化學史微課在高中實驗教學中的應用

莫秀慶

隨新課程改革的穩步推進，化學史的教育功能漸漸被廣大教師所認可，特別是結合實驗探究以提高學生科學素養方面的作用。然而，因化學史相關資料分布零散且不易收集，往往很難有效地將化學史融入實際教學中。以微信公眾號為對象開展化學史資源統計發現，化學教育、化學史教學之家、化學史等公眾號均共享有化學史微課素材及教學設計等資源。在“高考的指揮棒”作用下，如何利用好簡單直觀的化學史微課開展“科學本質”的實驗教學，這是探究科學素養培養的重要課題。

一、化學史微課的概念

化學史微課是基于微課制作技術的基礎上，以短小精悍的微視頻為載體，圍繞著某一知識點或教學環節，將化學史滲透到知識教學中，精心設計與制作的一種富有催人奮進的科學研究精神與創新實用的科學研究方法的、融情景化與可視性于一體的數字化學習資源包。相較于傳統微課，化學史微課的突出特點體現在滲透化學家生平事跡、化學發展歷程中的理論與實踐成果、科學探究方法等化學史料，促使學生在掌握基本知識的基礎上樹立嚴謹求實的科學態度，促使學生關注化學對社會發展的貢獻，促使學生掌握將化學理論知識應用于解決社會實踐問題的能力。

二、化學史微課融入實驗教學的意義

1.史料激學，拓寬科學視野

《普通高中化學課程標準》（2017年版）建議：“結合人類探索物質及其變化的歷史和化學科學發展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理與方法，形成學科核心觀念”。以微課為化學史呈現形式，將化學史有效地融于課堂教學中，闡釋人類認識與改造自然的歷程，記錄化學家獻身科研的勵志故事及其科學探索獲取層層突破的學科智慧，厘清化學發展理論與實踐發展脈絡，在知識依附的歷史情境中自主探索，激發學生學習動機，拓展科學視野，為后續開展實驗探究活動奠定情感基礎。

2.直觀呈現，提高教學效益

化學史在高中化學教材中大多數以“科學視野”、“資料卡片”、“科學史話”等形式呈現，體現化學史教育“應然價值”。面臨高考壓力，如何行之有效地利用化學史料開展實驗教學是值得深思的問題。微課是一種短小精悍的化學史教學資源，能創設集生動形象與簡潔明了于一體的歷史情境。隨教育技術的快速發展，微課制作已然成為較為常見的教學資源開發形式。在前人或自主微課資源開發的基礎上，巧妙將化學史微課與課堂教學緊密結合，有效直觀地呈現化學史料，充分體現化學史的優質教學輔助作用，提高教學效益。

3.問題啟思，培養核心素養

化學史發展歷程是一個前進性與曲折性相統一的過程，其蘊含著化學學科學習的智慧。核心素養所觸發的教育目標系統變革是多維度的，包括思維方式的轉變、系統層次結構的調整、內容與結構的表征等內容。將化學史微課融入實驗教學中，在歷史情境中領悟化學家在科學探究中體現的“科學態度”、“創新意識”、“社會責任”等優秀品質，培養科學研究歷程中啟迪智慧的“宏觀辨識與微觀探析”、“證據推理與模型認知”、“變化觀念與平衡思想”等素養，培養高階思維，促進深度學習，將核心素養的培養實現落地。

三、化學史微課在實驗教學的應用策略

1.設置歷史主線，梳理設計思路

受“高考指揮棒”影響，化學史融入教學往往存在著“戲說”化學史、過度渲染化學家的成功、忽略知識的動態性、忽視認知維度的價值等誤區。一節精彩的課往往離不開結構清晰的教學設計思路，而化學史教育功能能否實現又與其教學定位有著密不可分的關系。因而，如何選取化學史料與如何滲透化學史成為能否有效實現化學史教育功能的關鍵問題。

人教版必修2中的《化學反應的速率》屬于物質結構基礎與化學反應規律的知識主題，其包括化學反應速率概念、表達式、影響因素等內容，知識點相對零散，因而根據課程內容采用“歷史探究型”教學邏輯，以“化學史”為線索，將核心問題聚焦于煙花、茅臺酒、合成氨等探究上，以實驗探究為抓手，秉承直觀性、情境性、探索性的設計原則，設置知識銜接線、教學環節線、歷史線、教師活動線、學生活動線、素養體現線等主線，構建史料激學、實驗導學、遷移博學等教學模塊，從古代煙花的“稍瞬即逝”與釀酒的“久存愈香”等化學現象的對比來引出化學反應速率的概念，從“合成氨發展史”化學史微課引入化學反應速率影響因素的實驗設計與實施，充分體現“生活—化學—社會”的教學思想，進而培養“變化觀念與平衡思想”核心素養，實現“從理論應用于實踐，從實踐升華理論”的認知飛躍，使教學效益達到最優化。具體教學設計思路如圖1所示。

2.創設歷史情境，啟思實驗方法

傅鷹教授曾指出“化學給人以知識，化學史給人以智慧。”教學情境以服務課堂教學為目的，啟迪在情景中“發現-提出-解決”問題，而不能“為了情境而情境”。回顧歷史發展，感受科學研究是前進性與曲折性的統一，以化學家嚴謹科學作風為榜樣，以客觀視角分析化學史微課中采用的研究方法及思路，從而啟發思考如何設計與實施相關實驗的探究活動，培養實驗探究能力及創新實驗意識。

以化學史微課為抓手，創設工業合成氨歷史情境，展示合成氨的起源及發展歷程，從“合成氨發展史”微課中思考分析合成氨工業發展歷程中分別做出哪些整改措施來提高氨的產率思考化學反應速率的影響因素可能有哪些？經小組討論，提出化學反應速率影響因素的若干假設，根據所提供的實驗藥品及器材進行設計與實施實驗，從而驗證實驗假設是否成立，進而掌握實驗探究技能及科學探究方法。構建的合成氨發展史微課設計思路如圖2所示。

3.思考科研問題，開啟探究之旅

論證教學的實質是讓學生經歷類似科學家的論證過程，理解與掌握科學概念及科學本質，并促進思維發展的科學探究教學。在化學家嚴謹務實的科研精神熏陶下，重溫回顧化學學科發展歷程中的勵志故事及科學探究精彩片段，體驗化學家科學實驗過程及科學論證過程，深入理解科學本質，從而以“我是化工工程師”為視角開展科學探究征程，將理論與實際緊密結合，思考相關的科研問題，為實際生活生產問題提出合理化建議，促進科學思維發展。

以合成氨發展史微課為線索，以儀器試劑為科研陣地，從“我是化工工程師”視角開展研究性學習。基于某工廠為進一步提高合成氨的生產效率，選擇一個具有科研價值的決策，你會采用以下哪些建議：①研制高溫下活性較大的催化劑;②尋找NH3的新來源;③研制低溫下活性較大的催化劑;④研制耐高溫高壓的新型生產設備。科學論證以科學本質為基本準則，基于生活與生產實際情況，從多維度討論并開展實驗論證，提出朝向社會進步的方向前進的科研建議，并在允許范圍內設計與實施實驗開展探究之旅。

（收稿日期：2018-12-25）