科學家精神融入高中化學課堂的實踐探索

覃秋明

［摘 要］科學家精神包含愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人等六個方面?；瘜W學科核心素養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等五個方面。文章聚焦科學家精神與高中化學課堂相融合的育人目標、整體設計思路、教學策略及教學過程與方法，并以蘇教版高中化學必修第二冊中的“化學能源與電能的轉化”一課為例，闡述具體的教學過程。把科學家精神融入高中化學課堂，可使學生對科學家精神的認同從情感認同上升到價值認同。

［關鍵詞］科學家精神；高中化學；育人目標；教學過程

［中圖分類號］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）17-0056-04

2019年5月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳出臺了《關于進一步弘揚科學家精神加強作風和學風建設的意見》，提出要大力弘揚以愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人為核心內涵的科學家精神。習近平總書記指出“科學成就離不開精神支撐?？茖W家精神是科技工作者在長期科學實踐中積累的寶貴精神財富”，并重點闡述愛國精神和創新精神，強調“科學無國界，科學家有祖國”；要不斷提高創造性思辨的能力。

科學家精神是中國共產黨人精神譜系的重要組成部分，同時體現了中國傳統文化的民族性和展現了中國社會主義建設實踐發展的時代性，全面融合了教育、科技、人才的育人元素，具有巨大的育人價值和榜樣示范作用?！吨袊鴮W生發展核心素養》中的六大核心素養包含“科學精神”與“人文底蘊”，而科學家精神不僅源自“科學”的文化，還包含“人文”的素養，是兩者的有機融合?；瘜W學科核心素養包括“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”等五個方面?？梢姡茖W家精神既蘊含著強大的思政育人功能，又與化學學科核心素養培養目標高度契合。課堂是教學的主渠道，只有通過教學的目標、內容、過程和方法等載體將科學家精神融入課堂的各個環節，才能讓學生對科學家精神的認同從情感認同上升到價值認同。筆者通過研究科學家精神與高中化學課堂相融合的育人目標、整體設計思路、教學策略、教學過程與方法，把科學家精神的培育融入課堂教學當中，做到如鹽化水、潤物無聲。

一、科學家精神融入高中化學課堂的育人目標

圍繞化學學科核心素養，基于化學學科特點和學情分析，結合科學家精神的內涵和中小學德育內容，可凝練出科學家精神與高中化學課堂相融合的三大核心育人目標：愛國情懷與文化自信、求實創新與科學思維、團結協作與立己達人。

（一）愛國情懷與文化自信

從知識形成和發展的角度來看，科學知識不是簡單的認知成果，而是科學家通過孜孜不倦地追求，以生命和熱血譜寫的壯麗華章。相較于科學知識，蘊藏在科學知識背后的科學家故事、科學家的品格和精神境界，對學生更有深遠的教育意義。關注我國科學家取得的科學成就及其偉大貢獻，不僅可以彰顯我國的科技實力，還可以增強學生的愛國情感與文化自信。

（二）求實創新與科學思維

科學家在革故鼎新的創造中展現的求真務實、勇于創新、敢于質疑的重要精神，是學生應重點培養的科學素養。只有擁有求實創新精神和科學思維的時代青年方能成大才、擔大任。教師應讓學生體驗科學家的研究歷程，領略科學家的辯證性思維，從而引發學生思考，在學習知識的同時訓練科學思維。

（三）團結協作與立己達人

正如錢學森所說“原子彈、氫彈、導彈、衛星的研究、設計、制造和實驗，是幾千名科學技術專家通力合作的成果，不是哪一個科學家獨立的創造”，科學家依托團隊開展科研攻關，團隊成員各自發揮優勢，通力合作、集智攻關，是產生重大科研成果不可或缺的力量之源。在教學中，教師要培養學生尊重他人、關注集體、樂于分享、積極合作的習慣，形成團結協作、立己達人的精神。

