在中學化學教學中融入化學史教育的研究

盧子怡 黃燕敏 黃華乾

【摘 要】在中學化學教學中進行化學史教育符合課程標準的要求和化學教材的變化趨勢。當前，部分教師存在對化學史的教育功能認識窄化，滲透化學史的方式單一，對化學史素材的挖掘不夠深入的問題。對此，要強化化學史教育的功能，積極開發多種教學方式促進化學史與化學教學融合，加強師范生對化學史知識的重視程度，重視教師的職后學習培訓。

【關鍵詞】化學史教育 中學化學 解決路徑

【中圖分類號】G633.8? ? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）11-58-04

盧子怡 / 南寧師范大學化學與材料學院，從事學科教學（化學）研究；黃燕敏 / 南寧師范大學化學與材料學院，教授，從事有機合成、綠色農藥研究；黃華乾 / 南寧師范大學教務處，教師，從事學科教學（化學）研究（南寧 530001）

【基金項目】2020年廣西學位與研究生教育改革課題“地方高校研究生教育課程建設及管理機制的研究與實踐”（JGY2020116）

我國著名化學家傅鷹說：“化學給人以知識，化學史給人以智慧。”化學史是化學科學與歷史科學的融合，是化學知識和化學研究方法的認知積累過程，是化學思想和思維演變和提升的過程，是化學學科的升華。縱觀國內學者對化學史的研究，主要包括對化學史教育功能的研究、基于化學史教學設計的研究、關于化學史的教材研究等。本文探討在中學化學教學中進行化學史教育的必要性、實施情況調查、存在的問題，并提出優化路徑。

一、在中學化學教學中進行化學史教育的必要性

（一）課程標準的要求

課程標準體現黨和國家的教育理念和教育方針，是教材編寫、教師教學、評估、考試命題的依據。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》在情境素材建議中多次提到有關化學史的內容，必修教材的五個主題都涉及化學史素材，例如主題一化學科學與實驗探究中涉及電離理論的建立、氯氣的發現、青蒿素的提取等化學史知識。依據課程標準開展化學史教育，有助于培養學生的化學學科核心素養，體現了化學史的育人功能，例如通過學習電離理論的建立，培養學生的變化觀念與平衡思想的核心素養。義務教育階段也十分重視化學史教育。《義務教育化學課程標準（2022年版）》的情境素材建議也涉及較多化學史，例如氧氣、酸堿指示劑的發現、原子結構模型的建立和發展等。這充分反映了課程標準對化學史的重視和對化學史教育理念的肯定。

（二）符合化學教材變化趨勢

教材是課程標準的具體化，是教師上課的依據，是學生學習知識的載體。通過對比高中人教版化學必修一的新舊版化學教材發現，化學史內容呈現形式更加多樣化，出現的頻率也有所增加。新版化學教材中，化學史內容不只出現在“科學史話”欄目，“化學與職業”“科學·技術·社會”“研究與實踐”等欄目也有所涉及。舊版高中人教版化學教材必修一有17處呈現化學史內容，新版高中人教版化學教材必修一則有26處呈現化學史內容，新版教材涉及化學史的習題也有所增加，從而提高了化學史在教學評價中的作用，有效促進化學史教育貫穿“教、學、評”的整個過程。

二、化學史教育在中學教學中的實施情況調查

為了了解化學史教育在中學教學中的實施情況，筆者對陜西X初中的兩位化學教師和Y高中的六位化學教師進行了訪談。學歷范圍包括本科和研究生，教學經驗方面涵蓋專家型教師、熟手型教師和新手型教師，因此具有一定的代表性。訪談包括“每學期教學涉及化學史的頻率是怎么樣的？進行化學史教育的作用是什么？如何在教學中進行化學史教育？學習化學史的途徑是什么？大學期間是否學習過化學史？掌握情況如何？”等問題。通過總結訪談內容得出以下結論：①接受訪談教師每學期運用化學史進行教學的次數較少，一般在上公開課時會涉及，高三相較于高一、高二年級進行化學史教育的次數更少。初三是學生接觸化學的開始，教師應想辦法激發學生對化學學科的興趣，因此初三化學教師會盡量挖掘化學史素材來增強教學內容的趣味性。②教師一般會選擇用化學史素材來引入新課，創設化學史教學情境，激發學生的學習求知欲。涉及科學家的發現和研究的化學史時，教師會進行相應的精神教育。③對于如何用化學史進行教學，接受訪談的教師表示會通過講授法簡單介紹化學史或讓學生自主閱讀相關材料，教學初一、高一、高二年級的教師表示會呈現一些有代表性的化學史素材的圖片和視頻，讓學生進行學習。④在訪談中，教師表示對教材涉及的化學史素材比較了解，但對于教材未提及的化學史并不了解，一般會通過上網查閱資料或閱讀文獻查找化學史知識。⑤有的教師表示自己在學校學習期間學過化學史，但有的教師表示化學史是選修內容，并且評價方式比較簡單，所以在學校學習期間不夠重視這一內容。

