科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的實(shí)踐探索

覃秋明

［摘 要］科學(xué)家精神包含愛國(guó)、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)同、育人等六個(gè)方面。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等五個(gè)方面。文章聚焦科學(xué)家精神與高中化學(xué)課堂相融合的育人目標(biāo)、整體設(shè)計(jì)思路、教學(xué)策略及教學(xué)過程與方法，并以蘇教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)中的“化學(xué)能源與電能的轉(zhuǎn)化”一課為例，闡述具體的教學(xué)過程。把科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂，可使學(xué)生對(duì)科學(xué)家精神的認(rèn)同從情感認(rèn)同上升到價(jià)值認(rèn)同。

［關(guān)鍵詞］科學(xué)家精神；高中化學(xué)；育人目標(biāo)；教學(xué)過程

［中圖分類號(hào)］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2023）17-0056-04

2019年5月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳出臺(tái)了《關(guān)于進(jìn)一步弘揚(yáng)科學(xué)家精神加強(qiáng)作風(fēng)和學(xué)風(fēng)建設(shè)的意見》，提出要大力弘揚(yáng)以愛國(guó)、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)同、育人為核心內(nèi)涵的科學(xué)家精神。習(xí)近平總書記指出“科學(xué)成就離不開精神支撐?？茖W(xué)家精神是科技工作者在長(zhǎng)期科學(xué)實(shí)踐中積累的寶貴精神財(cái)富”，并重點(diǎn)闡述愛國(guó)精神和創(chuàng)新精神，強(qiáng)調(diào)“科學(xué)無國(guó)界，科學(xué)家有祖國(guó)”；要不斷提高創(chuàng)造性思辨的能力。

科學(xué)家精神是中國(guó)共產(chǎn)黨人精神譜系的重要組成部分，同時(shí)體現(xiàn)了中國(guó)傳統(tǒng)文化的民族性和展現(xiàn)了中國(guó)社會(huì)主義建設(shè)實(shí)踐發(fā)展的時(shí)代性，全面融合了教育、科技、人才的育人元素，具有巨大的育人價(jià)值和榜樣示范作用。《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中的六大核心素養(yǎng)包含“科學(xué)精神”與“人文底蘊(yùn)”，而科學(xué)家精神不僅源自“科學(xué)”的文化，還包含“人文”的素養(yǎng)，是兩者的有機(jī)融合?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等五個(gè)方面?？梢?，科學(xué)家精神既蘊(yùn)含著強(qiáng)大的思政育人功能，又與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)高度契合。課堂是教學(xué)的主渠道，只有通過教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容、過程和方法等載體將科學(xué)家精神融入課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能讓學(xué)生對(duì)科學(xué)家精神的認(rèn)同從情感認(rèn)同上升到價(jià)值認(rèn)同。筆者通過研究科學(xué)家精神與高中化學(xué)課堂相融合的育人目標(biāo)、整體設(shè)計(jì)思路、教學(xué)策略、教學(xué)過程與方法，把科學(xué)家精神的培育融入課堂教學(xué)當(dāng)中，做到如鹽化水、潤(rùn)物無聲。

一、科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的育人目標(biāo)

圍繞化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，基于化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)情分析，結(jié)合科學(xué)家精神的內(nèi)涵和中小學(xué)德育內(nèi)容，可凝練出科學(xué)家精神與高中化學(xué)課堂相融合的三大核心育人目標(biāo)：愛國(guó)情懷與文化自信、求實(shí)創(chuàng)新與科學(xué)思維、團(tuán)結(jié)協(xié)作與立己達(dá)人。

（一）愛國(guó)情懷與文化自信

從知識(shí)形成和發(fā)展的角度來看，科學(xué)知識(shí)不是簡(jiǎn)單的認(rèn)知成果，而是科學(xué)家通過孜孜不倦地追求，以生命和熱血譜寫的壯麗華章。相較于科學(xué)知識(shí)，蘊(yùn)藏在科學(xué)知識(shí)背后的科學(xué)家故事、科學(xué)家的品格和精神境界，對(duì)學(xué)生更有深遠(yuǎn)的教育意義。關(guān)注我國(guó)科學(xué)家取得的科學(xué)成就及其偉大貢獻(xiàn)，不僅可以彰顯我國(guó)的科技實(shí)力，還可以增強(qiáng)學(xué)生的愛國(guó)情感與文化自信。

