運用化學史素材組織單元整體教學的策略研究

陳婷婷

摘? 要：化學史包含了很多教學哲理，對學生學習化學具有促進作用和深遠影響。教師充分運用化學史，結(jié)合教材開展每一單元課的整體知識教學，有利于充分激發(fā)學生的化學學習活動興趣，增強學生的科學實踐探究創(chuàng)新精神，提升學生的嚴謹理性思維教學品質(zhì)。

關鍵詞：化學史素材;單元整體教學;策略研究

一、化學史組織單元整體教學的意義

化學學科的發(fā)展在一定程度上反映了科學的創(chuàng)新性和繼承性，以化學史為線索組織單元整體教學設計，容易對學生邏輯思維產(chǎn)生促進作用，利于發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，有利于學生能深刻體會科學家們進行科學探究的方法和思維。

二、策略和原則

（一）選擇合適的教學內(nèi)容

教師首先需要考慮這一節(jié)知識本身是否具有可探究性，是否有相關典型的真實科學史內(nèi)容作為支撐;其次，應用化學史進行的教學的知識點要符合學生的認知發(fā)展順序，能幫助學生建構(gòu)知識;最后，最重要的是運用化學史教學要與新課程標準相符合。只有選擇合適的教學內(nèi)容，才能有效利用化學史教學促進學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）遵循史料與內(nèi)容的適度性

適度性是指所選擇史料素材的數(shù)量和質(zhì)量，仔細分析所選史料是否與教學內(nèi)容相吻合，如果違背適度性，一方面會因為使用大量化學史素材，導致教學中過于注重化學史教育功能而忽視理論知識教學目標的完成。

另一方面，有可能會因為理論知識教學目標的完成而忽視化學史教學，不能將史料中蘊含的素養(yǎng)充分顯示出來，所以注重“度”這個問題至關重要。

三、建立化學史基礎上單元整體教學模式

“四線合一”式的單元整體教學模式，也正是在結(jié)合前人化學研究的理論基礎上逐步發(fā)展完善的一種新型課程教學模式，“四線”分別指的也就是“歷史線”“問題線”“活動線”“知識線”;“合一”指的也就是這類教學活動必須緊緊圍繞加快發(fā)展中學生提高化學學科綜合核心素養(yǎng)目標展開。

首先是以“歷史線”為基礎，創(chuàng)建符合單元整體教學內(nèi)容的化學史情景，教師可講解典型的化學史事件，進行情景教學;接下來教師根據(jù)學生的認知發(fā)展特點，從歷史事件中提出根本單元知識點相關問題供學生思考，形成“問題線”;然后教師指導學生帶著問題進行單元實驗活動形成“活動線”，學生在參與的實驗活動后會得出相應的實驗結(jié)論，由此形成了“知識線”，完成了理論知識的教學目標;最后學生再根據(jù)得到的知識原理來解決問題。

四、化學史組織單元案例教學

（一）單元教學目標

必修課程要求學生能舉出化學能轉(zhuǎn)化為電能的實例，能辨識簡單原電池的構(gòu)成要素，能分析簡單原電池的工作原理。選擇性必修課程要求學生能分析、解釋原電池的工作原理，能設計簡單的原電池;能列舉常見的化學電源，并能利用相關信息分析化學電源的工作原理。選修課程“實驗化學”要求學生知道在實驗設計和實施過程中如何控制相關變量;知道如何對實驗數(shù)據(jù)進行分析，初步形成定量研究意識。

