)本質(zhì); 化學(xué)史; 新課程標(biāo)準(zhǔn); 教育功能

文章編號(hào)： 10056629（2020）01000305

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

科學(xué)本質(zhì)（Nature of Science，簡(jiǎn)稱NOS）是科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一，一直以來(lái)也是國(guó)際科學(xué)教育關(guān)注的熱點(diǎn)。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》在教學(xué)策略、教學(xué)提示、學(xué)業(yè)要求中多次提到“促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解”[1]?？茖W(xué)史（History of Science，簡(jiǎn)稱HOS）是科學(xué)課程的重要內(nèi)容之一，科學(xué)史能提供關(guān)于科學(xué)的概念、過(guò)程和背景等有意義的觀點(diǎn)，在科學(xué)課程中融入科學(xué)史，可以幫助學(xué)生理解抽象的科學(xué)概念，還有助于學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解[2]，化學(xué)史是科學(xué)史的分支，有效地運(yùn)用化學(xué)史，可以增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中多次將化學(xué)史與促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解聯(lián)系起來(lái)，比如“借助科學(xué)史的故事和素材多角度展示人類對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解”“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，通過(guò)設(shè)計(jì)角色扮演等活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)理論發(fā)展過(guò)程中的爭(zhēng)論，從而增進(jìn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解”“關(guān)注化學(xué)理論的歷史演進(jìn)過(guò)程，結(jié)合理論模型發(fā)展中的重要事實(shí)和科學(xué)家的推理論證過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)理論的建立過(guò)程和思想方法，發(fā)展學(xué)生的高級(jí)思維能力及其對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)”“利用科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的優(yōu)秀案例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)”[3]。由此可以看出，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》重視發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，且將化學(xué)史作為發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)理解的重要手段。

1 核心概念的界定

1.1 科學(xué)本質(zhì)

科學(xué)本質(zhì)一直是國(guó)際科學(xué)教育關(guān)注的熱點(diǎn)，一些國(guó)家將“科學(xué)本質(zhì)”納入科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，強(qiáng)調(diào)科學(xué)本質(zhì)的教育。1996年，美國(guó)頒發(fā)的《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，將科學(xué)的歷史和本質(zhì)作為重點(diǎn)內(nèi)容之一，規(guī)定5～8年級(jí)的學(xué)生應(yīng)該逐步理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)史，9～12年級(jí)的學(xué)生應(yīng)該具備理解科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)和歷史觀點(diǎn)的能力，給出了科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)史的具體內(nèi)容[4]。2013年，美國(guó)頒布的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（Next Generation of Science Standards，簡(jiǎn)稱NGSS），不再單獨(dú)設(shè)立有關(guān)“科學(xué)的歷史和本質(zhì)”教學(xué)內(nèi)容，而是將科學(xué)本質(zhì)教育內(nèi)容納入科學(xué)實(shí)踐和科學(xué)教育中，標(biāo)準(zhǔn)中提到了八條科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容[5]。因?yàn)榭茖W(xué)本質(zhì)涉及到科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)、科學(xué)史學(xué)、科學(xué)心理學(xué)等領(lǐng)域，因此對(duì)其具體定義一直沒(méi)有全面達(dá)成共識(shí)，但是在學(xué)?？茖W(xué)教育層面，對(duì)K12年級(jí)應(yīng)能理解的科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容基本達(dá)成了一致，目前主要采納的是美國(guó)科學(xué)教育家萊德曼（N.G.， Lederman）給出的符合K12年級(jí)學(xué)習(xí)的科學(xué)本質(zhì)的7個(gè)方面（簡(jiǎn)稱“Lederman Seven”）[6]，這7個(gè)方面如下： （1）科學(xué)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性;（2）科學(xué)定律和理論的區(qū)別與聯(lián)系;（3）科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造性和想象力;（4）科學(xué)知識(shí)的理論負(fù)載性;（5）科學(xué)知識(shí)的社會(huì)和文化嵌入性;（6）科學(xué)方法的多樣性;（7）科學(xué)知識(shí)的暫定性。萊德曼關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的7個(gè)方面應(yīng)用廣泛[7，8]?？茖W(xué)本質(zhì)教育具有重要的教育價(jià)值，研究者認(rèn)為科學(xué)本質(zhì)的教育價(jià)值主要有： 可以幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)觀，能區(qū)分科學(xué)和非科學(xué);有利于學(xué)生體會(huì)、理解科學(xué)事業(yè)中的過(guò)程與方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)的精神[9]。

