前沿化學科技融入高中化學課堂教學的問題和對策*

魏 萌，高 鵬，白梓靜

(寶雞文理學院化學化工學院，陜西 寶雞 721013)

新課程改革引領著教育教學的前進。“人教版”高中教材中設置的“資料卡片”和“科學、技術、社會”等欄目，是突出基礎性、時代性的基本理念。化學前沿知識能夠體現出當下知識和科技發展的現狀。將化學前沿知識滲透進化學課堂之中，能夠提高學生的知識視野，培養學生的科學素養，與課程目標遙相呼應。

前沿資源的獲取和在中學課堂的應用對教師自身技能發展、課堂教學效果提升和學生綜合素質的培養都具有重要的意義。對于教師來說，有利于自身知識的更新，拓展學科視野，形成自己獨特的教學風格。對于教學來說，為教學內容設計和實施都可以提供素材，幫助靈活處理教學重點創新思維培養的聯系，使教學內容和前沿知識相輔相成，互相配合，共同促進學生知識的掌握和能力的提高。但是在實際應用中依然存在著許多問題。例如，化學前沿知識往往僅用于教學情境，較為淺顯，缺乏系統有效的思維指導；浮于表面的應用，反而使化學課浮于簡單科普，不能將前沿知識的方法和觀念進行有效滲透，真正體現出前沿科技的價值[1]。

1 前沿科技融入中學化學課堂的問題

化學前沿科技資源由于其內容的前沿性，體系的創新性，以及其豐富的科學探究精神元素，與其他教學資源相比具有特殊的教育功能和教育價值，極具開發意義[2]。教師是教育工作的組織者、領導者，一線教師是化學前沿資源開發與利用的重要推手，在化學前沿資源和課堂之間起著重要連結作用。要開發前沿課程資源，挖掘其中的教育價值，需要教師自身有正確的科學觀、教育觀、學生觀，才能保證前沿教學的有效推進。但是，在具體實施的過程中，卻存在不少問題。

1.1 教師方面——資源開發觀念有待更新

近年來，越來越多的一線教師意識到前沿知識是蘊含多種教育價值的資源，有意識的將前沿科技融入到自己的教學設計中去，但還有部分教師沒有意識到前沿科技的重要性，教學觀念還停留在老舊的階段。在實際教學中，依然存在以考試成績為唯一評價標準，不注重教學過程中學生科學思維的形成和探究能力的獲得，教學方式照本宣科、死記硬背等問題和前沿研究中涉及到的新的知識結構、變化觀念等思想。教師了解和學習前沿科技知識，主動發現前沿科技中的信息和觀念，能潛移默化的感受到事物是不斷變化的，體會到教學觀念也應該隨著時代的發展不斷更新。事實上，作為高中生學習的風向標的高考，也逐漸以前沿知識為載體考察學生基礎知識，這已經逐漸成為一種趨勢。因此，在現代化教學模式的沖擊下，教師有意識的開發前沿知識資源，適當地轉變觀念，合理的平衡常規教學和前沿教學之間的關系，這不僅能夠提高學生的考試成績，還能實現新課程標準中“以發展學生核心素養為主旨，立足于學生適應現代生活和未來發展需要……”的基本理念[3]，是可持續發展觀在教育中的體現。

1.2 教學方面——前沿科技融入方式相對單一

前沿知識的價值體現在內容、體系、科學探究精神與人文內涵等方面。教師可以靈活處理前沿知識和教學內容之間的關系。但實際教學中，教師往往只是簡單的將其用于課堂情景的創設，或者用于課堂氛圍的調節，看起來主題新穎，實則浮于表面，沒有滲透前沿知識的內涵。

1.3 資源方面——前沿信息獲取不夠準確

如今人們習慣使用網絡獲取信息，因為網上的資料豐富多樣，能夠幫助教師解決很多問題。但是網絡信息內容雜亂，水平參差不齊，有些甚至是錯誤的，不具備信服力。教師在閱讀文章、刊物時，很容易遇到錯誤的信息。比如：2020年春節前后，武漢市爆發新冠肺炎疫情，新華社和人民日報在其官方微博上發布的一則關于“中成藥雙黃連口服液可抑制新型冠狀病毒”的新聞，該新聞引發線下群眾連夜到藥店排隊購買雙黃連藥品的熱潮，給防疫工作造成不小的影響。事實上，目前的研究僅僅發現在體外對新冠病毒有一定的抑制作用，但動物實驗、臨床試驗均未見文獻報道其功效，因此是否有對抗新冠病毒功效，仍尚不明確。如果教師也這樣認為，將錯誤的信息傳播給學生，就會誤導學生。面對海量的信息，如果不加以識別，就很有可能將錯誤的知識傳授給學生，給學生造成負面的影響。

2 前沿知識融入中學化學課堂對策研究

根據以上問題，搜集查閱了相關文獻，提出以下關于前沿知識融入高中化學教學的對策方法。

2.1 實現前沿資源的多方面獲取

隨著科技的迅速發展，社會的各行各業在不斷的發展更新，前沿信息資源與日俱增，教師可以從偶得的資源作為起點，高考題、報刊、廣播、新聞上面的前沿資源都是偶然獲得的。教師需要敏銳的從前沿資源中獲取與教學相關的信息，為教學提供可參照的素材。

