化學史教育在高中化學學科核心素養培養中的運用

摘 要：化學學科發展的歷史，是一部人類逐步深入認識物質組成、結構、變化的歷史，也是一部合成、創造更多新物質，推動社會發展和促進人類文明進步的歷史。化學史包涵了很多科學家的研究故事，也有著深刻生動有趣的教育意義，更有著充滿哲理的教學素材。化學史教育有利于激發學習興趣、建構化學思想、拓展化學思維、培養科學意識和品質、拓展學生的視野。因此化學教學中落實化學學科素養的培養需要依托化學史教學，化學史教育是落實核心素養的切合點。

關鍵詞：化學史教育；化學學科核心素養；培養；運用

高中化學核心素養是學生通過接受高中化學課程的學習，在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面發展過程中形成和發展具有化學學科特質的關鍵能力與品格。關鍵能力與品格包括：化學學科素養、化學信息素養、化學能力、合作能力和語言素養、化學思維素養；跨學科綜合創新素養；正確的情感、態度和價值觀等。化學史教育有利于激發學習興趣、建構化學思想、拓展化學思維、培養科學意識和品質、拓展學生的視野。因此化學教學中落實化學學科素養的培養需要依托化學史教學，化學史教育是落實核心素養的切合點。

化學學科有自身的理論體系，包涵化學基本概念、平衡原理、化學基本理論等。通過化學史，可以挖掘化學概念規律和理論等的起源，追述其發展過程，并能掌握研究進程。通過化學史的教學，學生能從起源，形成和發展等階段理解化學理論體系的內涵，并能鞏固概念形成和逐步熟練應用，從而形成系統的化學理念體系，促進化學概念的建立。進行化學史教育，不但能讓學生體驗科學研究的一般步驟，還能深化學生認知中的一般科學方法（如比較、分類、歸納、演繹等）。在研究過程中接受科學方法的熏陶，能破除學生的認知盲區，從科學巨匠身上學習求真務實、腳踏實地的科學態度，體會科學家們的邏輯推理和思維發散的感覺，啟發學生敢于思考、善于思考、勇于創新。化學史中包涵了科學家故事，在呈現方式上突出科學家們的不畏困難、前赴后繼、勇于為科學獻身的精神，能幫助學生形成正確的價值觀。

一、 現行高中教材（以蘇教版為例）中的化學史教育資源

選取蘇教版高中化學教材，梳理教材中的化學史教育資源，筆者主要梳理蘇教版教材中的化學史話欄目，以選考化學所需教材：必修1、必修2、化學反應原理、有機化學基礎、實驗化學為梳理對象。現行教材中引入了二十多位科學家、三十多次化學史、科學史的相關資料。主要涉及幾部分內容：

我國古代的先進化學工藝——陶瓷的應用、濕法冶銅等；

化學理論發展——酸堿質子理論、勒夏特列原理、元素周期表等；

近現代我國化學的重大突破——STM技術、超真空掃描隧道顯微鏡、侯氏制堿法等；

近代化學中的重大突破——氯氣、苯的發現，原子結構模型的演變、元素周期律的發現、有機化學的發展歷史等；

化學發展的前沿——金屬陶瓷、功能高分子、儲氫材料等；

重要的化工發展——合成氨、模擬生物固氮等；

科學家、化學家的介紹——舍勒、道爾頓、勒夏特列、哈伯、凱庫勒等；

化學史話——DDT、阿司匹林與青霉素等。

二、 化學史教育在核心素養培養中的運用

（一） 通過化學史教育掌握科學規律，提升化學學科素養

中學化學教學要為培養具有科學素養的合格公民，這一理念落實在教學中，要求學生具備一些化學素養。通過化學史教學，讓學生看到知識的來源，體會到各個知識點之間的普遍聯系。在化學教學中應用化學史，選取一些素材，例如研究方法篇，介紹科學家的創造思維與研究方法，例如蘇教版《有機化學基礎》專題一就專門介紹化學家如何研究有機物，在《葡萄糖》教學中有意識地對學生進行一些科學方法教育和訓練。在教學中應充分把科學家們特有的科學思想和研究方法融合到知識傳授中，進行有效的科學方法教學，從而使學生從中受到啟迪，喚醒學生借助歷史的知識背景更深刻地領悟這些方法的內涵。