1.2 化學(xué)史

化學(xué)史是科學(xué)史的一個(gè)分支，美國(guó)著名的科學(xué)史家薩頓認(rèn)為：“科學(xué)史是描述人類在長(zhǎng)期社會(huì)實(shí)踐中關(guān)于自然認(rèn)識(shí)的歷史”。那么，化學(xué)史也就是描述人類在長(zhǎng)期社會(huì)實(shí)踐中關(guān)于自然的化學(xué)知識(shí)的歷史[10]。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)史是科學(xué)課程的重要組成部分，運(yùn)用科學(xué)史教學(xué)能夠幫助學(xué)生理解抽象的科學(xué)概念，對(duì)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)有促進(jìn)作用[11]。2017年版新課程標(biāo)準(zhǔn)中的情境素材建議里提供了大量化學(xué)史素材，例如電離理論的建立、元素周期律的發(fā)展、原電池的發(fā)現(xiàn)、人工合成氨、人工合成尿素、青蒿素的提取、氧化還原理論建立的史料、核外電子運(yùn)動(dòng)模型的歷史發(fā)展、玻爾與愛(ài)因斯坦的爭(zhēng)論等[12]。

2 例析化學(xué)史的科學(xué)本質(zhì)教育價(jià)值

利用科學(xué)史進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)教育，至少可以追溯到上個(gè)世紀(jì)50年代，美國(guó)科學(xué)教育家詹姆斯·科南特設(shè)計(jì)了大量基于科學(xué)史的教學(xué)案例，嘗試幫助非理科生理解科學(xué)本質(zhì)的某些方面[13]。已有研究表明，將科學(xué)史作為一種教學(xué)策略使其與科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)本質(zhì)教育相結(jié)合能幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)本質(zhì)[14，15]?；瘜W(xué)史是科學(xué)史的一個(gè)分支，將化學(xué)史與化學(xué)知識(shí)教學(xué)相結(jié)合，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)各個(gè)方面的理解。

2.1 化學(xué)史能承載科學(xué)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性

對(duì)科學(xué)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性（The Empirical Nature of Scientific Knowledge）的恰當(dāng)理解是： 科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生至少在一定程度上是基于對(duì)自然界的觀察，但科學(xué)家并沒(méi)有直接接觸到大多數(shù)的自然現(xiàn)象，因此科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生除了需要觀察之外還需要推論。學(xué)生應(yīng)該了解觀察和推論之間的關(guān)鍵區(qū)別，觀察是對(duì)自然現(xiàn)象的陳述性描述，而推論是對(duì)感官無(wú)法直接理解的現(xiàn)象進(jìn)行陳述[16]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性的功能，以原電池的發(fā)現(xiàn)為例來(lái)進(jìn)行討論。1780年，意大利醫(yī)學(xué)家伽法尼在一次偶然情況下，觀察到解剖青蛙時(shí)青蛙出現(xiàn)了痙攣現(xiàn)象，基于這一現(xiàn)象伽伐尼推論出了“生物電”理論。1793年，意大利物理學(xué)家伏特質(zhì)疑伽伐尼的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)之后形成了結(jié)論： 將捆綁在青蛙肌肉兩端的不同金屬連接成閉合回路，這才是產(chǎn)生電的關(guān)鍵。伏特根據(jù)這些現(xiàn)象，推論出是兩種不同的金屬相互接觸時(shí)所產(chǎn)生的電效應(yīng)，與接觸的動(dòng)物無(wú)關(guān)，并基于這一推論制作了伏特電堆。但伏特電堆難以維持穩(wěn)定的電流，1836年，英國(guó)的丹尼爾對(duì)“伏特電堆”進(jìn)行改良，制作了第一個(gè)實(shí)用的“丹尼爾電池”[17]。從發(fā)現(xiàn)原電池的這一段化學(xué)史我們可以看到，化學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生是建立在一系列的實(shí)驗(yàn)、觀察和推論的基礎(chǔ)上的。教師在講授化學(xué)反應(yīng)與電能這章節(jié)時(shí)，可以借助原電池的發(fā)現(xiàn)史使學(xué)生理解觀察和推理的區(qū)別與聯(lián)系，理解科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生是建立在觀察的基礎(chǔ)上的，但是僅僅通過(guò)觀察往往是不夠的，還需要基于觀察的推論，觀察和推理都是產(chǎn)生科學(xué)知識(shí)的重要途徑。

