化學(xué)史素材在初中化學(xué)教學(xué)實踐的應(yīng)用
時間:2022-10-22 10:17:38
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【摘要】為了研究化學(xué)史素材融入初中化學(xué)教學(xué)中的方式及意義,本研究選取了空氣、質(zhì)量守恒定律、水的組成中的教學(xué)片段進(jìn)行設(shè)計并應(yīng)用。結(jié)果表明將化學(xué)史素材作為引課或過渡資源可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣;將化學(xué)史素材逐一呈現(xiàn),學(xué)生可以體會到概念的發(fā)展及演變過程;將化學(xué)史素材與知識和用途有機(jī)融合,學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)知識的同時真正體會到科學(xué)的探究過程。
【關(guān)鍵詞】初中化學(xué);化學(xué)史;素材;教學(xué)實踐
公眾的科學(xué)素養(yǎng)是衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)志,所以在義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出“初中化學(xué)教學(xué)要以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為旨”[1]。何為科學(xué)素養(yǎng),包括哪幾方面?國際公眾科學(xué)素養(yǎng)中心主任、美國芝加哥科學(xué)院副院長米勒教授認(rèn)為公眾的科學(xué)素養(yǎng)至少包括三方面內(nèi)容:一是對科學(xué)術(shù)語和基本概念的基本了解;二是對科學(xué)研究過程的基本了解;三是對科學(xué)對社會影響的基本了解。如何提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中扮演什么樣的角色。在自然辨證法研究一書中提到,化學(xué)史,就是化學(xué)科學(xué)的發(fā)展史,是指人類在長期的社會實踐過程中,對大自然的化學(xué)知識的系統(tǒng)的歷史描述,其中包括各種理論、應(yīng)用創(chuàng)新過程,化學(xué)家為真理奮斗的精神。通過剖析化學(xué)史的定義,我們不難看出,該定義中提到的各種理論正是科學(xué)素養(yǎng)的第一方面,化學(xué)家在研究化學(xué)知識的過程中所應(yīng)用的創(chuàng)新方法正是科學(xué)素養(yǎng)的第二方面,化學(xué)家為獲得真理的奮斗精神正體現(xiàn)了科學(xué)素養(yǎng)的第三方面,所以化學(xué)史在提高公眾科學(xué)素養(yǎng)中占重要地位,同時也說明將化學(xué)史融入課堂是非常重要的。雖然近些年來一線教師越來越重視化學(xué)史教學(xué),但目前將化學(xué)史融入化學(xué)課堂的教學(xué)現(xiàn)狀卻不樂觀:形式單一,大多以教師講授為主;功能單一,大多教師都認(rèn)為引入化學(xué)史可以激發(fā)學(xué)生的興趣。在于建軍[2]《中學(xué)化學(xué)史教育教學(xué)現(xiàn)狀及問題研究》一文中提到將化學(xué)史融入教學(xué)可激發(fā)學(xué)生的興趣已經(jīng)得到大多數(shù)教師認(rèn)可,但是這種“興趣”并不是學(xué)習(xí)的興趣,而是應(yīng)對學(xué)生學(xué)習(xí)疲憊的無奈之舉。武盼盼在《化學(xué)史融入初中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查與對策研究》一文中對內(nèi)蒙古地區(qū)10所初中的學(xué)生和教師進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果也表明學(xué)生對化學(xué)史有濃厚的興趣,但是當(dāng)前化學(xué)教學(xué)中存在化學(xué)史教學(xué)方法單一,化學(xué)史融入教學(xué)的程度低等諸多問題。所以本文重點研究將化學(xué)史素材融入初中化學(xué)教學(xué)的幾種融入方式。
一、將化學(xué)史素材作為引課或過渡的教學(xué)資源,可激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣
俗話說:“興趣是最好的老師”。只有學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的欲望被激發(fā)出來,四十分鐘的課才能稱之為有效。何為好的引課,好的引課需要創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境,而化學(xué)史是創(chuàng)設(shè)良好教學(xué)情境的素材來源,同時也是創(chuàng)設(shè)良好教學(xué)情境的保證。在教師的引導(dǎo)下學(xué)生會結(jié)合化學(xué)史料主動去發(fā)現(xiàn)問題、研究問題,使學(xué)生保持對新知識的好奇心進(jìn)而學(xué)生快速地融入課堂。下面以人教版九年級上冊《空氣》教學(xué)片斷為例:【引課環(huán)節(jié)】重現(xiàn)英國科學(xué)家普利斯特利的分解氧化汞實驗?!霸?774年8月1日,我試圖從水銀燒渣中提出“空氣”,我馬上就發(fā)現(xiàn),用這個透鏡,空氣很快就被趕出來。當(dāng)我已經(jīng)得到我所用裝置的容量的三四倍時,我放水進(jìn)去,水不能被吸進(jìn)去。但是我難以形容的驚奇是蠟燭在這種“空氣”中以極強(qiáng)的火焰燃燒。早在1775年,普里斯特利發(fā)現(xiàn),老鼠在這種“空氣”中活的時間為相同容積的普通空氣中的兩倍,并且在被取出以后還能復(fù)活[2]。學(xué)生活動1:