化學(xué)史微課在高中實驗教學(xué)中的應(yīng)用

莫秀慶

隨新課程改革的穩(wěn)步推進(jìn)，化學(xué)史的教育功能漸漸被廣大教師所認(rèn)可，特別是結(jié)合實驗探究以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的作用。然而，因化學(xué)史相關(guān)資料分布零散且不易收集，往往很難有效地將化學(xué)史融入實際教學(xué)中。以微信公眾號為對象開展化學(xué)史資源統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，化學(xué)教育、化學(xué)史教學(xué)之家、化學(xué)史等公眾號均共享有化學(xué)史微課素材及教學(xué)設(shè)計等資源。在“高考的指揮棒”作用下，如何利用好簡單直觀的化學(xué)史微課開展“科學(xué)本質(zhì)”的實驗教學(xué)，這是探究科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的重要課題。

一、化學(xué)史微課的概念

化學(xué)史微課是基于微課制作技術(shù)的基礎(chǔ)上，以短小精悍的微視頻為載體，圍繞著某一知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)，將化學(xué)史滲透到知識教學(xué)中，精心設(shè)計與制作的一種富有催人奮進(jìn)的科學(xué)研究精神與創(chuàng)新實用的科學(xué)研究方法的、融情景化與可視性于一體的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源包。相較于傳統(tǒng)微課，化學(xué)史微課的突出特點體現(xiàn)在滲透化學(xué)家生平事跡、化學(xué)發(fā)展歷程中的理論與實踐成果、科學(xué)探究方法等化學(xué)史料，促使學(xué)生在掌握基本知識的基礎(chǔ)上樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，促使學(xué)生關(guān)注化學(xué)對社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，促使學(xué)生掌握將化學(xué)理論知識應(yīng)用于解決社會實踐問題的能力。

二、化學(xué)史微課融入實驗教學(xué)的意義

1.史料激學(xué)，拓寬科學(xué)視野

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）建議：“結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史和化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理與方法，形成學(xué)科核心觀念”。以微課為化學(xué)史呈現(xiàn)形式，將化學(xué)史有效地融于課堂教學(xué)中，闡釋人類認(rèn)識與改造自然的歷程，記錄化學(xué)家獻(xiàn)身科研的勵志故事及其科學(xué)探索獲取層層突破的學(xué)科智慧，厘清化學(xué)發(fā)展理論與實踐發(fā)展脈絡(luò)，在知識依附的歷史情境中自主探索，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，拓展科學(xué)視野，為后續(xù)開展實驗探究活動奠定情感基礎(chǔ)。

2.直觀呈現(xiàn)，提高教學(xué)效益

化學(xué)史在高中化學(xué)教材中大多數(shù)以“科學(xué)視野”、“資料卡片”、“科學(xué)史話”等形式呈現(xiàn)，體現(xiàn)化學(xué)史教育“應(yīng)然價值”。面臨高考壓力，如何行之有效地利用化學(xué)史料開展實驗教學(xué)是值得深思的問題。微課是一種短小精悍的化學(xué)史教學(xué)資源，能創(chuàng)設(shè)集生動形象與簡潔明了于一體的歷史情境。隨教育技術(shù)的快速發(fā)展，微課制作已然成為較為常見的教學(xué)資源開發(fā)形式。在前人或自主微課資源開發(fā)的基礎(chǔ)上，巧妙將化學(xué)史微課與課堂教學(xué)緊密結(jié)合，有效直觀地呈現(xiàn)化學(xué)史料，充分體現(xiàn)化學(xué)史的優(yōu)質(zhì)教學(xué)輔助作用，提高教學(xué)效益。

3.問題啟思，培養(yǎng)核心素養(yǎng)

化學(xué)史發(fā)展歷程是一個前進(jìn)性與曲折性相統(tǒng)一的過程，其蘊含著化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的智慧。核心素養(yǎng)所觸發(fā)的教育目標(biāo)系統(tǒng)變革是多維度的，包括思維方式的轉(zhuǎn)變、系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的調(diào)整、內(nèi)容與結(jié)構(gòu)的表征等內(nèi)容。將化學(xué)史微課融入實驗教學(xué)中，在歷史情境中領(lǐng)悟化學(xué)家在科學(xué)探究中體現(xiàn)的“科學(xué)態(tài)度”、“創(chuàng)新意識”、“社會責(zé)任”等優(yōu)秀品質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)研究歷程中啟迪智慧的“宏觀辨識與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“變化觀念與平衡思想”等素養(yǎng)，培養(yǎng)高階思維，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)實現(xiàn)落地。

