融入化学史的串联式教学探究——以“氯气的性质”为例*

李思源，杜鹏程，赵丽娜

(吉林师范大学 化学学院，吉林 四平 136000)

化学史是人类在长期社会实践中对大自然的化学知识的系统历史的描述，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[1]，化学史教学是实行全面化学教育的重要途径之一，可以保证在传授知识的同时锻炼学生的思维，丰富学生的内涵”。《普通高中化学课程标准(2017年版)》提出在课堂教学中 “结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和方法”[2]。足以见得在教学中融入化学史符合教育发展的趋势与要求，也是落实立德树人要求的重要途径之一。

串联式教学指在教学中通过明确的线索将看似零散的知识连接在一起，起到归纳总结知识的作用，此方法在复习课中较为常见，但在化学史教学中也同样适用。运用串联式的方法可以将分散的化学史连接起来，使各个独立的素材连接为一条教学的主线，以主线为轴开展教学，充分结合了化学史的逻辑，将化学史与课堂教学结合起来，真正地做到将化学史贯穿于整个课堂，使“教化学史”变为“基于化学史的教”[3]。

1 研究意义

化学史作为自然科学发展史和人类文明发展史的组成部分，其中蕴涵了大量科学探究的过程及人文历史背景[4]。化学史是人类文明与智慧的结晶，是在滚滚的历史长河中经过不断沉淀积累下来的宝贵财富，化学史可以让书本上死板枯燥的化学概念、化学原理等理论知识变得生动形象起来，在课堂上开展化学史教学也可以使无聊的课堂变得活跃，运用化学史进行教学可以为学生营造一种轻松愉快的课堂氛围，使学生享受课堂，爱上化学。

1.1 有助于激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师，要想学好一门课程，第一步就是要对这门课程产生兴趣，有了兴趣就有了探索的欲望，才能够自主地去学习新知识并且能够深入学习与探究，在遇到困难的时候也能持之以恒，不轻言放弃。而化学史教学就是激发学生兴趣最佳的方法。比如英国化学家波义耳不慎把盐酸滴到玫瑰花上，当用水去冲洗时发现滴上盐酸的那部分花瓣奇迹般地变红了，于是经过反复实验，石蕊指示剂诞生了；凯库勒在梦里梦到了白蛇在不停扭动旋转，梦醒了之后立即奔去书房，按照白蛇的摆动位置画出了苯的环状结构。化学家们在研究中的趣味故事能够极大的激发学生的兴趣，引导学生自主地探究和钻研。

1.2 有助于培养学生的核心素养

化学史中折射了前人的科学思维、科学精神与科学态度，这与化学学科核心素养十分契合[5]。通过化学史的教学可以让学生了解化学原理和化学概念形成的过程，让学生体会到真理形成过程的艰难，深化学生对化学知识学习的感悟。而且化学史中有许多国内外伟大的化学家，他们对待研究严谨求实的科学态度、敢于质疑敢于创新的精神、不懈努力、吃苦耐劳的品质非常值得学生去学习，对于培养学生的核心素养具有不可替代的作用。比如中国化学家侯德榜，他出身贫苦，但是在求学期间勤勉刻苦，毕业之后胸怀报国之情，毅然回国，经过不懈的钻研和研究，最终创立了“侯氏联合制碱法”；居里夫人在简陋的环境下，不畏艰难、刻苦钻研，终于成功将镭提取出来。这些化学家的事迹对于培养学生的爱国情怀以及科学态度和科学责任具有重大的意义。

2 研究现状

化学史融入教学对于化学教学具有非常积极的作用，但在实际教学中却存在着许多问题，导致化学史没有被普遍的应用于高中化学教学中。一方面课程标准和教材中提供的化学史素材比较简单，数量也不多，使得教师在进行教学时没有参考，而且提供的化学史素材过于分散，很难将知识串联起来；另一方面，高中教师对于化学史知识的储备太少，对化学史没有更深入的挖掘，没有充分发挥化学史的教育功能，而且由于高中课业负担沉重，化学史也不是高考必考的知识，教师没有时间或者不愿意花费时间去搜集化学史素材，也不愿意在课堂教学中应用化学史，种种原因导致化学史融入教学这种教学方式没有被推广和普遍使用。而针对于化学史素材过于分散的情况，实施串联式教学就十分有必要了。

