基于化學史的串聯(lián)式微課教學模式探索

黃瑩 唐勁軍 李韻

摘? 要 根據(jù)具體主題下的化學史實內(nèi)容特點，制作成若干個微課視頻，并將微課按照教學邏輯聯(lián)結(jié)起來，形成教學素材線，將其融入課堂教學的各環(huán)節(jié)。通過構(gòu)建微課串聯(lián)式教學，發(fā)揮化學史微課在啟發(fā)思考、引導探究等教學活動中的作用，落實發(fā)展學科核心素養(yǎng)的課程目標。

關(guān)鍵詞 化學史;串聯(lián)式微課;學科核心素養(yǎng);校本課程;教學模式

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）05-0117-04

1 引言

《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）提出：“化學教學要結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學學科發(fā)展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和方法，形成化學學科的核心觀念。”[1]化學史是關(guān)于化學產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，包括化學發(fā)展史和化學社會史，展現(xiàn)了化學思想的演變過程，是化學學科發(fā)展的高度概括和升華。將化學史融入課堂教學，能促進學生對化學學科的全面認識，理解化學科學的思維與方法，感受化學家探索未知領(lǐng)域的精神與勇氣，以提高學生的學科核心素養(yǎng)。

在教學實踐中，因化學史內(nèi)容在教材中不夠凸顯，易被忽視，且受升學壓力和評價方式的影響，化學教學存在片面地注重考試成績問題，而化學教學的功利性進一步導致了化學史教育教學地位的邊緣化[2]。關(guān)于化學史的教學，也有學者從不同角度進行了探索。如在探討化學史的功能方面，研究者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)師生已認識到化學史融入教學有激發(fā)學習興趣、理清知識脈絡(luò)等功能，但較多處于理論探討，實踐研究還不夠深入[3];在化學史素材開發(fā)與利用方面，研究者提出對教材內(nèi)容中的化學史進行重新設(shè)計，開發(fā)化學史校本課程[4]，但校本課程開發(fā)時間較長，尚需經(jīng)實踐檢驗才能推廣;在如何開展化學史教學方面，研究者提出結(jié)合化學史進行專題教學，構(gòu)建化學史教學模式，轉(zhuǎn)變教師的教學認識，改進教學方式[5]，但因教材中的史料較少且比較分散，不易加工設(shè)計成專題學習，也很難促進教師教學認識與觀念的轉(zhuǎn)變。

綜上所述，雖然已有研究探討了化學史的教學功能和教學方式，但是對于教學中如何將化學史貫穿整個課堂，將其與課堂活動融為一體，如何使“教化學史”變?yōu)椤盎诨瘜W史的教”等方面仍需深入探索。為了充分發(fā)揮化學史的教學功能，本研究試圖構(gòu)建化學史的微課串聯(lián)模式并應(yīng)用于教學實踐，以更好地落實學科核心素養(yǎng)發(fā)展目標。

2 串聯(lián)式微課教學模式

為了彌補直接講授的不足，筆者將化學史與微課結(jié)合起來。利用微課短小精要、主題突出、使用方便的特點[6]，將特定主體的化學史資料設(shè)計成若干個微視頻，用化學史微課作為教學素材，穿插到各個教學環(huán)節(jié)，教師在指導學生觀看微課時，提出問題、引導探究。整體上按照“問題線、素材線、活動線、知識線、素養(yǎng)線”五條線設(shè)計教學活動，幾條線的主要節(jié)點一一對應(yīng)，實現(xiàn)橫向銜接、縱向關(guān)聯(lián)，共同指向?qū)W生的學科素養(yǎng)形成，構(gòu)建串聯(lián)式微課教學模式，如圖1所示。

以化學史微課為主節(jié)點的素材線貫穿整個教學過程，教師根據(jù)微課內(nèi)容設(shè)計相應(yīng)問題，以問題為驅(qū)動，組織學習活動，在活動中落實素養(yǎng)目標。在該模式的五條線中，以化學史微課為明線，以學生素養(yǎng)發(fā)展等為暗線，每個問題和活動都有具體知識作載體，五條線相對獨立又相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)式微課教學模式。

