化學史情境在高中化學教學中的有效融合

陳鑾

摘 要：高中化學教學中融合化學史是培育學生學科核心素養，促進學生全面發展，提高課堂效率的有效途徑。化學史在高中化學教學中的有效融合要注意：選擇史料的限度，融合方法的廣度，課堂融合的深度以及學科核心素養的高度。

關鍵詞：化學史；化學教學；有效融合；核心素養

一、問題的提出

《普通高中化學課程標準》（2017版2020修訂）提出教師要“有效利用化學史的素材，幫助學生認識科學理論會隨著技術手段的進步和實驗證據的豐富而發展，從而增進對科學本質的理解[1]”。教育部考試中心提出的高考評價體系指出，化學考試考查載體必須是真實情境，包含日常生活情境、生產環保情境、化學史料情境等。因此，基于真實情境的命題是測評學科能力的重要手段，基于真實情境的教學則是落實核心素養的有效方法[2]。研究近五年各地高考試題，利用中華優秀傳統文化作為情境的創設占有較為穩定的比例。化學史料情境作為真實情境的重要組成部分，在高中化學教學中進行融合是學科教學的基本要求。

基于化學史料的教學，可以引導學生置身于化學科學發展史的長河中，了解當時的歷史文化背景，真切、生動地感受科學知識的生成過程、科學概念和原理的發展過程，引發學生對相關化學知識、理論的理解的深度學習[3]。把化學史滲透在高中化學教學中，可以有效培育學生的化學學科核心素養，實現教學目標。化學史是人類發展的歷程，涉及人的德智體美勞各方面的發展，充分利用化學史的這個特性，進行“五育”融合教學，能夠促進人的全面發展。

高中化學部分內容比較抽象、枯燥，容易導致學生失去學習興趣和信心。課堂教學中融入化學史，可以有效激發學生的學習興趣。通過對本校高一年級115個學生的問卷調查統計，結果如圖1和圖2：

從數據說明：高中化學課堂有效融入化學史是激發學生學習興趣，提高學習效率的一條有效途徑。

通過對本校化學教師的問卷調查及對其他學校的化學教師訪談，發現教師對利用化學史情境在高中化學教學中進行融合，認為是必要的，但是在教學設計中對化學史的使用頻率只有28%，而專門設計化學史教學的頻率僅為7%。現代高中化學教學中，教師融入化學史，目的是創設情境和激發課堂的趣味性，但是教師只利用課本或教參里面的化學史內容，缺乏更深入的歷史追溯。經過長時間的實踐研究，筆者對化學史在高中化學教學中的有效融合總結了幾點策略。

二、高中化學教學中有效融合化學史的策略

（一）融合化學史要注意選擇限度

以化學史為情境素材創設問題情境，能夠實現“化學史”與“知識內容”“核心素養”的融合，但實際使用時，教師要結合教學目標、學生學情以及知識內容進行甄選，且必要時進行加工與處理[4]。化學史料是非常豐富的，從國內到國外，從古代到現代。如何選取有效的化學史融合到教學中，需要結合教學需求、時機，進行分析篩選。

1.國內外化學史的選擇

國外的化學史，盡量選擇學生比較熟悉的人物事跡、比較有趣的化學史料。在以歷史為軸線進行教學設計時，一定要選擇與教學內容聯系緊密的化學史材料，并不是所有的課題都適合。對歷史素材的選擇，要考慮學生的認知水平和知識儲備，選擇可靠、有趣的、學生能接受的[5]。作為中國人對外國的人物事件較為陌生，出名的人物、有趣的事件，易于給學生留下深刻印象，這既是激發學習興趣，也是降低教學難點。國內化學史，在上述相同選擇原則下，應盡量選擇具有家鄉文化色彩的化學史。像《硫的轉化》教學中硫的作用，引用明清兩朝就開始開發利用的廈門湯里硫黃溫泉，介紹硫黃溫泉的特殊功效，學生馬上就興致高昂。中華優秀傳統文化豐富多彩，發掘其中的化學史進行教學融合，是增強學生民族自豪感，提升民族責任感的有效途徑。古代和化學史有關的書籍主要有《周易參同契》《神農本草經》《天工開物》等，備課的時候可以從這些書籍去挖掘相關史料，進行有效的融合。

