运用化学史素材组织单元整体教学的策略研究

陈婷婷

摘  要：化学史包含了很多教学哲理，对学生学习化学具有促进作用和深远影响。教师充分运用化学史，结合教材开展每一单元课的整体知识教学，有利于充分激发学生的化学学习活动兴趣，增强学生的科学实践探究创新精神，提升学生的严谨理性思维教学品质。

关键词：化学史素材;单元整体教学;策略研究

一、化学史组织单元整体教学的意义

化学学科的发展在一定程度上反映了科学的创新性和继承性，以化学史为线索组织单元整体教学设计，容易对学生逻辑思维产生促进作用，利于发展学生的化学学科核心素养，有利于学生能深刻体会科学家们进行科学探究的方法和思维。

二、策略和原则

（一）选择合适的教学内容

教师首先需要考虑这一节知识本身是否具有可探究性，是否有相关典型的真实科学史内容作为支撑;其次，应用化学史进行的教学的知识点要符合学生的认知发展顺序，能帮助学生建构知识;最后，最重要的是运用化学史教学要与新课程标准相符合。只有选择合适的教学内容，才能有效利用化学史教学促进学生化学学科核心素养的发展。

（二）遵循史料与内容的适度性

适度性是指所选择史料素材的数量和质量，仔细分析所选史料是否与教学内容相吻合，如果违背适度性，一方面会因为使用大量化学史素材，导致教学中过于注重化学史教育功能而忽视理论知识教学目标的完成。

另一方面，有可能会因为理论知识教学目标的完成而忽视化学史教学，不能将史料中蕴含的素养充分显示出来，所以注重“度”这个问题至关重要。

三、建立化学史基础上单元整体教学模式

“四线合一”式的单元整体教学模式，也正是在结合前人化学研究的理论基础上逐步发展完善的一种新型课程教学模式，“四线”分别指的也就是“历史线”“问题线”“活动线”“知识线”;“合一”指的也就是这类教学活动必须紧紧围绕加快发展中学生提高化学学科综合核心素养目标展开。

首先是以“历史线”为基础，创建符合单元整体教学内容的化学史情景，教师可讲解典型的化学史事件，进行情景教学;接下来教师根据学生的认知发展特点，从历史事件中提出根本单元知识点相关问题供学生思考，形成“问题线”;然后教师指导学生带着问题进行单元实验活动形成“活动线”，学生在参与的实验活动后会得出相应的实验结论，由此形成了“知识线”，完成了理论知识的教学目标;最后学生再根据得到的知识原理来解决问题。

四、化学史组织单元案例教学

（一）单元教学目标

必修课程要求学生能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，能分析简单原电池的工作原理。选择性必修课程要求学生能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池;能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。选修课程“实验化学”要求学生知道在实验设计和实施过程中如何控制相关变量;知道如何对实验数据进行分析，初步形成定量研究意识。

（二）教学流程

1. 第一课时：认识双液原电池

环节一：分析单液原电池的工作原理

引入：1800年伏打发明了伏打电池，可以获得较稳定的电流。

提问：伏打电池是如何产生电流。

任务：提炼出原电池装置的构成要素

小结：原电池装置模型

环节二：分析双液原电池的工作原理

过渡：1836年丹尼尔对伏打电池进行改进，发明世界上第一个实用电池——丹尼尔电池。

提问：请你尝试分析该装置的电流是如何产生的。从原电池原理和构成要素比较双液原电池与单液原电池有哪些相同点和不同点？

环节三：设计原电池

提出任务：根据反应：2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl设计电池。

小结：设计原电池步骤

2. 第二课时：探究影响电流大小的因素

环节一：对比单/双液原电池的放电能力

过渡：丹尼尔电池是对伏打电池的改进，改进前后的两款电池在放电中有什么不同？

实验：利用数字传感器对比单双液电池放电过程中温度、电流的变化，展示一段时间后负极表面的变化。

提问：1. 单双液原电池放电过程中温度随时间的变化差异的原因是什么？2. 为什么双液原电池电流比单液原电池较稳定？3. 为什么双液原电池电流明显比单液原电池要小很多？

小结：双液电池避免了氧化剂与还原剂直接接触造成能量损失，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件。此外，双液原电池增长了离子导体的路径，所以电阻增大，导致电流减小。

环节二：探究原电池电流强弱的影响因素

提问：分析哪些因素会影响原电池提供的电流大小？

小结：影响电流大小的因素：电极材料种类、电解质浓度、电极距离、电极表面积、电极插入溶液的深度、反应温度、电解质种类

任务：请你根据上述分析和提供的药品清单，设计实验方案，并进行实验验证你的假设。

环节三：让小灯泡亮起来

任务：设计一款原电池让小灯泡发光。小组之间评选出灯泡亮度高、持续时间长的一组。

3. 第三课时：化学电源

问题：常见的金属有Li、Al、Mg、Ca、Na、Fe、Ni、Zn、K、Pb当有1mol电子转移时，将上述金属按需要质量排序。

有没有比上述金属更轻的负极反应物？

反思：本教学设计与以往教学设计的不同之处，主要表现在以下几个方面：

以原电池的发明史为情境线索，引导学生设计方案、进行实验、观察实验现象、归纳总结、建立原电池装置构成要素一般模型，养“证据推理与模型认知”的核心素养;通过演示对照实验，学生结合实验现象，从微观角度解释原电池工作原理，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。

以电池发展史为情境线索，带领学生沿着电池发明和改进的道路，体会科学家们在问题面前积极思考与认真解决的态度，培养学生“科学态度与社会责任”核心素养。

引入数字化实验手段，引导学生分析实验数据，培养学生实验数据分析能力，初步形成定量研究意识;在探究影响电流大小因素的环节中，学生体会分析问题，设计实验方案，进行实验，观察现象，归纳得出结论的完整科学探究过程，学习控制变量、对照实验等常用的实验方法，培养学生“证据推理”“科学探究”的核心素养。

在新课程理念的指导下，促进化学史知识与教学理论知识有效融合，设计以化学史为线索的单元整体教学设计促进发展学生的化学学科核心素养，将是本研究以后努力的方向。

（责任编辑：邹宇铭）

参考文献：

[1]庄乾敏. 核心素养视野下化学史在高中化学教学中的应用研究[D]. 烟台：鲁东大学，2018.

[2]王静静. 运用化学史培养学生化学学科核心素养的教学策略研究[D]. 成都：四川师范大学，2018.