核心素养理念下教材教育功能的挖掘研究——以新人教版高中化学教材科学史话为例

徐延渭

（1.酒泉中学，甘肃 酒泉 735000；2.西北师范大学 化学化工学院，甘肃 兰州 730070）

一、引言

随着我国教育改革的持续深入，教育部要求高中各学科必须重视学生核心素养的培养工作。高中新课标人教版化学教材中融入了很多化学史内容，并将化学史作为独立板块呈现在化学教材之中，成为了新人教版高中化学教材的亮点内容。教师将化学教材中的化学史融入实际教学之中，不仅更有利于学生对抽象的化学知识进行有效理解，而且还为培养学生核心素养提供了条件，成为教师有效开展化学教学的载体[1]。在高中化学课程教学中有效融入化学史，既能够吸引学生的注意力，使学生对化学知识的学习倍感兴趣，又能够发挥化学史的教育功能，使学生的学习素养得到培养，从而发挥重要的育人功能，达到高中化学学科的教育目标。因此，教师应该在新课标的教育目标下，充分认清高中化学教材中化学史的教育功能，通过有效的教学方法将高中化学教材化学史有效的应用到化学教学之中，从而发挥其教育功能，培养学生的核心素养和科学精神。

新课改的主要目标是为了培养学生的核心素养。所谓核心素养是指学生具备的适应终身学习和社会发展所必需的关键能力和品格，核心素养包含的方面比较广泛，科学素养、人文素养、实践能力以及创新能力等内容均属于核心素养的范畴，随着新课改的持续深入，核心素养的培养越来越被受到关注，并在各科教学中不断的渗入，使得教育的形式和内容均发生了改变。为了实现新课改的教育目标，要求教师能够改变既往的教育方式方法，重视学生核心素养的培养。同时，在新课改下，各学科的教材内容也出现了新的变化，并且教材内容的变化导致教育功能相应地进行变革。高中化学教材的内容再也不是原理、化学反应式的堆砌，而是朝着丰富多样化的趋势发展，尤其是化学史的融入使得高中化学教材的内容更加富有趣味性和生活化[2]。这些内容的变化均为学生核心素养的培养提供了条件，并且具备较强的教育功能。然而，具体教学实践中，教师还需要理解高中化学教材的编排意图，通过合理有效的教学方法将高中化学教材化学史得以充分利用，从而使其教学功能得到有效发挥。

二、化学史在高中化学教材中的教育功能分析

化学发展史是一部在曲折中前进的历史，科学原理的发现与发展经历了漫长的、艰辛的过程。化学家的奋斗故事更是充满了挫折与失败的经历，只有不断追求科学真理才能最终获得成功，每一位化学家对科学的追求就是一部光辉的励志大片。

人教版教材改版后，高中化学教材中的化学史呈现一个全新的模块，与其说化学史是课堂教学内容的延伸，不如说化学史是新课程下课堂教学内容的重要组成部分。化学史素材是发展学生化学学科核心素养过程中不可忽视的重要成分，具有独特的育人功能[3]。利用高中化学教材中的化学史开展辅助教学，更加有利于教学效果的提升，使学生的科学素养、创新能力、科学精神以及自主学习能力等方面得到全面培养。

（一）化学史具有培养学生科学素养的功能

化学史的内容比较丰富，其中包含着化学家对知识获取的执着精神，也包含化学家对化学科学的热爱，对待化学研究具有严谨的态度和科学思想，将化学家的化学史讲述给学生，能够使学生了解前人对知识探索的精神，并且化学家追求真理的精神能够对每一名学生产生启发，从而使学生的思想精神得到培养[4]。例如，法国著名化学家拉瓦锡，在开展化学研究时可以摆脱传统思想束缚，在五年时间之内开展了大量试验来研究化学燃烧，最终得出燃烧本质，揭示了在燃烧反应之中氧气的重要作用，使传统燃素学说得以被推翻。拉瓦锡对待科学的执着精神便是学生学习的楷模，其追求真理不畏艰难、实事求是、科学严谨的思想行为值得每一名高中生学习。

（二）化学史具有培养学生综合能力的功能

在高中化学教材化学史中不乏一些具有创新思想的化学家，他们在开展化学研究时，总是能够不断探索和创新[5]。例如，新人教版高中化学必修1《氧化还原反应》中的科学史话“氧化还原反应概念的发展”，从1774年，法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，到1852年，英国化学家弗兰克兰提出化合价的概念，再到1897年，英国物理学家汤姆孙发现电子，打破了原子不可再分的传统观念，使人们对原子的结构有了深入的认识。在此基础上，人们把原子最外层电子的得失或共用电子对的偏移以及化合价的升降联系起来，逐步形成和完善了氧化还原反应的概念。再如，新人教版高中化学必修1《钠及其化合物》中的科学史话“侯德榜和侯氏制碱法”，我国著名化学家侯德榜对原有的制碱方法—氨碱法（以氨、食盐、二氧化碳为原料制取碳酸钠）进行改进，通过数百次的试验，将氨碱法制取碳酸钠和合成氨联合起来，形成联合制碱法，也称侯氏制碱法。这些化学史能够鼓励学生创新、自主探索，使学生的创新能力以及自主探索能力得到有效提升，从而培养学生的综合能力。