（二）求實(shí)創(chuàng)新與科學(xué)思維

科學(xué)家在革故鼎新的創(chuàng)造中展現(xiàn)的求真務(wù)實(shí)、勇于創(chuàng)新、敢于質(zhì)疑的重要精神，是學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)的科學(xué)素養(yǎng)。只有擁有求實(shí)創(chuàng)新精神和科學(xué)思維的時(shí)代青年方能成大才、擔(dān)大任。教師應(yīng)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家的研究歷程，領(lǐng)略科學(xué)家的辯證性思維，從而引發(fā)學(xué)生思考，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)訓(xùn)練科學(xué)思維。

（三）團(tuán)結(jié)協(xié)作與立己達(dá)人

正如錢學(xué)森所說“原子彈、氫彈、導(dǎo)彈、衛(wèi)星的研究、設(shè)計(jì)、制造和實(shí)驗(yàn)，是幾千名科學(xué)技術(shù)專家通力合作的成果，不是哪一個(gè)科學(xué)家獨(dú)立的創(chuàng)造”，科學(xué)家依托團(tuán)隊(duì)開展科研攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)成員各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，通力合作、集智攻關(guān)，是產(chǎn)生重大科研成果不可或缺的力量之源。在教學(xué)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生尊重他人、關(guān)注集體、樂于分享、積極合作的習(xí)慣，形成團(tuán)結(jié)協(xié)作、立己達(dá)人的精神。

二、科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的整體設(shè)計(jì)思路

（一）教育理論基礎(chǔ)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論：教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題。

人本主義學(xué)習(xí)理論：教師創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。

積極心理學(xué)理論：展現(xiàn)科學(xué)家的研究歷程及其精神，激勵(lì)學(xué)生積極面對(duì)學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)。

（二）化學(xué)學(xué)科育人理念

通過整合教育理論、科學(xué)家精神、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及中小學(xué)德育等相關(guān)內(nèi)容，形成“至誠(chéng)報(bào)國(guó)、求實(shí)創(chuàng)新、綠色化學(xué)、立己達(dá)人”的化學(xué)學(xué)科育人理念。

（三）科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的整體設(shè)計(jì)思路

科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的整體設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

三、科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)策略

（一）以科學(xué)家故事引領(lǐng)價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)情懷和文化自信

結(jié)合相關(guān)知識(shí)點(diǎn)植入科學(xué)家故事，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中領(lǐng)悟科學(xué)家精神，潛移默化地形成愛國(guó)情懷。如在 “有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用”教學(xué)中講到化石燃料的勘探時(shí)，可以講述黃大年舍棄國(guó)外優(yōu)厚待遇，回國(guó)為祖國(guó)“巡天探地潛海”，填補(bǔ)多項(xiàng)技術(shù)空白，為深地資源探測(cè)和國(guó)防安全建設(shè)做出突出貢獻(xiàn)的感人故事；在“鈉的化合物”教學(xué)中講到碳酸鈉的性質(zhì)與用途時(shí)，可以講述侯德榜改進(jìn)索爾維法，發(fā)明侯氏制堿法，降低成本減少污染的故事，展現(xiàn)科學(xué)家以建設(shè)國(guó)家為己任的社會(huì)責(zé)任感。

挖掘中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科學(xué)融合的成果，使學(xué)生對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的聯(lián)系有所了解，提升學(xué)生的文化自信和民族自豪感。如在“物質(zhì)的分離提純”教學(xué)中介紹萃取的方法時(shí)，可以講述屠呦呦從《肘后備急方》關(guān)于青蒿抗瘧的記載中獲得靈感，用乙醚萃取青蒿素治療瘧疾的事跡；可以介紹用“超臨界萃取”技術(shù)去除雜質(zhì)，萃取《本草綱目》記載的蛇脂（蛇油）來生產(chǎn)護(hù)膚品的故事。又如在“物質(zhì)的檢驗(yàn)”教學(xué)中講到借助儀器分析化學(xué)物質(zhì)的組成時(shí)，可以介紹利用能量色散X射線熒光分析儀分析胎和釉的化學(xué)成分，使1500多年前的“邢窯白瓷”制瓷技術(shù)重現(xiàn)。

