基于化學史發展學生化學學科核心素養的教學研究

左玉 祁大焱 李艷茹 楊元貝

【摘 要】在化學教學中融合化學史內容是發展學生化學學科核心素養的有效方法，可以幫助學生了解知識的前因后果，還能培養學生縝密的科學思維和求真務實的科學態度。文章在教學主題選擇、教學目標預設、教學內容確定、教學模式實踐、教學過程實施、教學效果評價中融入“氯及其化合物”的教學設計，以期為基于化學史開展“素養為本”的教學提供參考。

【關鍵詞】化學史 學科核心素養 教學設計

【中圖分類號】G633.8? ? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）10-56-03

化學學科核心素養是學生通過化學課程的學習，逐步形成的適應個人終身發展和社會需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。學科核心素養的實現必須以知識教學為載體，課堂教學是發展學生學科核心素養的主陣地。化學學科核心素養的培養是化學教學的重中之重，應該貫穿于化學教學的全過程，可以基于化學史全面發展學生的化學學科核心素養。如何在化學教學中有效運用化學史，圍繞化學史進行教學設計，需要教育工作者進一步研究。

教學設計是教學過程中為達到教學目標而進行的必要環節。王克勤指出，教學設計即運用成體系的方法整理結合各種課程資源，對教學過程中相互聯系的各部分做出整體安排的一種構想，即以教學目標為方向，通過思考教什么、怎樣教以及預期結果所開展的策劃，是學與教過程中周密設計、實施和評價的方法。［1］基于此，本文從教學主題選擇、教學目標預設、教學內容確定、教學模式實踐、教學過程實施和教學效果評價出發，提出基于化學史發展化學學科核心素養的教學設計策略。

一、教學主題選擇

教學主題的選擇是教學設計的第一步，它源于教師對知識點的剖析和取舍。因此，教師需要從眾多知識點中選擇學生最需要掌握的，同時與社會生活接軌并能夠促進學生全面發展的知識，對其進行濃縮概括，從而得出恰當的教學主題。教學主題要聯系學生的生活實際，使學生能夠應用化學解釋生活現象，解決一定的生活問題。

基于以上的主題選取原則，本文選取人教版必修一第二章第二節“氯及其化合物”這一主題，探討基于化學史發展學科核心素養的教學設計，以期為開展素養為本的教學提供參考。核心素養的發展需要以核心知識為載體。［2］化學史素材能夠幫助學生認識化學知識的動態發展歷程，了解科學家利用科學的方法進行科學探究的全過程，體會化學學科在社會發展歷史進程中的重要作用，促進對科學本質的理解。

二、教學目標預設

教學目標是一切目標的基礎，它對所有學段發揮導向和評價功能。［3］因此，教學目標的設計十分關鍵。預設教學目標需注意以下三個方面：第一，三維目標較為分散，而學科核心素養是三維目標的對應和細化，可以通過建立它們之間的關系來實現新舊概念的過渡。第二，雙向細目表常用作考試命題的工具，命題者通過借助雙向細目表，可以明確測試內容、測試目標，以及測驗內容所占分數的比重。借助雙向細目表還可以幫助教師直觀地明確教學內容和教學內容所對應的學科素養及其水平。第三，可將一節課分為幾個教學板塊，具體分析每個板塊的學習策略、核心素養的體現、學業要求，之后再按照一定的邏輯將這些內容連接起來。

基于以上三個方面，將本節課的教學目標提煉如下：①通過了解氯氣發現史，結合氯氣相關知識的動態演變過程，認識氯及其化合物，培養學生證據推理與模型認知素養。②通過實驗探究進行思考，形成對氯氣與金屬的反應和鮮花變色實驗的認識，培養學生科學探究與創新意識素養。③通過回顧氯氣用作武器參與戰爭的史實，思考分析氯氣的有關性質，培養學生科學態度與社會責任素養。