3 “氯气的性质”教学设计

本节以“氯气的性质”为例，将所涉及到的化学史素材串联成历史线贯穿于整个教学过程，化学史素材主要以资料卡片、视频、课件等多种形式呈现，根据素材内容设计问题，学生讨论回答。本节教学设计思路流程图如1所示：

图1 教学设计思路流程图

3.1 教学分析

1)教材分析

本节选自人教版教材必修一第二章第二节，是继钠及其化合物之后又一典型元素化合物的学习，而且是学生在高中阶段学习的第一种非金属元素，在高中学习中占有非常重要的地位，为高中学习元素化合物的知识起到了巩固和提高的作用。本节主要内容为氯气的物理性质和化学性质，通过对氯的性质的分析与学习可以让学生了解非金属单质及其化合物的性质，同时引导学生形成科学的思维与正确的观点。教材中所涉及的漂白液和漂白粉等物品与日常生活息息相关，可以引起学生的学习兴趣，使学生认识到化学在生活中的重要作用，提升学生的化学学科核心素养。

2)学情分析

在学习本节内容之前，学生已经掌握了离子反应和氧化还原反应的相关知识，对于本节内容的学习起到了先导的作用，同时学生已经具备了基本的实验操作能力，具有一定的收集信息、整理信息、归纳总结的能力。而且作为高一的学生，抽象思维已经形成，具有发散思维，能够从多方面多角度去思考问题，并且具有一定的实践能力，可以积极地参与讨论和实验，进行创新型的活动。

3.2 教学目标

1)通过实验探究认识氯气的主要性质，培养学生的科学思维，发展科学探究的核心素养。

2)通过结合生活实践进行学习，可以建立化学知识与人类日常生活之间的联系，使学生认识到化学在人类生产生活中的重要性。

3)通过学习有关氯气的发现史，使学生认识到科学家们的研究精神，激发对科学的热爱。

3.3 教学过程

1)新课导入

【教师活动】在1925年第一次世界大战的比利时战场上，德军首次对法军使用了化学武器，德军向英法联军释放了一种黄绿色的气体，随后英法联军的士兵就相继倒下甚至还有士兵中毒身亡，最后德军取得了战争的胜利，这就是著名的伊普尔战争。那么这种强大的气体是什么呢？它又是如何被发现的呢？

活动意图说明：创设问题情境，通过真实的故事进行导入，引起学生的学习兴趣。

2)氯气的物理性质

【展示资料卡片】舍勒发现氯气如图2所示。

图2 资料卡片1

【补充】在舍勒之后，拉瓦锡提出了氧化学说，它认为一切酸中都含有氧，于是燃素说就这样被推翻了。

【教师活动】引导学生从舍勒发现氯气的故事中提取信息，总结氯气的物理性质。

【学生活动】认真聆听，了解“氯”这种元素的发现和命名历程。

活动意图说明：以资料卡片的形式让学生通过自主阅读了解舍勒发现氯气的过程，使学生感受到科学家坚持不懈的精神和勇于探索的品质。

3)氯气与水的反应

【展示资料卡片】贝托雷制备氯气如图3所示。

图3 资料卡片2

【补充】贝托雷将氯气的水溶液放在太阳下，发现居然分解了并且产生了盐酸和氧气。他认为这种气体是盐酸和氧气之间连接松弛的化合物，于是把这种气体叫做“氧化盐酸”。

【教师活动】播放贝托雷制备氯气的视频，引导学生写出氯气与水反应的化学方程式。

【教师提问】贝托雷发现氯气可以与水反应，它的生成物可以把纸张、花朵等进行永久性的漂白，这是为什么呢？

【学生猜想】氯气与水反应得到的产物可能具有强氧化性，将纸张氧化了。

【教师讲解】次氯酸具有强氧化性，可以破坏有机物中的发色基团，使其失去颜色；另外，次氯酸的强氧化性也可以用来杀菌消毒，它可以使细胞中的蛋白质变性，细胞失去活性，从而杀灭细菌和病毒，达到消毒的目的，很多自来水厂在水中通氯气杀菌消毒就是这个原理。

