浅谈如何在中学化学教学中渗透化学史教育*
2022-01-01刘康莲何红浩刘品祯
刘康莲,何红浩,刘品祯
(黔南民族师范学院化学化工学院,贵州 都匀 558000)
我国著名化学家戴安邦先生指出:只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求,既传授化学知识与技能,又训练科学方法和思维。在传统的应试教育逐渐被淘汰的今天,如何做到戴安邦先生所说的化学教学要求,成为了众多中学化学一线教师所关注的重点。恰恰化学史中蕴含着大量的科学探究过程以及人文历史背景,若使用得当,就是培养学生核心素养的重要教学资源。在化学学科发展的过程之中,化学史教育与化学教学已经似漆如胶。那么如何在中学化学教学中巧妙地渗透化学史教育,以达到更好的教学效果以及培养学生的核心素养,渐渐地引起了中学化学教师的重视[1]。
1 化学史教育对于中学化学教学的意义
1.1 激发学生的学习兴趣
兴趣是最好的老师,这是伟大的科学家爱因斯坦曾经说过的,这句话充分体现了兴趣对于学习的重要性,一门学科的开始,若要建立一个目标,那么最理想的目标就应该是使学生对于这门学科产生兴趣,只有学生对于学习产生兴趣,才会最大化发挥出学生的主观能动性。所以在化学教学开始阶段,首当其冲的就是激发学习兴趣,让学生形成“我想学,我要学”的学习模式[2]。想要不脱离化学知识的内核又让学生产生学习兴趣,那么化学史教育就是最常见的办法,给学生讲述一些化学家的生平故事、轶闻趣事等来创设趣味的学习情境。比如在讲到有机化合物“苯”时就可以先讲我们最为熟悉的凯库勒做梦发现苯环的结构,让学生对苯产生好奇从而激发学生的学习欲望。化学史中这类有趣的故事数之不尽,比如波义耳偶然发现石蕊指示剂等等,我们只要挖掘出这些化学趣事中蕴含的教育意义,就可以将其运用到我们的化学教学之中。
1.2 帮助学生克服学习障碍
教学内容有重难点,学生在学习的过程中自然也会产生障碍,比如在初中阶段关于分子原子相关概念的学习,学生总是不能很好的区分两者之间的概念,要知道分子原子之间的区别,历经众多化学家几十年的刻苦研究才准确区分开,但是学生却需要在老师几十分钟的讲解之下就理解,自然会在知识的理解上产生障碍。在实际教学之中,教师若能进行化学史教育,将化学概念与相关的化学史进行有机的结合,对于学生来说就会更容易领会和掌握。比如在众多优质课教师讲解原子的概念时,就会先讲解相关的道尔顿原子理论的提出与发展这一化学史料,有些甚至还会通过游戏的形式,比如让学生们画出各种原子结构的模型,让学生理解原子结构的发展过程, 这样先进行了化学史教育,再进行知识点的学习,既激发了学生的学习兴趣,又将教学的重难点问题进行了突破,帮助学生在很大的程度上克服了学习障碍[3]。
1.3 训练学生的科学方法和思维
在新课改的大环境下,要求教师注重学生的全面发展,重视关于学生能力的培养,使得具有众多科学探究过程史料的化学史逐渐受到教师的注意,引入化学史于中学教学之中,加强化学史教育正是落实培养学生能力的有效途径之一。举一个例子,在进行初中阶段《自然界中的水》中《水的组成》的教学时教科书上就提到了水的组成揭秘的化学史,教师完全可以以水的组成的化学历史进程为线索来进行教学,将这一段化学史穿插在教学之中,让学生边学习知识,边了解化学史。从卡文迪许完成了氢气合成水的实验,但受到传统思想观念的束缚,未能得出水是一种物质的结论,而另一位科学家拉瓦锡勇于打破陈规,并且推陈出新地设计了水的分解实验,得到水是由氢元素与氧元素组成的结论,证明了水不是一种元素而是一种物质等化学史实中认识到几位伟大化学家的优缺点与独到之处。成功者的成功不能复制,但是他们能成功的原因我们可以刨析并且学习。化学史系统的阐述了化学发展的历程,也向人们展示了化学家们揭开化学现象背后规律所进行的思维活动和所采用的科学方法,蕴含着宝贵的方法论以及众多化学家智慧的结晶,进行化学史教育对于学生科学方法以及思维能力的提升具有重要意义[4]。
