基于教科书化学史素材发展学科核心素养的教学策略

周业虹

摘要：人教版《普通高中教科书·化学·必修》为我们提供了丰富的化学史素材，它们承载着突出学科知识的形成与发展、突出科学精神与态度、突出研究价值与应用等不同的功能。在课堂教学中，应明确这些素材的教育价值，充分利用这些素材，采取不同的教学策略，将它们有机地融入课堂教学中，最终达到落实并发展学科核心素养的目的。

关键词：必修教科书; 化学史; 核心素养; 教学策略

文章编号：1005-6629（2020）09-0036-05

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

《普通高中课程标准（2017年版）》中提出：“普通高中化学课程是落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体;化学课程对于科学文化的传承和高素质人才的培养具有不可替代的重要作用。[1]”化学史是中学化学教学内容的一部分，是化学科学文化的传承。它不仅如实地记录了影响化学发展的重要事件，系统地阐述了化学发展的历程，而且向人们展示了化学家们揭开化学现象背后的规律所进行的思维活动、所采用的科学方法以及他们所具备的科学精神、所呈现的科学道德。因此，对学生进行化学史教育有助于学生在掌握化学知识、理解化学原理的同时，感受科学家们的研究历程，体会他们不畏困难勇于探索的精神，树立正确的人生观和价值观，最终达到落实并发展学科核心素养的目的。

我国的中學化学课程很早就明确要将化学史教育融入到教学中。例如，1956年颁布的《中学化学教学大纲（修订草案）》中指出：教师应结合具体的教材，让学生在学习过程中认识我国历史上劳动人民在化学和化工生产方面做出的贡献，让学生了解我国化学、化学工业的发展和成就……[2]。《普通高中课程标准（2017年版）》除了在课程基本理念中提出了要在课堂教学中“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和方法”[3]，还在相关主题中以学业要求的形式提出了具体的目标，如必修内容主题1“化学科学与实验探究”中，要求学生“能列举化学科学发展的重要事件，说明其对推动社会发展的贡献”[4]，这无疑是让学生了解化学史，并以化学的视角看社会的进步和发展。为此，在课堂教学中结合化学知识对学生进行化学史教育就显得非常重要。

1 必修教科书中的化学史素材及其功能

对学生进行化学史教育，提升学生的学科核心素养离不开课堂教学，教科书是课堂教学的重要文本。纵观人教版必修部分的教科书不难发现，书中有着非常丰富的化学史素材，为教师利用化学史进行教学设计提供了依据。

1.1 化学史素材

对人教版高中化学必修第一册和第二册中的化学史内容作了统计，见表1。

1.2 化学史素材的功能

对这些化学史素材进行分析就会发现，其功能主要侧重以下三个方面。

1.2.1 突出学科知识的形成与发展

一些化学史素材展现了化学知识、化学原理、化学规律的形成与发展，如电离理论和氧化还原理论的建立、元素周期律（表）的发现与发展、苯分子的结构、原子结构模型的建立等，教学中如果能够将这些素材引入到教学中，让学生了解知识的发展脉络，或是课堂上创设情境，布置学生课下阅读，既有利于学生对知识的理解和运用，又有利于发展学生“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等学科核心素养。

1.2.2 突出科学精神与态度

不少化学史素材展现了国内外科学家们在进行科学研究时严谨求实的科学态度和不畏权威、勇于质疑、崇尚真理的科学追求以及克服困难、肯于付出的科学精神，如原电池的发明、氯气的发现、元素周期表的创建等。将这些化学史素材融入到课堂教学中，对于提升学生“科学态度”这一学科核心素养会起到事半功倍的效果。

1.2.3 突出研究价值与应用

某些化学史素材展现了化学科学为人类做出的突出贡献，突出了化学品的社会价值，如人工合成尿素、工业合成氨、结晶牛胰岛素的人工合成、我国的酿酒技术与酒文化、青蒿素的提取等。将这些化学史素材融入到教学中，会使学生认识到化学科学的魅力，感受到化学科学对人类进步所做出的突出贡献，有助于学生建立化学学习的自信心，增强其社会责任感。

