高中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用科學(xué)史內(nèi)容提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究

周奎

摘要：高中化學(xué)是能夠體現(xiàn)出對學(xué)生邏輯思維和創(chuàng)新思維培養(yǎng)的學(xué)科，教師通過設(shè)定與學(xué)生能力發(fā)展情況相符的內(nèi)容，提升教學(xué)效果，從而積極地投身于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究中，達(dá)到全面發(fā)展學(xué)生能力的作用，深化核心素養(yǎng)，構(gòu)建科學(xué)發(fā)展觀。科學(xué)史中準(zhǔn)確記錄了在理論發(fā)現(xiàn)階段每個(gè)科學(xué)家的努力，將此種努力轉(zhuǎn)化為內(nèi)化科學(xué)素養(yǎng)的介質(zhì)便能夠發(fā)揮出相應(yīng)的效果。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；科學(xué)史；科學(xué)素養(yǎng)提升

中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2020）11-0040

我國教育部門已經(jīng)將科學(xué)發(fā)展觀作為社會(huì)發(fā)展的源動(dòng)力，在教育部門的引導(dǎo)下，教師要能夠認(rèn)識到科學(xué)知識以及能力的重要作用，利用多種形式的科學(xué)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)科知識教育，并提升個(gè)人能力與探究興趣，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體現(xiàn)象，使學(xué)生從具體情境中感知理論本質(zhì)的作用效果。教師引入科學(xué)史內(nèi)容可充分展現(xiàn)出科學(xué)家所具備的研究精神和科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。

一、科學(xué)史的基本內(nèi)容

科學(xué)史指的是在理論探究和驗(yàn)證的階段，科學(xué)家們所經(jīng)歷的真實(shí)事件。教師將此部分內(nèi)容予以描述能夠真切反映出國內(nèi)外優(yōu)秀科學(xué)家的努力與精神，既能夠陳述出真實(shí)的歷史事件，又能以此為理論依據(jù)，支撐后續(xù)知識講解的過程，深度剖析其中值得反思的內(nèi)容。科學(xué)史中準(zhǔn)確記錄了在理論生成階段，科學(xué)家們反復(fù)試驗(yàn)和不斷反思的過程，充分證明在不同社會(huì)背景下科學(xué)發(fā)展的具體情況。科學(xué)家個(gè)人生平，其所經(jīng)歷的真實(shí)事件以及取得的成就均包含在科學(xué)史內(nèi)，并添加關(guān)于定理演變過程和思想爭論的內(nèi)容。由此可見，科學(xué)史的覆蓋范圍較廣，教師可結(jié)合具體的教學(xué)活動(dòng)設(shè)定相應(yīng)的添加內(nèi)容。

二、如何將科學(xué)史滲透到高中化學(xué)教學(xué)中

1.利用科學(xué)史開展課前導(dǎo)入活動(dòng)

在過去的教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于課程開展不具備相應(yīng)的興趣，使得在實(shí)際學(xué)習(xí)中很難深入到教學(xué)活動(dòng)中，無法感知化學(xué)學(xué)習(xí)的魅力。出現(xiàn)此種情況的原因有兩點(diǎn)：一是教師在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)沒能選用適合學(xué)生認(rèn)知水平的內(nèi)容和活動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)提不起興趣；二是有些學(xué)生的抗壓能力較弱，面對日漸復(fù)雜的知識網(wǎng)絡(luò)，不具備堅(jiān)韌不拔的精神，產(chǎn)生畏懼心理。因此，引入科學(xué)史的內(nèi)容，為學(xué)生展現(xiàn)在元素以及理論發(fā)現(xiàn)階段科學(xué)家們所做出的努力，即便是面對重重困難，依舊保持初心，投入到實(shí)際研究中，從而認(rèn)識到物質(zhì)變化的本質(zhì)，給出具體應(yīng)用內(nèi)容，強(qiáng)化科學(xué)發(fā)展觀在學(xué)生心中的地位和價(jià)值[1]。為保證課前引入的效果，教師可運(yùn)用視頻或者圖片演示的方式，直觀展示科學(xué)家的精神，從而刺激產(chǎn)生不斷探索和進(jìn)步的欲望。

