核心素養(yǎng)視角下化學(xué)史在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

文/東莞市可園中學(xué) 陳澤林

《義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2022年版）》指出“義務(wù)教育化學(xué)課程的最重要教育價值與育人功能是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”?；瘜W(xué)史是落實化學(xué)課程育人功能與發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的良好載體，在初中化學(xué)教學(xué)中融入化學(xué)史，有助于發(fā)展“具有對物質(zhì)世界及其變化的好奇心、探究欲和審美情趣；熱愛科學(xué)，逐步形成崇尚科學(xué)、嚴謹求實、大膽質(zhì)疑、追求真理、反對偽科學(xué)的科學(xué)精神及勇于克服困難的堅毅品質(zhì)”的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等核心素養(yǎng)；挖掘教材中的化學(xué)史，循著科學(xué)家的足跡，像科學(xué)家那樣研究與思考，有助于增加學(xué)生對知識的深刻認識與理解。

一、教學(xué)中融入化學(xué)史，助力發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)

1.激發(fā)與維持學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣

課堂教學(xué)中將化學(xué)史制作成引生入勝的故事，發(fā)展對物質(zhì)世界的好奇心、想象力和探究欲，保持對化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的濃厚興趣。如在“酸的指示劑”教學(xué)中，可以引入：波義耳把鹽酸濺到紫羅蘭的花瓣上，改變了花瓣的顏色從而發(fā)現(xiàn)“酸堿指示劑”。又如在“金屬的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)中可以引入：人類社會是如何由石器時代進入到青銅器時代，又通過怎樣的契機進入鐵器時代，為什么在100 多年前才開始利用鋁；我國出土的文物中，為什么青銅器保存較好，鐵器完全腐蝕或者銹跡斑斑；門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期表，俄國沙皇為什么獎勵他一個鋁制的獎杯等。

2.培養(yǎng)學(xué)生家國情懷及責(zé)任擔當

課堂教學(xué)中引入我國化學(xué)家在化學(xué)發(fā)展中的貢獻，培養(yǎng)學(xué)生民族自豪感，增強為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興和推動社會進步而勤奮學(xué)習(xí)的責(zé)任感，發(fā)揮“課程思政”落實立德樹人，引領(lǐng)學(xué)生樹立正確的價值觀。如在原子分子的教學(xué)中，如果只引用道爾頓等的原子學(xué)說，學(xué)生會以為我國科學(xué)家在原子分子的研究中無所建樹。應(yīng)該適當介紹早在春秋戰(zhàn)國時期，《莊子·天下篇》中就記載了關(guān)于物質(zhì)是否無限可分的哲學(xué)思想：一尺之棰（一根木棍），日取其半（每天取一半），萬世不竭（永遠可以取下去）。

3.培養(yǎng)學(xué)生追求真理的科學(xué)精神

追求真理道理往往是進階的、曲折的，化學(xué)史有助于學(xué)生“像科學(xué)家一樣還原知識的產(chǎn)生過程”，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生敢于提出并堅持自己的見解、勇于修正或放棄錯誤觀點、反對偽科學(xué)的科學(xué)精神。如在“空氣成份”部分，引入拉瓦錫發(fā)現(xiàn)氧氣歷史，因為否認“燃素說”而被送上斷頭臺。在“質(zhì)量守恒”部分；引入拉瓦錫與質(zhì)量守恒定律的化學(xué)史，體會定量實驗和基于實驗事實的科學(xué)推理對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要性；引入英國物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)從氮的化合物中分離出來的氮氣和從空氣中分離出來的氮氣在密度上有微小的差異，但他并沒有放棄這微小的差異，經(jīng)過不斷的努力，終于在1894 年與化學(xué)家萊姆賽合作發(fā)現(xiàn)了氬。