三、中學教學中化學史教育存在的問題

（一）部分教師對化學史的教育功能認識窄化

化學史教育在幫助學生理解化學基礎知識的同時，能夠加深學生對科學的認識，幫助學生學習自然科學方法論，從而鍛煉學生思考“科學家是如何發現問題、假設推理、驗證判斷”的能力，并幫助學生樹立辯證唯物主義思想。嚴文法、王小梅、李彥花的研究表明化學史具有科學本質的教育功能，具體表現為化學史能承載科學知識的經驗性、科學定律和理論的區別與聯系、科學知識的創造力和想象力、科學知識的理論負荷性、科學知識的社會和文化嵌入性、科學方法的多樣性、科學知識的暫時性。［1］但是在訪談中發現，部分教師認為將化學史融入教學只能起到激發學生學習興趣的作用，他們往往結合科學家的事跡對學生進行一些精神教育。部分教師對化學史的教育功能認識較片面，對化學史教學不夠重視，也不會主動學習化學史知識，只是從化學教材中了解和學習有限的化學史知識，導致化學史知識匱乏，掌握化學史知識的程度參差不齊，從而不能將化學史與化學教學進行有效融合。

（二）部分教師滲透化學史的方式單一

部分教師為了節約課堂教學時間，會直接口頭敘述化學史知識，或組織學生在課堂上或課后自主閱讀教材相關材料，或利用PPT穿插一些化學史素材的圖片、播放視頻。在訪談中了解到教師多將化學史用于新課導入環節，以吸引學生的注意力，提高學習興趣，可見教師運用化學史進行教學的方式比較單一。例如在進行高中氯氣知識的教學時，教師口頭講述瑞典化學家舍勒把主要成分為MnO2的軟錳礦和濃鹽酸混在一起，并在對其加熱的過程中意外發現氯氣。緊接著就進入氯氣性質的教學。對此，教師其實可以將化學史料與實驗探究進行結合，引導學生模擬和感受科學家發現氯氣的實驗過程，體驗科學探究的價值，并鼓勵學生在舍勒制取氯氣的基礎上，根據氯氣的性質進行小組合作探究，自主設計完善制備氯氣的發生裝置、除雜裝置、收集裝置、吸收裝置，培養學生通過已知反應物狀態、所需要制備氣體的性質等來選擇并組裝實驗裝置的能力，建立制備氣體實驗設計原則的模型，為后續學習氮氣、二氧化硫以及氨氣等氣體的制備奠定基礎，培養學生證據推理與模型認知、科學探究與創新意識的核心素養，并提高學生實驗設計的能力。

（三）部分教師對化學史素材的挖掘不夠深入

部分教師在進行化學史教育時，著重強調科學家對化學概念、原理等研究結論，即教給學生“是什么”，而不重視引導學生去探究科學家“怎么做”“為什么這樣做”，即對化學史教學僅僅停留在表面，對化學史料的挖掘深度遠遠不夠。例如在進行初中化學“空氣的成分”的教學時，教師只在引入新課時提及“法國化學家拉瓦錫測定了空氣的組成，證明空氣中含有O2和N2”，但是對于拉瓦錫是如何通過實驗得出空氣中含有O2和N2的研究方法和探究過程的講解卻少之又少。這有可能導致學生不能很好地掌握實驗的一般思路與方法，探究和創新的能力也不能得到發展。又如對學生進行精神教育時，有些教師不能充分挖掘化學史真正能啟迪學生的精髓，如在講述科學家的偉大事跡時，一些教師會著重渲染科學家吃苦耐勞、拼搏奮斗的寶貴品質，而忽略科學家敢于質疑批判、勇于實踐創新、實事求是、不迷信權威等科學精神的滲透。