3 串聯(lián)式化學史微課的教學實施

串聯(lián)式化學史微課的設(shè)計? 教師在課前將有關(guān)授課內(nèi)容的化學史錄制成若干個微課視頻（單個視頻三分鐘左右），在課堂教學中將視頻插入各教學環(huán)節(jié)，與教學活動融合，用微課引出問題，組織開展學習活動，落實學生發(fā)展目標。

以高中化學必修一（人教版）“富集在海水中的元素—氯”為例，實施串聯(lián)式微課教學。首先，將氯氣及氯的化合物的發(fā)現(xiàn)、性質(zhì)探究和利用的發(fā)展史按照時間順序?qū)χ饕录M行分解[7]，制作成微課視頻。

教學過程

【問題1】

師：我們今天要學習一種在生活中不常見，但在工業(yè)生產(chǎn)與生活中經(jīng)常用到的元素及其化合物。先從氯氣單質(zhì)開始，同學們，你們了解氯氣嗎？氯氣有什么性質(zhì)？有哪些用途呢？

學生感到疑惑，表現(xiàn)出好奇心。

師：在學習之前，我們先看一個短片——關(guān)于氯氣的發(fā)現(xiàn)史的視頻資料。你能通過這個視頻獲得哪些信息？觀看之后將請同學說出自己的理解。

【播放化學史微課1】1774年，舍勒發(fā)現(xiàn)黃綠色氣體（微課截圖見圖2）。

學生觀看并思考。

師：同學們從這個微視頻中能獲得哪些信息？

學生思考、交流與討論：氯氣是化學家舍勒最早發(fā)現(xiàn)的，但是還沒有被命名為“氯氣”;氯氣是一種黃綠色氣體，具有刺激性氣味，有毒，能溶于水;有漂白作用。

師：同學們思考很全面。請大家觀察老師在上課前制取的這瓶氯氣，輕輕地聞一下氣味，看看與當年舍勒的發(fā)現(xiàn)是否一樣？舍勒當時發(fā)現(xiàn)氯氣是不小心將濃鹽酸倒在錳礦石上，這也是現(xiàn)在實驗室制取氯氣的主要方法，將濃鹽酸和二氧化錳進行反應(yīng)，生成氯化錳、氯氣和水：

MnO2+4HCl濃MnCl2+Cl2↑+2H2O。

學生仔細觀察，認真記錄。

【設(shè)計意圖】通過化學史中的科學家的經(jīng)歷，與課堂實驗的現(xiàn)象對應(yīng)起來，提出問題激發(fā)學生的好奇心和求知欲;讓學生從化學史微課視頻中獲取信息，組織討論與交流，使學生通過化學史視頻體驗化學家舍勒在遇到困難時毫不畏懼、勇于探索的精神，培養(yǎng)學生的科學探究意識。

【問題2】

師：科學家舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣能使蔬菜和花朵褪色，哪種物質(zhì)能夠漂白？為什么？

生：可能是氯氣具有漂白性，也可能是其他物質(zhì)具有漂白性。

師：究竟是哪種物質(zhì)具有漂白性呢？帶著問題從下個微課視頻中獲取信息，提出自己的猜想，并設(shè)計實驗方案進行檢驗。

【播放化學史微課2】1785年，法國化學家貝托雷發(fā)現(xiàn)這種黃綠色氣體的水溶液中產(chǎn)生了一種新物質(zhì)，能夠漂白有色物質(zhì)，且在陽光下能夠分解（微課視頻截圖見圖3）。

生：不是氯氣的漂白性，而是氯氣溶于水產(chǎn)生了一種新物質(zhì)，這種物質(zhì)有漂白作用，而且在光照條件下分解為鹽酸和氧氣。

師：沒錯，具有漂白性的物質(zhì)不是氯氣，而是氯元素的化合物，氯氣的水溶液——氯水。同學們可以設(shè)計一個實驗，同時驗證氯氣和氯水是否具有漂白性嗎？

【實驗探究】

師：請同學們交流討論，設(shè)計出最簡便、最快捷、最有效的實驗方案。

生：把干燥的有色布條放在裝滿氯氣的集氣瓶里，反應(yīng)一段時間，無明顯現(xiàn)象;取一只裝有水的注射器，往集氣瓶里注水，有色布條發(fā)生褪色，一個實驗證明兩個結(jié)論。

