融入化学史:从知识观到核心素养观的转变 ——以苯的教学为例

发表时间:2020/6/8   来源:《教育学文摘》2020年第5期   作者:俞莎莉 王秀英
[导读] 以“苯”的教学为例,融入化学史教育,通过转变教师的教学方式引导学生转变学习方式,
        【摘要】以“苯”的教学为例,融入化学史教育,通过转变教师的教学方式引导学生转变学习方式,使学生学到的不仅是知识,更重要的是学会学习,学会思考,从而实现知识观到核心素养观的转变,同时分析了融入化学史教育对学生知识的建构、化学思维的培养、学习方式的转变及学习结果等方面所起到的积极作用及今后亟待解决的问题。
        【关键词】:化学史  苯  核心素养
        所谓知识观,简单地说就是对知识的看法。以落实知识观为目的的教学设计基本理念是:传授知识,培养技能。这种理念以教材为中心,强调全面准确落实教材规定的知识点和技能目标,强调知识结构的体系性和逻辑性。以落实知识观为目的的教学设计难以体现新课程标准的基本理念—“素养为本”的教学,不利于学生的终身发展。
        如何转变这种教学模式呢?下面笔者以苯的教学为例,尝试在化学教学过程中引入化学史,改变教师的授课模式和学生的学习模式,期待收到好的教学效果。
        一、以落实知识观为目的的教学课堂实录
        环节一:认识苯
        图片展示药品包装盒,引出这节课的主题—苯。
        【师】课堂上拿出苯,让学生观察苯的颜色、状态,闻气味。
        【演示实验】做对比实验:将苯分别溶于水和乙醇中。
        【生】归纳其物理性质
        环节二:苯的组成探究
        【师】实验测得该物质中只含碳元素和氢元素,取该物质0.1mol,完全燃烧,生成0.6 mol的CO2和0.3 mol的H2O。求此物质的分子式。
        【生】计算、讨论,最后确定分子式。
        环节三:苯的结构探究
        【师】问题1:碳原子的成键特点?
        问题2:讨论C6H6中碳原子可能以什么方式成键,共用几对电子?
        【生1】尽可能多的拼出满足C6H6结构的模型,写出相应的结构式。
        【师】分享学生的讨论成果,引出凯库勒提出的苯的结构式。
        【生2】设计实验方案,检验苯中是不是存在碳碳双键或碳碳叁键。
        提示:取一洁净的试管,加入……,再加入……,振荡静置,如……,则说明……。
        【结论】苯分子中不存在碳碳双键或碳碳叁键!!!
        【师】展示材料:苯的真实结构的发现。
        环节四:苯的性质探究
        【师】根据苯的特殊结构,推断苯可能发生哪些反应?
        【生】分组讨论,分享答案
        环节五:苯在生活中的应用
        二、课后反思
        整堂课知识自成一体,苯的结构、性质、用途环环相扣,重视知识学习积累和知识体系建构,学生分析和解决问题能力也有一定的培养。看似完整的课堂,却引发笔者深深的思考:
        1、从教学目标看:贯彻落实教材的知识点和技能要求;难以从利于学生终身发展的角度设定目标(能力目标、思维目标、情感目标)。
        2、从教学过程看:整堂课以讲授和模仿为主;而不是以创设情境,引导学生学习、师生互动、质疑答辩为主。老师是课堂的核心,教学以授为主,老师是主动地教,学生是被动地学,虽然课堂上也有一些互动,但仍跳不出老师早已设定好的节奏与思维模式。
        3、从教学评价看:整堂课很好地落实了知识,培养了技能,但学生始终没有学会学习,也不利于学生各种核心素养的形成。
        4、从教学资源看:课堂上虽然设置了图片导入,模型搭建,演示实验等活动设计,也运用了媒体开展教学,但是没有从学生的学习基础、学习兴趣及学习能力出发,致使很多学生没有兴趣学习,老师一个人唱“独角戏”,课堂气氛压抑。
        5、从学习方式看:“听中学”,“看中学”—学生听教师讲解,看教师提供的教具、图片或录像,在听或看的过程中思考记忆,学习过程是个被动接受和机械反应的过程,无法主动地构建知识,难以形成自我引导式的学习方式。
        从以上分析可以看出,以落实知识观为目的的教学设计难以体现新课程标准的基本理念—“素养为本”的教学,不利于学生终身发展的需要。那如何实现知识观到核心素养观的转变呢?笔者认真研读高中化学课程标准(2017年版),认识到化学教学中融入化学史的重要性。以历史的发展为情境的主线,从情境中衍生出具体的问题,学生会有一种身临其境的感觉,促使他们主动地去思考问题,在解决问题和完成任务的过程中落实教学目标,领悟科学研究过程中的一些重要方法,领会科学探究的严谨性和创造力,并在探究过程中培养合作精神、敢于质疑、勇于创新。同时将知识内容贯穿于历史发展主线中,自主建构知识体系,在“思中学”、“乐中学”,学生学习兴趣浓厚,学习主动性强,在落实知识的同时更培养了他们各方面的能力,很好地落实核心素养观的形成。
        基于以上认识,笔者以落实核心素养观为目的,对苯的教学进行了再设计。
        三、以落实核心素养观为目的的教学再设计
   环节一:认识苯
        很多化学物质的发现和发明都凝聚着许多科学家的心血与付出,今天我们要认识的主角亦是如此。它是一种重要的化工原料,生活中人们对它的评价褒贬不一。它是谁?它是如何被发现的?化学家是如何研究它的性质?当今它又给我们的生活带来了哪些影响?今天我们就沿着科学家的脚步,揭开它的神秘面纱[1]。
设计意图:借助化学史,激趣设疑,引起学生的关注和好奇。
        【历史再现】法拉第在生产煤气的废弃物中发现了一种液体,命名为“氢的重碳化合物”。1834年米歇尔.迪特里希首次在实验室制得了这种液体,并命名为苯。
        【展示实物】今天我给大家带来了这种与法拉第当年所制相同的液体苯,请大家认真观察它的颜色和状态。
        【演示实验一】苯滴在滤纸上,依次往下传,请最后一位同学闻气味。
        【演示实验二】做对比实验:取适量苯溶于水和乙醇。
        【提出问题】通过法拉第的研究和你的观察,你能发现苯有哪些物理性质?
设计意图:借助化学史创设学生感兴趣的情境,启发学生要善于做生活的发现者。利用化学史既教育了学生,又激起学生探求新知识的欲望,落实“科学态度与社会责任”之学科核心素养。
        环节二:苯的组成探究
        【历史再现】法拉第测出了苯中含有的元素,日拉尔确定了苯的分子式。
        【提出问题】根据上述信息,你能确定苯的分子式吗?
        【提出问题】苯分子中碳的相对含量非常高,如何确定它的结构式呢?化学家们很为难。同学们,你们能否根据所学,试着写出符合C6H6的结构简式呢?越多越好。
         学生分组交流讨论(讨论结果如下图所示)