二、科學家精神融入高中化學課堂的整體設計思路

（一）教育理論基礎

建構主義學習理論：教師創設真實情境，學生解決現實問題。

人本主義學習理論：教師創設問題情境，激發學生的求知欲，學生主動參與學習。

積極心理學理論：展現科學家的研究歷程及其精神，激勵學生積極面對學習挑戰。

（二）化學學科育人理念

通過整合教育理論、科學家精神、化學學科核心素養及中小學德育等相關內容，形成“至誠報國、求實創新、綠色化學、立己達人”的化學學科育人理念。

（三）科學家精神融入高中化學課堂的整體設計思路

科學家精神融入高中化學課堂的整體設計思路如圖1所示。

三、科學家精神融入高中化學課堂的教學策略

（一）以科學家故事引領價值觀，培養學生愛國情懷和文化自信

結合相關知識點植入科學家故事，讓學生在學習知識的過程中領悟科學家精神，潛移默化地形成愛國情懷。如在 “有機化合物的獲得與應用”教學中講到化石燃料的勘探時，可以講述黃大年舍棄國外優厚待遇，回國為祖國“巡天探地潛?！保钛a多項技術空白，為深地資源探測和國防安全建設做出突出貢獻的感人故事；在“鈉的化合物”教學中講到碳酸鈉的性質與用途時，可以講述侯德榜改進索爾維法，發明侯氏制堿法，降低成本減少污染的故事，展現科學家以建設國家為己任的社會責任感。

挖掘中華優秀傳統文化與現代科學融合的成果，使學生對中華優秀傳統文化與現代化學發展的聯系有所了解，提升學生的文化自信和民族自豪感。如在“物質的分離提純”教學中介紹萃取的方法時，可以講述屠呦呦從《肘后備急方》關于青蒿抗瘧的記載中獲得靈感，用乙醚萃取青蒿素治療瘧疾的事跡；可以介紹用“超臨界萃取”技術去除雜質，萃取《本草綱目》記載的蛇脂（蛇油）來生產護膚品的故事。又如在“物質的檢驗”教學中講到借助儀器分析化學物質的組成時，可以介紹利用能量色散X射線熒光分析儀分析胎和釉的化學成分，使1500多年前的“邢窯白瓷”制瓷技術重現。

（二）采用多樣化教學方法，培育學生求實創新精神

恰當采用多樣化的教學方法，充分調動學生的參與積極性，既能提高教學有效性，又有助于培養學生的求實創新精神?；瘜W課堂可以采用的教與學的方法有教師講授、啟發引導、獨立思考、交流討論、小組合作、實驗探究、社會調研等，恰當運用這些方法能夠明顯提高教學效果，達成育人目標。教師要理順知識間的邏輯關系，設計好教學內容，選擇最佳教學方法，讓學生在教學活動中運用化學知識實事求是地看待問題、解決問題，加深對“碳中和”“綠色化學”的理解，增強人類命運共同體的意識，用創新思維推進生態文明建設。

（三）強化學法指導，促進學生思維進階發展

教學方法包括教師教的方法和學生學的方法兩大方面，是教法與學法的統一。教法必須依據學法，否則便會因缺乏針對性和可行性而不能達到預期的目的。但由于教師在教學過程中處于主導地位，所以學法往往被弱化。因此，教師要轉變觀念，在教學過程中強化對學生學法的指導，以促進學生形成科學思維及自主學習的能力。在物質的性質、制法、實驗探索等知識的教學中，宜采用問題式指導法，讓學生通過動手實驗尋求現象與本質的聯系，建立已知與未知之間的邏輯體系，形成新知識結構，從而獲得新學法，領悟新知識。在實驗操作、計算等技能性知識的教學中，宜采用示范式指導法和嘗試式指導法，引導學生嘗試探究、發現和歸納新知識，教師在關鍵處予以點撥，學生在頓悟中理解和運用學法，沉浸式體驗科學家探究新知的思維過程。