2 利用化学史素材进行教学设计的策略

教科书提供了丰富的化学史素材，教师在教学中可以分析、挖掘这些素材的功能，以不同的方式将其融入到相应的化学知识的教学中。利用化学史素材进行教学设计的策略如下。

2.1 将化学史素材作为教学脉络，引导学生化学知识的形成与发展

在教学中，教师可以根据化学知识形成与发展的过程将化学史素材呈现给学生，设计相关问题，启发学生思考，引导学生体会知识的形成、模型的建构、证据的获取、思维的创新，最终建构知识。以化学必修第一册第四章第一节“元素周期表”[5]教学为例进行分析。

元素周期表是元素周期律的具体体现。准确理解元素周期表的结构特点可以为学生学习元素化合物知识、解释物质性质和结构的相关问题奠定基础。元素周期表的发现经历了漫长的历史过程，期间很多科学家付出了坚持不懈的努力。教科书以科学史话栏目的形式给出了“元素周期表的发展”这一化学史素材，介绍了数位科学家在前人研究的基础上质疑、探索、创新的历程，不仅呈现给学生元素周期表否定之否定、不断完善的过程，而且融合了科学精神和科学方法，体现了元素周期表的重要意义——预测并发现新元素，以此引导学生逐步建构“结构-位置-性质”这一思维模型。

在教学中可以围绕这一化学史素材，以情境为线索，以问题为导向，设计教学流程，见图1。

可以看出，以“元素周期表的发展”的化学史为线索进行教学设计，可以让学生在体会周期表的发展和形成的过程中，不断深化对元素性质、结构与其周期表位置间的关系，认识并理解元素周期表的结构，同时感受科学家为追求真理所做的不懈努力。

2.2 利用科学家进行研究的化学史素材，突出科学精神与态度

化学科学发展到今天，已经成功地建立了很多重大的理论，发现、创造出了很多重要的物质，这些内容的背后离不开科学家们追求真理、不畏困难、勇于探索的科学精神与态度，在教学中，应结合相应的知识，给学生介绍他们的感人事迹，培养学生的科学态度。

例如，在化学必修第一册第二章第二节[6]“氯及其化合物”中出现多处与氯气有关的化学史素材（以教材中出现的顺序）：（1）正文内容——舍勒发现氯气、戴维确认氯气;（2）思考与讨论——从氯气的发现，到氯被确认为一种新的元素，从这一史实中得到哪些启示;（3）资料卡片——氯气的命名;（4）思考与讨论——氯气可对自来水杀菌、消毒，但可能有负面影响，于是开始使用新型杀菌消毒剂，从中得到哪些启示;（5）练习与应用——氯气有用，氯气也有毒，在战争中被用来制作毒气弹，是否要展开对这类物质的研究。在教学中，可以利用这些化学史素材创设相应的情境，在带领学生学习氯气性质和用途的同时，感受科学家们的科学精神。教学思路如下：

（1） 让学生阅读教科书正文及“资料卡片”的内容，引导学生从中发现并获取有关氯气的性质信息，知道氯气可以由盐酸中的氯离子氧化得到，常温下是黄绿色气体，有刺鼻气味。

（2） 组织学生分组完成“思考与讨论”栏目中的内容，感受三十多年间科学家们勇于探索、执着追求、不懈努力的精神与态度。

（3） 了解氯气的性质和用途后，再次让学生阅读教科书正文中舍勒发现氯气的化学史素材，总结归纳出实验室制取氯气的原理。

（4） 结合“练习与应用”中的习题，组织学生讨论如何正确看待有用又有害物质的研究工作，逐步形成正确使用化学品的意识。

不难看出，这种教学设计方式，使得知识内容与化学史素材紧密结合，既做到使学生完成氯气相关性质和用途的学习，又对学生进行了科学精神与态度的教育，突出了“科学态度与社会责任”这一学科核心素养的培养。