1.4 培养学生的核心素养
当今社会,公民的科学素养水平的高低直接关系到国家与民族的发展前途,中学教学是提升祖国年轻一代科学素养的重要途经,新课改迫切要求教师对于学生核心素养的提升的重视,那么如何有效的提高学生的核心素养,成为各科教师的重要关注点。核心素养的最核心部分就是一个人对待科学的情感态度与价值观,而化学史中有国内外数之不尽的化学家们的生平,这些化学家为了科学奉献一生,他们对科学的情感态度以及价值观在历史中是经过世人检验的,得到世人承认的,大浪淘沙终得真金,中学化学教师若是利用的好就是他们教学中的宝贵教学资源。比如通过化学史中氧气的发现,先是燃素学说的建立,再到燃素学说被拉瓦锡依据氧气的发现推翻建立氧化学说,以及酸碱理论的发展史等化学史料,可以使学生深刻认识到在他们认识世界的过程中,应该如何去形成求真务实的态度,坚持真理的科学态度和科学批判精神,可以使学生感受到化学家在探索真理的道路上所付出的努力,以及严谨的科学态度,丰富的想象力,坚定的科学信念,吃苦耐劳追求真理的精神[5]。通过化学史教育培养学生良好的核心素养。
2 如何在中学化学教学中渗透化学史教育
2.1 利用多媒体技术进行化学史教育
随着多媒体技术的发展,现代教育已经离不开多媒体技术的辅导,进行化学史教育时充分利用多媒体技术,在网络上寻找合适的化学史料,史料的合理再创作,利用多媒体的多种形式呈现化学史教育,对于化学史教育渗透于中学化学教学的意义来说是巨大的。比如微课这种在现代多媒体技术下发展起来的数字资源,微课作为现代多媒体教学技术的集合呈现,具有教学时间短(一般为5~8 min左右)、资源容量小、草根研究,趣味创作等优点,将其与化学史教育相结合可起到一加一大于二的效果,比如,化学史教育本身就具有一定的趣味性,微课这一新奇的课堂形式也能吸引学生的注意力,通过微课进行化学史教育能创设趣味的学习情境,让学生在轻松愉悦的前提下又对教学内容产生高度的注意集中。微课因为课程内容的简短,人人都可以成为微课的开发者与研究者,设计化学史的微课,将化学史通过5~8 min简短的时间,采用趣味生动的形式在课堂上呈现出来,是开展化学史教育良好的手段,既不占用过多的课堂教学时间,又通过多媒体的形式将内容很好的拓展开来。
2.2 将化学史教育穿插到导课中
导课是指教师通过结合科目特点、学生实际、课程内容等多方面因素,设计恰当且艺术的方式把学生引进一种课堂氛围,达到良好的学习效果。导课是教育研究的重要研究课题,目前化学课堂有着复习式、实验式、设疑式、创设情境式,化学史式等导课方法,但其实若是我们将化学史的内涵挖掘的足够深,就会发现化学史中可以提炼出我们导课所需要的一切元素,有实验,有创设情境等。以导课作为化学史教育的载体,从化学史中提炼出教育元素并通过教师个人的发挥将教育元素设计为导课的内容,以达到化学史教育与中学化学教育的结合,提高教学效果。
将化学史教育穿插于导课渗透策略案例:
教师:同学们我们今天将要学习必修二的第一章《物质结构 元素周期律》,首先要说的就是我们在必修一就有过了解的元素周期表了,说到元素周期表就不得不提到门捷列夫这名伟大的科学家,在我们看来并不复杂的元素周期表,门捷列夫却用了整整25年来思考总结,并且他刚开始向社会阐述他的研究时,当时的科学界是不承认他的研究成果的,大家都笑话他,认为他是异想天开,太想出名了,但门捷列夫没有放弃他始终坚持自己的研究,直到他的理论经受检验终于得到社会的认可。今天就让我们一起来学习成就了门捷列夫的元素周期表,学习元素周期表中蕴含的科学规律。
2.3 以化学史为线索穿插于各知识点之间