（四）創設合作情境培養協作精神

調研科學家協同合作的研究成果，增強學生團結合作意識。組織學生以不同的形式調研科學家的科學研究歷程，如讓學生通過觀看電視劇和查詢資料了解屠呦呦帶領科研團隊，發揚團結協作精神，成功提取青蒿素用于瘧疾治療的艱難歷程；黃大年帶領全國400多位優秀科技人員，開展“高精度航空重力測量技術”和“深部探測關鍵儀器裝備研制與實驗”兩個重大項目攻關的研究過程；徐光憲團隊研究稀土元素的分離及應用等故事，感悟團隊合作的力量。

學生開展沉浸式合作學習，感悟團結協作和立己達人的價值。創建課堂內外的實踐活動，如學生實驗、社會調研及問題研討等，為學生搭建合作學習平臺，引導學生組建合作團隊，分工合作完成任務，讓學生在身體力行中逐漸重視團隊力量，學會集智攻關、團結協作、勇于擔當。學生通過組建合作團隊、搭建成長共同體、形成共同目標、合理分工、溝通交流、競爭合作、分享結果、展示成果等過程，提高學習興趣，培養合作精神，認識到個人只有在團隊中才能發揮最大價值，在潛移默化中逐步形成立己達人的意識，更深刻地領悟團結協作的精神。

四、科學家精神融入高中化學課堂的教學過程與方法

下面根據上述的育人目標、整體設計思路及教學策略，以蘇教版高中化學必修第二冊中的“化學能源與電能的轉化”的教學內容為例，具體闡述科學家精神融入高中化學課堂的教學過程與方法，以達到科學家精神教育與教學內容自然融合、潤物無聲的育人效果。

（一）科學家精神融入高中化學課堂的教學流程

科學家精神融入高中化學課堂的教學流程如下：引入—活動探究—分析歸納原電池的原理及電極反應式—活動探究—學生討論（嘗試說出組成原電池的條件）—師生共同歸納（組成原電池的條件）—思考應用（能組成原電池并產生電流的裝置）—指導學生制作簡易電池—交流討論—介紹生活中常見的電池。

（二）科學家精神融入高中化學課堂的教學過程及方法

科學家精神融入高中化學課堂的教學過程及方法如表1所示。

五、科學家精神融入高中化學課堂的實踐反思

（一）教師增強對科學家精神的認同

融合科學家精神的教育教學，對教師的綜合素養提出了更高的要求，教師要在學情分析、教材理解、教學目標確立、教學方法篩選、教育素材運用上做更多思考，選擇最優方案。教育傳遞的不僅是知識與技能，更是情感與價值。教師對科學家精神有獨到的領悟，并在課堂教學過程中展現出來，將潛移默化地影響學生的科學精神與價值觀。

（二）融合方能實現價值認同

愛國與奉獻是科學家精神的靈魂底色，求實創新是科學家精神的價值取向，協同育人是科學家精神的血脈賡續，學生對科學家精神的認同最初多是情感認同。學校教育的主渠道是學科教學，唯有在學科教學過程中深挖學科教學內容、學科核心素養與科學家精神的契合點，融合形成核心育人目標，再精心設計教學過程，適切運用教法與學法，減少低效無效環節，充分調動學生學習的積極性，讓他們成為課堂的主角，通過沉浸式的學習感悟踐行科學家精神的價值，才能使學生對科學家精神的認同從情感認同上升到價值認同，同時提高教師的教學效益，促進有效教學。

（三）開展情境教學，實現沉浸式教育

一是利用情境素材設計情境問題。引導學生重走科學探究之路，在實驗探究中學會優化實驗方案，尋找最佳實驗方法，尊重事實和依據，獨立思考，對新發現做出判斷、推測和驗證，有助于培養學生嚴謹的科學思維，樹立“碳中和”、生態文明和綠色化學意識。二是重現科學家研究的過程。讓學生通過合作實驗、討論分享，深刻體會科學家的研究歷程，有助于培養學生求實創新與團結協作的科學精神。三是講述和再現科學家的故事。學生通過閱讀觀看、討論交流科學家故事，感悟科學家愛國奉獻的精神，有助于增強自身對科學家精神的情感認同和價值認同。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

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