核心素养视域下化学史在课堂教学中的应用策略

2020-04-07 14:14
中学课程辅导·教学研究 2020年31期
关键词:周期表科学家化学

一、问题的提出

从近几年浙江选考人数来看,选择化学的人数逐年减少,这固然有高考政策的原因,但更多的是化学使学生产生了畏惧心理,学生片面地认为化学很难学,考高分没有希望,所以不敢选择化学。这其中的原因有很多,但笔者认为有很重要的一个原因就是教师设计的课堂缺少吸引力,特别是一些抽象的内容难以理解,如此更难激发学生的学习兴趣。

《史记》告诉我们:“读史以明智,知古而鉴今……”,英国科学家培根也说过:“历史使人进步,科学(化学)使人深刻……”历史的昨天就是现在的今天,现在的今天就是明天的昨天,我们只有吸取昨天的经验、把握今天的教训才能为更好地为明天服务。作为新课改后的教育工作者更应追溯人类探索物质及其变化的历史,在合适的教学情境中引用必要的化学史,吸引学生主动参与课堂,让学生在学习时了解前人的探究过程,进而提升自己的知识掌握水平。

二、融入“化学史”的教学设计思路和策略

化学教学应着眼于学生核心素养的发展,融入化学史是培养学生化学核心素养的重要途径与有力武器,是构成化学教学的一种重要教学手段。

1.教学实施的关键分析

(1)培养学生的质疑态度

从古至今,所有的发明与创新都是由质疑开始的,想要培养学生的科学探究能力,必须要用科学的方式引导学生发现问题,鼓励学生敢于质疑。教师要为学生展示众多的化学名人的探索过程,在科学探究的道路上应更多地了解科学家的每一个方案的设计意图,领悟其中的精髓。

例如,在学习“铝及其化合物”之前可以用化学史——“铝的命运”来引导,从19世纪前铝被认为是一种稀罕的贵重金属开始,然后谈到铝制品广泛用于生产生活,特别介绍由于铝合金密度小又比较硬,所以飞机工业中大量采用铝合金,因此铝被誉为“带翼的金属”。用这个化学史实引入新课可以激发学生产生疑问:“为什么由古至今铝的价格变化如此之大?”拿破仑吃饭用铝碗,大臣吃饭用金碗,不是由于拿破仑谦虚,实际上是由工业水平决定的,炼铝工业水平越高,铝的产量就越高,铝价也就下降了。通过融入铝的“命运”史,化学课堂更具说服力了,很容易使学生主动质疑,主动解决问题,甚至还可以激励学生主动探索炼铝的优化工艺,从而为生产和生活服务。

(2)拓展学生的思维空间

化学史具有时空性,它是科学家为后人留下的宝贵财富。教师在中学化学教学中应引导学生充分利用好这些资源,通过这些引导,学生在化学学习中就会养成独立、自主发现问题并提出问题的习惯,通过总结和运用科学家的成功经验,培养学生的科学探究能力和创新意识,以此拓展学生的思维空间。

例如,在学习“指示剂”相关知识时,绝对不能只停留在一些结论的机械使用层面,应该深挖其本质,探究其原理。但由于中学阶段指示剂的知识储备很少,很难独立展开探究,如果借助化学史实,将其渗透到自己的个性化教学设计中会有意外收获。

(3)提高学生的总结能力

化学学科涉及的领域众多,从古至今,化学的发展为很多的领域创新提供了必要的技术支撑。每一项化学成就不是一蹴而就的,而是经过科学家反复的实验、探究、反思、总结得出来的。学生在理论学习时既可以全面了解化学知识,也需要培养自身对学习的总结、反思,这样学生才能在学习中明白知识的由来和学习中自身的不足。

例如,在学习“原子结构与元素周期表”中,教师应充分发挥化学史的重要作用,带领学生“重蹈”化学家的正确道路,认清每一种元素的性质,理清每一条规律的内涵。元素周期表的化学史涉及的科学家很多,具体内容也很复杂,为突显证据推理与模型认知素养,笔者重点介绍了元素周期表的完善过程,说明每位科学家的周期表的形状(如螺旋图、八音律表等)。当然,更要突出他们的探索细节,找寻不同的证据推理方法,学会优化认知模型。在适当铺垫后,引出门捷列夫的伟大贡献,认识第一张周期表,理解元素周期律,最后由学生自己总结、归纳、反思并完成自己的第一张元素周期表。

