在中学化学教学中融入化学史教育的研究

卢子怡 黄燕敏 黄华乾

【摘 要】在中学化学教学中进行化学史教育符合课程标准的要求和化学教材的变化趋势。当前，部分教师存在对化学史的教育功能认识窄化，渗透化学史的方式单一，对化学史素材的挖掘不够深入的问题。对此，要强化化学史教育的功能，积极开发多种教学方式促进化学史与化学教学融合，加强师范生对化学史知识的重视程度，重视教师的职后学习培训。

【关键词】化学史教育 中学化学 解决路径

【中图分类号】G633.8    【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2023）11-58-04

卢子怡 / 南宁师范大学化学与材料学院，从事学科教学（化学）研究；黄燕敏 / 南宁师范大学化学与材料学院，教授，从事有机合成、绿色农药研究；黄华乾 / 南宁师范大学教务处，教师，从事学科教学（化学）研究（南宁 530001）

【基金项目】2020年广西学位与研究生教育改革课题“地方高校研究生教育课程建设及管理机制的研究与实践”（JGY2020116）

我国著名化学家傅鹰说：“化学给人以知识，化学史给人以智慧。”化学史是化学科学与历史科学的融合，是化学知识和化学研究方法的认知积累过程，是化学思想和思维演变和提升的过程，是化学学科的升华。纵观国内学者对化学史的研究，主要包括对化学史教育功能的研究、基于化学史教学设计的研究、关于化学史的教材研究等。本文探讨在中学化学教学中进行化学史教育的必要性、实施情况调查、存在的问题，并提出优化路径。

一、在中学化学教学中进行化学史教育的必要性

（一）课程标准的要求

课程标准体现党和国家的教育理念和教育方针，是教材编写、教师教学、评估、考试命题的依据。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》在情境素材建议中多次提到有关化学史的内容，必修教材的五个主题都涉及化学史素材，例如主题一化学科学与实验探究中涉及电离理论的建立、氯气的发现、青蒿素的提取等化学史知识。依据课程标准开展化学史教育，有助于培养学生的化学学科核心素养，体现了化学史的育人功能，例如通过学习电离理论的建立，培养学生的變化观念与平衡思想的核心素养。义务教育阶段也十分重视化学史教育。《义务教育化学课程标准（2022年版）》的情境素材建议也涉及较多化学史，例如氧气、酸碱指示剂的发现、原子结构模型的建立和发展等。这充分反映了课程标准对化学史的重视和对化学史教育理念的肯定。

（二）符合化学教材变化趋势

教材是课程标准的具体化，是教师上课的依据，是学生学习知识的载体。通过对比高中人教版化学必修一的新旧版化学教材发现，化学史内容呈现形式更加多样化，出现的频率也有所增加。新版化学教材中，化学史内容不只出现在“科学史话”栏目，“化学与职业”“科学·技术·社会”“研究与实践”等栏目也有所涉及。旧版高中人教版化学教材必修一有17处呈现化学史内容，新版高中人教版化学教材必修一则有26处呈现化学史内容，新版教材涉及化学史的习题也有所增加，从而提高了化学史在教学评价中的作用，有效促进化学史教育贯穿“教、学、评”的整个过程。

二、化学史教育在中学教学中的实施情况调查

为了了解化学史教育在中学教学中的实施情况，笔者对陕西X初中的两位化学教师和Y高中的六位化学教师进行了访谈。学历范围包括本科和研究生，教学经验方面涵盖专家型教师、熟手型教师和新手型教师，因此具有一定的代表性。访谈包括“每学期教学涉及化学史的频率是怎么样的？进行化学史教育的作用是什么？如何在教学中进行化学史教育？学习化学史的途径是什么？大学期间是否学习过化学史？掌握情况如何？”等问题。通过总结访谈内容得出以下结论：①接受访谈教师每学期运用化学史进行教学的次数较少，一般在上公开课时会涉及，高三相较于高一、高二年级进行化学史教育的次数更少。初三是学生接触化学的开始，教师应想办法激发学生对化学学科的兴趣，因此初三化学教师会尽量挖掘化学史素材来增强教学内容的趣味性。②教师一般会选择用化学史素材来引入新课，创设化学史教学情境，激发学生的学习求知欲。涉及科学家的发现和研究的化学史时，教师会进行相应的精神教育。③对于如何用化学史进行教学，接受访谈的教师表示会通过讲授法简单介绍化学史或让学生自主阅读相关材料，教学初一、高一、高二年级的教师表示会呈现一些有代表性的化学史素材的图片和视频，让学生进行学习。④在访谈中，教师表示对教材涉及的化学史素材比较了解，但对于教材未提及的化学史并不了解，一般会通过上网查阅资料或阅读文献查找化学史知识。⑤有的教师表示自己在学校学习期间学过化学史，但有的教师表示化学史是选修内容，并且评价方式比较简单，所以在学校学习期间不够重视这一内容。