四、優化化學史教育的路徑

（一）強化化學史教育的功能

1．提升學生的化學學科核心素養

為了讓學生提高適應當今社會和未來發展的能力，化學學科核心素養對學生應具有的正確價值觀、必備品格和重要能力進行了具體化，充分體現了以學生為本的教育理念。教師要重視將化學史融入中學化學教學中，以提升學生的化學學科核心素養。例如在教學電離時，教師可以講述科學家對電離理論模型不斷發展完善的過程，如瑞典化學家阿倫尼烏斯通過研究電解質稀溶液的導電性，提出電離模型，解釋了酸、堿、鹽的某些性質，引導學生了解模型建立在科學研究中的解釋、預測等功能。此外，在學習原子結構模型的建構、元素周期表等理論的過程中，也可以充分結合化學史素材，培養學生證據推理與模型認知的素養。多數化學史素材都可以培養學生科學探究與創新意識的素養，例如我國科學家侯德榜不斷對制堿方法進行改進和優化，他經過不懈探索和勇于創新，研究了聯合制堿法，在提高生產效率的同時減少對環境的污染。化學史中還有一些素材體現了化學與生產生活的密切聯系，例如我國釀酒和制醋技術、人工合成牛胰島素、青蒿素的發現和提取等，都充分體現了化學對人類的貢獻，引導學生發現和關注與化學有關的社會熱點問題，增強學生的社會責任感，落實科學態度與社會責任素養的培養。

2．培養學生的愛國情懷

教師在教學中要重視愛國主義教育，有效拓展愛國教育內容。例如教師可以通過呈現我國的青銅器鑄造、冶金技術（生鐵、黃銅、白銅、水法煉銅等）、造紙術、火藥的發明、瓷器的發展、煉丹術、染色技術、釀酒工藝等化學史料，培養學生的愛國情懷。這些化學史素材充分證明了中華民族是一個具有艱苦奮斗精神、敢于拼搏創造的民族，從而增強學生的民族自豪感，幫助學生樹立文化自信。

3．幫助學生理解科學探究的過程

化學史展示了化學科學發展的動態變化過程，大多數化學理論或概念的形成都需要經過漫長的探索過程，但教材中對于知識點的呈現往往只是一個結論，是科學認識和探索的終點。所以將化學發展的“動”與化學知識結論的“靜”結合，幫助學生了解化學科學研究變化過程的同時，加深學生對化學知識點的理解。引導學生理解科學探究的過程，即“怎么做”以及“為什么這么做”，學習科學探究方法，從而更好地幫助學生認識科學的本質。

（二）積極開發多種教學方式促進化學史與化學教學融合

1．課堂教學方式

（1）將化學史穿插于各個教學環節中，促進學生提升學科核心素養。首先教師在備課過程中可以本節課知識點為線索，通過查閱化學史資料，挖掘知識點對應的化學史料，將化學史料與本節課的知識點一一對應，有助于加強化學史料與知識點之間的邏輯聯系，使教學過程更有系統性和邏輯性，讓學生了解知識發展過程，幫助學生形成變化的、動態的知識觀。“寓史于教”的教學方式使學生學習思路更清晰，對知識的學習和理解更深入，邏輯思維得到更好鍛煉。

例如“氧化還原反應”第一節的教學重點是從“得失氧”角度認識氧化還原反應過渡到從元素化合價升降的角度進行分析，再到從電子轉移（得失或偏移）的角度認識氧化還原反應的實質。教師可以根據這三大知識點整理和提煉化學史料，從而設計出整節課的教學思路，將歷史線、活動線、知識線和素養線四條線索有效結合。具體教學思路如圖1所示。

（2）將化學史與復習課結合。復習課是一種重要的課程類型，可以幫助學生總結、鞏固和深化知識，加強學生對知識的掌握與運用。有些教師嘗試將復習課與化學史結合，例如黃朝艷在“工業合成氨”的復習課教學中，以核心知識為明線，以科學家研究氨的合成過程為暗線，加強學生對工業合成氨的反應原理、化學平衡、催化劑催化歷程、電化學與綠色化學等知識的理解和復習。［2］高宏、楊曉麗在“有機合成”的單元復習課中，以“阿司匹林的前世今生”為導入，以藥物合成發展的化學史為線索貫穿課堂，引導學生復習有機單元的基礎知識，感受有機合成的過程，并學會有機合成的制定路線。［3］將化學史與復習課有機結合具有一定的可行性，教師在教學中應該積極開發和探索化學史與復習課相結合的教學方式，在以化學史為情境的復習課中幫助學生總結歸納知識，鞏固學習效果。

2．課外學習活動

（1）制作化學史專題手抄報。制作手抄報可以激發學生的學習興趣，拓展學生的閱讀空間，提高學生的創造能力和審美能力。［4］以專題手抄報的形式向學生滲透化學史知識，可以充分發揮學生的主觀能動性，通過收集和整理資料，學生提高了信息處理能力，了解了更多化學史知識，拓展了視野。在將化學史知識創造性地呈現在手抄報上的過程中，鍛煉了學生的創造力和想象力。

