核心素養(yǎng)理念下教材教育功能的挖掘研究
——以新人教版高中化學(xué)教材科學(xué)史話為例

徐延渭

（1.酒泉中學(xué)，甘肅 酒泉 735000；2.西北師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

一、引言

隨著我國教育改革的持續(xù)深入，教育部要求高中各學(xué)科必須重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)工作。高中新課標(biāo)人教版化學(xué)教材中融入了很多化學(xué)史內(nèi)容，并將化學(xué)史作為獨(dú)立板塊呈現(xiàn)在化學(xué)教材之中，成為了新人教版高中化學(xué)教材的亮點(diǎn)內(nèi)容。教師將化學(xué)教材中的化學(xué)史融入實(shí)際教學(xué)之中，不僅更有利于學(xué)生對抽象的化學(xué)知識進(jìn)行有效理解，而且還為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)提供了條件，成為教師有效開展化學(xué)教學(xué)的載體[1]。在高中化學(xué)課程教學(xué)中有效融入化學(xué)史，既能夠吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)倍感興趣，又能夠發(fā)揮化學(xué)史的教育功能，使學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)得到培養(yǎng)，從而發(fā)揮重要的育人功能，達(dá)到高中化學(xué)學(xué)科的教育目標(biāo)。因此，教師應(yīng)該在新課標(biāo)的教育目標(biāo)下，充分認(rèn)清高中化學(xué)教材中化學(xué)史的教育功能，通過有效的教學(xué)方法將高中化學(xué)教材化學(xué)史有效的應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)之中，從而發(fā)揮其教育功能，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和科學(xué)精神。

新課改的主要目標(biāo)是為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。所謂核心素養(yǎng)是指學(xué)生具備的適應(yīng)終身學(xué)習(xí)和社會發(fā)展所必需的關(guān)鍵能力和品格，核心素養(yǎng)包含的方面比較廣泛，科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力等內(nèi)容均屬于核心素養(yǎng)的范疇，隨著新課改的持續(xù)深入，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)越來越被受到關(guān)注，并在各科教學(xué)中不斷的滲入，使得教育的形式和內(nèi)容均發(fā)生了改變。為了實(shí)現(xiàn)新課改的教育目標(biāo)，要求教師能夠改變既往的教育方式方法，重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。同時(shí)，在新課改下，各學(xué)科的教材內(nèi)容也出現(xiàn)了新的變化，并且教材內(nèi)容的變化導(dǎo)致教育功能相應(yīng)地進(jìn)行變革。高中化學(xué)教材的內(nèi)容再也不是原理、化學(xué)反應(yīng)式的堆砌，而是朝著豐富多樣化的趨勢發(fā)展，尤其是化學(xué)史的融入使得高中化學(xué)教材的內(nèi)容更加富有趣味性和生活化[2]。這些內(nèi)容的變化均為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了條件，并且具備較強(qiáng)的教育功能。然而，具體教學(xué)實(shí)踐中，教師還需要理解高中化學(xué)教材的編排意圖，通過合理有效的教學(xué)方法將高中化學(xué)教材化學(xué)史得以充分利用，從而使其教學(xué)功能得到有效發(fā)揮。

二、化學(xué)史在高中化學(xué)教材中的教育功能分析

化學(xué)發(fā)展史是一部在曲折中前進(jìn)的歷史，科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展經(jīng)歷了漫長的、艱辛的過程?；瘜W(xué)家的奮斗故事更是充滿了挫折與失敗的經(jīng)歷，只有不斷追求科學(xué)真理才能最終獲得成功，每一位化學(xué)家對科學(xué)的追求就是一部光輝的勵(lì)志大片。

人教版教材改版后，高中化學(xué)教材中的化學(xué)史呈現(xiàn)一個(gè)全新的模塊，與其說化學(xué)史是課堂教學(xué)內(nèi)容的延伸，不如說化學(xué)史是新課程下課堂教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分?；瘜W(xué)史素材是發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)過程中不可忽視的重要成分，具有獨(dú)特的育人功能[3]。利用高中化學(xué)教材中的化學(xué)史開展輔助教學(xué)，更加有利于教學(xué)效果的提升，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、科學(xué)精神以及自主學(xué)習(xí)能力等方面得到全面培養(yǎng)。

