基于化學學科核心素養的化學史教學策略

劉飛 豐雪情 高洪霞 張騫

摘 要：化學史是人類對物質世界的認識及生產應用的重要反映，也是古今中外所有化學家千百年來辛苦勞作的智慧結晶。利用化學史提高學生的化學核心素養是現階段的重要課題之一。本文主要從化學學科核心素養五個維度入手，探究化學史教學在培養學生核心素養中的重要作用。

關鍵詞：化學史 化學學科核心素養 化學課堂

一、核心素養與化學史的概念的界定

1.化學學科核心素養的界定

高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是高中生綜合素質的具體體現，反映了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本要求，全面展現了學生通過化學課程學習形成的關鍵能力和必備品格。化學學科核心素養包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認知”、“科學探究與創新意識”、“科學精神與社會責任”五個維度。

2.化學史的界定

化學史是化學科學研究、產生、形成和發展過程中的歷史記載，是人類對物質世界的組成、結構、性質以及生產應用的重要反映。著名化學家傅鷹先生說過：“化學給人以知識，化學史給人以智慧”。化學史融合了人與自然、人與社會、人與人的關系，化學史的教育價值既存在于“化學現象”本身，又體現于外在的功能，在幫助學生加深理解和記憶化學知識，提高學生科學素養和人文素養，形成正確的科學價值觀，培養青年學生批判精神和唯物主義觀點等都有非常重要的價值和意義[1]。

二、化學核心素養指導下的化學史策略在實際教學中的應用

1.宏觀辨識與微觀探析

化學是一門宏觀與微觀相統一的學科，需要我們從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化，形成“結構決定性質”的觀念，能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。

在學習原子結構時，教師可以從以下五個階段來介紹原子結構模型的演變過程：1803年道爾頓提出實心球模型→1897年湯姆生發現電子，提出葡萄干面包式模型→1911年盧瑟福提出原子核式結構模型→1913年玻爾提出軌道模型→20世紀初電子云式的原子結構模型，從而激發學生興趣，為深入探究原子結構的具體發展做好了充分的準備，并增強了宏觀辨識與微觀探析意識。

2.變化觀念與平衡思想

能認識物質是運動和變化的，知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律；認識化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能量的轉化；認識化學變化有一定限度，是可以調控的。能多角度、動態地分析化學反應，運用化學反應原理解決實際問題。

例如在能量轉化的學習中，介紹“永動機”的發展歷程及部分案例，最終得出能量守恒定律，讓學生體會到“能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式”，建立變化的觀念。

3.證據推理與模型認知

在科學發展中，假說是通往真理的必要途徑[2]。我們需要基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽，并能運用模型解釋化學現象，揭示現象的本質和規律。

在學習元素周期律時，教師可以讓學生了解門捷列夫發現元素周期律和制出第一張元素周期表的過程。并根據原子最外層電子數排布和元素性質間的周期性變化規律，預言了4個未知元素錸、鈁、锝、砹、釙等元素，這些預言先后被人們通過實驗所證明。

4.科學探究與創新意識

偉大的女物理學家、化學家居里夫人曾經說過：“偉大的科學者在實驗室里的生活，是對物體和對周圍一切的執著地斗爭”。化學的很多發現、發明，無一不閃現著化學家們智慧、創新的火花，循著化學史的足跡，啟發學生大膽猜想，能激發出學生的創新意識[2]。

在學習弱電解質的電離時，教師如果直接去解釋電離概念，說明它是“電解質溶解于水或受熱熔化時離解成自由移動的離子的過程”，學生對于知識的認知缺乏直觀感性的了解，不利于知識的系統深化學習。反之，如果教師向學生展示，24歲的瑞典化學家阿累尼烏斯，不顧當時著名科學家，如門捷列夫、阿姆斯特朗及特勞貝的反對，不屈不撓地進行科學探究，以實驗數據和資料來充實自己的理論，最終創立電離理論的化學史實。這不僅能加深學生對基本概念、理論的理解和掌握，還能使學生增強科學探究與創新意識。

5.科學精神與社會責任

化學是以實驗為基礎，研究物質的組成、結構、性質、制備、用途的一門自然學科。它需要我們具有嚴謹求實的科學態度，探索未知、崇尚真理的意識，并能對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷[3]。

1673年，英國化學家波義耳發現金屬在敞開口的玻璃器皿中燃燒時有增重現象，俄國化學家羅蒙諾索夫發現金屬粉末在密閉容器中燃燒時也有類似現象，拉瓦錫在實驗的基礎上推翻了一百多年桎梏著化學發展的“燃素說”，建立了科學的“燃燒氧化學說”，實現了化學史上的一場深刻革命。這些案例的合理應用均能培養學生科學精神和社會責任。

綜上所述，化學核心素養指導化學史進行教學，有效方式之一就是選擇化學史故事并以之為線索，創設與課堂知識內容相關化學史背景（或情景），將知識內容鑲嵌于化學史背景中，使學生置身于其中，通過與前輩科學家的共同探究，深刻理解知識、原理的本質和豐富的內涵，了解科學的發展歷程，從而加深對科學本質的理解，培育學生的化學核心素養。

參考文獻

[1]畢華林，辛本春.中學化學教材中化學史內容編排的思考[J].課程·教材·教法，2008，28（3）：63-65.

[2]田玉文.我國高中化學必修教材中化學史的呈現及其教學現狀研究[D].重慶，西南大學，2014.

[3]陳喜有.淺析高中教材中化學史教育對學生情感目標的影響[J].新教育時代，2016，17：18-18.