2.2 化學(xué)史能承載科學(xué)定律和理論的區(qū)別與聯(lián)系

對(duì)科學(xué)定律和理論（Scientific theories and laws）的恰當(dāng)理解是： 科學(xué)定律是指對(duì)可觀察到的現(xiàn)象之間的關(guān)系進(jìn)行陳述性描述，科學(xué)理論是對(duì)那些現(xiàn)象中可觀察到的現(xiàn)象或規(guī)律的推斷解釋。理論不能被直接檢驗(yàn)，只有間接證據(jù)才能用來(lái)支持理論并建立理論的有效性。理論和定律是兩種不同的知識(shí)，一種不能轉(zhuǎn)為另外一種，都是科學(xué)的產(chǎn)物[18]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)科學(xué)定律和理論的功能，以電離理論建立的化學(xué)史為例來(lái)進(jìn)行討論。1800年，英國(guó)化學(xué)家戴維通過(guò)一系列電解實(shí)驗(yàn)，為了解釋電分解作用，首次提出親合力的電理論。1832年，英國(guó)科學(xué)家法拉第根據(jù)大量的電解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出了兩條結(jié)論，也就是法拉第定律。1887年，阿倫尼烏斯結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)和他人的研究（克勞修斯、柯?tīng)杽谙?、范霍夫等）提出了電解質(zhì)稀溶液的電離理論[19]。從電離理論建立的化學(xué)史我們可以看到，科學(xué)定律是根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象總結(jié)出來(lái)的相關(guān)關(guān)系，而科學(xué)理論是為了解釋現(xiàn)象而提出的相關(guān)理論。教師在講電離與離子反應(yīng)這章節(jié)時(shí)，可以借助電離理論建立的化學(xué)史使學(xué)生理解科學(xué)定律和理論的區(qū)別，理解科學(xué)定律和理論是兩種不同的科學(xué)產(chǎn)物，一種不能轉(zhuǎn)化為另一種。