（一）化學(xué)史具有培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的功能

化學(xué)史的內(nèi)容比較豐富，其中包含著化學(xué)家對知識獲取的執(zhí)著精神，也包含化學(xué)家對化學(xué)科學(xué)的熱愛，對待化學(xué)研究具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)思想，將化學(xué)家的化學(xué)史講述給學(xué)生，能夠使學(xué)生了解前人對知識探索的精神，并且化學(xué)家追求真理的精神能夠?qū)γ恳幻麑W(xué)生產(chǎn)生啟發(fā)，從而使學(xué)生的思想精神得到培養(yǎng)[4]。例如，法國著名化學(xué)家拉瓦錫，在開展化學(xué)研究時(shí)可以擺脫傳統(tǒng)思想束縛，在五年時(shí)間之內(nèi)開展了大量試驗(yàn)來研究化學(xué)燃燒，最終得出燃燒本質(zhì)，揭示了在燃燒反應(yīng)之中氧氣的重要作用，使傳統(tǒng)燃素學(xué)說得以被推翻。拉瓦錫對待科學(xué)的執(zhí)著精神便是學(xué)生學(xué)習(xí)的楷模，其追求真理不畏艱難、實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃枷胄袨橹档妹恳幻咧猩鷮W(xué)習(xí)。

（二）化學(xué)史具有培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的功能

在高中化學(xué)教材化學(xué)史中不乏一些具有創(chuàng)新思想的化學(xué)家，他們在開展化學(xué)研究時(shí)，總是能夠不斷探索和創(chuàng)新[5]。例如，新人教版高中化學(xué)必修1《氧化還原反應(yīng)》中的科學(xué)史話“氧化還原反應(yīng)概念的發(fā)展”，從1774年，法國化學(xué)家拉瓦錫提出燃燒的氧化學(xué)說，到1852年，英國化學(xué)家弗蘭克蘭提出化合價(jià)的概念，再到1897年，英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念，使人們對原子的結(jié)構(gòu)有了深入的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，人們把原子最外層電子的得失或共用電子對的偏移以及化合價(jià)的升降聯(lián)系起來，逐步形成和完善了氧化還原反應(yīng)的概念。再如，新人教版高中化學(xué)必修1《鈉及其化合物》中的科學(xué)史話“侯德榜和侯氏制堿法”，我國著名化學(xué)家侯德榜對原有的制堿方法—氨堿法（以氨、食鹽、二氧化碳為原料制取碳酸鈉）進(jìn)行改進(jìn)，通過數(shù)百次的試驗(yàn)，將氨堿法制取碳酸鈉和合成氨聯(lián)合起來，形成聯(lián)合制堿法，也稱侯氏制堿法。這些化學(xué)史能夠鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新、自主探索，使學(xué)生的創(chuàng)新能力以及自主探索能力得到有效提升，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（三）化學(xué)史具有加速知識消化的功能

雖然當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，但化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)條件，必須在保證學(xué)生能夠充分掌握化學(xué)知識的基礎(chǔ)上提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。由于很多化學(xué)知識比較抽象，若采取常規(guī)教學(xué)方式，則學(xué)生接收的知識會缺乏聯(lián)系，無法使學(xué)生形成完整的知識架構(gòu)，從而會對學(xué)習(xí)的效果產(chǎn)生影響[6]。通過融入化學(xué)史，能夠使學(xué)生了解化學(xué)知識形成的全過程，加深學(xué)生對化學(xué)知識的了解和記憶，快速消化化學(xué)知識，提升教學(xué)效果[7]。例如，在新人教版高中化學(xué)必修2《化學(xué)反應(yīng)的速率與限度》中的科學(xué)史話“煉鐵高爐尾氣之謎”。工業(yè)煉鐵中，人們發(fā)現(xiàn)煉制生鐵所需焦炭的用量，遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，而且高爐尾氣中總含有未充分燃燒的CO。開始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石不充分接觸所造成，于是增加了高爐的高度，然而問題仍然沒有得到解決，高爐尾氣中CO的比例沒有改變。直到19世紀(jì)下半葉，法國化學(xué)家勒夏特列經(jīng)過深入研究，得出C與CO2反應(yīng)生成CO是一個(gè)可逆反應(yīng)，問題才得以解決。通過這個(gè)科學(xué)史話，讓學(xué)生對可逆反應(yīng)的一些特征以及化學(xué)反應(yīng)存在著限度有了直觀認(rèn)識。