4.促進知識建構(gòu)，培養(yǎng)科學(xué)思維與化學(xué)觀念

在化學(xué)教學(xué)中，如直接了當?shù)馗嬖V學(xué)生現(xiàn)成的化學(xué)知識，則缺少讓學(xué)生體驗科學(xué)家應(yīng)用科學(xué)思維研究化學(xué)的過程，錯失培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維等機會，缺失讓學(xué)生體驗化學(xué)觀念的形成機會。如在原子結(jié)構(gòu)教學(xué)中，我們可再現(xiàn)科學(xué)家應(yīng)用科學(xué)思維與方法研究原子結(jié)構(gòu)的歷史：道爾頓是如何想到物質(zhì)是由原子構(gòu)成的；湯姆生是如何發(fā)現(xiàn)電子從而證明原子內(nèi)部還存在其他粒子，從而創(chuàng)建“棗糕”原子模型；盧瑟福是如何通過“α 粒子散射實驗”發(fā)現(xiàn)原子核，創(chuàng)建“行星運動模型”；查德威克是如何發(fā)現(xiàn)了中子，完善了盧瑟福的原子模型。

5.促進科學(xué)本質(zhì)理解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與實踐能力

《課程標準》明確提出“利用科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的科學(xué)史實，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象，學(xué)習(xí)運用類比、推理、模型等思維方法認識原子的結(jié)構(gòu)，了解科學(xué)家嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，增進對科學(xué)本質(zhì)的理解”。如以下蘊含科學(xué)探究本質(zhì)的化學(xué)史：原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程就揭示了從實驗事實到構(gòu)建模型、再從新的實驗事實中不斷修訂完善的科學(xué)研究方法；拉瓦錫研究空氣組成的歷程，蘊含了如何運用復(fù)雜的儀器以及有毒的液態(tài)金屬汞作為研究工具，以及對于容器內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量變化的思考；在拉瓦錫之前對空氣做研究的舍勒和普利斯特里沒有取得突破性的認識，他們錯誤的地方在哪里？

二、課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)引入化學(xué)史的策略

在課堂教學(xué)不同環(huán)節(jié)，引入不同的化學(xué)史，可以達到意想不到的效果。以下介紹的是本人在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)引入的不同化學(xué)史素材的策略。

1.預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)引入化學(xué)史，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣與欲望

如在《第十單元 課題1 常見的酸和堿》的課前預(yù)習(xí)，教師提供化學(xué)史《酸堿指示劑的發(fā)現(xiàn)》，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和欲望。

預(yù)習(xí)提問1：波義耳不小心將鹽酸濺到紫羅蘭花的花瓣上，從而發(fā)現(xiàn)了酸堿指示劑。你認為波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑是偶然還是必然？

預(yù)習(xí)提問2：你還知道哪些科學(xué)發(fā)現(xiàn)是偶然的？（舉例：生物學(xué)家弗萊明沒有放棄對發(fā)了霉的培養(yǎng)皿進行研究，從而發(fā)現(xiàn)了青霉素。）

預(yù)習(xí)提問3：你覺得從偶然的實驗現(xiàn)象中獲得真理需要具備什么樣的品質(zhì)？（解析：非常細心，能夠發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象中的不尋常之處；對科學(xué)有執(zhí)著的求真精神；要善于思考，對每一點疑問都不放棄。）

2.突破環(huán)節(jié)引入化學(xué)史，啟發(fā)思考的深度與廣度

如下《第二單元課題1 空氣》教學(xué)中引入化學(xué)史《拉瓦錫與氧化學(xué)說》，并提出相應(yīng)思考性強的問題，激發(fā)學(xué)生思考的深度與廣度。

教師提問1：從氧化汞中制取氧氣的方法是拉瓦錫從普利斯特里的實驗中學(xué)到的，為什么普利斯特里沒有發(fā)現(xiàn)氧氣？（解析：因為普利斯特里沒有擺脫“燃素說”的束縛，在原有錯誤理論的基礎(chǔ)上越走越遠）

教師提問2：對比拉瓦錫獲得氧氣的原理和裝置，你認為課本上的實驗有哪些優(yōu)點？（解析：裝置更簡單，操作更方便，實驗藥品對人和環(huán)境的污染更?。?/p>

教師提問3：（師生共同完成課本實驗后的提問）拉瓦錫的實驗和課本上的實驗在原理上的共同點是什么？（解析：都是通過化學(xué)反應(yīng)消耗裝置內(nèi)的氧氣，使裝置內(nèi)壓強減?。?/p>