三、教學內容確定

教學內容的確定需要考慮以下三個方面：第一，是否能夠實現教學目標，教學目標為教學設計指明方向，因此它是確定教學內容的首要原則。第二，是否能夠發展學生的學科核心素養，教師選擇具有教育意義的、動態的、探究性的內容，例如將化學史穿插于課堂教學中，不僅可以使學生自主建構完整的知識結構，而且能夠提升學生的動手能力，培養學科素養，使學生掌握科學探究的方法和技能。第三，教師應突破框架束縛，選取國內外前沿的、創新的、具有實踐性的新科學和新技術，使學生了解其基本原理和研究意義，以此引導學生樹立創新意識，拓寬學生的視野。

本節課中，學生需要認識氯氣這一物質，同時探究氯氣及其化合物的相關性質。通過學生對“氯的由來”的化學史實的學習與思考，關注學生的科學探究與創新意識、證據推理與模型認知素養的發展。具體來說，先通過穿插氯的發現史，對比舍勒與戴維發現新物質時的態度，引導學生進行思考，從而形成知識的動態演變過程，降低學生接受和理解新物質的難度，同時發展學生科學探究與創新意識素養。再通過展示氯氣作為化學武器在戰場上的應用，教師和學生利用所學的新知識一起探究與分析一系列現象產生的原因，培養學生證據推理與模型認知素養。另外，通過實驗探究、將知識聯系生活實際等教學方式，使學生便于理解和吸收知識。具體的相關史料整理如表1所示。

四、教學模式實踐

劉知新教授認為，教學模式是以一種教育思想或理論為導向，建立起的一種能夠完成教學任務、達到教學目標的系統的運行方式。［4］化學教學包含理論和實驗兩大部分。一些教師在理論教學中容易出現教學方法傳統、教學內容單一、教學思維有待創新、教學效率不高等問題。一些教師在實驗教學中習慣為學生提供完整的實驗方案、制訂框架、告知結論，學生依照既定的思路操作實驗，沒有獨立思考和創造的機會，無法培養創新意識和思維。對此，教師應綜合課程標準要求和社會對于人才培養的要求，以學生為主體，培養學生的創新思維。教學模式實踐的形式可采用線上線下相結合的混合教學形式。

本節課采取實驗探究的教學模式，凸顯以學生為中心的理念。為了確保教學過程的完整性，此教學模式將在教學實施過程中展現。

五、教學過程實施

教學過程的創設相當于教學實踐的預演，能夠保證實際教學的流暢性和邏輯性，提高教學質量。教學過程的實施需要關注三點：第一，是否具有相應的教學條件，如探究實驗中必要的實驗器材是否齊全，實驗時間是否足夠，等等。第二，是否能夠最大限度地實現教學目標，完成教學任務，如通過情景劇的形式引出課題，讓學生親身參與，對相關問題進行思考。第三，是否能夠切實提高學生的相關素養，教師為確保學生能在有限的教學時間里學到更多，應盡可能地使教學過程中的每個活動、每句話都有意義，并切實關注學生的感受和收獲。本節課圍繞上述三個要點實施教學過程，具體如下：

情境引入：在新型冠狀病毒肺炎疫情期間，日常消毒是必不可少的，大家一般用什么來消毒呢？

學生回答：酒精、84消毒液等。

教師聯系實際：利用多媒體向學生展示《人民日報》宣傳防疫知識的文章。

教師講解：日常生活中常用的消毒劑主要分為三類，即酚類消毒劑、以84消毒液為代表的含氯消毒劑、季銨鹽類消毒劑。其中，84消毒液是我們在生活中最常用的，大家是否了解它呢？它的成分、原理各是什么？下面我們帶著問題進入今天的“氯及其化合物”的學習。

教師引入：請大家觀看“氯的來源”的動畫視頻，了解氯的由來。

教師提問：了解氯的發現史后，大家有何收獲？（引導學生用科學探究精神和創新意識來認識氯的發現史）

學生活動：小組討論后選代表發言。

教師引導：接下來我們了解一下氯的性質和用途等。

實驗探究：教師進行實驗演示，要求學生仔細觀察，小組討論，完成記錄。

實驗一：在空氣中點燃氫氣，然后把導管緩緩伸入盛滿氯氣的集氣瓶中。

實驗二：取干燥和濕潤的有色紙條各一條，分別放入兩個盛有干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片。