三、高中化學(xué)教材中化學(xué)史教育功能的實(shí)現(xiàn)方法

由于高中化學(xué)教材中的化學(xué)史具有多方面的教育功能，對于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、科學(xué)精神等方面具有重要幫助，為了能夠?qū)崿F(xiàn)高中化學(xué)教材中化學(xué)史的教育功能，還需采取必要的方法將這些教育功能予以全面實(shí)現(xiàn)，本研究結(jié)合自身教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下方法將高中化學(xué)教材中化學(xué)史的教育功能予以有效實(shí)現(xiàn)。

（一）備課中對化學(xué)史內(nèi)容適當(dāng)補(bǔ)充

在備課時(shí)，可以將化學(xué)史內(nèi)容應(yīng)用于多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并且根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的不同融入不同類別的化學(xué)史，通過化學(xué)家提升教學(xué)效果，并使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)。具體可采取以下方法對化學(xué)史內(nèi)容適當(dāng)補(bǔ)充：

首先，應(yīng)該將我國的化學(xué)家適當(dāng)滲入化學(xué)課程備課內(nèi)容之中，通過這些化學(xué)史彰顯我國輝煌的化學(xué)發(fā)展歷史，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷，激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)圖強(qiáng)學(xué)好化學(xué)文化知識，為國家做出杰出貢獻(xiàn)。例如，在無機(jī)化學(xué)研究方面有較大造詣的張青蓮、研究化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的李遠(yuǎn)哲、制堿研究的侯德榜等等。通過對他們的化學(xué)史進(jìn)行講述，能夠使學(xué)生對化學(xué)科學(xué)更為熱愛，并且將此類化學(xué)史融入備課內(nèi)容之中，既能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能夠激勵(lì)學(xué)生重視化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，立志向前人學(xué)習(xí)，做一名杰出的化學(xué)家。由于高中化學(xué)教材中有關(guān)我國化學(xué)家的化學(xué)史相對較少，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索一些與課程內(nèi)容相關(guān)的中國化學(xué)家，并將其化學(xué)史引入到備課內(nèi)容之中，從而發(fā)揮我國化學(xué)史的突出作用，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

其次，可以在備課過程中適當(dāng)加入一些化學(xué)家的社會及個(gè)人故事背景，從而有效的引入課程內(nèi)容。例如，在學(xué)習(xí)新人教版高中化學(xué)選擇性必修1《原電池》一課時(shí)，引入科學(xué)史話“歷史上的第一個(gè)化學(xué)電源”，可以將伽法尼的個(gè)人故事引入課堂內(nèi)容之中，講述意大利生理學(xué)家伽法尼在一次青蛙解剖試驗(yàn)時(shí)，使用銅鉤鉤住青蛙腿部，將其掛在陽臺的鐵欄桿上，偶然發(fā)現(xiàn)蛙腿每次接觸鐵欄桿就會抽搐一次，通過伽法尼進(jìn)一步研究，這種肌肉收縮作用是“動物電”引起的。將伽法尼的個(gè)人故事引入到課程中，能夠通過有趣的試驗(yàn)經(jīng)歷提升學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣，這種人物故事不僅能夠提升學(xué)生對化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的主動性，而且還能夠使其意識到動手實(shí)踐的重要性，從而培養(yǎng)學(xué)生動手試驗(yàn)操作的能力和意識，使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到培養(yǎng)。