教師提問4：你認為課本上的實驗有什么缺點？（解析：紅磷燃燒產(chǎn)生的白煙造成空氣污染，實驗操作過程中易造成誤差）

教師提問5：你還有沒有更好的想法可以改進課本實驗？（展示改進裝置圖探討預(yù)期現(xiàn)象及優(yōu)點）

又如在《第三單元 課題2 原子的結(jié)構(gòu)》中引入以下化學(xué)史，提出思考性強的問題：

教師介紹：人類對原子結(jié)構(gòu)的認識歷史

人類認識物質(zhì)是按由宏觀到微觀、由表象到內(nèi)在的邏輯順序進行的，并形成了化學(xué)學(xué)科層面的物質(zhì)觀。人類研究原子結(jié)構(gòu)是按照以下方法進行：

實驗事實（發(fā)現(xiàn)電子）創(chuàng)建新的結(jié)構(gòu)模型（棗糕模型）新的實驗事實（α 粒子散射實驗）創(chuàng)建新的結(jié)構(gòu)模型（行星運動模型）……

教師提問1：從以上的科學(xué)史能學(xué)到哪些科學(xué)研究的思路？（解析：通過已有的實驗結(jié)果創(chuàng)立假說，再通過新的實驗事實佐證假說或者推翻原有假說，建立新的假說）

學(xué)生1：仔細閱讀課本，描述原子的結(jié)構(gòu)。教師提問2：你認為人類對于微觀世界的認識全面了嗎？還要在哪些方面繼續(xù)研究？你還有那些疑惑？

3.探究環(huán)節(jié)引入化學(xué)史，加強獲取信息及動手實踐能力

以下案例展示如何在探究環(huán)節(jié)中，引入化學(xué)史加強學(xué)生獲取信息及動手實踐能力。

案例1.展示明代《天工開物》一書中描述了“煅燒石灰石制得生石灰”的片段。

教師提問：請你嘗試根據(jù)書中的描述以及自己的知識總結(jié)，繪制一段可行的工業(yè)流程。

案例2.展示古代煉丹術(shù)及煉金術(shù)的器具等圖片素材。

教師提問：請你根據(jù)這些古代的器具猜測它們的功能與現(xiàn)代的哪些儀器類似？

案例3.閱讀文章《侯德榜與侯氏制堿法》。

教師提問：請你嘗試根據(jù)文章中的描述以及自己的現(xiàn)有知識，繪制侯氏制堿法的工業(yè)流程。

4.在課后環(huán)節(jié)引入化學(xué)史，加強拓展性及維持興趣

我校有類似《百師講壇》的第二課堂活動，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，我在《百師講壇》活動中融入了以下三方面化學(xué)史。

化學(xué)史上的化學(xué)實驗，如：濕法煉銅、簡易電池制作、酸堿指示劑的發(fā)現(xiàn)等。

化學(xué)史上的化學(xué)家，如：門捷列夫與元素周期表、拉瓦錫與氧化學(xué)說、道爾頓與阿伏伽德羅等。

化學(xué)史上的化學(xué)發(fā)展歷程，如：化學(xué)儀器從煉金術(shù)和煉丹術(shù)到現(xiàn)代化學(xué)的演變、人類對原子結(jié)構(gòu)的認識過程、空氣及稀有氣體的認識過程、前沿化學(xué)及化學(xué)的明天等。

化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷經(jīng)了人類幾千年的不斷努力，凝聚了許許多多科學(xué)家的汗水與智慧?；瘜W(xué)教學(xué)中科學(xué)融入化學(xué)史，可以增加學(xué)生對人類探索客觀世界的艱辛過程的了解，增強對科學(xué)的研究方法的理解，增強對未知領(lǐng)域的不斷探索與發(fā)現(xiàn)的欲望。在核心素養(yǎng)的大背景下，化學(xué)史教學(xué)可以成為發(fā)展學(xué)生人文底蘊、科學(xué)態(tài)度、責(zé)任擔當?shù)人仞B(yǎng)的有力抓手，使學(xué)生成為具有科學(xué)精神、具有人文情懷以及健全人格的人。