2.3 化學(xué)史能承載科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造力和想象力

對(duì)科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造力和想象力（The Creative and Imaginative Nature of Scientific Knowledge）的恰當(dāng)理解是： 科學(xué)知識(shí)的發(fā)展包括對(duì)自然的觀察，然而，產(chǎn)生科學(xué)知識(shí)也需要人類的想象力和創(chuàng)造力，科學(xué)包括解釋和理論實(shí)體的發(fā)明，這就要求科學(xué)家有很大的創(chuàng)造力[20]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造性和想象力的功能，以核外電子運(yùn)動(dòng)模型的歷史發(fā)展過(guò)程為例來(lái)進(jìn)行討論。1897年，湯姆生在研究陰極射線時(shí)，發(fā)現(xiàn)了原子中電子的存在，通過(guò)想象創(chuàng)造出原子結(jié)構(gòu)模型，稱為“葡萄干面包模型”。1910年盧瑟福進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)，為解釋?duì)亮Ｗ拥纳⑸鋵?shí)驗(yàn)，通過(guò)想象構(gòu)造出原子結(jié)構(gòu)模型，稱為“盧瑟福核式模型”。1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾在研究了氫原子光譜后，根據(jù)量子力學(xué)觀點(diǎn)，創(chuàng)造和想象出新的原子結(jié)構(gòu)模型，稱為“玻爾原子結(jié)構(gòu)模型”，1926年，薛定諤提出了主量子數(shù)、角量子數(shù)、磁量子數(shù)來(lái)描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)想象力和創(chuàng)造力以及相關(guān)原理建立了“電子云模型”[21]。借助核外電子運(yùn)動(dòng)模型的建立以及苯環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的史實(shí)，教師可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程還需要科學(xué)家的創(chuàng)造力與想象力。

2.4 化學(xué)史能承載科學(xué)知識(shí)的理論負(fù)荷性

對(duì)科學(xué)知識(shí)的理論負(fù)荷性（The TheoryLaden Nature of Scientific Knowledge）的恰當(dāng)理解是： 科學(xué)家的理論和承諾、信念、先驗(yàn)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等實(shí)際上影響著他們的工作。所有這些背景因素形成了一種心態(tài)，這種心態(tài)會(huì)影響科學(xué)家思考的問(wèn)題，以及他們?nèi)绾芜M(jìn)行思考，影響他們觀察或不觀察什么，以及他們?nèi)绾谓忉屗麄兊挠^察[22]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的理論負(fù)荷的功能，以玻爾與愛(ài)因斯坦?fàn)幷摰幕瘜W(xué)史為例來(lái)進(jìn)行討論。愛(ài)因斯坦和玻爾關(guān)于量子力學(xué)的爭(zhēng)論從1927年開(kāi)始，一直持續(xù)到1955年愛(ài)因斯坦逝世。玻爾提出的對(duì)應(yīng)原理和哥本哈根學(xué)派提出的波函數(shù)的幾率解釋，以及1927年海森堡提出的“測(cè)不準(zhǔn)原理”。愛(ài)因斯坦對(duì)測(cè)不準(zhǔn)原理和量子力學(xué)的概率解釋都不認(rèn)同。愛(ài)因斯坦反對(duì)量子力學(xué)是基于對(duì)實(shí)在論、因果律、決定論等哲學(xué)方面的堅(jiān)定信念[23]。從愛(ài)因斯坦和玻爾爭(zhēng)論的化學(xué)史我們可以看出，兩位科學(xué)家的理論負(fù)荷，導(dǎo)致對(duì)量子力學(xué)有不同的觀點(diǎn)，兩位科學(xué)家的爭(zhēng)論也推進(jìn)了量子力學(xué)的發(fā)展。教師在講研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法與價(jià)值這一主題時(shí)，借助玻爾與愛(ài)因斯坦的爭(zhēng)論這一化學(xué)史素材，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)理論發(fā)展過(guò)程中的爭(zhēng)論，體會(huì)科學(xué)家們的理論負(fù)荷有時(shí)會(huì)阻礙他們發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，導(dǎo)致科學(xué)家產(chǎn)生錯(cuò)誤的理解，同時(shí)也可能推進(jìn)科學(xué)知識(shí)的發(fā)展。