再次，可以將化學(xué)家的科研探究過程這類化學(xué)史融入備課內(nèi)容中。例如，在學(xué)習(xí)新人教版高中化學(xué)選擇性必修2《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)》一課時(shí)，將“巴斯德與手性”這一化學(xué)史融入課程教學(xué)內(nèi)容之中，講述巴斯德用手工在光學(xué)顯微鏡下將左型酒石酸鹽晶體和右型酒石酸鹽晶體分開的試驗(yàn)過程融入課程教學(xué)內(nèi)容之中，從巴斯德的發(fā)現(xiàn)、假設(shè)、試驗(yàn)驗(yàn)證以及得出結(jié)論幾個(gè)環(huán)節(jié)將巴斯德的整個(gè)試驗(yàn)研究過程講述給學(xué)生，使學(xué)生了解科學(xué)試驗(yàn)應(yīng)有的步驟，從而使學(xué)生在今后的科學(xué)研究中能夠按部就班地開展試驗(yàn)研究，避免學(xué)生因試驗(yàn)環(huán)節(jié)的缺失而影響整個(gè)研究結(jié)果，使學(xué)生意識到試驗(yàn)流程的重要性，有利于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和水平。

最后，可以將團(tuán)隊(duì)協(xié)作相關(guān)化學(xué)史融入備課內(nèi)容之中。當(dāng)前自主合作學(xué)習(xí)是一種高效的學(xué)習(xí)方法，在這種方法下要求學(xué)生能夠具備自主探究學(xué)習(xí)能力，并重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作，同時(shí)也要求教師能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo)。在開展自主合作教學(xué)時(shí)，可以將團(tuán)隊(duì)協(xié)作的相關(guān)化學(xué)史融入合作教學(xué)之中，使學(xué)生意識到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。例如，在學(xué)習(xí)新人教版高中化學(xué)選擇性必修2《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》一課時(shí)，可以使學(xué)生開展自主合作探究學(xué)習(xí)，教師可將班級學(xué)生分為若干小組，便于開展小組合作，在正式開展小組合作學(xué)習(xí)備課設(shè)計(jì)時(shí)，教師可以引入“稀有氣體及其化合物的發(fā)現(xiàn)”，講述1868年天文學(xué)家洛克耶、楊森以及光譜學(xué)家克魯克斯一同研究氦這一元素的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)過程，從而使學(xué)生了解團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，并提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力和意識。

（二）教學(xué)中借助化學(xué)史提升課堂教學(xué)質(zhì)量

化學(xué)史是新人教版高中化學(xué)教材內(nèi)容的一大亮點(diǎn)，也是重要的教學(xué)資源，將其合理、有效的融入化學(xué)課程教學(xué)之中，能夠提升課堂教學(xué)質(zhì)量和效果，將化學(xué)史開展相關(guān)知識內(nèi)容講解的方法如下：

首先，利用化學(xué)史進(jìn)行課堂導(dǎo)入。可以利用與課程內(nèi)容相關(guān)的化學(xué)史創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，通過化學(xué)史情境引出問題，從而順利進(jìn)入到課堂講解內(nèi)容之中。例如，在講解新人教版高中化學(xué)選擇性必修3《芳香烴》一課時(shí)，可以將化學(xué)史“凱庫勒和苯分子結(jié)構(gòu)”作為課堂導(dǎo)入化學(xué)史資料，教師可講述凱庫勒研究苯分子結(jié)構(gòu)的趣聞，將他的研究內(nèi)容引入到課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，并設(shè)置一些問題，如苯分子的結(jié)構(gòu)式是什么、分子式是什么？等問題，使學(xué)生帶著問題進(jìn)入到課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容之中。