三、中学教学中化学史教育存在的问题

（一）部分教师对化学史的教育功能认识窄化

化学史教育在帮助学生理解化学基础知识的同时，能够加深学生对科学的认识，帮助学生学习自然科学方法论，从而锻炼学生思考“科学家是如何发现问题、假设推理、验证判断”的能力，并帮助学生树立辩证唯物主义思想。严文法、王小梅、李彦花的研究表明化学史具有科学本质的教育功能，具体表现为化学史能承载科学知识的经验性、科学定律和理论的区别与联系、科学知识的创造力和想象力、科学知识的理论负荷性、科学知识的社会和文化嵌入性、科学方法的多样性、科学知识的暂时性。［1］但是在访谈中发现，部分教师认为将化学史融入教学只能起到激发学生学习兴趣的作用，他们往往结合科学家的事迹对学生进行一些精神教育。部分教师对化学史的教育功能认识较片面，对化学史教学不够重视，也不会主动学习化学史知识，只是从化学教材中了解和学习有限的化学史知识，导致化学史知识匮乏，掌握化学史知识的程度参差不齐，从而不能将化学史与化学教学进行有效融合。

（二）部分教师渗透化学史的方式单一

部分教师为了节约课堂教学时间，会直接口头叙述化学史知识，或组织学生在课堂上或课后自主阅读教材相关材料，或利用PPT穿插一些化学史素材的图片、播放视频。在访谈中了解到教师多将化学史用于新课导入环节，以吸引学生的注意力，提高学习兴趣，可见教师运用化学史进行教学的方式比较单一。例如在进行高中氯气知识的教学时，教师口头讲述瑞典化学家舍勒把主要成分为MnO2的软锰矿和浓盐酸混在一起，并在对其加热的过程中意外发现氯气。紧接着就进入氯气性质的教学。对此，教师其实可以将化学史料与实验探究进行结合，引导学生模拟和感受科学家发现氯气的实验过程，体验科学探究的价值，并鼓励学生在舍勒制取氯气的基础上，根据氯气的性质进行小组合作探究，自主设计完善制备氯气的发生装置、除杂装置、收集装置、吸收装置，培养学生通过已知反应物状态、所需要制备气体的性质等来选择并组装实验装置的能力，建立制备气体实验设计原则的模型，为后续学习氮气、二氧化硫以及氨气等气体的制备奠定基础，培养学生证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的核心素养，并提高学生实验设计的能力。

（三）部分教师对化学史素材的挖掘不够深入

部分教师在进行化学史教育时，着重强调科学家对化学概念、原理等研究结论，即教给学生“是什么”，而不重视引导学生去探究科學家“怎么做”“为什么这样做”，即对化学史教学仅仅停留在表面，对化学史料的挖掘深度远远不够。例如在进行初中化学“空气的成分”的教学时，教师只在引入新课时提及“法国化学家拉瓦锡测定了空气的组成，证明空气中含有O2和N2”，但是对于拉瓦锡是如何通过实验得出空气中含有O2和N2的研究方法和探究过程的讲解却少之又少。这有可能导致学生不能很好地掌握实验的一般思路与方法，探究和创新的能力也不能得到发展。又如对学生进行精神教育时，有些教师不能充分挖掘化学史真正能启迪学生的精髓，如在讲述科学家的伟大事迹时，一些教师会着重渲染科学家吃苦耐劳、拼搏奋斗的宝贵品质，而忽略科学家敢于质疑批判、勇于实践创新、实事求是、不迷信权威等科学精神的渗透。