2.5 化學(xué)史能承載科學(xué)知識(shí)的社會(huì)和文化嵌入性

對(duì)科學(xué)知識(shí)的社會(huì)和文化嵌入性（The Social and Cultural Embeddedness of Scientific Knowledge）的恰當(dāng)理解是： 科學(xué)作為人類的事業(yè)是在更大的文化背景下實(shí)踐的，它的實(shí)踐者是這種文化的產(chǎn)物，科學(xué)受其所嵌入的文化的各種因素和智力領(lǐng)域的影響[24]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的社會(huì)和文化的嵌入性的功能，以人工合成氨的化學(xué)史和青蒿素的提取歷程為例來(lái)進(jìn)行討論。1754年，英國(guó)化學(xué)家普里斯特利加熱氯化銨和石灰石時(shí)發(fā)現(xiàn)氨氣，1784年，法國(guó)化學(xué)家貝托雷確定了氨是由氮和氫組成的。19世紀(jì)以來(lái)，由于社會(huì)發(fā)展需求，氮的固定成為一個(gè)嚴(yán)峻而迫切的問(wèn)題。很多著名化學(xué)家開(kāi)始研究氮的固定，1900年，法國(guó)化學(xué)家勒沙特認(rèn)為氮?dú)夂蜌錃庠诟邏簵l件下可以直接化合生成氨，但實(shí)驗(yàn)失敗了。在合成氨研究屢屢受挫的情況下，直到1904年，德國(guó)物理化學(xué)家哈伯對(duì)合成氨進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究和實(shí)驗(yàn)，終于在1913年年底合成氨，終于從實(shí)驗(yàn)室走向了工業(yè)化[25]。20世紀(jì)60年代中期，越南戰(zhàn)場(chǎng)抗藥性惡性瘧疾橫行，越南政府緊急向我國(guó)尋求援助，需要研制防治抗藥性惡性瘧疾新藥，屠呦呦及其團(tuán)隊(duì)一直在不停地研究，最后直到發(fā)現(xiàn)青蒿素的有效作用，進(jìn)行青蒿素的提取研究[26]。從人工合成氨和青蒿素的提取的化學(xué)史可以看出，科學(xué)是在一個(gè)大的文化環(huán)境下進(jìn)行實(shí)踐的人類事業(yè)。教師在講主題化學(xué)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)時(shí)，借助工業(yè)合成氨以及青蒿素提取的化學(xué)史，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究以及培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，讓學(xué)生自己體會(huì)科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生與社會(huì)和文化有一定的關(guān)系，理解科學(xué)知識(shí)是在一定社會(huì)和文化背景下產(chǎn)生的。

2.6 化學(xué)史能承載科學(xué)方法的多樣性

對(duì)科學(xué)方法的多樣性（Myth of The Scientific Method）的恰當(dāng)理解是： 沒(méi)有一種單一的科學(xué)方法可以保證發(fā)展可靠的知識(shí)?？茖W(xué)家運(yùn)用觀察、比較、測(cè)量、推測(cè)、假設(shè)、創(chuàng)造想法和概念工具，并構(gòu)建理論和解釋，沒(méi)有單一的序列的活動(dòng)[27]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)承載科學(xué)方法的多樣性的功能，原子結(jié)構(gòu)模型的建立、氯氣的發(fā)現(xiàn)、化學(xué)電池的發(fā)展歷史以及李比希法分析碳?xì)湓睾康榷伎梢杂脕?lái)承載科學(xué)方法的多樣性。比如舍勒在1774年研究軟錳礦時(shí)，他將軟錳礦與濃鹽酸混合并加熱時(shí)，發(fā)現(xiàn)了氯氣。戴維通過(guò)電解法發(fā)現(xiàn)了大量的元素，成為發(fā)現(xiàn)元素最多的化學(xué)家。教師在講化學(xué)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，借助原子結(jié)構(gòu)模型、化學(xué)電池的發(fā)現(xiàn)等化學(xué)史，引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)、模型等方法在化學(xué)學(xué)科研究中的運(yùn)用。讓學(xué)生自己理解科學(xué)方法的多樣性，體會(huì)到科學(xué)家運(yùn)用多種方法來(lái)解決科學(xué)問(wèn)題，而不是一種單一的方法來(lái)發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)。

