化學史教育在高中化學教學中的研究

陳宗德

【摘要】 ?本文通過教學實踐對化學史教育的應用與研究，摸索出以化學史教育為載體，培養學生化學學科核心素養的方法。

【關鍵詞】 ?化學史 學科核心素養 新課程改革

【中圖分類號】 ?G633.8 ?? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A?【文章編號】 ?1992-7711（2019）14-094-01

1. 學科核心素養

化學學科核心素包括“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”“科學態度與社會責任”5個方面。

上述化學學科核心素養將化學知識與技能的學習、化學思想觀念的建構、科學探究與問題解決能力的發展、創新意識和社會責任感的形成等多方面的要求融為一體，體現了化學課程在幫助學生形成未來發展需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力中所發揮的重要作用。

2. 化學史教育在教學中的作用和意義

2.1化學史教育能提高學生學習興趣

夸美紐斯認為：“學習的首要條件是對學習的熱情和喜愛?！?化學史教育可以激發學生學習的興趣。如在高中化學《苯》，我做如下設計，通過介紹苯的發現和凱庫勒對它結構的探析來吸引學生的興趣，巧妙引導學生重溫當年的猜測，檢驗，證實等一系列研究過程。

歷史背景：19世紀，煤氣的儲氣桶里產生一種油狀液體。日拉爾確定了這種液體的分子式為C6H6。如何確定它的結構式呢？

1858年，凱庫勒，對大量的實驗事實進行分析后，對苯的結構提出兩個假設：（1）苯的6個碳原子形成了環狀;（2）碳原子之間存在著單、雙鍵交替形式。

如何驗證凱庫勒所提出的結構是否正確？學生們紛紛發表自己的意見，提出用性質實驗來驗證：取兩支試管，加入少量苯，再分別加入溴水、酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后觀察現象。結果不褪色，說明分子中沒有碳碳雙鍵。通過現代物理手段檢測，真實結構是：六個碳成環，分子中是獨特的大∏鍵。

本節可培養學生如下化學核心素養：

（1）內容涉及苯與溴水及酸性高錳酸鉀反應的宏觀現象又深入苯的微觀結構;通過提供碳、氫原子的球棍模型，學生嘗試組裝，培養學生微觀探析能力。通過性質檢測實驗，“溴水及酸性高錳酸鉀都不褪色”;推導出：分子中不存在碳碳雙鍵。形成“結構決定性質”的觀念，培養學生從宏觀和微觀結合的視角分析和解決化學問題。

（2）引導學生討論“凱庫勒提出的結構是否正確？”，讓學生去發現和提出問題;從問題和假設出發，確定探究目的，設計探究方案，進行實驗探究;在探究中學會合作，面對“異?！爆F象敢于提出見解，不迷信權威。

2.2化學史教育引領學生走上正確的化學研究道路

利用化學史，學生可以沿著科學家的探索足跡，認識概念和原理的內容、特征和屬性的進化過程，在達到與科學家思維和認識切合的時候，重構化學概念。例如《氧化還原反應》的教學中，我進行如下設計：通過講述化學反應的認識過程，帶領學生感受化學波瀾壯闊的發展歷程。

（1）拉瓦錫的“氧化說”的理論內容

1772年9月，拉瓦錫對燃燒現象進行研究。否定火微粒說，對燃素說提出質疑。

與金屬相結合的空氣成分是什么？1775年，普利斯特列發表了關于氧元素的論文后，拉瓦錫恍然大悟，原來這種特殊物質是一種新的氣體。對氧氣作系統研究后，1778年他提出，燃燒是可燃物質與氧的化合。

這階段是以氧的得失為基礎的氧化還原反應理論。

（2）現代“氧化-還原反應”的理論內容

氧化還原反應理論的第二階段是以化合價升高（氧化），降低（還原）為基礎的氧化還原反應理論。

第三階段是以電子得失為核心的氧化還原反應理論：若一個化學反應發生了電子的轉移，即包括電子的得失或偏移，則該化學反應是氧化還原反應。

本環節可培養學生如下化學核心素養：

（1）最初的氧化反應局限于燃燒，以化合價為核心的氧化還原理論揭示了反應的宏觀特征，以電子為核心的氧化還原理論揭示了反應的微觀本質。從宏觀特征到微觀本質的探索歷程，充分體現了從宏觀到微觀，從現象到本質的研究思想和方法。

（2）在拉瓦錫之前的波義耳、普利斯特里、卡文迪許等著名化學家進行研究，但拉瓦錫并不盲目的相信“權威”的結論，培養學生正確的科學態度。

2.3化學史教育塑造科學精神

教學中，不斷利用化學史實來教育學生要有吃苦耐勞的精神，例如，1903年和1911年兩獲諾貝爾獎的居里夫人史實充分說明了這點。中學生正處在一生中長知識和世界觀形成的重要時期，在學習中及以后的工作中只有不怕苦、不怕累，努力拼搏才能取得更大的成績。

2.4化學史教育培養社會責任

我國是世界四大文明古國之一，有著悠久的歷史和燦爛的文化。在化學上有許多巨大成就對人類社會的發展做出了卓越的貢獻。李時珍在《本草綱目》中記錄的200多種藥物制造方法就已經廣泛應用了灼熱、溶解、沉淀、過濾、蒸發、結晶等化學實驗的基本操作;1965年我國科學家首次在世界上人工合成了結晶牛胰島素，在探索生命起源方面引起了世界轟動?；瘜W史的許多事例可以激起學生對自己國家的熱愛和自豪情感，提高學生的民族自尊心和責任感。

3.效果反饋

經過一個學年的實踐，發現效果明顯：

3.1學生學習的興趣大增

3.2學生成績提高

3.3參加化學活動積極性提高

通過化學史學習，學生對化學科學知識的理解，不局限于現成知識的靜態結論，可以追溯到它的來源和動態演變;不局限于知識本身，可以揭示出偉大科學家在重大發明和發現過程中的科學思想和科學方法，學生受到更深層次的教育，而這些不局限于當下的知識要求，還是學生將來發展的必需素養;而這些恰恰是新課程標準改革強化的內容。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]無時無刻.拉瓦錫-開創化學發展新紀元[Z].學科網，2008.7.16.

[3]黃強.化學史在課堂教學中的意義及啟示[J].江蘇教育學院院報，2011（5）.