化学史素材在初中化学教学实践的应用

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【摘要】为了研究化学史素材融入初中化学教学中的方式及意义，本研究选取了空气、质量守恒定律、水的组成中的教学片段进行设计并应用。结果表明将化学史素材作为引课或过渡资源可以激发学生学习化学的兴趣；将化学史素材逐一呈现，学生可以体会到概念的发展及演变过程；将化学史素材与知识和用途有机融合，学生能够在学习知识的同时真正体会到科学的探究过程。

【关键词】初中化学;化学史;素材;教学实践

公众的科学素养是衡量一个国家综合国力的重要标志，所以在义务教育化学课程标准中明确提出“初中化学教学要以提高学生的科学素养为旨”[1]。何为科学素养，包括哪几方面？国际公众科学素养中心主任、美国芝加哥科学院副院长米勒教授认为公众的科学素养至少包括三方面内容：一是对科学术语和基本概念的基本了解；二是对科学研究过程的基本了解；三是对科学对社会影响的基本了解。如何提高学生的科学素养，化学史在化学教学中扮演什么样的角色。在自然辨证法研究一书中提到，化学史，就是化学科学的发展史，是指人类在长期的社会实践过程中，对大自然的化学知识的系统的历史描述，其中包括各种理论、应用创新过程，化学家为真理奋斗的精神。通过剖析化学史的定义，我们不难看出，该定义中提到的各种理论正是科学素养的第一方面，化学家在研究化学知识的过程中所应用的创新方法正是科学素养的第二方面，化学家为获得真理的奋斗精神正体现了科学素养的第三方面，所以化学史在提高公众科学素养中占重要地位，同时也说明将化学史融入课堂是非常重要的。虽然近些年来一线教师越来越重视化学史教学，但目前将化学史融入化学课堂的教学现状却不乐观：形式单一，大多以教师讲授为主；功能单一，大多教师都认为引入化学史可以激发学生的兴趣。在于建军[2]《中学化学史教育教学现状及问题研究》一文中提到将化学史融入教学可激发学生的兴趣已经得到大多数教师认可，但是这种“兴趣”并不是学习的兴趣，而是应对学生学习疲惫的无奈之举。武盼盼在《化学史融入初中化学教学现状的调查与对策研究》一文中对内蒙古地区10所初中的学生和教师进行调查，结果也表明学生对化学史有浓厚的兴趣，但是当前化学教学中存在化学史教学方法单一，化学史融入教学的程度低等诸多问题。所以本文重点研究将化学史素材融入初中化学教学的几种融入方式。

一、将化学史素材作为引课或过渡的教学资源，可激发学生的化学学习兴趣

俗话说：“兴趣是最好的老师”。只有学生学习化学的欲望被激发出来，四十分钟的课才能称之为有效。何为好的引课，好的引课需要创设良好的教学情境，而化学史是创设良好教学情境的素材来源，同时也是创设良好教学情境的保证。在教师的引导下学生会结合化学史料主动去发现问题、研究问题，使学生保持对新知识的好奇心进而学生快速地融入课堂。下面以人教版九年级上册《空气》教学片断为例：【引课环节】重现英国科学家普利斯特利的分解氧化汞实验。“在1774年8月1日，我试图从水银烧渣中提出“空气”，我马上就发现，用这个透镜，空气很快就被赶出来。当我已经得到我所用装置的容量的三四倍时，我放水进去，水不能被吸进去。但是我难以形容的惊奇是蜡烛在这种“空气”中以极强的火焰燃烧。早在1775年，普里斯特利发现，老鼠在这种“空气”中活的时间为相同容积的普通空气中的两倍，并且在被取出以后还能复活[2]。学生活动1：阅读史料并回答下列问题:（1）请猜测史料中的“空气”是什么物质。（2）根据史料推测出“空气”的性质（物理性质或化学性质）。（3）根据史料推测出“空气”的用途。