2.3 利用化学史素材引入教学，突出化学的研究价值与应用

新课程标准指出：“化学不仅与经济发展、社会文明的关系密切，也是材料科学、生命科学、环境科学、能源科学和信息科学等现代科学技术的重要基础。化学在促进人类文明可持续发展中发挥着日益重要的作用，是揭示元素到生命奥秘的核心力量。[7]”在教学中，可以将化学为造福人类所做出的贡献作为情境素材展示给学生，增强学生的社会责任感，增强他们学习的自信心。

例如，在化学必修第二册第五章第二节[8]“氮及其化合物”中，以“科学史话”栏目的形式给出了化学史素材——合成氨。氨的合成是一种人工固氮过程，近百年来，一直受到世界各国化学家的关注。于是在进行“氮气与氮的固定”内容的教学时，围绕这个素材，可以提出以下问题：

（1） 工业合成氨的原理是什么？

（2） 哈伯和博施的贡献分别是什么？

（3） 为什么工业合成氨被称作人类科学技术的一项重大突破？

（4） 目前我们国家乃至世界上在工业合成氨领域的研究有何进展？

为解决这些问题，可以让学生阅读科学史话，并上网查找更多的资料，感受合成氨技术的伟大，体会化学的研究价值，明白科学研究是永无止境的。

再如，在化学必修第一册第二章第一节“钠及其化合物”[9]中，围绕碳酸钠呈现了两次化学史素材：一是以“科学史话”栏目的形式给出侯德榜和侯氏制碱法;二是以“研究与实践”栏目的形式让学生开展研究，了解纯碱的生产历史，进一步了解路布兰、索尔维、侯德榜制碱法。在教学中，应抓住化学史这一线索，在学习碳酸钠和碳酸氢钠的基础上，让学生关注纯碱这种化学品的价值，渗透“科学态度与社会责任”核心素养教育。可围绕化学史素材采取如下教学策略。

（1） 课前布置研究任务，将学生分成若干小组，根据教科书“研究与实践”中的研究内容，自行选择感兴趣的内容，让他们查阅资料，并将查阅的资料以墙报、演示文稿、研究小论文等形式在班内进行展示。

（2） 课上结合碳酸钠的教学内容，让学生阅读“科学史话”，并引发其思考：为什么“侯氏制碱法”会得到高度评价？由此，让学生交流在课前查阅资料后整理好的演示文稿、墙报，朗读撰写的小论文等，宣扬侯德榜先生在纯碱工业领域的重大贡献及其爱国主义精神，让学生感受化学科学的魅力，体会化学对创造更多物质和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献[10]。

（3） 提出问题：碳酸钠有哪些用途？从其组成和类别分析，碳酸钠和碳酸氢钠有哪些化学性质？二者间是如何实现转化的？由此展开对碳酸钠和碳酸氢钠的深入学习。

3 结语

人教版化学必修教材提供了丰富的化学史素材。在教学中，教师应明确这些素材的教育价值，充分利用这些素材，结合它们不同的功能，采取不同的教学策略，将它们有机地融入课堂教学中。化学教育家傅鹰先生曾经说过：“科学带给人知识，历史带给人智慧。[11]”化学发展史上每一个重要发现的背后都蕴含着科学家们的思维发展历程以及不懈探索。作为教师，如果我们能引领学生从历史发展的视角学习化学知识，将会对学生认识学科本质、理解化学原理、形成化学思维，最终落实并发展学科核心素养起到重要的作用。

参考文献：

[1][3][4][7][10]中華人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社， 2018.

[2]鲍时安， 张家登. 化学史教育与教学[J]. 化学教育， 2000， 21（1）：44～46.

[5][6][9]王晶， 郑长龙. 普通高中教科书·化学·必修（第一册）[M]. 北京：人民教育出版社， 2019：8.

[8]王晶， 郑长龙. 普通高中教科书·化学·必修（第二册）[M]. 北京：人民教育出版社， 2019：8.

[11]方万东. 化学史在化学教育中的地位和作用[J]. 陕西学前师范学院学报， 1997， （2）：70～72.