活动意图：通过贝托雷的故事，培养学生敢于质疑，不断创新的科学态度，让学生体会到化学在人类生产生活中的重要性。

4)氯气与碱的反应

【展示资料卡片】台耐特制漂白粉如图4所示。

图4 资料卡片3

【教师讲述】贝托雷将氯气通入草木灰中制得了液体漂白剂，在贝托雷研究的基础上，英国化学家台耐特在1789年将氯气通入石灰乳中，制得了漂白粉，至今工业生产漂白粉都是采用这种方法。

【PPT展示】漂白粉演变的历史过程

活动意图说明：以台耐特制备漂白粉的史料引出氯气与碱的反应，引出常用漂白剂、消毒剂的制备方法，让学生体会到化学科学对人类社会生活、生产的重要作用。

5)氯气与金属、非金属单质的反应

【展示资料卡片】戴维命名氯气如图5所示。

图5 资料卡片4

【补充】戴维是第一位确定氯气是单质的化学家。

【教师提问】学生在上一节已经学习了钠与氯气的反应，通过类比，引导学生推断出氯气与其它金属的反应。

【学生活动】在纸上写出氯气与铜、铁反应的化学方程式。

【教师讲述】接下来以氢气为例学习氯气与非金属单质的反应。

【视频演示实验】氯气与氢气的反应。

【学生回答】总结实验现象。即氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，有白雾生成。

活动意图说明：通过氯气与金属单质钠、铁、铜，非金属单质氢气的反应，掌握氯气与单质反应情况。

6)课堂小结

【共同回顾】本节课所学的内容有哪些？

【学生回答】学习了氯气的物理性质，氯气与金属单质、非金属单质的反应，氯气与水的反应以及氯气与碱的反应。

【总结】氯气从被发现到广泛应用时隔近四十年的时间，是很多科学家经过严谨求实的态度、勇于质疑勇于创新的精神不断探索、不断探究所创造的结果，希望大家通过这节课的学习能够吸取化学家身上的这种优秀的精神。

3.4 教学评价

本节课将分散的化学史按时间线连接起来，将理论知识穿插在其中，层层递进，使学生能够沿着化学家的足迹探索知识，在兴趣中掌握知识，并且可以引导学生自发地分析讨论，培养学生独立思考的能力，同时还能感受化学家们优秀的品质，既能培养学生的知识技能，又能培养学生的情感态度与价值观，相比于传统教师的那种按部就班的教学方法来说，这种教学方法更容易引起学生的学习兴趣，使学生在了解化学史的基础上掌握本节课的知识点，学会构建非金属化合物的研究思路和方法。但在本节课的教学设计中没有设置学生亲自体验化学实验的环节，只是简单的用多媒体播放视频，应该让学生多动手多实验，使知识与技能达到更好的融合。

4 结语

化学史是前人智慧与经验的结晶，不仅能提升学生的智慧，使学生了解化学学科发展的历史、化学理论形成的历程、化学家探索真理的艰辛过程，还能够在教学中加深学生对化学知识的理解和认知，激起学生对化学学习的兴趣，培养学生严谨的科学态度，而将化学史教学与串联式教学结合更加符合学生的学习特点和思维逻辑，使学生对于课程学习的思路更加清晰，但化学史教学的任务任重而道远，需要教师不断积累知识，将化学史中所蕴涵的深刻道理潜移默化的渗透到高中化学教学中。