（三）化学史具有加速知识消化的功能

虽然当前高中化学教学主要目标是培养学生的核心素养，但化学基础知识的掌握是培养学生核心素养的基础条件，必须在保证学生能够充分掌握化学知识的基础上提升学生的核心素养。由于很多化学知识比较抽象，若采取常规教学方式，则学生接收的知识会缺乏联系，无法使学生形成完整的知识架构，从而会对学习的效果产生影响[6]。通过融入化学史，能够使学生了解化学知识形成的全过程，加深学生对化学知识的了解和记忆，快速消化化学知识，提升教学效果[7]。例如，在新人教版高中化学必修2《化学反应的速率与限度》中的科学史话“炼铁高炉尾气之谜”。工业炼铁中，人们发现炼制生铁所需焦炭的用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，而且高炉尾气中总含有未充分燃烧的CO。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石不充分接触所造成，于是增加了高炉的高度，然而问题仍然没有得到解决，高炉尾气中CO的比例没有改变。直到19世纪下半叶，法国化学家勒夏特列经过深入研究，得出C与CO2反应生成CO是一个可逆反应，问题才得以解决。通过这个科学史话，让学生对可逆反应的一些特征以及化学反应存在着限度有了直观认识。

三、高中化学教材中化学史教育功能的实现方法

由于高中化学教材中的化学史具有多方面的教育功能，对于提升学生的科学素养、创新能力、实践能力、科学精神等方面具有重要帮助，为了能够实现高中化学教材中化学史的教育功能，还需采取必要的方法将这些教育功能予以全面实现，本研究结合自身教育教学经验，总结出以下方法将高中化学教材中化学史的教育功能予以有效实现。

（一）备课中对化学史内容适当补充

在备课时，可以将化学史内容应用于多个教学环节，并且根据教学目标的不同融入不同类别的化学史，通过化学家提升教学效果，并使学生的核心素养得到有效培养。具体可采取以下方法对化学史内容适当补充：

首先，应该将我国的化学家适当渗入化学课程备课内容之中，通过这些化学史彰显我国辉煌的化学发展历史，培养学生的爱国情怀，激励学生奋发图强学好化学文化知识，为国家做出杰出贡献。例如，在无机化学研究方面有较大造诣的张青莲、研究化学反应动力学的李远哲、制碱研究的侯德榜等等。通过对他们的化学史进行讲述，能够使学生对化学科学更为热爱，并且将此类化学史融入备课内容之中，既能够提升学生的学习兴趣，也能够激励学生重视化学课程的学习，立志向前人学习，做一名杰出的化学家。由于高中化学教材中有关我国化学家的化学史相对较少，教师可以通过网络搜索一些与课程内容相关的中国化学家，并将其化学史引入到备课内容之中，从而发挥我国化学史的突出作用，培养学生的核心素养。

其次，可以在备课过程中适当加入一些化学家的社会及个人故事背景，从而有效的引入课程内容。例如，在学习新人教版高中化学选择性必修1《原电池》一课时，引入科学史话“历史上的第一个化学电源”，可以将伽法尼的个人故事引入课堂内容之中，讲述意大利生理学家伽法尼在一次青蛙解剖试验时，使用铜钩钩住青蛙腿部，将其挂在阳台的铁栏杆上，偶然发现蛙腿每次接触铁栏杆就会抽搐一次，通过伽法尼进一步研究，这种肌肉收缩作用是“动物电”引起的。将伽法尼的个人故事引入到课程中，能够通过有趣的试验经历提升学生对化学学科的兴趣，这种人物故事不仅能够提升学生对化学学科学习的主动性，而且还能够使其意识到动手实践的重要性，从而培养学生动手试验操作的能力和意识，使学生的核心素养得到培养。

再次，可以将化学家的科研探究过程这类化学史融入备课内容中。例如，在学习新人教版高中化学选择性必修2《分子结构与物质的性质》一课时，将“巴斯德与手性”这一化学史融入课程教学内容之中，讲述巴斯德用手工在光学显微镜下将左型酒石酸盐晶体和右型酒石酸盐晶体分开的试验过程融入课程教学内容之中，从巴斯德的发现、假设、试验验证以及得出结论几个环节将巴斯德的整个试验研究过程讲述给学生，使学生了解科学试验应有的步骤，从而使学生在今后的科学研究中能够按部就班地开展试验研究，避免学生因试验环节的缺失而影响整个研究结果，使学生意识到试验流程的重要性，有利于提升学生的实践能力和水平。