教師可以根據中學化學課程內容將化學史素材分為以下五個專題：①化學學科的形成過程；②原子分子理論與元素周期表（律）；③化學學科中重要原理的提出；④探究化學微觀世界；⑤科學家專題。［5］學生可以根據自己感興趣的化學史專題組成小組，小組分工查閱收集資料、歸納整理資料、設計手抄報，最后進行成果展示。

通過完成專題手抄報的形式學習化學史，學生參與意愿較強，并且小組分工的形式可以培養學生合作交流的能力，同時也發展學生的化學學科核心素養。例如在第二個專題中，學生通過制作原子結構、元素周期表等模型發展過程的手抄報，可以認識到模型的建立在科學研究中的解釋、預測等功能，培養證據推理與模型認知的素養。

（2）參觀歷史博物館。利用博物館資源對學生進行化學史教育，可以增強和加深學生對化學知識的了解和應用，將知識與實際生活相聯系，還可以豐富學生對化學文化價值的體會。［6］博物館可以提供“藏品信息、文物圖片、錄像或幻燈片、研究資料等”［7］，讓學生進行參觀學習。在中學階段，學校也會組織學生開展研學活動，這時可以讓學生參觀歷史博物館，對學生進行化學史教育，對實物進行觀察有助于加深學生對化學知識的理解。

在課外學習活動中對學生進行化學史教育，比較符合學生的認知和心理發展規律，從而使化學史知識更容易被學生接收并內化。教師也可以借鑒“IHV”教學模式，組織學生分角色演繹化學史，再現化學史，使化學史教育更加生動。

（三）加強師范生對化學史知識的重視程度

師范生掌握化學史教學技能有助于在教學中更好地挖掘化學史素材，從而領悟化學學科更為本質的內容，例如化學家的思維方式、正確的化學研究態度、科學思想、探究精神等。為加強師范生對化學史知識的重視程度，應該完善考核和評價方式。在訪談中，有教師表示在學校學習期間，由于化學史這門課的課程設置和評價方式方面的原因，自己并不重視化學史的學習。對此應該建立一個完善的考核方式，充分發揮化學史教學評價的激勵、導向性功能。例如可以采取理論加實踐的方式對師范生的化學史學習情況進行評價，尤其注重將化學史知識融入教學實踐的能力培養。理論方面可以通過論文寫作的方式，培養師范生查閱歸納資料能力以及寫作技能的提升。實踐方面可以通過試講考查他們對化學史知識的掌握情況以及將其靈活融入教學設計的能力，從而提高他們運用化學史進行教學的技能。將實踐納入評價范圍，可以更好地加強師范生對化學史學習的重視程度。

（四）重視教師的職后學習培訓

教師入職后獲取化學史知識的渠道有限，一般是通過教材和教輔材料進行學習。學校應該鼓勵教師積極學習化學史，并為教師提供豐富的化學史學習資源，使教師能更好地將化學史與教學結合。例如定期組織開展系列化學史專題講座，促進教師之間交流和學習，還可以向教師提供一些學習化學史知識的網址，方便教師提取教學資源、共享資源。條件允許的情況下，學校可以開發以化學史知識為核心的校本課程。教師自身也可以閱讀化學史書籍，如《化學簡史》《化學之書》《元素的故事》等，以促進對化學史素材的深入挖掘，從而充實自己，拓展視野。

【參考文獻】

［1］嚴文法，王小梅，李彥花．新課標視域下化學史的科學本質教育功能研究［J］．化學教學，2020（1）：3-7.

［2］黃朝艷．基于深度教學下的高三化學復習課研究：以“工業合成氨”為例［J］．新課程導學，2022（13）：72-74.

［3］高宏，楊曉麗．以“史”“化”學：阿司匹林的前世今生——高中“有機合成”單元復習課的教學實踐［J］．化學教與學，2021（11）：51-54.

［4］王立梅．以手抄報為載體培養學生的綜合素養［J］．甘肅教育，2015（9）：47.

［5］翟修華．化學史在中學化學教學中的應用研究［J］．考試周刊，2015（A1）：141-142.

［6］王曉穎，陶偌偈．利用博物館資源開展中學化學史教育的實踐［J］．化學教育，2014，35（23）：74-76.

［7］崔麗娟．淺談博物館中的化學教學資源［J］．化學教與學，2012（6）：37.