其次，可以將時(shí)間作為線索，將化學(xué)史中的相關(guān)內(nèi)容融入整個(gè)課堂教學(xué)內(nèi)容之中。例如，在學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)必修2《同位素及同素異形體》時(shí)，可將18世紀(jì)拉瓦錫與舍勒對金剛石和石墨加熱后形成唯一產(chǎn)物CO2的研究、1799年法國著名化學(xué)家摩爾在隔絕空氣狀態(tài)下加熱金剛石，導(dǎo)致金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)槭难芯俊?955年美國著名化學(xué)家霍爾在特定條件下使用催化劑將石墨轉(zhuǎn)變成金剛石的研究、1983年科學(xué)家通過激光蒸發(fā)氣化的方式檢出石墨存在C60成分的研究、2011年著名科學(xué)家蓋姆開展的石墨烯分離實(shí)驗(yàn)的研究等化學(xué)史作為資料，按照時(shí)間順序融入課堂教學(xué)之中，從而使學(xué)生了解化學(xué)知識的來龍去脈。

最后，可以將化學(xué)史作為實(shí)際教學(xué)的過渡，從而使學(xué)生的知識架構(gòu)得以有效形成[7]。例如，在開展苯的化學(xué)性質(zhì)推測試驗(yàn)后，可以將凱庫勒苯分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的化學(xué)史融入教學(xué)內(nèi)容之中，使學(xué)生對苯結(jié)構(gòu)性質(zhì)的學(xué)習(xí)印象加深，并使學(xué)生對此方面知識有效理解，實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的過渡，并且通過創(chuàng)建知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，使化學(xué)知識架構(gòu)得以形成，有助于學(xué)生開展化學(xué)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

（三）課后可借助化學(xué)史實(shí)現(xiàn)知識的延伸

化學(xué)史內(nèi)容不僅僅局限于化學(xué)教材和課堂教學(xué)中，課后教師可以設(shè)置實(shí)踐探究內(nèi)容，通過化學(xué)史了解課堂上講解的各知識點(diǎn)的由來。在設(shè)置化學(xué)知識實(shí)踐探究作業(yè)時(shí)，教師可以通過化學(xué)教材中提及的化學(xué)史資料，引導(dǎo)學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)搜索與課本資料內(nèi)容相關(guān)的史實(shí)，從而更加詳細(xì)地了解科學(xué)家們開展化學(xué)研究的過程和方法，也可以針對某一課堂教學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)自主開展化學(xué)史檢索，從而使學(xué)生掌握的化學(xué)知識得到延伸。例如，在學(xué)習(xí)了《鈉及其化合物》內(nèi)容后，學(xué)生通過查閱侯氏制堿法的史實(shí)，理解制備流程以及過程中所涉及到的相關(guān)化學(xué)知識點(diǎn)和化學(xué)反應(yīng)方程式，幫助學(xué)生理解為什么不是直接制備碳酸鈉，而是要先得到碳酸氫鈉、為什么飽和食鹽水中通入氣體的順序不能變化、通入足量氨氣和過量二氧化碳后，溶液中含有的離子有多種，為什么得到的沉淀是碳酸氫鈉，而不是氯化鈉、氯化銨或碳酸氫銨等這些關(guān)鍵問題，在加深學(xué)生理解所學(xué)知識的同時(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)知識與生產(chǎn)生活聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，達(dá)到育人的功能。

四、結(jié)束語

綜合以上內(nèi)容所述，高中化學(xué)教材的化學(xué)史是具有重要價(jià)值的學(xué)習(xí)資料和教學(xué)資源，教師應(yīng)該充分挖掘和利用這一教學(xué)資源開展課前、課中以及課后教學(xué)活動，從而實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)教材化學(xué)史的教育功能，發(fā)揮化學(xué)史揭示、引導(dǎo)、啟迪的作用，從而使學(xué)生能夠通過化學(xué)史有效的提升自身的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、核心素養(yǎng)，并培養(yǎng)學(xué)生不畏艱難、堅(jiān)持不懈的品質(zhì)，以及提升學(xué)生各方面的能力和素質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。