2.正反面化學史的選擇

化學史料有正面的，也有反面的，如何正確使用，要認真分析。在立德樹人的教育理念下，教師應該盡量選擇正面材料，給學生營造一個積極向上的學習環境，讓學生對學習充滿信心，培育健康的人生觀、世界觀。像魯科版高中化學新教材就增加了較多正面的化學史素材，像侯氏制堿法，設計成了微項目學習。這是對教學的支持，也是對化學史在高中化學教學中的有效融合的示范。對反面的史料，學生會印象深刻，但是經常給學生造成談化學色變的恐懼心理，應該適當避開。如果遇到必須采用的情況，必須有正確的引導，讓學生辯證地認識事件，從而樹立正確的人生態度。例如：《硫的轉化》講解硫酸廠生產硫酸時，教材中有酸雨的危害，這時可以引用1994年重慶的酸雨，黑色的雨水pH值低到3.9，對生產生活造成了巨大損失。緊接著讓學生當研究員，分析如何減少酸雨。用化學知識來解決危害，樹立正面的形象，增強學生保護環境的意識，實現對學生的德育，達到提升學生學科核心素養的目標。

（二）融合化學史要注意方法廣度

高中化學的課時是有限的，但是要修習的內容很多，化學教學中有效融合化學史，要采用多種多樣的方法。化學史課堂融合中，很多教師都會采用視頻、圖片、文字來進行。教師可以將化學史制作成動畫，甚至是游戲，激發學生的學習興趣。除了課堂融合化學史，還可以制作成微課，課間的時候播放，讓學生自主學習。除此，還可以充分利用課前學案和課后校本作業融合化學史，既是自主學習能力的提高，又充分利用時間，解決化學課時緊張問題。將化學史設計成學習素材和測試題的問題情境，為落實“教、學、評”一體化提供載體[6]。例如：《硫的轉化》習題設計：中國古代第一本藥學專著《神農本草經》對硫磺有記載“石硫磺能化金銀銅鐵，奇物”，這里體現了硫磺的什么性質？A.氧化性 B.還原性 C.既有氧化性又有還原性 D.沒有涉及氧化還原反應。還可以設計成根據化學史情境書寫化學方程式，還能設計成實驗分析題，有助于學生提升宏觀辨識和微觀探析的學科核心素養。

（三）融合化學史要注意課堂深度

高中化學教學融合化學史，要盡可能用一個化學史料作為情境，貫穿整個化學課堂，讓學生體會化學知識的發展歷程和科學家的思維方法，單個史料教學功能的充分挖掘，是教師要研究的課堂深度。如果能把相關化學史設計成項目式學習，重現科學探究過程，提升學生的學科核心素養，這是最佳的化學史融合效果，有利于促進學生的全面發展。但是由于化學課堂教學內容的局限性，不是每堂課都能做到這點，很多教師也放棄在課堂花時間和精力研究。大多數教師在高中化學教學中融入化學史最常用的就是創設情境，引入新課，只考慮到激發學生的學習興趣，后續就不再充分挖掘這個化學史的教學功能了，這樣的融合浮于表面，沒有深度挖掘化學史應有的作用。如何在后續課堂教學中深度融合，是一個需要探討的問題。例如：《硫的轉化》，開篇歷史引入中有硫酸生產，魯科版書本中有硫酸工業發展史，可以充分利用硫酸工業發展，讓學生利用價類二維圖充分理解硫的轉化，進一步提高學習效率。所以課堂中化學史的深度融合，是化學史有效融合需要特別進行研究的方向，雖然無法每一堂課都能進行有效的深度的融合，但是當引用一個化學史的時候，都要認真研究如何充分發揮它的功能，達到課堂深度融合。

課堂的深度融合除了學習內容的深度融合，應盡可能實現“五育”并舉，提高化學史的育人價值。像硫酸的生產，除了進行硫的轉化分析，還應該進行勞動生產的教育，體會工人生產的辛勞；進行環保教育，提高學生的思想素質，從而達到化學史在高中化學教學中的深度融合。

（四）融合化學史要注意素養高度

化學史上的每一次進步，是許多偉大的科學家千辛萬苦地探索和艱辛地努力得到的，體現了科學家的科學探究和創新精神，為科學奉獻的精神，因此，化學史是對學生進行“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”核心素養培育的重要載體。教學設計中融合化學史，有利于學生德智體美勞發展的方面，促進學生的全面發展。進行教學設計時，教師要盡量選擇覆蓋學科核心素養各個層面的化學史內容，在教學中進行素養的培育與滲透；在備課過程中，教師一定將核心素養目標確定清楚，尋找合適的化學史，以實現核心素養目標。

三、高中化學教學中有效融合化學史的實例

以高中化學魯科版必修一《硫的轉化》主要教學環節融合化學史的教學為例。硫元素在中國歷史上的使用是比較早的，可以從較多的古代文獻中查找到資料。開端引入硫元素的發展史，中間教學中深度融合教材中硫酸生產的化學史，目的在于讓學生體會硫元素在生產生活中的重要作用，從而提高學習效率。同時，通過這些化學史料的有效融合，對學生進行“德育”“智育”“勞育”，促進學生的全面發展（見圖3所示）。