       


       
       
        【提出问题】究竟哪种结构式真正符合苯呢?
设计意图:借助化学史,引起学生的关注和兴趣,激发学习欲望,同时培养学生收集信息、分析信息以及信息迁移的能力,落实“证据推理”之学科核心素养。
        环节三:苯的结构探究
        【历史再现】凯库勒和他的梦
        【提出问题】凯库勒提出苯的结构以后,科学家们纷纷开始做实验,但是发现苯中含有双键,却不具有双键的典型特征。这个缺陷让化学家们纠结了。
        请问化学家指出的“不具有双键的典型特征”指什么?
        【得出结论】苯的真实结构,并提出苯的凯库勒式有缺陷。
        【历史再现】苯的真实结构的发现。
设计意图:借助化学史,培养学生对信息的收集、分析、处理的能力,让学生体会到科学探究是个很漫长,很艰辛的过程[2]。同时也让学生认识到新技术对科学发展的重要推动作用,鼓励学生不断探索自然,培养各种核心素养观。
        环节四:苯的性质探究:分析苯的结构,推断化学性质
        环节五:苯在生活中的应用   
        四、融入化学史教学的效果检测
        在化学教学过程中使用化学史会产生怎样的教学效果呢?说明白一点,就是能不能既要在常规教学中贯彻落实核心素养,又要适应现行的考试评价体系和社会的评价标准,这是涉及到这种教学模式成败的关键之所在。因此,对其进行跟踪检测是十分必要的。笔者以苯的两种教学为例,在高一年级的两个同层次班实施教学,进行对比研究。检测的内容分书面测试和问卷调查(见附一)两种方式,书面检测结果如下:
 