（二） 結合化學家研究史享受研究過程，培養化學信息、合作交流素養

化學是一門以實驗為基礎的學科，它的發展歷程是一次次理論與實驗交叉、失敗與成功并存、多種科學思想并用的實驗與實踐的比拼，實際上更是一種化學方法和化學智慧的歷史。教學中，從提出問題開始，到提出假說和模型，把科學家做過的實驗引入化學實驗課堂，讓學生親臨其境。例如，蘇教版《實驗化學》中的《亞硝酸鈉與食鹽的鑒別》教學中，引導學生了解物質及其組成成分的特征，依據物質的特性和實驗條件確定實驗方案，制定實驗步驟和具體操作方法，選擇、準備實驗儀器（裝置）和試劑，進行實驗，記錄實驗現象，分析現象，推理判斷，得出結論。將學生們進行分組合作，從設計實驗、實施實驗、收集實驗事實到處理與分析實驗事實，匯報體驗和感受科學探索過程通過親身經歷體驗了一下探究的艱辛，從中鍛煉和培養各種探究能力。

（三） 通過化學史教育培養創新素養

社會的發展離不開人的創造與奮斗。教材中的化學概念、理論、規律都是科學家在實驗的基礎上，經過科學的概括和思維的升華而得到的。例如蘇教版化學2專題四中的人類對酸堿認識的發展的教學中，就通過化學史素材，從17世紀的憑感覺判斷到17世紀末波義耳根據實驗提出新的定義，再到后來的拉瓦錫、阿倫尼烏斯逐步對酸堿做出嚴密的概括，直到1923年由于人們研究范圍的擴大，酸堿質子理論的問世。通過這樣的化學史素材可以使學生認識到，隨著科學的進步，認識的逐步深入。

人類對物質結構、性質和變化的認識是在實驗研究的基礎上逐步深入的。創造精神首先表現在對舊理論有懷疑和批判精神。例如元素周期表之父門捷列夫，他在前任研究元素分類的基礎上，不懈努力，在1869年研究提出了世界上第一張元素周期表，為后來的新元素研究提供了新的研究思路和不可或缺的工具。通過科學家的榜樣作用，使學生建立起要培養自己獨立思考的能力的意識，促使學生產生判斷力，并激起他們的質疑精神批判性思維和科學探索精神。

（四） 通過化學史教育培養正確的情感、態度和價值觀

化學學科發展的歷史，是一部人類逐步深入認識物質組成、結構、變化的歷史，也是一部合成、創造更多新物質，推動社會發展和促進人類文明進步的歷史。例如蘇教版《化學2》中化學史素材之化學科學理論的發展，它展示了從19世紀到現代的化學學科理論和研究方法的經歷與發展，從中深深讓學生感受到化學學科對人類社會發展中的重要作用，化學學科從宏觀到微觀方面的發展，大大拓展了人們的觀察視野。在化學教學中，加強化學史教育，從中讓學生感受科學家實事求是、嚴肅細致的科學態度，追求真理、獻身科學的精神，將對學生科學態度的形成起到積極作用。

當代社會面臨著諸多問題，如水資源緊缺，生態環境遭到破壞等。這些問題的解決有賴于科學技術和環境保護事業的發展，需要化學科學的支持。例如蘇教版化學2中《儲氫材料》的素材介紹，從儲氫金屬、薄膜金屬氧化物、某些無機物和有機液體氫化物等，回顧科學技術的發展歷史，能讓學生深切地體會到科學技術的發展與社會的變化之間有何等密切的關系，從而讓學生建立起，應正確處理科技進步、經濟發展、人類生存環境之間的關系的意識，即可持續發展的意識。

在化學教學中進行化學史教育，是培養學生科學思想、科學觀念、科學精神、科學態度，促進掌握科學知識、科學方法、科學技能等科學素養的重要途徑。從整體上把握化學史教育的教育內涵，研究它的素質教育功能，研究化學史教育的實施途徑，對深入推進素質教育，培養學生化學學科核心素養有著十分重要的意義。

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作者簡介：

楊輝平，浙江省臺州市，溫嶺市第二中學。