最后，可以将团队协作相关化学史融入备课内容之中。当前自主合作学习是一种高效的学习方法，在这种方法下要求学生能够具备自主探究学习能力，并重视团队协作，同时也要求教师能够对学生进行有效指导。在开展自主合作教学时，可以将团队协作的相关化学史融入合作教学之中，使学生意识到团队协作的重要性。例如，在学习新人教版高中化学选择性必修2《原子结构与性质》一课时，可以使学生开展自主合作探究学习，教师可将班级学生分为若干小组，便于开展小组合作，在正式开展小组合作学习备课设计时，教师可以引入“稀有气体及其化合物的发现”，讲述1868年天文学家洛克耶、杨森以及光谱学家克鲁克斯一同研究氦这一元素的发现和证实过程，从而使学生了解团队协作的重要性，并提升学生团队协作的能力和意识。

（二）教学中借助化学史提升课堂教学质量

化学史是新人教版高中化学教材内容的一大亮点，也是重要的教学资源，将其合理、有效的融入化学课程教学之中，能够提升课堂教学质量和效果，将化学史开展相关知识内容讲解的方法如下：

首先，利用化学史进行课堂导入。可以利用与课程内容相关的化学史创设教学情境，通过化学史情境引出问题，从而顺利进入到课堂讲解内容之中。例如，在讲解新人教版高中化学选择性必修3《芳香烃》一课时，可以将化学史“凯库勒和苯分子结构”作为课堂导入化学史资料，教师可讲述凯库勒研究苯分子结构的趣闻，将他的研究内容引入到课前导入环节，并设置一些问题，如苯分子的结构式是什么、分子式是什么？等问题，使学生带着问题进入到课堂学习内容之中。

其次，可以将时间作为线索，将化学史中的相关内容融入整个课堂教学内容之中。例如，在学习人教版高中化学必修2《同位素及同素异形体》时，可将18世纪拉瓦锡与舍勒对金刚石和石墨加热后形成唯一产物CO2的研究、1799年法国著名化学家摩尔在隔绝空气状态下加热金刚石，导致金刚石转变为石墨的研究、1955年美国著名化学家霍尔在特定条件下使用催化剂将石墨转变成金刚石的研究、1983年科学家通过激光蒸发气化的方式检出石墨存在C60成分的研究、2011年著名科学家盖姆开展的石墨烯分离实验的研究等化学史作为资料，按照时间顺序融入课堂教学之中，从而使学生了解化学知识的来龙去脉。

最后，可以将化学史作为实际教学的过渡，从而使学生的知识架构得以有效形成[7]。例如，在开展苯的化学性质推测试验后，可以将凯库勒苯分子结构相关的化学史融入教学内容之中，使学生对苯结构性质的学习印象加深，并使学生对此方面知识有效理解，实现知识点的过渡，并且通过创建知识点之间的联系，使化学知识架构得以形成，有助于学生开展化学知识的系统学习。

（三）课后可借助化学史实现知识的延伸

化学史内容不仅仅局限于化学教材和课堂教学中，课后教师可以设置实践探究内容，通过化学史了解课堂上讲解的各知识点的由来。在设置化学知识实践探究作业时，教师可以通过化学教材中提及的化学史资料，引导学生通过互联网搜索与课本资料内容相关的史实，从而更加详细地了解科学家们开展化学研究的过程和方法，也可以针对某一课堂教学内容引导学生通过网络自主开展化学史检索，从而使学生掌握的化学知识得到延伸。例如，在学习了《钠及其化合物》内容后，学生通过查阅侯氏制碱法的史实，理解制备流程以及过程中所涉及到的相关化学知识点和化学反应方程式，帮助学生理解为什么不是直接制备碳酸钠，而是要先得到碳酸氢钠、为什么饱和食盐水中通入气体的顺序不能变化、通入足量氨气和过量二氧化碳后，溶液中含有的离子有多种，为什么得到的沉淀是碳酸氢钠，而不是氯化钠、氯化铵或碳酸氢铵等这些关键问题，在加深学生理解所学知识的同时，还能培养学生分析和解决问题的能力以及科学严谨的思维，引导学生将化学知识与生产生活联系起来，激发学生学习化学的兴趣，提升学生的学科核心素养，达到育人的功能。

四、结束语

综合以上内容所述，高中化学教材的化学史是具有重要价值的学习资料和教学资源，教师应该充分挖掘和利用这一教学资源开展课前、课中以及课后教学活动，从而实现高中化学教材化学史的教育功能，发挥化学史揭示、引导、启迪的作用，从而使学生能够通过化学史有效的提升自身的科学精神、科学态度、核心素养，并培养学生不畏艰难、坚持不懈的品质，以及提升学生各方面的能力和素质，从而实现教学目标的达成。