基于化学史的初中化学教学策略

2024-04-01 09:24山东省曹县第一初级中学刘秀英
家长 2024年6期
关键词:化学家化学学科

□山东省曹县第一初级中学 刘秀英

在初中化学学科领域内,化学史是非常重要的教学资源,能对学生的概念理解、实验原理探究、学科实践应用能力产生深远的影响。在全面培养初中生的化学观念、科学思维、科学探究实践、科学态度责任核心素养的过程中,教师应将化学史作为锻炼学生学习思维的关键。在渗透和联系化学史的过程中,初中化学教师可以以情景再现等方式创设教学情境,开展高效教学。

一、化学史概述

化学史,是化学知识系统的历史化描述,是漫长的人类社会发展、自然环境探索成果。化学史能够形象地描述化学知识的客观认识与积累过程,并对化学学科的历史发展过程、化学思想的演变过程进行高度概括。化学史与人类社会的发展史密不可分,其丰富的知识系统、表现形式,均决定了其不可替代的教育价值。

化学史能够激励学习者勇于质疑权威,将学科概念与理论知识的认知过程总结梳理出来。在引入化学史有关概念原理的过程中,学习者能够从追求真理的角度形成批判性思维。化学知识系统与学科理论的探索发现过程,有利于学生掌握科学研究的基本方法与思路。在引入化学史相关资料的过程中,学生能够从化学家的实验探究精神中汲取端正的学习态度与责任感。

化学史是化学学科知识体系的浓缩和高度概括结果,能够从学习者的角度客观认识到科学研究的发展规律。在连接化学家与实验原理的过程中,教师可以从化学史的前沿发展领域筛选出相应的案例资料,引领学生从化学史中积极发现知识体系存在的不足。

二、化学史的育人价值

在新课程标准中,化学史是实现学科育人价值的主要资源,其育人价值集中体现在启发智力、培育品德、强化审美意识等层面上。在化学学科领域内,理论与实践知识的积累是一个长期的发展过程,此过程中会迸发出较多科学研究的灵感与创新思维。

在师生共同研讨化学史的过程中,教师可以以启发式教学、探究式教学、合作教学方法为主,引导学生从化学家故事、实验探究活动中形成独立的科学研究思路。为充分发挥化学史的育人价值,初中化学教师可以依据学科层次、领域层次与跨领域层次,发展学生的科学探究思维等核心素养能力。

在详细划分化学史知识系统的过程中,初中化学教师可以从物质性质与应用、物质组成与结构、物质的化学变化三个主要主题领域入手,将化学实验和社会实践活动作为探究价值、学习方法的载体。

不论是化学家的故事,还是实验与历史脉络,均能够客观地表现出科学发展规律。化学史是学生拓宽学习视野的重要资源,在联系化学史的过程中塑造良好品德与科学精神,并将科学审美与社会责任感呈现在课堂学习中。

三、化学史的主要载体

在初中化学课堂上,化学史的主要载体集中体现在化学故事、化学实验、化学脉络等层面上,深刻影响着学生对科学研究的整体认知和理解。

在众多耳熟能详的化学故事中,学生能够将化学家的科学探索与发展过程,与自己的认知学习过程进行对比,以此勉励自己不怕困难、勇于挑战更多化学问题。不论是古代、近代还是现代的化学故事,均会影响学生的学科认知水平。根据我国古代化学工艺的主要成就,如商代的青铜器、春秋时期的冶铁技术、四大发明中的造纸术与火药,这些都是引领初中生全面建构化学知识系统的重要切入点。

通过近现代的诸多化学实验项目,初中生能够在教师的带领下将物理变化、化学变化的性质差异,作为认知建构与合作探究学习的基础。在延伸和联系化学史的过程中,初中化学教师可以将传统文化、学科发展史、科学研究态度等内容,作为鼓励学生挑战科学研究课题的关键,将化学史以链接、再现、融入等多种方式,呈现在教学情境和实验课题中,借鉴化学史发展学生的核心素养能力与品格。

