利用化學(xué)史進行人文教育的教學(xué)

周傳昌

摘 要：提升學(xué)生核心素養(yǎng)是各學(xué)科教學(xué)的新課程目標(biāo)，通過化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中進行人文教育是有效策略。設(shè)計驅(qū)動型問題，創(chuàng)設(shè)真實情境，使學(xué)生能從學(xué)科本原上把握化學(xué)核心概念發(fā)展中所蘊含的學(xué)科思想觀念。利用信息技術(shù)，靈活呈現(xiàn)化學(xué)史料，讓學(xué)生重溫前人的科研歷程，習(xí)得方法，獲得體驗，實現(xiàn)情感、態(tài)度和價值觀的教育。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史 核心素養(yǎng) 人文教育

實施學(xué)科德育一體化，提升中學(xué)生核心素養(yǎng)是新課程目標(biāo)，是國家意志。如何在化學(xué)課堂教學(xué)中加以落實，一線教師尤其關(guān)注。筆者認為，首先要明確育德也是自然科學(xué)的主要目標(biāo)；其次是把化學(xué)教學(xué)的所有內(nèi)容作為德育素材和載體；再次建議教學(xué)中融入化學(xué)史、挖掘人文性是一種行之有效的方法。下面就以“原子的結(jié)構(gòu)”一節(jié)為例，淺談一下化學(xué)課堂進行人文教育的策略。

注重發(fā)揮化學(xué)史實的作用，將化學(xué)核心概念的建構(gòu)與化學(xué)核心概念的發(fā)展過程有機結(jié)合起來，使學(xué)生能從學(xué)科本原上把握化學(xué)核心概念發(fā)展中所蘊含的學(xué)科思想觀念。

一、設(shè)計驅(qū)動型問題，引發(fā)學(xué)生深度思維

素養(yǎng)為本不是給知識傳授貼“標(biāo)簽”，而是通過設(shè)計學(xué)生活動，使其經(jīng)歷問題解決過程，在活動中親身體驗并進行深度思維才能形成。首先教師設(shè)計了一個小活動：請同學(xué)們拿出刻度尺在練習(xí)本上畫出一條1.48cm長的線段來，一位同學(xué)在黑板上畫出。然后將其分為1億份，其中的一份就是氧原子的直徑。引出道爾頓提出的近代科學(xué)原子論：原子是堅實的、不可再分的實心球。那么，問題一：原子到底能不能再分？問題二：原子到底具有怎樣的結(jié)構(gòu)？

二、利用信息技術(shù)，靈活呈現(xiàn)化學(xué)史料

那么原子內(nèi)部究竟是什么樣的呢？今天我們一起進入原子結(jié)構(gòu)的探究之旅…

1.利用PPT呈現(xiàn)。某種裝置使得氣體中所含的某種粒子射出。發(fā)現(xiàn)這些粒子在正負電極板的作用下發(fā)生如下圖所示的偏轉(zhuǎn)。示意圖如下：

請同學(xué)們根據(jù)實驗討論分析：

1、這種微粒的帶電情況如何？為什么？射出的這些粒子是原子嗎？為什么？ 2、你覺得原子能不能再分？原子中能不能只含有這種粒子？

師：請同學(xué)們特別注意觀察圖中射線在正負電極板間的偏轉(zhuǎn)情況。并根據(jù)實驗回答問題。

（小組討論）

生1：這種微粒帶負電荷，因為這束射線偏向了正電極板。

生2：形成射線的微粒不是原子，因為原子不顯電性。

師：早在1897年湯姆森就做了這個實驗，發(fā)現(xiàn)了這種帶負電荷的微粒。這種微粒就是電子，電子的發(fā)現(xiàn)，打破了原子不可分的觀點，標(biāo)志著人們終于打開了原子世界的大門。那么原子中只含有電子嗎？