2.7 化學(xué)史能承載科學(xué)知識(shí)的暫時(shí)性

對(duì)科學(xué)知識(shí)的暫時(shí)性（The Tentative Nature of Scientific Knowledge）的恰當(dāng)理解是： 科學(xué)知識(shí)雖然可靠而持久，但絕不是絕對(duì)的或確定的。這種知識(shí)，包括事實(shí)、理論和法律，是可以改變的[28]。

化學(xué)史具有體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的暫時(shí)性的功能，以氧化還原理論建立的化學(xué)史為例來(lái)進(jìn)行討論，對(duì)于氧化還原理論的建立分為3個(gè)階段，18世紀(jì)末，拉瓦錫提出的燃燒氧化學(xué)說(shuō)，以得失氧的角度來(lái)理解氧化還原反應(yīng)理論;19世紀(jì)中期，由于化合價(jià)概念的建立，氧化還原反應(yīng)理論從化合價(jià)的角度來(lái)理解;20世紀(jì)初期，由于成鍵電子理論的建立，氧化還原反應(yīng)從電子的得失或偏移的角度來(lái)理解[29]。從氧化還原反應(yīng)理論建立的化學(xué)史可以看出，科學(xué)知識(shí)是可靠的并且是經(jīng)久的，但不是永久的、絕對(duì)的，而是暫時(shí)的。教師在講氧化還原反應(yīng)這章節(jié)時(shí)，借助氧化還原反應(yīng)理論建立的化學(xué)史，讓學(xué)生了解氧化還原反應(yīng)原理并不是一蹴而就的，而是通過(guò)長(zhǎng)達(dá)百年的時(shí)間逐漸演進(jìn)的。體會(huì)科學(xué)知識(shí)雖然在一段時(shí)間內(nèi)可靠而持久，能解釋自然界中的很多現(xiàn)象，但不是絕對(duì)的或確定的，隨著時(shí)間的推移，人類的認(rèn)識(shí)逐漸提高，相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)也逐漸變化。

3 討論

國(guó)外很多研究證明運(yùn)用科學(xué)史能夠提升學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，化學(xué)史是科學(xué)史的分支，有效利用化學(xué)史也能增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。2017年版的新課程標(biāo)準(zhǔn)非常重視化學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)，明確提出應(yīng)注重發(fā)揮化學(xué)史的作用，使學(xué)生從學(xué)科本源上把握化學(xué)核心概念發(fā)展中所蘊(yùn)含的學(xué)科思想觀念，從而增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解[30]。2017年版的新課標(biāo)情境素材建議中的相關(guān)化學(xué)史能夠承載科學(xué)本質(zhì)的不同方面，例如原電池的發(fā)現(xiàn)能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性;電離理論的建立能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)定律和理論的區(qū)別;核外電子運(yùn)動(dòng)模型的歷史發(fā)展能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造力和想象力;玻爾與愛(ài)因斯坦的爭(zhēng)論能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)知識(shí)的理論負(fù)荷;人工合成氨和青蒿素的提取能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)知識(shí)的社會(huì)和文化的嵌入性;原子結(jié)構(gòu)模型的歷史、氯氣的發(fā)現(xiàn)等能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)方法的多樣性;氧化還原理論建立的史料能夠承載科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)知識(shí)的暫時(shí)性。2017年新課標(biāo)重視“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)情境素材的運(yùn)用，化學(xué)史是情境素材相當(dāng)重要的一部分，有效地利用化學(xué)史不僅可以增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，還可以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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*本文系北京師范大學(xué)中國(guó)基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)協(xié)同創(chuàng)新中心重大成果培育性項(xiàng)目“中小學(xué)生科學(xué)概念學(xué)習(xí)進(jìn)階研究”（項(xiàng)目編號(hào)： 201805015BZPK01）和教育部人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃基金項(xiàng)目“跨學(xué)科視角下的中小學(xué)科學(xué)核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階研究”（項(xiàng)目編號(hào)： 18YJA880103）階段性研究成果。