2.教学实施的策略分析

(1)利用化学史,激发学生学习的兴趣

古人言:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”化学史的应用就是借助很多科学家的化学探索故事进行教学。在化学学习中,化学史的融入在很大程度上能够让学生认识到自我的不足,也能借助原有的经验对自己进行监督,做到自我调控,实现知识的补足。

例如,在学习“原电池”这一内容时,教师可以借助“原电池的发明史”进行导入:1780年,意大利解剖学和医学教授伽伐尼在一次解剖青蛙中发现金属板上的青蛙在解剖刀触及腿神经时,起电机打出一个火花,这引起了伽伐尼的特别关注,随后他又用各种不同的物体做实验,最终……后来伏打重新对此现象进行研究,用食盐水和金属制作出了电池。这样的故事对学生具有很大的吸引力,可以激发学生的学习兴趣,学生在学习中既认识到电池的构成,掌握了电池的形成原理,还提升了学生对理论知识的实践应用能力。

(2)利用化学史,培养学生的科学探究意识和科学态度

化学史在教学中的应用不仅涉及化学家的探究过程,也包含很多趣味故事,通过这些科学家众多的化学发现,学生切实感受到,提出问题是化学发展的重要环节,不断地探究是学习过程,通过分析、归纳、推理和论证,最后得出相关的化学结论。可见,利用化学史可以培养学生的探究意识和严谨求实的科学态度,促进学生核心素养的发展。

例如,在学习“溴及其化合物”时,虽说溴元素在海水中储量丰富,被称为“海洋元素”,但人们对溴元素其实还是很陌生的。因此,为了使学生更快地接受溴元素的新知识,教师应该搜集“溴的发现史”提前让学生了解,便于知识点教学的顺利推进。同时“溴的发现史”对培养学生科学态度与社会责任的学科素养十分有利。“溴的发现史”简单摘录如下:19世纪初,李比希研究了一瓶母液(浸泡过海藻)的化学组成。由于李比希当时还太年轻,只是做了粗略分析就发布了他的研究成果(只分析出了氯和碘元素)。一年以后,法国的巴拉德做了同样的实验,竟从中发现了除碘之外的新元素——溴元素。

(3)利用化学史,帮助学生端正学习动机和强化学习意志

中学生由于年龄的限制,往往在心理上都会有不同程度的逆反性,这就导致很多学生自我意志力较弱,如果学生的学习仅依据单纯的好奇,那样学生的学习效果就不会有很大的收获。随着知识层次的不断加深和难度的逐渐增加,学生就会遇到很多难点和疑点问题。所以,在中学化学教学中,教师必须要借助化学史对学生的学习心态和意志力进行培养,使学生端正学习动机。

例如,在学习“常见的酸碱盐”时可以引入名人事件,让学生感受科学家的艰苦奋斗和刻苦钻研精神,如侯德榜先生的“制碱法”。他自幼家境贫困,但是志在少年,他艰苦学习,出国深造,回国振兴民族工业,虽说研究过程困难重重,但凭借着自己对化学研究的信念最终发明了“侯氏制碱法”。侯德榜的故事,让学生真正感悟到心中有明确的目标和坚强的意志是取得成功的内在动力。

三、反思与总结

“我们为什么要学化学?学化学有用吗?到底怎样才能学好化学呢?”笔者借用了教材中出现的或来源于生产生活中的化学史实,在教学过程中师生协作收集化学史料、分享经验、交流补充,通过化学史的展现让学生改变对化学学科的看法,知道“化学并不是一门冷冰冰的学科,是一门来自生活中充满活力的学科,也是一门有着悠久历史内涵的学科,每个化学知识都是一幅动人的历史画卷,都有着丰富的内涵”。但化学毕竟是一门自然学科,故在教学呈现中不可以牵涉太多史实,更不能整节课大谈特谈化学史实,也绝不能在任何化学学习中引用化学史实。

综上所述,化学史是重要化学知识的补充,是一种动态的、发展的知识体系。教学中融入化学史,既不影响教学节奏,又能把化学课堂的各个知识串联起来,具有很强的实用性。

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