（二）采用多樣化教學(xué)方法，培育學(xué)生求實(shí)創(chuàng)新精神

恰當(dāng)采用多樣化的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性，既能提高教學(xué)有效性，又有助于培養(yǎng)學(xué)生的求實(shí)創(chuàng)新精神。化學(xué)課堂可以采用的教與學(xué)的方法有教師講授、啟發(fā)引導(dǎo)、獨(dú)立思考、交流討論、小組合作、實(shí)驗(yàn)探究、社會(huì)調(diào)研等，恰當(dāng)運(yùn)用這些方法能夠明顯提高教學(xué)效果，達(dá)成育人目標(biāo)。教師要理順知識(shí)間的邏輯關(guān)系，設(shè)計(jì)好教學(xué)內(nèi)容，選擇最佳教學(xué)方法，讓學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中運(yùn)用化學(xué)知識(shí)實(shí)事求是地看待問題、解決問題，加深對(duì)“碳中和”“綠色化學(xué)”的理解，增強(qiáng)人類命運(yùn)共同體的意識(shí)，用創(chuàng)新思維推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。

（三）強(qiáng)化學(xué)法指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階發(fā)展

教學(xué)方法包括教師教的方法和學(xué)生學(xué)的方法兩大方面，是教法與學(xué)法的統(tǒng)一。教法必須依據(jù)學(xué)法，否則便會(huì)因缺乏針對(duì)性和可行性而不能達(dá)到預(yù)期的目的。但由于教師在教學(xué)過程中處于主導(dǎo)地位，所以學(xué)法往往被弱化。因此，教師要轉(zhuǎn)變觀念，在教學(xué)過程中強(qiáng)化對(duì)學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)，以促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思維及自主學(xué)習(xí)的能力。在物質(zhì)的性質(zhì)、制法、實(shí)驗(yàn)探索等知識(shí)的教學(xué)中，宜采用問題式指導(dǎo)法，讓學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)尋求現(xiàn)象與本質(zhì)的聯(lián)系，建立已知與未知之間的邏輯體系，形成新知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而獲得新學(xué)法，領(lǐng)悟新知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)操作、計(jì)算等技能性知識(shí)的教學(xué)中，宜采用示范式指導(dǎo)法和嘗試式指導(dǎo)法，引導(dǎo)學(xué)生嘗試探究、發(fā)現(xiàn)和歸納新知識(shí)，教師在關(guān)鍵處予以點(diǎn)撥，學(xué)生在頓悟中理解和運(yùn)用學(xué)法，沉浸式體驗(yàn)科學(xué)家探究新知的思維過程。

（四）創(chuàng)設(shè)合作情境培養(yǎng)協(xié)作精神

調(diào)研科學(xué)家協(xié)同合作的研究成果，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作意識(shí)。組織學(xué)生以不同的形式調(diào)研科學(xué)家的科學(xué)研究歷程，如讓學(xué)生通過觀看電視劇和查詢資料了解屠呦呦帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，成功提取青蒿素用于瘧疾治療的艱難歷程；黃大年帶領(lǐng)全國(guó)400多位優(yōu)秀科技人員，開展“高精度航空重力測(cè)量技術(shù)”和“深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備研制與實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)重大項(xiàng)目攻關(guān)的研究過程；徐光憲團(tuán)隊(duì)研究稀土元素的分離及應(yīng)用等故事，感悟團(tuán)隊(duì)合作的力量。

學(xué)生開展沉浸式合作學(xué)習(xí)，感悟團(tuán)結(jié)協(xié)作和立己達(dá)人的價(jià)值。創(chuàng)建課堂內(nèi)外的實(shí)踐活動(dòng)，如學(xué)生實(shí)驗(yàn)、社會(huì)調(diào)研及問題研討等，為學(xué)生搭建合作學(xué)習(xí)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生組建合作團(tuán)隊(duì)，分工合作完成任務(wù)，讓學(xué)生在身體力行中逐漸重視團(tuán)隊(duì)力量，學(xué)會(huì)集智攻關(guān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于擔(dān)當(dāng)。學(xué)生通過組建合作團(tuán)隊(duì)、搭建成長(zhǎng)共同體、形成共同目標(biāo)、合理分工、溝通交流、競(jìng)爭(zhēng)合作、分享結(jié)果、展示成果等過程，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)合作精神，認(rèn)識(shí)到個(gè)人只有在團(tuán)隊(duì)中才能發(fā)揮最大價(jià)值，在潛移默化中逐步形成立己達(dá)人的意識(shí)，更深刻地領(lǐng)悟團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