中学化学教材中各个章节,以及各个学期的教学内容都是按照一定的知识网络结构来设计的,众多中学教师却没有深入去思考过,或者说对于教材中体现出来的知识的网络化,结构化并没有太过重视,导致在两个相关联的章节的过度上潦草的带过,使得学生不能很好的构建知识网络,前后知识点的混淆以及知识点之间的内在联系认识不到位,大大提高了学生的学习难度。化学史是化学这门学科的发展史,向我们呈现了化学知识的发展与变革与继承,比如人教版初中九年级上教材中的《我们周围的空气》,《自然界中的水》这两个章节,提到关于空气的组成,水的组成时都着重提到了与之有关的化学史,这两段化学史中都有一个重要人物—拉瓦锡,这就将这两段化学史串联起来了,教师在讲《自然界中的水》这一章节时,就可以提到前面《我们周围的空气》这一章节,空气的组成与水的组成都是拉瓦锡发现的,那么拉瓦锡在研究空气的组成与水的组成所使用的方法有什么不同呢?通过教师的讲解引导,让学生思考,比较出两者之间的异同,形成知识的网络化。当学生学会了,习惯了在学习的过程中构建知识网络,就会大幅度的提升学生的学习效率。
以化学史为线索穿插于各知识点之间渗透策略案例:
在人教版高中化学必修二第三章开始,学生开始接触有机化合物,以最简单的有机化合物甲烷为例开始了有机化合物的学习,开头就说了中国是最早利用天然气燃料的国家,教师可拓展开来,比如在西周时期就有《周易》一书提到了:“泽中有火”。这里的泽就是沼泽,可想而知泽中有火指出的现象就是沼气也就是甲烷的燃烧现象。教师多讲解类似这类关于甲烷的发现,正四面体的空间结构,化学性质的化学史帮助学生开始建立起有机化合物的概念。在必修五有机化学基础第一章第二节中对于甲烷的微观结构进一步延伸到碳的化合价和成键特点,并且教材中也有‘碳价四面体学说的创始人’这一关于甲烷的空间四面体的化学史。教师以不同的化学史为线索,穿插于各有关联的知识点之间,渗透化学史教育。
2.4 进行探究活动时再现相关的化学史
新课改下传统的以讲课为主的单一教学方式已经转变为以探究为核心的课堂模式。历史中化学家们探究,思维的结晶就是化学知识,从这些知识中我们可以明察他们的思维过程,在当代探究活动是培养学生实践能力,启发学生思维的重要手段,而中学化学教学中的探究活动,因为中学生的发展情况、知识储备等原因,探究的都是前人已经探究过并得出结论的研究,在化学史中已有记载,这个时候教师就可以引入、拓展相关的化学史,水到渠成的进行化学史教育[6]。比如在人教版高中必修一的教材中关于胶体的相关内容有一个科学探究活动,主要是溶液、胶体、浊液对于激光笔照射后产生的不同现象,由此得出胶体的特点,教材后面马上又接上了一段科学史话,关于丁达尔现象的化学史,教师完全可以顺理成章的承接知识点开始进行化学史教育,将化学史教育渗透到探究活动的教学之中。
进行探究活动时再现化学史渗透策略案例:
在初中学习《自然界中的水》中《水的组成》这一节的内容时,要求学生通过电解水的实验探究水的组成,教材中的资料卡片中提及了普利斯特里、卡文迪许、拉瓦锡三位科学家揭开水的神秘面纱这段化学史,我们将这段化学史拓展开来,以卡文迪许研究氢气燃烧生成水的化学史为背景,从中提取出我们需要的内容,与实验相结合,开展氢气燃烧生成水的实验探究,接着按照历史进程,再现拉瓦锡分解水的实验,看我们用的方法,得出的结论与拉瓦锡当时研究水的组成的异同,按照化学史的历史进程,一步一步的渗透化学史教育,帮助学生更好的开展探究活动。
3 结 语
在中学化学教学中教师要学会渗透化学史教育,因为化学史教育对于中学化学教学的意义是深远的,能很好的改变传统的课堂,达到新课改的要求,培养全面发展的学生,而学会如何将化学史教育润物细无声的渗透进中学化学教学中,更是众多教育研究者以及一线教师需要关注的问题,笔者在这里提出四点渗透策略希望能为众多教育工作者提供一定的参考与指导,但我们也要注意,化学史教育不能反客为主,不能生拉硬拽地将化学史教育与中学化学教学相捆绑在一起,而是在合适的地方,选择合适的化学史料,这样才能更好的将化学史教育渗透到教学中。