（一）教學與評價思路如下圖：

（二）教學流程

環節一：展示硫的發展史。

設計意圖：利用環節一展示硫的發展史，激發學生的學習興趣，讓學生體會知識的發展是人類社會共同努力的結果，培養其社會責任感。中外歷史的發展對比，可以讓學生體會我國古代的發展優勢，樹立民族自豪感，實現對學生的“德育”。

環節二：硫元素價類二維圖的繪制和分析。

1.通過物質的類別分析硫的性質

1776年，法國化學家拉瓦錫確定了硫是一種元素。硫是非金屬元素，類比學過的氯氣、氧氣，讓學生討論分析硫的性質：①與金屬反應（Fe、Na等）。②與其他非金屬反應（H₂、O₂）。

設計意圖：通過大家熟悉的歷史人物拉瓦錫發現硫元素，了解硫雖然使用很早，但是其作為一種元素，是在近代才確定的，體會化學研究隨社會發展而加速發展，樹立科學探究的信念。

2.通過化合價分析硫的性質

引導學生從化合價討論總結：硫單質中硫元素的化合價是0價，是硫的中間價，既體現氧化性又體現還原性，能和還原劑（Fe、Cu等）和氧化劑（O₂）反應。

《神農本草經》對硫磺的記載“石硫磺能化金銀銅鐵，奇物”，引入硫和鐵的反應，然后組織學生進行實驗，討論總結。對比硫和氯氣分別和銅和鐵反應的化學方程式，了解硫的氧化性較弱。

拓展應用：黑火藥的反應方程：S+2KNO₃+3C=K₂S+3CO₂↑+N₂↑，分析硫的性質。

設計意圖：利用課堂引入的信息，讓學生進行硫的性質分析，以便達到化學史的深度融合，體會化學史中蘊含的科學知識和社會發展，滲透學生宏觀辨識與微觀探析以及證據推理與模型認知的學科核心素養，實現對學生的“德育”與“智育”。

環節三：不同價態硫元素之間的轉化。

1.學生自主閱讀教材魯科版化學必修一第100頁“硫酸工業生產的演變”了解硫酸生產的發展歷史，并結合價類二維圖討論硫磺如何轉化成硫酸。

2.實驗室模擬硫磺生產硫酸，實現硫從0價到+6價的轉化（見圖5）：

3.組織學生討論：硫元素怎么實現從+6價到0價的轉化；組織學生進行實驗，總結不同價態硫元素之間的轉化，幫助學生構建研究元素的方法模式。

設計意圖：充分利用教材化學史，深度融合到課堂中，使得化學和生產生活充分聯系起來，有效激發學生的科學探究精神和社會責任感，充分提升學生的學科核心素養，發揮化學史的“德育”“勞育”作用。

環節四：組織學生討論總結SO2的性質。

1.從化合價角度探討SO2的性質：氧化性和還原性，梳理相關反應化學方程式。

2.從類別角度探討SO2的性質（讓學生類比CO2），并梳理相關反應化學方程式。

通過1702年，施塔爾（化學家）第一次用堿溶液吸收硫燃燒生成的氣體，得到亞硫酸鹽，推理SO2是酸性氧化物，然后讓學生自主討論總結SO2作為酸性氧化物有哪些性質。

設計意圖：利用科學家的實驗進行啟發，培育學生“宏觀辨識與微觀探析”的學科核心素養。

3.二氧化硫的漂白性和用途。

設計意圖：通過古代和現代對SO2漂白性認識的對比，讓學生體會科學的發展歷程，培育學生的學科核心素養。從理論對比、實驗探究到價值認識，讓學生從思維上升到實踐，并樹立正確的價值觀，實現化學史的德育滲透。

結束語

高中化學教學中有效融合化學史，可以激發學生學習興趣，實現“五育”并舉，很好地培養學生的學科核心素養。化學史的有效融合，需要教師進行精心篩選有意義的化學史，研究融合的最佳方式，在最恰當的時機融入教學，力求做到融合自然貼切，才能收到化學史融合教學應有的效果。?

參考文獻

[1]夏金金，王世存.基于Achieve分析模型的新高考化學試題與課程標準的一致性研究：以湖南省2021年普通高中學業水平選擇性考試為例[J].教育測量與評價，2021（12）：41-49.

[2]單旭峰.基于高考評價體系的化學科考試內容改革實施路徑[J].中國考試，2019（12）：45-52.

[3]鄭璇.以化學史料為情境培育學科核心素養：以“苯的結構和性質”為例[J].理科考試研究，2021，28（19）：55-58.

[4]呂軍.融合化學史的“合成氨生產條件的確定”教學探究[J].中學化學教學參考，2021（24）：50-51.

[5]趙娜娜.新舊人教版高中化學必修模塊中化學史的比較研究[D].重慶：西南大學，2021.

[6]唐勁軍，郭明魁，林小榮.高中必修教科書化學史的素養功能及應用策略[J].教學與管理，2021（19）：75-77.