生3：不可能。若只有電子，則原子會帶負電，與事實不符。

生4：在原子中必然還存在帶正電的微粒。

師：很好。原子是由帶正電的微粒和帶負電的電子構(gòu)成的。這種帶正電的微粒和帶負電的電子怎樣構(gòu)成了原子就成了當(dāng)時科學(xué)家們最關(guān)心的問題。在20世紀(jì)初已經(jīng)提出了幾種原子模型，其中最具有影響力的是湯姆森的西瓜模型。

【課件展示】湯姆森和他的西瓜模型。

那么，湯姆森的西瓜模型是否科學(xué)呢？讓我們繼續(xù)進行探究。

2.利用微視頻呈現(xiàn)

觀察實驗的模擬動畫，描述所看到的現(xiàn)象。

【實驗探究】flash動畫展示a粒子轟擊金箔實驗（見圖三）

【學(xué)生描述】●大多數(shù)α粒子能穿透金箔，而且不改變原來的運動方向；

●也有一小部分α粒子改變了原來的運動路徑；

●甚至有極少數(shù)的α粒子好像碰到了堅硬不可穿透的質(zhì)點而被彈了回來。

師：請同學(xué)們根據(jù)實驗結(jié)果判斷：原子的西瓜模型是否成立？并大膽猜想：原子具有怎樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？

（小組交流，討論并展示）

生1：湯姆生的猜想是不科學(xué)的。

生2：原子內(nèi)有很大的空間

生3：原子內(nèi)有一個帶正電的微粒

生4：這個微粒體積很小、質(zhì)量很大。

師：早在1911年盧瑟福就做了這個實驗，這個居于原子中心、體積很小、質(zhì)量很大的微粒就是原子核，原子核的發(fā)現(xiàn)否定了湯姆森的西瓜模型，從而確立了原子的核式結(jié)構(gòu)。

【課件展示】盧瑟福及其行星式有核模型

通過這兩個實驗，你能說出原子的結(jié)構(gòu)模型嗎？

【交流共享】通過以上的學(xué)習(xí)，你對原子中的電子有哪些新的認識？

生1：電子是有能量的

生2：電子在原子核外是分層排布的

生3：電子決定了原子的體積大小

生4：電子的得失使原子變成離子

生5：電子決定了原子在化學(xué)變化中的表現(xiàn)

......

三、設(shè)計真實情景，落實素養(yǎng)為本教育

1.層層深入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。活動設(shè)計層層遞進，實現(xiàn)學(xué)生的能力進階。本節(jié)課沿著真實的人類認識原子結(jié)構(gòu)的歷程，引領(lǐng)學(xué)生體驗科學(xué)前輩的科研實驗，體會科學(xué)的發(fā)展過程和無數(shù)艱辛。從經(jīng)典原子理論——“道爾頓實心球論”，到湯姆森的“高壓放電管”實驗——提出原子的“西瓜模型”，再到盧瑟福的a粒子轟擊金箔實驗——推出原子的“有核模型”——？這樣，既可以讓學(xué)生了解原子結(jié)構(gòu)的演變歷史；還可以通過修正各種觀點使剛學(xué)過的知識得以應(yīng)用和鞏固升華，同時對學(xué)生進行人生觀和價值觀的教育。

2.巧妙整合，促進有效學(xué)習(xí)。本課題的內(nèi)容較抽象，遠離學(xué)生的生活經(jīng)驗，難度較大，富有挑戰(zhàn)性。本節(jié)課化抽象為直觀，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)氛圍，注重學(xué)生科學(xué)探究的設(shè)計和培養(yǎng)，體現(xiàn)了義務(wù)教育新課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)理念。教者用一條清晰的認知線索，將教材內(nèi)容進行了巧妙的整合，源于教材又不拘泥于教材，真正體現(xiàn)了“用教材教而不是教教材”。學(xué)生積極參與，通過實驗觀察、現(xiàn)象描述、討論交流等活動，最大限度激發(fā)了想象與探究能力，逐步建構(gòu)起“真實的原子模型”。

化學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)不是喊口號，它確實需要以化學(xué)知識的認知為載體，以化學(xué)課堂為主陣地，以彰顯人文教育為抓手。