基于化学史发展学生化学学科核心素养的教学研究

左玉 祁大焱 李艳茹 杨元贝

【摘 要】在化学教学中融合化学史内容是发展学生化学学科核心素养的有效方法，可以帮助学生了解知识的前因后果，还能培养学生缜密的科学思维和求真务实的科学态度。文章在教学主题选择、教学目标预设、教学内容确定、教学模式实践、教学过程实施、教学效果评价中融入“氯及其化合物”的教学设计，以期为基于化学史开展“素养为本”的教学提供参考。

【关键词】化学史 学科核心素养 教学设计

【中图分类号】G633.8    【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2023）10-56-03

化学学科核心素养是学生通過化学课程的学习，逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。学科核心素养的实现必须以知识教学为载体，课堂教学是发展学生学科核心素养的主阵地。化学学科核心素养的培养是化学教学的重中之重，应该贯穿于化学教学的全过程，可以基于化学史全面发展学生的化学学科核心素养。如何在化学教学中有效运用化学史，围绕化学史进行教学设计，需要教育工作者进一步研究。

教学设计是教学过程中为达到教学目标而进行的必要环节。王克勤指出，教学设计即运用成体系的方法整理结合各种课程资源，对教学过程中相互联系的各部分做出整体安排的一种构想，即以教学目标为方向，通过思考教什么、怎样教以及预期结果所开展的策划，是学与教过程中周密设计、实施和评价的方法。［1］基于此，本文从教学主题选择、教学目标预设、教学内容确定、教学模式实践、教学过程实施和教学效果评价出发，提出基于化学史发展化学学科核心素养的教学设计策略。

一、教学主题选择

教学主题的选择是教学设计的第一步，它源于教师对知识点的剖析和取舍。因此，教师需要从众多知识点中选择学生最需要掌握的，同时与社会生活接轨并能够促进学生全面发展的知识，对其进行浓缩概括，从而得出恰当的教学主题。教学主题要联系学生的生活实际，使学生能够应用化学解释生活现象，解决一定的生活问题。

基于以上的主题选取原则，本文选取人教版必修一第二章第二节“氯及其化合物”这一主题，探讨基于化学史发展学科核心素养的教学设计，以期为开展素养为本的教学提供参考。核心素养的发展需要以核心知识为载体。［2］化学史素材能够帮助学生认识化学知识的动态发展历程，了解科学家利用科学的方法进行科学探究的全过程，体会化学学科在社会发展历史进程中的重要作用，促进对科学本质的理解。

二、教学目标预设

教学目标是一切目标的基础，它对所有学段发挥导向和评价功能。［3］因此，教学目标的设计十分关键。预设教学目标需注意以下三个方面：第一，三维目标较为分散，而学科核心素养是三维目标的对应和细化，可以通过建立它们之间的关系来实现新旧概念的过渡。第二，双向细目表常用作考试命题的工具，命题者通过借助双向细目表，可以明确测试内容、测试目标，以及测验内容所占分数的比重。借助双向细目表还可以帮助教师直观地明确教学内容和教学内容所对应的学科素养及其水平。第三，可将一节课分为几个教学板块，具体分析每个板块的学习策略、核心素养的体现、学业要求，之后再按照一定的逻辑将这些内容连接起来。

基于以上三个方面，将本节课的教学目标提炼如下：①通过了解氯气发现史，结合氯气相关知识的动态演变过程，认识氯及其化合物，培养学生证据推理与模型认知素养。②通过实验探究进行思考，形成对氯气与金属的反应和鲜花变色实验的认识，培养学生科学探究与创新意识素养。③通过回顾氯气用作武器参与战争的史实，思考分析氯气的有关性质，培养学生科学态度与社会责任素养。

三、教学内容确定

教学内容的确定需要考虑以下三个方面：第一，是否能够实现教学目标，教学目标为教学设计指明方向，因此它是确定教学内容的首要原则。第二，是否能够发展学生的学科核心素养，教师选择具有教育意义的、动态的、探究性的内容，例如将化学史穿插于课堂教学中，不仅可以使学生自主建构完整的知识结构，而且能够提升学生的动手能力，培养学科素养，使学生掌握科学探究的方法和技能。第三，教师应突破框架束缚，选取国内外前沿的、创新的、具有实践性的新科学和新技术，使学生了解其基本原理和研究意义，以此引导学生树立创新意识，拓宽学生的视野。

本节课中，学生需要认识氯气这一物质，同时探究氯气及其化合物的相关性质。通过学生对“氯的由来”的化学史实的学习与思考，关注学生的科学探究与创新意识、证据推理与模型认知素养的发展。具体来说，先通过穿插氯的发现史，对比舍勒与戴维发现新物质时的态度，引导学生进行思考，从而形成知识的动态演变过程，降低学生接受和理解新物质的难度，同时发展学生科学探究与创新意识素养。再通过展示氯气作为化学武器在战场上的应用，教师和学生利用所学的新知识一起探究与分析一系列现象产生的原因，培养学生证据推理与模型认知素养。另外，通过实验探究、将知识联系生活实际等教学方式，使学生便于理解和吸收知识。具体的相关史料整理如表1所示。

四、教学模式实践

刘知新教授认为，教学模式是以一种教育思想或理论为导向，建立起的一种能够完成教学任务、达到教学目标的系统的运行方式。［4］化学教学包含理论和实验两大部分。一些教师在理论教学中容易出现教学方法传统、教学内容单一、教学思维有待创新、教学效率不高等问题。一些教师在实验教学中习惯为学生提供完整的实验方案、制订框架、告知结论，学生依照既定的思路操作实验，没有独立思考和创造的机会，无法培养创新意识和思维。对此，教师应综合课程标准要求和社会对于人才培养的要求，以学生为主体，培养学生的创新思维。教学模式实践的形式可采用线上线下相结合的混合教学形式。