四、化学史在初中化学教学中的应用意义

(一)理解化学概念与原理

在初中化学课堂教学活动中,部分学生对化学史产生了刻板印象,因此不利于深入理解化学概念与基本原理。在引申到化学史的过程中,初中化学教师应该遵循学生的认知发展规律,按照化学发展的时间与空间维度,立体化呈现学科概念与实验原理之间的逻辑关系。根据近代的化学史资料,初中生能够将分子与原子的基本概念等知识点关联在一起,并通过设计化学实验等方式验证所提出的猜想与问题。

化学史能够帮助学生理解化学概念与原理,并构建学科知识体系。在新课程与素质教育背景下,初中化学教师将化学史的有关资料直观地展现在课堂上,引导学生在自主认知、独立思考、深度学习等模式中探索化学学科的发展规律。化学史中隐含的概念知识原理,能够促使学生对化学产生学习兴趣,在创设情境、问题探究、小组实验探讨等互动环节中,教师应融入化学史资料,引导学生转换宏观和微观化学世界的探究思路。

(二)培养学科核心素养

在初中化学教学活动中,培养学生的核心素养是新时代教育事业发展的必然要求。化学史教学与学科核心素养培养是相辅相成的关系,共同影响着学生在化学学科领域内的研学与个性化发展。

化学学科的核心素养主要涵盖:宏观辨识与微观辨析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。在引领学生构建化学学科知识体系的过程中,教师应以化学史为媒介,集中学生的注意力并激发其学习热情。多数学生对化学家的故事比较感兴趣,此时教师可以延伸到化学史这一维度,引领学生切换宏观与微观视角,将物质的化学变化、物质的化学性质等概念知识关联在一起。

初中生的学科核心素养,是其必备品格与关键能力的表现形式,教师应引领学生拓展与化学史有关的学习资料,并在信息搜集、证据推理、资料分析等学习活动中培养核心素养能力。通过化学史的引入和延伸,初中生能够客观地认知学科发展规律与科学研究价值。

(三)培养批判思维与科学伦理意识

在初中化学教学活动中,教师可以将化学史作为培养学生批判思维、科学伦理意识的重要资源。部分学生对中外化学家的主要成就、人物小故事非常感兴趣,但是并未将其融入课堂学习中。此时教师可以从批判性思维、科学伦理意识的教学目标入手,认识到促进学生认知发展的重要性与意义,将容易混淆的化学家、化学研究成果直观展示在教学情境中,引领学生从思维导图、微课课件中发现问题并勇于质疑,以全面了解国内外化学家质疑权威所得出的创新科研成果。

培养初中生的批判性思维与科学伦理意识,是促进化学科学研究与创新发展的重要驱动力。化学教师可以从化学家小故事、创新实验设计等教学环节中,引领学生质疑与合理猜想。在设计实验验证猜想的过程中,学生可以借鉴于化学史中的故事情节,将元素周期律、元素周期表、天平、放射性元素等概念知识运用在实验结论的推理与分析中。

五、基于化学史的初中化学教学策略

(一)导入化学家故事,激发学习兴趣

在初中化学课堂上导入化学家的小故事,是激发学生学习兴趣的关键,能够有效拓宽学生的学习视野。

以人教版九年级上册第一单元“走进化学世界”教学为例,化学教师可以从学科发展史、国内外经典的化学研究成果入手,引导学生从化学家的诸多小故事中,发现化学研究与实验验证之间的逻辑关系,如阿伏伽德罗提出了分子学说,道尔顿提出了近代原子学说,在其他学科领域内量子学说也非常流行,均会影响化学学科的研究与发展趋势。

导入化学家小故事之后,多数学生能够从故事情节、人物形象中探究发现物质的化学变化与基本性质有何种联系。化学家能够从实验验证的过程中,探究发现诸多原理与知识概念,教师则需要开展实验教学,吸引学生主动参与到化学实验设计、猜想验证和结论推理等学习活动之中。导入化学家的小故事,能够“浓缩”化学史的发展历程,并有效提高学生的化学学习兴趣与课堂互动积极性。