四、优化化学史教育的路径

（一）强化化学史教育的功能

1．提升学生的化学学科核心素养

为了让学生提高适应当今社会和未来发展的能力，化学学科核心素养对学生应具有的正确价值观、必备品格和重要能力进行了具体化，充分体现了以学生为本的教育理念。教师要重视将化学史融入中学化学教学中，以提升学生的化学学科核心素养。例如在教学电离时，教师可以讲述科学家对电离理论模型不断发展完善的过程，如瑞典化学家阿伦尼乌斯通过研究电解质稀溶液的导电性，提出电离模型，解释了酸、碱、盐的某些性质，引导学生了解模型建立在科学研究中的解释、预测等功能。此外，在学习原子结构模型的建构、元素周期表等理论的过程中，也可以充分结合化学史素材，培养学生证据推理与模型认知的素养。多数化学史素材都可以培养学生科学探究与创新意识的素养，例如我国科学家侯德榜不断对制碱方法进行改进和优化，他经过不懈探索和勇于创新，研究了联合制碱法，在提高生产效率的同时减少对环境的污染。化学史中还有一些素材体现了化学与生产生活的密切联系，例如我国酿酒和制醋技术、人工合成牛胰岛素、青蒿素的发现和提取等，都充分体现了化学对人类的贡献，引导学生发现和关注与化学有关的社会热点问题，增强学生的社会责任感，落实科学态度与社会责任素养的培养。

2．培养学生的爱国情怀

教师在教学中要重视爱国主义教育，有效拓展爱国教育内容。例如教师可以通过呈现我国的青铜器铸造、冶金技术（生铁、黄铜、白铜、水法炼铜等）、造纸术、火药的发明、瓷器的发展、炼丹术、染色技术、酿酒工艺等化学史料，培养学生的爱国情怀。这些化学史素材充分证明了中华民族是一个具有艰苦奋斗精神、敢于拼搏创造的民族，从而增强学生的民族自豪感，帮助学生树立文化自信。

3．帮助学生理解科学探究的过程

化学史展示了化学科学发展的动态变化过程，大多数化学理论或概念的形成都需要经过漫长的探索过程，但教材中对于知识点的呈现往往只是一个结论，是科学认识和探索的终点。所以将化学发展的“动”与化学知识结论的“静”结合，帮助学生了解化学科学研究变化过程的同时，加深学生对化学知识点的理解。引导学生理解科学探究的过程，即“怎么做”以及“为什么这么做”，学习科学探究方法，从而更好地帮助学生认识科学的本质。

（二）积极开发多种教学方式促进化学史与化学教学融合

1．课堂教学方式

（1）将化学史穿插于各个教学环节中，促进学生提升学科核心素养。首先教师在备课过程中可以本节课知识点为线索，通过查阅化学史资料，挖掘知识点对应的化学史料，将化学史料与本节课的知识点一一对应，有助于加强化学史料与知识点之间的逻辑联系，使教学过程更有系统性和逻辑性，让学生了解知识发展过程，帮助学生形成变化的、动态的知识观。“寓史于教”的教学方式使学生学习思路更清晰，对知识的学习和理解更深入，逻辑思维得到更好锻炼。

例如“氧化还原反应”第一节的教学重点是从“得失氧”角度认识氧化还原反应过渡到从元素化合价升降的角度进行分析，再到从电子转移（得失或偏移）的角度认识氧化还原反应的实质。教师可以根据这三大知识点整理和提炼化学史料，从而设计出整节课的教学思路，将历史线、活动线、知识线和素养线四条线索有效结合。具体教学思路如图1所示。

（2）将化学史与复习课结合。复习课是一种重要的课程类型，可以帮助学生总结、巩固和深化知识，加强学生对知识的掌握与运用。有些教师尝试将复习课与化学史结合，例如黄朝艳在“工业合成氨”的复习课教学中，以核心知识为明线，以科学家研究氨的合成过程为暗线，加强学生对工业合成氨的反应原理、化学平衡、催化剂催化历程、电化学与绿色化学等知识的理解和复习。［2］高宏、杨晓丽在“有机合成”的单元复习课中，以“阿司匹林的前世今生”为导入，以药物合成发展的化学史为线索贯穿课堂，引导学生复习有机单元的基础知识，感受有机合成的过程，并学会有机合成的制定路线。［3］将化学史与复习课有机结合具有一定的可行性，教师在教学中应该积极开发和探索化学史与复习课相结合的教学方式，在以化学史为情境的复习课中帮助学生总结归纳知识，巩固学习效果。

2．课外学习活动

（1）制作化学史专题手抄报。制作手抄报可以激发学生的学习兴趣，拓展学生的阅读空间，提高学生的创造能力和审美能力。［4］以专题手抄报的形式向学生渗透化学史知识，可以充分发挥学生的主观能动性，通过收集和整理资料，学生提高了信息处理能力，了解了更多化学史知识，拓展了视野。在将化学史知识创造性地呈现在手抄报上的过程中，锻炼了学生的创造力和想象力。