例如，在講解有關(guān)金屬材料方面的內(nèi)容時(shí)，教師可引入鋁元素的發(fā)展史，加入該元素發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證、提純等方面的知識，充分反映出厄斯泰德在科學(xué)研究初期其不受重視和理解的具體情況，但他并沒有因此而一蹶不振，反而積極投身于鋁元素的提純研究中，最終發(fā)現(xiàn)純凈鋁。整個(gè)過程持續(xù)了近20年，沒有堅(jiān)定的意志力無法實(shí)現(xiàn)這一研究成果，教師可將此人物生平準(zhǔn)確展示給學(xué)生，引導(dǎo)其堅(jiān)定內(nèi)心，重視科學(xué)發(fā)展。通過與學(xué)生共同感受科學(xué)家經(jīng)歷的磨難，與歷史對話，從中獲取到成功的條件，幫助學(xué)生正確理解科學(xué)探究的積極意義，在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)引入，起到提升探究興趣的作用。

2.引入科學(xué)史創(chuàng)建化學(xué)情境

學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境的影響下，其難以自覺加入探究活動(dòng)中。教師利用科學(xué)史的內(nèi)容，展示在整個(gè)理論構(gòu)建時(shí)期科學(xué)家不斷實(shí)驗(yàn)的過程，充分體現(xiàn)出在科技不發(fā)達(dá)的年代，科學(xué)家們依舊能夠堅(jiān)守本心，力求化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案和流程的完美。教師配合設(shè)置疑問和分層教學(xué)的方式，利用情境引導(dǎo)學(xué)生思考，在問題的驅(qū)使下思考問題處理和分析的方法，逐漸引導(dǎo)學(xué)生逼近問題的解決手段，刺激主觀能動(dòng)性的產(chǎn)出[2]。

例如，在講解有關(guān)含氨物質(zhì)的知識時(shí)，教師可利用PPT展示合成氨的具體流程，并加入哈伯、博施在合成氨方面所做出的努力，在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)將個(gè)人生平作為切入點(diǎn)，明確在合成氨的過程中，科學(xué)家們犧牲個(gè)人時(shí)間，將一生奉獻(xiàn)給科學(xué)研究，即便是承受著多方面的壓力，仍然堅(jiān)持開發(fā)，最終將此種技術(shù)運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。氮肥的發(fā)現(xiàn)解決了有機(jī)肥短缺的問題，提升了農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，為社會(huì)做出巨大的貢獻(xiàn)，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)表個(gè)人看法，可從實(shí)驗(yàn)原理和精神兩個(gè)層面說出自己的想法，細(xì)化反應(yīng)原理和基本特點(diǎn)。同時(shí)，教師提出：“結(jié)合基本反應(yīng)過程分析使用催化劑的作用，并設(shè)計(jì)提升催化劑性能的辦法，與其他同學(xué)交流”的建議，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)新意識，深度理解合成氨的具體用途，解讀其中隱藏的科學(xué)精神，達(dá)到深化科學(xué)素養(yǎng)的作用。

3.運(yùn)用科學(xué)史理順實(shí)驗(yàn)流程

有些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中所使用的步驟來自最原始的流程，教師可充分利用此方面的內(nèi)容，利用多媒體等方式展示出具體的過程，學(xué)生通過觀察模擬動(dòng)畫，得出具體的反應(yīng)過程，更為貼近科學(xué)家的研究過程，通過具象化的內(nèi)容形成化學(xué)模型，有助于提升個(gè)人思維能力，統(tǒng)一抽象和感性思維方式，感受化學(xué)反應(yīng)的魅力[3]。

例如，教師可為學(xué)生演示原子模型結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建過程，學(xué)生觀察到盧瑟福等人不斷優(yōu)化模型的過程，明確模型構(gòu)建的基本辦法，同時(shí)與核反應(yīng)現(xiàn)象對比觀察，在此過程中學(xué)生看到反應(yīng)釋放的巨大能量，確定科學(xué)研究的價(jià)值，從而樹立正確的價(jià)值觀。

三、結(jié)束語

綜上所述，在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要充分利用科學(xué)史的內(nèi)容，選定合適的切入時(shí)間，在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)將人物生平和實(shí)驗(yàn)開展背景予以展示，使學(xué)生了解到該理論的研究過程，更為貼近科學(xué)家的研究過程，明確在實(shí)際研究中應(yīng)當(dāng)重視的具體環(huán)節(jié)，從而有針對性地開展后續(xù)探究活動(dòng)。科學(xué)史的作用不僅體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，更為重要的是在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成中，能夠刺激形成科學(xué)發(fā)展觀，引導(dǎo)準(zhǔn)確的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]張真真.HPS教育視域下的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐研究[D].信陽師范學(xué)院，2019.

[2]王文靜.基于STSE教育理念的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究[D].信陽師范學(xué)院，2019.

[3]范丹丹.改革開放四十年來高中化學(xué)教科書化學(xué)史內(nèi)容發(fā)展研究[D].安徽師范大學(xué)，2019.

（作者單位：福建省莆田第十三中學(xué)351152）