四、科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)過程與方法

下面根據(jù)上述的育人目標(biāo)、整體設(shè)計(jì)思路及教學(xué)策略，以蘇教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)中的“化學(xué)能源與電能的轉(zhuǎn)化”的教學(xué)內(nèi)容為例，具體闡述科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)過程與方法，以達(dá)到科學(xué)家精神教育與教學(xué)內(nèi)容自然融合、潤(rùn)物無聲的育人效果。

（一）科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)流程

科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)流程如下：引入—活動(dòng)探究—分析歸納原電池的原理及電極反應(yīng)式—活動(dòng)探究—學(xué)生討論（嘗試說出組成原電池的條件）—師生共同歸納（組成原電池的條件）—思考應(yīng)用（能組成原電池并產(chǎn)生電流的裝置）—指導(dǎo)學(xué)生制作簡(jiǎn)易電池—交流討論—介紹生活中常見的電池。

（二）科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)過程及方法

科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的教學(xué)過程及方法如表1所示。

五、科學(xué)家精神融入高中化學(xué)課堂的實(shí)踐反思

（一）教師增強(qiáng)對(duì)科學(xué)家精神的認(rèn)同

融合科學(xué)家精神的教育教學(xué)，對(duì)教師的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求，教師要在學(xué)情分析、教材理解、教學(xué)目標(biāo)確立、教學(xué)方法篩選、教育素材運(yùn)用上做更多思考，選擇最優(yōu)方案。教育傳遞的不僅是知識(shí)與技能，更是情感與價(jià)值。教師對(duì)科學(xué)家精神有獨(dú)到的領(lǐng)悟，并在課堂教學(xué)過程中展現(xiàn)出來，將潛移默化地影響學(xué)生的科學(xué)精神與價(jià)值觀。

（二）融合方能實(shí)現(xiàn)價(jià)值認(rèn)同

愛國(guó)與奉獻(xiàn)是科學(xué)家精神的靈魂底色，求實(shí)創(chuàng)新是科學(xué)家精神的價(jià)值取向，協(xié)同育人是科學(xué)家精神的血脈賡續(xù)，學(xué)生對(duì)科學(xué)家精神的認(rèn)同最初多是情感認(rèn)同。學(xué)校教育的主渠道是學(xué)科教學(xué)，唯有在學(xué)科教學(xué)過程中深挖學(xué)科教學(xué)內(nèi)容、學(xué)科核心素養(yǎng)與科學(xué)家精神的契合點(diǎn)，融合形成核心育人目標(biāo)，再精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程，適切運(yùn)用教法與學(xué)法，減少低效無效環(huán)節(jié)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓他們成為課堂的主角，通過沉浸式的學(xué)習(xí)感悟踐行科學(xué)家精神的價(jià)值，才能使學(xué)生對(duì)科學(xué)家精神的認(rèn)同從情感認(rèn)同上升到價(jià)值認(rèn)同，同時(shí)提高教師的教學(xué)效益，促進(jìn)有效教學(xué)。

（三）開展情境教學(xué)，實(shí)現(xiàn)沉浸式教育

一是利用情境素材設(shè)計(jì)情境問題。引導(dǎo)學(xué)生重走科學(xué)探究之路，在實(shí)驗(yàn)探究中學(xué)會(huì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，尋找最佳實(shí)驗(yàn)方法，尊重事實(shí)和依據(jù)，獨(dú)立思考，對(duì)新發(fā)現(xiàn)做出判斷、推測(cè)和驗(yàn)證，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，樹立“碳中和”、生態(tài)文明和綠色化學(xué)意識(shí)。二是重現(xiàn)科學(xué)家研究的過程。讓學(xué)生通過合作實(shí)驗(yàn)、討論分享，深刻體會(huì)科學(xué)家的研究歷程，有助于培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)創(chuàng)新與團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神。三是講述和再現(xiàn)科學(xué)家的故事。學(xué)生通過閱讀觀看、討論交流科學(xué)家故事，感悟科學(xué)家愛國(guó)奉獻(xiàn)的精神，有助于增強(qiáng)自身對(duì)科學(xué)家精神的情感認(rèn)同和價(jià)值認(rèn)同。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

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