以高考中涉及的前沿資源為例：近年來高考化學題精選前沿科技，在保證試題的科學性、公平性和選擇性的基礎上呈現與前沿科技相關的問題。2019年全國卷12題：利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，考察生物燃料電池、催化劑等基礎知識[5]。高考作為教師教學、學生學習的風向標，教師可以適當挖掘其中的前沿信息來豐富課堂。

“要想給學生一杯水，自己必須有一桶水”，教師只有不斷地學習新的知識，盡可能多的獲取前沿資源，才能培養出符合新時代要求的學生。

2.2 實現前沿信息的多維度利用

教師可以通過以下幾個維度利用前沿信息：①創設情境，引導學生復現科學探究的過程。科學家們探究的內容多種多樣，但基本模式都是相同的，通過創設問題情境，使學生領悟科學探究的思維方式，從而獲得科學體驗，提高科學素養。②通過前沿信息與教學內容的結合，巧妙的設置問題，目的是引導學生關注科技發展的最新成果，了解這些成果體現的新知識、新思想、新理念。③收集一些與教材相關的前沿信息，作為課外閱讀的內容供學生閱讀，不僅僅可以豐富學生的化學知識，也可以將前沿信息拉下“神壇”，延伸到生活中，這與新課改的要求相適應。比如，教師在教學中滲透屠呦呦獲得諾貝爾獎的事跡，如果只是表面的將屠呦呦獲得了諾貝爾獎這件事作為一節課的課堂導入，就沒有充分發揮該事跡的教育作用。但如果教師在講授具體知識點的時候，能相應的將屠呦呦提取青蒿素時所用到的科學方法、勇于打破傳統觀念的勇氣以及不懈的探究精神都巧妙的滲透到教學中去，就能有效發揮前沿知識的各方面引導作用。如在人教版選修五中《有機化合物》這一節內容的教學中，教學重點確定為機化合物的分離和提純，教學難點為元素分析和相對分子質量的測定和分子結構的鑒定。這部分知識的學習恰好可以使用屠呦呦提取青蒿素中涉及的科學方法，教學設計片段如表1。

表1 青蒿素的提取在《有機化合物》中滲透教學片段

從多維度去挖掘教育價值，不僅可以培養學生的綜合素質，也可以跟上時代的步伐，使化學教學富有生命力。

2.3 擴大視野，高效應用

葉圣陶先生說過：“教師之為教，不在于全盤授予，而在于相機誘導”。教師在教學中，應該在恰當的時機，將前沿知識與教學內容恰當的融合，在傳授的過程中促進學生掌握基礎知識的同時，提高學科素養。要實現這樣的教學，教師不僅僅要有扎實的學科知識，也要有廣闊的科學視野。這樣，教師就更清楚前沿知識應該與哪些知識點結合，怎樣才能更巧妙的結合，如此，課堂就會豐富多彩，學生在學習的時候也不會覺得前沿知識難度較高，學起來索然無味，沒有頭緒，教師在實施教學中也不會出現生搬硬套的現象。

例如：在人教版初中化學上冊《金剛石、石墨和C60》這節課中，石墨、金剛石、足球烯之間物理性質的差異源于它們的空間排布。然而美國科學家卻發現一種名叫Q-carbon的物質是可通過一系列化學反應以轉化為金剛石，這些物質的差異不僅僅在于它們的空間排布，更在于成鍵軌道、化學鍵強弱、晶胞類型等[6]，這個研究結果和學生學到的知識卻有所差異。

在教學中，如果教師的視野足夠開闊，在恰當的時機將Q-carbon這種物質的性質向學生傳授，引發學生的思考，激發學生學習物質的結構與性質部分知識的興趣，改變這部分知識在學生心中較難學的第一印象，有助于提高教學效率。

2.4 面對網絡信息，保持懷疑態度

每當獲取到新的前沿信息的時候，應該保持懷疑態度。可以調動自己的知識儲存對其進行判斷，也可以在權威網站上查詢相關文獻進行核實，保證信息的準確性，有效辨別媒體報道的科學性而不是盲目鼓吹，為學生做一個有益的示范和引導，使自己的學科素養和信息甄別能力得到提升。

具有專業背景的科普網站有：果殼網、《環球科學》雜志網站、X-MOL平臺。國外的Student Science、Science Daily等網站。

教師如果不斷增加前沿知識的獲取和學習，就能甄別網絡信息、科普雜志上“科學信息”的真偽。用辯證的眼光對待前沿知識和技術，才能引導學生學習正確的知識，拓展學生視野，提高學生的辨別能力。

3 總結

前沿知識具有它獨特的科學價值、教育價值，學生通過學習前沿知識，培養基本素養，提高科學素養，培養時代精神，提高人文素養。教師學習和研究前沿知識，能極大的促進教師的專業發展，更新教學觀念，能有效的向學生傳達新方法、新思想，關注前沿知識對教師專業發展有獨特的意義。然而，在實施的過程中依然存在著前沿資源開發觀念有待提高、融入方式單一、信息獲取不準確等問題。面對問題，應該直面解決。教師作為人類文明的傳遞著，應該不斷拓寬視野，增加信息的儲備量，提升自身學術魅力，在教學實踐的過程中關注前沿、應用前沿，保持終身學習的熱情和觀念。