(二)通过实验再现,理解概念原理

在初中化学课堂中,教师可以通过科学实验、情景再现方式,引领学生深化理解化学概念与本质原理,形成客观的科学研究与认知观念。

以人教版九年级上册第三单元“物质构成的奥秘”课堂教学为例,化学教师可以将分子学说、原子学说的提出者作为情境导入的主要内容,将化学家所完成的实验项目作为情景再现的对象,将经典实验作为学科概念引申、实验原理探究的重点。在门捷列夫发明元素周期表的前后几年,针对原子和分子学说的化学实验层出不穷,关于这一化学史,教师可以引导学生将化学概念与实验原理关联在一起,根据元素周期表的前20 个元素,与学生共同探讨如何从分子、原子等微观视角进行实验探究,验证前20 个化学元素在分子量、原子个数层面上的变化规律。可见,实验教学、情景再现等方式,是引领学生深化理解化学基本概念与实验原理、构建知识系统的重要前提。

(三)通过角色扮演,理解化学史

在初中化学课堂中,教师应当鼓励学生参与到角色扮演中,引导学生深化对化学史的全面理解。

以人教版九年级下册第八单元“金属和金属材料”课堂教学为例,化学教师可以将生活中常见的金属材料作为情境导入内容,将稀有金属背后的化学史故事作为激发学习热情的教学资源。我国伟大的化学家张青莲,在20 世纪精准测定了多种稀有金属的原子量,并被国际原子量委员会采用为新标准,将锗的原子量进行了修正,从原有的72.61±0.02 改正到72.64±0.01。师生需要共同探讨金属与金属材料的化学性质、物理性质差异,并将众多稀有金属的原子量数值,与元素周期表、元素周期律等化学史进行关联分析。通过角色扮演,多数初中生能够从化学家的视角,客观地分析金属物理性质与化学性质,在现实生产、科学研究领域的重要价值。角色扮演能够让学生直观体验化学史所延伸出的教学情境,深化对学科概念与实验原理的认知和理解。

(四)利用媒体资源,引领深度学习

在初中化学教学活动中,教师可以利用媒体资源,引领学生在课堂上开展深度学习,并将化学史作为连接知识模块的工具。

以人教版九年级下册第十单元“酸和碱”课堂教学为例,化学教师可以将侯氏制碱法作为情境导入的化学史内容,将现实生活中常见的酸、碱物质作为实验探究的知识基础,与学生共同探索侯氏制碱法在化工生产和生活领域内的应用价值。充分利用信息技术,让学生在教学情境中搭建完整的问题导学支架,并将导学案、思维导图中的学习任务目标,与化学史中科学家的研究工作进行对比;利用媒体资源引领深度学习,让学生将接触到的酸类物质、碱类物质进行对比探究,从物质性质、化学变化过程中挖掘出概念知识与原理的内在联系。初中生的化学深度学习过程与成果,均可以与化学史的实验故事案例进行对比,使学生从化学实验设计、猜想验证过程中收获知识经验与实践技能。

(五)设计探究任务,促进自主学习

在初中化学课堂上,教师可以依据化学史创新设计多种探究性学习任务,促进学生进行自主学习,从化学史中汲取知识和经验。

以人教版九年级下册第十二单元“化学与生活”课堂教学为例,化学教师可以以“屠呦呦的青蒿素”为例,佐证化学与生产生活存在密不可分的关系。在营养物质、人体健康和有机合成材料的应用等主题情境中,化学教师可以列举古代、近代和现代化学的研究与发展案例,鼓励学生自主设计探究性实验,并在课堂上积极分享实验成果与经验心得。

为了有效促进学生的自主学习与实验探究,初中化学教师可以将化学史中科学家的成功与失败经验作为对照,鼓励学生勇于克服困难与挫折,引领学生将探究性任务中涉及的概念原理转换成证据模型,并对照学科核心素养目标,树立正确的科学研究观念,将科学精神体现在实验验证等学习中。在化学史的科学研究背景下,初中化学教师应与学生共同探讨生产生活领域的化学发展情况。

六、结语

综上所述,在初中化学教学活动中,化学史是拓宽学生学习视野与眼界的重要资源。初中化学教师应当列举化学史中的概念知识和实验原理等内容,吸引学生走入化学世界,客观探究原子、分子等微观模型,创设适宜的化学教学情境,依据化学史展开讨论,培养学生的关键能力与必备品格。

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