教师可以根据中学化学课程内容将化学史素材分为以下五个专题：①化学学科的形成过程；②原子分子理论与元素周期表（律）；③化学学科中重要原理的提出；④探究化学微观世界；⑤科学家专题。［5］学生可以根据自己感兴趣的化学史专题组成小组，小组分工查阅收集资料、归纳整理资料、设计手抄报，最后进行成果展示。

通过完成专题手抄报的形式学习化学史，学生参与意愿较强，并且小组分工的形式可以培养学生合作交流的能力，同时也发展学生的化学学科核心素養。例如在第二个专题中，学生通过制作原子结构、元素周期表等模型发展过程的手抄报，可以认识到模型的建立在科学研究中的解释、预测等功能，培养证据推理与模型认知的素养。

（2）参观历史博物馆。利用博物馆资源对学生进行化学史教育，可以增强和加深学生对化学知识的了解和应用，将知识与实际生活相联系，还可以丰富学生对化学文化价值的体会。［6］博物馆可以提供“藏品信息、文物图片、录像或幻灯片、研究资料等”［7］，让学生进行参观学习。在中学阶段，学校也会组织学生开展研学活动，这时可以让学生参观历史博物馆，对学生进行化学史教育，对实物进行观察有助于加深学生对化学知识的理解。

在课外学习活动中对学生进行化学史教育，比较符合学生的认知和心理发展规律，从而使化学史知识更容易被学生接收并内化。教师也可以借鉴“IHV”教学模式，组织学生分角色演绎化学史，再现化学史，使化学史教育更加生动。

（三）加强师范生对化学史知识的重视程度

师范生掌握化学史教学技能有助于在教学中更好地挖掘化学史素材，从而领悟化学学科更为本质的内容，例如化学家的思维方式、正确的化学研究态度、科学思想、探究精神等。为加强师范生对化学史知识的重视程度，应该完善考核和评价方式。在访谈中，有教师表示在学校学习期间，由于化学史这门课的课程设置和评价方式方面的原因，自己并不重视化学史的学习。对此应该建立一个完善的考核方式，充分发挥化学史教学评价的激励、导向性功能。例如可以采取理论加实践的方式对师范生的化学史学习情况进行评价，尤其注重将化学史知识融入教学实践的能力培养。理论方面可以通过论文写作的方式，培养师范生查阅归纳资料能力以及写作技能的提升。实践方面可以通过试讲考查他们对化学史知识的掌握情况以及将其灵活融入教学设计的能力，从而提高他们运用化学史进行教学的技能。将实践纳入评价范围，可以更好地加强师范生对化学史学习的重视程度。

（四）重视教师的职后学习培训

教师入职后获取化学史知识的渠道有限，一般是通过教材和教辅材料进行学习。学校应该鼓励教师积极学习化学史，并为教师提供丰富的化学史学习资源，使教师能更好地将化学史与教学结合。例如定期组织开展系列化学史专题讲座，促进教师之间交流和学习，还可以向教师提供一些学习化学史知识的网址，方便教师提取教学资源、共享资源。条件允许的情况下，学校可以开发以化学史知识为核心的校本课程。教师自身也可以阅读化学史书籍，如《化学简史》《化学之书》《元素的故事》等，以促进对化学史素材的深入挖掘，从而充实自己，拓展视野。

【参考文献】

［1］严文法，王小梅，李彦花．新课标视域下化学史的科学本质教育功能研究［J］．化学教学，2020（1）：3-7.

［2］黄朝艳．基于深度教学下的高三化学复习课研究：以“工业合成氨”为例［J］．新课程导学，2022（13）：72-74.

［3］高宏，杨晓丽．以“史”“化”学：阿司匹林的前世今生——高中“有机合成”单元复习课的教学实践［J］．化学教与学，2021（11）：51-54.

［4］王立梅．以手抄报为载体培养学生的综合素养［J］．甘肃教育，2015（9）：47.

［5］翟修华．化学史在中学化学教学中的应用研究［J］．考试周刊，2015（A1）：141-142.

［6］王晓颖，陶偌偈．利用博物馆资源开展中学化学史教育的实践［J］．化学教育，2014，35（23）：74-76.

［7］崔丽娟．浅谈博物馆中的化学教学资源［J］．化学教与学，2012（6）：37.