師：很好，開始實驗吧！

學生分成實驗小組，分工合作，檢驗實驗方案。

師：氯氣和水反應(yīng)產(chǎn)生的具有漂白性物質(zhì)為次氯酸HClO，在光照條件下能分解為鹽酸和氧氣，同學們能分別寫出對應(yīng)的方程式嗎？

學生寫出方程式：

Cl2+H2O==HCl+HClO

2HClO2HCl+O2↑

師：寫對了，次氯酸中的氯為+1價，具有強氧化性，能與有色物質(zhì)反應(yīng)，因此，次氯酸具有漂白性。在陽光下分解，說明其不穩(wěn)定。

【設(shè)計意圖】從化學史中實驗現(xiàn)象的漂白到微觀層面漂白原理，從氯氣這種宏觀物質(zhì)到氯水中的微粒，將宏觀物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析相結(jié)合的學科素養(yǎng);讓學生設(shè)計實驗方案并操作檢驗，培養(yǎng)學生證據(jù)推理與科學探究的學科素養(yǎng)。

【過渡】

師：我們已經(jīng)知道氯氣的化學式為Cl2，是一種單質(zhì)氣體，但是當時的科學家認為氯氣是一種含氧化合物，稱作氧化鹽酸。我們看看當時發(fā)生了什么事情。

【播放化學史微課3】化學家蓋·呂薩克和泰勒為了檢驗鹽酸與氧化鹽酸這兩種物質(zhì)中究竟含不含氧，經(jīng)過了幾個月的驗證，但是他們始終認為酸中含有氧，與正確結(jié)論失之交臂（微課視頻截圖見圖4）。

師：科學家們就氯氣中是否含氧這個問題討論了很久，也做了大量的實驗，我們接著來看看發(fā)現(xiàn)了什么。

【播放化學史微課4】1808年，英國化學家戴維在經(jīng)歷了多次失敗之后，終于對這種黃綠色氣體中含有氧的說法產(chǎn)生根本的懷疑，他相信這是一種單質(zhì)，并將其命名為Chlorine（氯）。可見，燃燒并不是像拉瓦錫所說的必須有氧不可，也可以有無氧酸的存在，因此，他認為拉瓦錫關(guān)于酸中必定含有氧的說法是不正確的（微課視頻截圖見圖5）。

生：化學家戴維敢于質(zhì)疑并推翻前人的理論，通過不斷實驗，堅信實驗結(jié)果，最終得到氯氣是一種單質(zhì)的正確結(jié)論。氯氣的發(fā)展進程非常曲折，化學家們?yōu)榱说贸雎葰庹_的性質(zhì)，可謂是歷盡千辛萬苦，我們更應(yīng)該好好學習！

【設(shè)計意圖】通過微課視頻展現(xiàn)科學家探究新物質(zhì)的不畏艱難困苦的勇氣、堅持不懈的精神，滲透科學本質(zhì)，給學生帶來極大的視覺沖突和精神鼓舞，加強學生對化學家的敬畏之心，培養(yǎng)學生對化學及科學的熱愛。

【問題3】

師：同學們能查閱資料并設(shè)計實驗方案來檢驗氯氣中是否含有氧嗎？

學生查閱資料、組成小組、設(shè)計方案，并交流哪一組的方案比較完善、可行。

【設(shè)計意圖】通過媒體信息，培養(yǎng)學生證據(jù)收集與歸納能力，引導學生設(shè)計實驗方案，設(shè)計檢驗含氧化合物的一般方法，建構(gòu)檢驗物質(zhì)的一種認知模型，培養(yǎng)模型認知的核心素養(yǎng)。

【過渡】

師：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，我們學習了氯氣的性質(zhì)，看看它都有哪些用途？

【播放化學史微課5】氯氣作為化學武器和生產(chǎn)生活用品的不同用途（微課視頻截圖見圖6）。

師：世界大戰(zhàn)中，氯氣作為毒氣使用，對人類造成巨大傷害。但是在當今的日常生活中氯氣也作消毒劑、漂白劑使用，大家來說一說各自的看法。

生：戰(zhàn)爭會給人們帶來巨大傷害，尤其是使用毒氣彈，會造成大量人員傷亡，污染環(huán)境，而且這種污染不是短時間內(nèi)就能消除的。我們要避免戰(zhàn)爭，避免使用毒氣彈。而將氯氣作為生活必需品使用，可以造福人類，給生活帶來許多便利。我們應(yīng)該看到事物的優(yōu)點，克服事物的缺點。