實驗三：將有色鮮花放入盛有干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片。

教師活動：引導學生進行總結。

學生得出結論：

實驗一：純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發出蒼白火焰，生成HCl，它在空氣中與水蒸氣結合，呈霧狀，即我們常用的鹽酸。

實驗二：濕潤的有色紙條褪色，干燥的有色紙條無變化，其變量是水，在常溫下，溶于水中的部分氯氣與水發生反應，生成次氯酸（HClO），次氯酸具有很強的氧化性。

實驗三：干燥的氯氣使有色鮮花變色，說明次氯酸可以使某些染料和有機色素褪色，因此次氯酸可作棉、麻、紙張的漂白劑。

教師引導：大家知道的漂白劑還有哪些？次氯酸在漂白劑中的應用是從什么時候開始的？大家一起看一則資料，一定會有意外的收獲。

1915年第一次世界大戰中，氯氣作為化學武器在戰場上出現，導致士兵中毒。（回顧歷史，同時出示一系列相關圖片，請學生運用所學知識解釋）

學生活動：思考、討論并解釋現象。

教師活動：氯氣應用于戰場上，受到了人們的譴責，而使氯氣出現在戰場上的人是哈伯，大家對他有何看法？（引導學生從科學態度和社會責任的角度思考，教育學生做德才兼備的人）

教師活動：回歸生活，詢問漂白粉和漂粉精的原理。教師以化學方程式為基礎進行系統講解。

教師總結：本節課重點為氯氣的來源、性質，與金屬、水、堿的不同反應，對化學史的反思。

作業布置：查找資料（氯氣在生活中的應用實例）。

六、教學效果評價

教學效果評價能幫助教師對教學設計進行反復雕琢。反饋評價可以通過四個途徑收集：第一，導師和督導組的評價。導師和督導組有著豐富的聽課經驗和教學閱歷，他們的評價極具參考價值。第二，同事的評價。通過邀請同事聽課評課，請求他們給予指導性意見。第三，學生的評價。學生的切身體驗是教師教學過程中最應重視的部分，因此學生的意見十分寶貴。第四，教師的自我評價。教師本人完整地參與教學全過程，他們可以通過回憶、反思，進行自我評價。這也是教師教學過程中的點睛之筆，有益于教師教學能力的提升。

本節課通過真實的情境導入課題，以化學史為線索，設置了較為規范合理的教學目標，采取了實驗探究的教學模式，整個教學過程較為完整。但是在具體的實施過程中，仍存在一些問題有待改正，如在課堂過渡環節以及細節處理上仍需改善。

在教學中融入與教學內容相匹配的化學史，以化學史內容尋根溯源，推進教學，不僅能促進學生對知識的理解，注重相關知識體系的建構，而且還能發展學生的化學學科核心素養。因此，教師應該不斷挖掘化學史的教學價值，在課堂上創新引用化學史，從而全面培養學生的化學學科核心素養。此外，教師也可以從化學史的其他切入點入手，關注多維度的化學史研究，以充分發揮化學史的價值，使課程內容和化學史料渾然一體、相輔相成，促進學生化學學科核心素養的發展。［5］

【參考文獻】

［1］王克勤．化學教學論［M］．北京：科學出版社，2006：107．

［2］莊乾敏，劉冰，張雪．基于化學史發展學生學科核心素養的教學：以“膠體”為例［J］．化學教育（中英文），2019，40（13）：29．

［3］姜建文，王麗珊．基于核心素養的化學教學目標設計策略［J］．化學教育（中英文），2020，41（5）：37．

［4］劉知新．化學教學論：第5版［M］．北京：高等教育出版社，2018：128．

［5］劉貝貝，嚴文法．基于化學史學科核心素養培養價值的教學設計：以新人教版必修第一冊“電解質的電離”為例［J］．化學教學，2021（9）：55．