（二）教學流程

1. 第一課時：認識雙液原電池

環(huán)節(jié)一：分析單液原電池的工作原理

引入：1800年伏打發(fā)明了伏打電池，可以獲得較穩(wěn)定的電流。

提問：伏打電池是如何產(chǎn)生電流。

任務：提煉出原電池裝置的構(gòu)成要素

小結(jié)：原電池裝置模型

環(huán)節(jié)二：分析雙液原電池的工作原理

過渡：1836年丹尼爾對伏打電池進行改進，發(fā)明世界上第一個實用電池——丹尼爾電池。

提問：請你嘗試分析該裝置的電流是如何產(chǎn)生的。從原電池原理和構(gòu)成要素比較雙液原電池與單液原電池有哪些相同點和不同點？

環(huán)節(jié)三：設計原電池

提出任務：根據(jù)反應：2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl設計電池。

小結(jié)：設計原電池步驟

2. 第二課時：探究影響電流大小的因素

環(huán)節(jié)一：對比單/雙液原電池的放電能力

過渡：丹尼爾電池是對伏打電池的改進，改進前后的兩款電池在放電中有什么不同？

實驗：利用數(shù)字傳感器對比單雙液電池放電過程中溫度、電流的變化，展示一段時間后負極表面的變化。

提問：1. 單雙液原電池放電過程中溫度隨時間的變化差異的原因是什么？2. 為什么雙液原電池電流比單液原電池較穩(wěn)定？3. 為什么雙液原電池電流明顯比單液原電池要小很多？

小結(jié)：雙液電池避免了氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失，為原電池持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了必要的條件。此外，雙液原電池增長了離子導體的路徑，所以電阻增大，導致電流減小。

環(huán)節(jié)二：探究原電池電流強弱的影響因素

提問：分析哪些因素會影響原電池提供的電流大??？

小結(jié)：影響電流大小的因素：電極材料種類、電解質(zhì)濃度、電極距離、電極表面積、電極插入溶液的深度、反應溫度、電解質(zhì)種類

任務：請你根據(jù)上述分析和提供的藥品清單，設計實驗方案，并進行實驗驗證你的假設。

環(huán)節(jié)三：讓小燈泡亮起來

任務：設計一款原電池讓小燈泡發(fā)光。小組之間評選出燈泡亮度高、持續(xù)時間長的一組。

3. 第三課時：化學電源

問題：常見的金屬有Li、Al、Mg、Ca、Na、Fe、Ni、Zn、K、Pb當有1mol電子轉(zhuǎn)移時，將上述金屬按需要質(zhì)量排序。

有沒有比上述金屬更輕的負極反應物？

反思：本教學設計與以往教學設計的不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

以原電池的發(fā)明史為情境線索，引導學生設計方案、進行實驗、觀察實驗現(xiàn)象、歸納總結(jié)、建立原電池裝置構(gòu)成要素一般模型，養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認知”的核心素養(yǎng);通過演示對照實驗，學生結(jié)合實驗現(xiàn)象，從微觀角度解釋原電池工作原理，培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)。

以電池發(fā)展史為情境線索，帶領學生沿著電池發(fā)明和改進的道路，體會科學家們在問題面前積極思考與認真解決的態(tài)度，培養(yǎng)學生“科學態(tài)度與社會責任”核心素養(yǎng)。

引入數(shù)字化實驗手段，引導學生分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生實驗數(shù)據(jù)分析能力，初步形成定量研究意識;在探究影響電流大小因素的環(huán)節(jié)中，學生體會分析問題，設計實驗方案，進行實驗，觀察現(xiàn)象，歸納得出結(jié)論的完整科學探究過程，學習控制變量、對照實驗等常用的實驗方法，培養(yǎng)學生“證據(jù)推理”“科學探究”的核心素養(yǎng)。

在新課程理念的指導下，促進化學史知識與教學理論知識有效融合，設計以化學史為線索的單元整體教學設計促進發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，將是本研究以后努力的方向。

（責任編輯：鄒宇銘）

參考文獻：

[1]莊乾敏. 核心素養(yǎng)視野下化學史在高中化學教學中的應用研究[D]. 煙臺：魯東大學，2018.

[2]王靜靜. 運用化學史培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的教學策略研究[D]. 成都：四川師范大學，2018.