三、化學(xué)史微課在實驗教學(xué)的應(yīng)用策略

1.設(shè)置歷史主線，梳理設(shè)計思路

受“高考指揮棒”影響，化學(xué)史融入教學(xué)往往存在著“戲說”化學(xué)史、過度渲染化學(xué)家的成功、忽略知識的動態(tài)性、忽視認(rèn)知維度的價值等誤區(qū)。一節(jié)精彩的課往往離不開結(jié)構(gòu)清晰的教學(xué)設(shè)計思路，而化學(xué)史教育功能能否實現(xiàn)又與其教學(xué)定位有著密不可分的關(guān)系。因而，如何選取化學(xué)史料與如何滲透化學(xué)史成為能否有效實現(xiàn)化學(xué)史教育功能的關(guān)鍵問題。

人教版必修2中的《化學(xué)反應(yīng)的速率》屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的知識主題，其包括化學(xué)反應(yīng)速率概念、表達(dá)式、影響因素等內(nèi)容，知識點相對零散，因而根據(jù)課程內(nèi)容采用“歷史探究型”教學(xué)邏輯，以“化學(xué)史”為線索，將核心問題聚焦于煙花、茅臺酒、合成氨等探究上，以實驗探究為抓手，秉承直觀性、情境性、探索性的設(shè)計原則，設(shè)置知識銜接線、教學(xué)環(huán)節(jié)線、歷史線、教師活動線、學(xué)生活動線、素養(yǎng)體現(xiàn)線等主線，構(gòu)建史料激學(xué)、實驗導(dǎo)學(xué)、遷移博學(xué)等教學(xué)模塊，從古代煙花的“稍瞬即逝”與釀酒的“久存愈香”等化學(xué)現(xiàn)象的對比來引出化學(xué)反應(yīng)速率的概念，從“合成氨發(fā)展史”化學(xué)史微課引入化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實驗設(shè)計與實施，充分體現(xiàn)“生活—化學(xué)—社會”的教學(xué)思想，進(jìn)而培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)，實現(xiàn)“從理論應(yīng)用于實踐，從實踐升華理論”的認(rèn)知飛躍，使教學(xué)效益達(dá)到最優(yōu)化。具體教學(xué)設(shè)計思路如圖1所示。

2.創(chuàng)設(shè)歷史情境，啟思實驗方法

傅鷹教授曾指出“化學(xué)給人以知識，化學(xué)史給人以智慧。”教學(xué)情境以服務(wù)課堂教學(xué)為目的，啟迪在情景中“發(fā)現(xiàn)-提出-解決”問題，而不能“為了情境而情境”?；仡櫄v史發(fā)展，感受科學(xué)研究是前進(jìn)性與曲折性的統(tǒng)一，以化學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)作風(fēng)為榜樣，以客觀視角分析化學(xué)史微課中采用的研究方法及思路，從而啟發(fā)思考如何設(shè)計與實施相關(guān)實驗的探究活動，培養(yǎng)實驗探究能力及創(chuàng)新實驗意識。

以化學(xué)史微課為抓手，創(chuàng)設(shè)工業(yè)合成氨歷史情境，展示合成氨的起源及發(fā)展歷程，從“合成氨發(fā)展史”微課中思考分析合成氨工業(yè)發(fā)展歷程中分別做出哪些整改措施來提高氨的產(chǎn)率思考化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素可能有哪些？經(jīng)小組討論，提出化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的若干假設(shè)，根據(jù)所提供的實驗藥品及器材進(jìn)行設(shè)計與實施實驗，從而驗證實驗假設(shè)是否成立，進(jìn)而掌握實驗探究技能及科學(xué)探究方法。構(gòu)建的合成氨發(fā)展史微課設(shè)計思路如圖2所示。

3.思考科研問題，開啟探究之旅

論證教學(xué)的實質(zhì)是讓學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的論證過程，理解與掌握科學(xué)概念及科學(xué)本質(zhì)，并促進(jìn)思維發(fā)展的科學(xué)探究教學(xué)。在化學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科研精神熏陶下，重溫回顧化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷程中的勵志故事及科學(xué)探究精彩片段，體驗化學(xué)家科學(xué)實驗過程及科學(xué)論證過程，深入理解科學(xué)本質(zhì)，從而以“我是化工工程師”為視角開展科學(xué)探究征程，將理論與實際緊密結(jié)合，思考相關(guān)的科研問題，為實際生活生產(chǎn)問題提出合理化建議，促進(jìn)科學(xué)思維發(fā)展。

以合成氨發(fā)展史微課為線索，以儀器試劑為科研陣地，從“我是化工工程師”視角開展研究性學(xué)習(xí)?；谀彻S為進(jìn)一步提高合成氨的生產(chǎn)效率，選擇一個具有科研價值的決策，你會采用以下哪些建議：①研制高溫下活性較大的催化劑;②尋找NH3的新來源;③研制低溫下活性較大的催化劑;④研制耐高溫高壓的新型生產(chǎn)設(shè)備。科學(xué)論證以科學(xué)本質(zhì)為基本準(zhǔn)則，基于生活與生產(chǎn)實際情況，從多維度討論并開展實驗論證，提出朝向社會進(jìn)步的方向前進(jìn)的科研建議，并在允許范圍內(nèi)設(shè)計與實施實驗開展探究之旅。

（收稿日期：2018-12-25）