二、将化学史素材逐一呈现，学生能够体会到化学概念的发展与演变过程

化学的历史不仅是化学发展事件的记录，也是化学科学思想演变的再现。很多概念的发展都是在克服理论同实践、理论同理论等一系列矛盾中前进的。诸如原子结构理论从古希腊哲学家德谟克利特的古代原子观的提出到道尔顿的原子实心球模型学说、汤姆生的原子枣糕模型说、卢瑟福的原子核结构模型说、玻尔的原子中电子的定态轨道运动说、薛定鄂的原子中电子运动的波动说。所以说任何一个概念或物质的发现都不是一帆风顺的，都是经过大量实验验证和推理得出的。而我们在日常教学中往往只是把概念直接告诉学生，学生被动的接受，对于概念的发展和演变一知半解，对于培养学生的科学探究精神是不利的。例如九年级化学人教版(上册)第五单元课题1“质量守恒定律”这节课的教学重点是学生能够理解质量守恒定律，传统的教学方式是直接给出质量守恒定律的定义，然后做大量的实验去验证这个结论，这样授课看似学生掌握了该定律，实际上学生还不清楚该理论知识的来龙去脉，所以我们应该将有关质量守恒定律的史料一一呈现给学生，使学生能够了解质量守恒定律产生的发展史。【化学史料1】波义耳燃烧实验1673年波义耳发现8盎司的一块锡在敞口烧瓶中加热，重量增加了18喱，在实验过程中他把锡放在瓶中称重，封上口再加热，但空气膨胀把瓶爆裂。于是他在敞口的瓶中加热2盎司的锡，当尽可能多的空气被加热赶走以后，再封瓶。于是加热焙烧锡，然后冷却，截掉瓶口，波义耳“听到外边空气冲进来。因为把容器封口时，其中的空气已经非常稀薄了，下结论重量增重12哩[2]。【化学史料2】1745年圣彼得堡的教授罗蒙诺索夫教授批评了波义耳的实验和结论，他在1750年准备了专用的玻璃仪器，分别将铅、铁、铜放入容器中，然后将容器口封死进行加热。实验后罗蒙诺索夫用天平称量该容器的质量，发现质量没发生变化，为此他认为在化学反应前后质量是守恒的[2]。【化学史料3】1774年拉瓦锡利用火镜加热红色沉淀物（氧化汞）的实验，他将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份质量的汞个3.5份质量的氧气[2]。学生活动1：阅读史料并回答下列问题:（1）通过阅读史料你能得出哪两种出不同的结论，你支持哪位科学家的看法，你的理由是什么？（2）通过阅读史料你能学习到科学家身上的哪些精神？【化学史料4】范•海尔孟的柳树实验实验步骤：（1）取一个瓦盆，其中盛上200磅已经在炉中干燥过的土，用雨水浇湿并种上5磅的柳树干；（2）用雨水或蒸馏水浇这个瓦盆，为了防止飞散的尘粒不致于与土混合，将瓦盆的边缘用许多空洞的复锡铁板盖起来；（3）五年后柳树跟长成大树，将柳树取出称重为169磅3盎司，而瓦盆中的土加以干燥，发现与原来的200磅只少了大约2盎司。实验结论：所以，164磅的木头、树皮、树根只能由水产生[2]。学生活动2：阅读史料并回答下列问题:（1）柳树实验是否遵循质量守恒定律？（2）科学家范•海尔孟所得出的结论是否正确，为什么？

三、将化学史素材与知识、探究实验、用途有机融合起来

让学生真正体会到科学的探究过程，培养学生的科学探究能力。将化学史素材融入教学中，可以在引课中引入，也可以在讲某个问题时引入，但是有些化学知识点只是简单引入不会达到理想的效果的，比如《水的组成》这节课的重点是学生掌握水的宏观组成及微观构成，有的老师认为把《水的组成》发现史在引入部分简单介绍即可，但这样对解决重难点没有任何帮助，因为学生不清楚水的组成到底如何确定下来的，所以只有将化学史素材与知识、探究实验及用途有机的融合起来，才能让学生真正体会到知识的来龙去脉，所以我认为《水的组成》这节课的教学流程可以这样设计：“课”给学生以知识，“史”给学生以智慧。二者是相辅相成的，因为若没有好的科学实例，关于科学发展和科学认识将是空洞的[3]。所以作为教师，我们应很好的将化学史与课有机的融合起来，恰如其分的渗透到每一个教学环节中，使每一个化学史实都能成为一个良好的素材。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准（实验）[S].北京:人民教育出版社,2007.

[2][英]J.R.柏延顿.化学简史[M].北京：中国人民大学出版社，2016.

[3]刘睿.化学史引入教学的设计与思考[J].考试周刊,2011（2）：214-215.

作者:裴 培 刘子忠 张凤英 单位:内蒙古师范大学化学与环境科学学院