師：事物都有兩面性，人們既要利用事物好的一面，又要避開不好的一面。我們作為掌握化學知識的人，要為社會作貢獻、謀福祉，不能做有害社會的事！

【設(shè)計意圖】通過對比氯氣的用途，讓學生發(fā)表自己的看法，通過討論交流，使學生理解科學的倫理道德，感受到正確利用科學創(chuàng)造的重要性，培養(yǎng)學生為社會作貢獻，造福人類的價值觀念和社會責任感。

利用化學史素材，以串聯(lián)式教學模式開展教學，以學生的發(fā)展為暗線，明暗結(jié)合，提高化學核心素養(yǎng)。本堂課的基本流程如圖7所示。以氯及其化合物的化學史微課素材為明線，每個素材對應(yīng)微課視頻的不同功能：

微課1，以氯氣的發(fā)現(xiàn)作為創(chuàng)設(shè)情境的素材，激發(fā)學生對氯氣的疑問和興趣;

微課2描述了漂白的物質(zhì)和原理，但未局限于遐想，而是引導學生進行預測實驗，發(fā)揮微課的引導功能，同時有助于培養(yǎng)學生的探究精神與科學素養(yǎng);

微課3、4表達的是科學家敏捷的思維和開闊的眼界，不拘泥于已有的科學定論，用實驗結(jié)果說話，幫助學生建立學習元素化合物的一般思維和方法，發(fā)展學生的建模思想，培養(yǎng)模型認知素養(yǎng);

微課5與生活息息相關(guān)，讓學生在學習之余深刻體會化學對人類的影響，激發(fā)學生努力學習，為社會作貢獻。

整個課堂氣氛活躍，學生參與度高，更能體會到科學家探索未知領(lǐng)域的曲折歷程，學習他們的科學探究精神與勇氣，形成宏微結(jié)合、證據(jù)推理、社會責任感等化學學科核心素養(yǎng)。

4 討論與反思

1）化學史微課串聯(lián)式教學不同于以往的化學史教學脫離學生活動、孤立地講解化學史知識，該模式能夠結(jié)合化學史的邏輯和學生學習規(guī)律來設(shè)計教學，將化學史學習和課堂活動結(jié)合起來，逐步引導學生開展思考、討論與實驗探究活動。

2）運用該模式時，教師需要全面掌握相關(guān)主題下的化學史實，結(jié)合微課設(shè)計和化學史教學的特點，制作一批信息量大、能啟發(fā)學生思考的微課視頻，根據(jù)化學史內(nèi)容設(shè)計相關(guān)問題，使各教學環(huán)節(jié)緊密銜接。

3）教師要把握好課時進度，在有限的課堂時間內(nèi)把學生的學習活動凸顯出來，注重對學生的學習行為和結(jié)果進行反饋。此外，微課不能取代實驗操作，在有限的時間內(nèi)需引導學生開展局部的探究，或完成與化學史實相似的實驗探究。

4）核心素養(yǎng)的形成不能一蹴而就，證據(jù)推理能力、科學探究精神、社會責任感的培養(yǎng)等需要長期堅持以素養(yǎng)為本的教學。

本研究構(gòu)建了化學史微課串聯(lián)式教學模式并進行了教學實踐，該教學模式中的教學素材、問題、活動、素養(yǎng)等多個維度均形成線索，彼此緊密聯(lián)結(jié)，為探索發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的教學提供了新的路徑。

參考文獻

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項目來源：2019年廣西研究生教育創(chuàng)新計劃項目“基于中學化學學科核心素養(yǎng)的微課資源設(shè)計與開發(fā)研究——以化學史教學為例”（項目編號：YCSW2019061）;2018年廣西研究生教育改革項目“立足基礎(chǔ)教育的學科教學（化學）碩士研究生專業(yè)課程資源開發(fā)與實踐”（項目編號：JGY2018026）;廣西高等教育本科教學改革工程項目“化學教學論實踐課程主題項目式教學研究與實踐”（項目編號：2017JGB153）。

作者：黃瑩、李韻，廣西師范大學化學與藥學學院碩士研究生;唐勁軍，通訊作者，廣西師范大學化學與藥學學院，副教授，教育學

博士，研究生導師，從事化學課程與教學論研究（541004）。