本节课采取实验探究的教学模式，凸显以学生为中心的理念。为了确保教学过程的完整性，此教学模式将在教学实施过程中展现。

五、教学过程实施

教学过程的创设相当于教学实践的预演，能够保证实际教学的流畅性和逻辑性，提高教学质量。教学过程的实施需要关注三点：第一，是否具有相应的教学条件，如探究实验中必要的实验器材是否齐全，实验时间是否足够，等等。第二，是否能够最大限度地实现教学目标，完成教学任务，如通过情景剧的形式引出课题，让学生亲身参与，对相关问题进行思考。第三，是否能够切实提高学生的相关素养，教师为确保学生能在有限的教学时间里学到更多，应尽可能地使教学过程中的每个活动、每句话都有意义，并切实关注学生的感受和收获。本节课围绕上述三个要点实施教学过程，具体如下：

情境引入：在新型冠状病毒肺炎疫情期间，日常消毒是必不可少的，大家一般用什么来消毒呢？

学生回答：酒精、84消毒液等。

教师联系实际：利用多媒体向学生展示《人民日报》宣传防疫知识的文章。

教师讲解：日常生活中常用的消毒剂主要分为三类，即酚类消毒剂、以84消毒液为代表的含氯消毒剂、季铵盐类消毒剂。其中，84消毒液是我们在生活中最常用的，大家是否了解它呢？它的成分、原理各是什么？下面我们带着问题进入今天的“氯及其化合物”的学习。

教师引入：请大家观看“氯的来源”的动画视频，了解氯的由来。

教师提问：了解氯的发现史后，大家有何收获？（引导学生用科学探究精神和创新意识来认识氯的发现史）

学生活动：小组讨论后选代表发言。

教师引导：接下来我们了解一下氯的性质和用途等。

实验探究：教师进行实验演示，要求学生仔细观察，小组讨论，完成记录。

实验一：在空气中点燃氢气，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中。

实验二：取干燥和湿润的有色纸条各一条，分别放入两个盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。

实验三：将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片。

教师活动：引导学生进行总结。

学生得出结论：

实验一：纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白火焰，生成HCl，它在空气中与水蒸气结合，呈雾状，即我们常用的盐酸。

实验二：湿润的有色纸条褪色，干燥的有色纸条无变化，其变量是水，在常温下，溶于水中的部分氯气与水发生反应，生成次氯酸（HClO），次氯酸具有很强的氧化性。

实验三：干燥的氯气使有色鲜花变色，说明次氯酸可以使某些染料和有机色素褪色，因此次氯酸可作棉、麻、纸张的漂白剂。

教师引导：大家知道的漂白剂还有哪些？次氯酸在漂白剂中的应用是从什么时候开始的？大家一起看一则资料，一定会有意外的收获。

1915年第一次世界大战中，氯气作为化学武器在战场上出现，导致士兵中毒。（回顾历史，同时出示一系列相关图片，请学生运用所学知识解释）

学生活动：思考、讨论并解释现象。

教师活动：氯气应用于战场上，受到了人们的谴责，而使氯气出现在战场上的人是哈伯，大家对他有何看法？（引导学生从科学态度和社会责任的角度思考，教育学生做德才兼备的人）

教师活动：回归生活，询问漂白粉和漂粉精的原理。教师以化学方程式为基础进行系统讲解。

教师总结：本节课重点为氯气的来源、性质，与金属、水、碱的不同反应，对化学史的反思。

作业布置：查找资料（氯气在生活中的应用实例）。

六、教学效果评价

教学效果评价能帮助教师对教学设计进行反复雕琢。反馈评价可以通过四个途径收集：第一，导师和督导组的评价。导师和督导组有着丰富的听课经验和教学阅历，他们的评价极具参考价值。第二，同事的评价。通过邀请同事听课评课，请求他们给予指导性意见。第三，学生的评价。学生的切身体验是教师教学过程中最应重视的部分，因此学生的意见十分宝贵。第四，教师的自我评价。教师本人完整地参与教学全过程，他们可以通过回忆、反思，进行自我评价。这也是教师教学过程中的点睛之笔，有益于教师教学能力的提升。

本节课通过真实的情境导入课题，以化学史为线索，设置了较为规范合理的教学目标，采取了实验探究的教学模式，整个教学过程较为完整。但是在具体的实施过程中，仍存在一些問题有待改正，如在课堂过渡环节以及细节处理上仍需改善。

在教学中融入与教学内容相匹配的化学史，以化学史内容寻根溯源，推进教学，不仅能促进学生对知识的理解，注重相关知识体系的建构，而且还能发展学生的化学学科核心素养。因此，教师应该不断挖掘化学史的教学价值，在课堂上创新引用化学史，从而全面培养学生的化学学科核心素养。此外，教师也可以从化学史的其他切入点入手，关注多维度的化学史研究，以充分发挥化学史的价值，使课程内容和化学史料浑然一体、相辅相成，促进学生化学学科核心素养的发展。［5］

【参考文献】

［1］王克勤．化学教学论［M］．北京：科学出版社，2006：107．

［2］庄乾敏，刘冰，张雪．基于化学史发展学生学科核心素养的教学：以“胶体”为例［J］．化学教育（中英文），2019，40（13）：29．

［3］姜建文，王丽珊．基于核心素养的化学教学目标设计策略［J］．化学教育（中英文），2020，41（5）：37．

［4］刘知新．化学教学论：第5版［M］．北京：高等教育出版社，2018：128．

［5］刘贝贝，严文法．基于化学史学科核心素养培养价值的教学设计：以新人教版必修第一册“电解质的电离”为例［J］．化学教学，2021（9）：55．