       
        五、融入化学史教学的效果分析
        1.优势分析。
        (1)从知识的构建过程看:融入化学史教育,学生能够比较积极有效地参与探究过程,能够主动搜集和处理一些学科信息,在学习中能够积极与同学和老师进行交流和合作,能够主动地构建自己的知识体系
        (2)从化学思维的培养过程看:融入化学史教育,让学生体会科学家科学探究的严谨性和创造力,从而培养自身的创新性思维和发展概括、抽象、表达、迁移等高级思维能力。
        (3)从学生学习方式的转变看:融入化学史教育,极大地激发了学生的学习兴趣,从“要我学”变成“我要学”,大大提高了学习的效果。
        (4)从学生学习的效果看:对知识把握比较深刻,注意知识的逻辑性,并善于把知识运用到实践中,综合素养强。
        (5)从情感的培养和价值观的形成看:学习的兴趣较高且持续的时间长,课堂氛围好,心态比较开放,能主动地运用所学的知识和观念参与社会事务的讨论[3]。
        2.问题分析。
        当然“融入化学史教学”就像其它的教学一样,也存在着的局限性。以下这些问题是我们今后要着力解决的。
        (1)化学史教学主要通过师生间的讨论、交流、合作,自主建构知识,因此课堂节奏比较慢,所以课堂上只能讨论一些主要知识,这就要求学生课后自主学习和补充另外一些知识,因此如何让那些主动性差,学习能力弱的同学进行课后有效学习是我们需要关注的问题。
        (2)关注学生的全面发展,促进学生学习方式的转变,这是至关重要的。但是最终我们要面对高考,如果这种教学的成果不适应现在的社会评价体系,那么它肯定会失败,所以如何使化学史更好地体现考试的要求,提高学生的解题能力是我们今后要思考的。
        (3)化学史的教学效果见效比较慢,需要教师连续不断地进行教育,而高中学习时间紧,任务重,为了提高学生的学习成绩,教师往往会放弃化学史教育,偶尔用于新课引入的情境创设,或让学生在课下自行阅读,化学史的各项功能并没有被很好地发掘[4]。如何让教师认识到化学史教学的重要性,注重积累化学史课程资源,并积极探讨课堂教学渗透化学史的有效策略也是我们今后要着力解决的。
        (4)并不是所有的课都适合用化学史,也不是任何一个教师都能用好化学史,如何将化学史运用自如和得当,让化学史发挥它强大的功能也是我们今后所要解决的问题。
        在新课程背景下,化学史教育有其重要的使用价值,如何恰如其分地使用它,让它挥发其应有的功能,我们还将慢慢探索。
参考文献:
1刘玉荣 詹利平.?融合化学史和生活的二氧化碳教学设计[J].?中学化学教与学. 2018(01):P11-15
2许青锋.?化学教学应重视化学史的教育[J].?基础教育研究. 2008(02):P15-16 
3张凌锋.?试论化学史在教学中的育人作用[J].中国科教创新导刊. 2008(07):P11-12 
4王秀红 于建军.?中学化学史教育教学问题及影响因素分析[J].?化学教育. 2009(02):P15-16
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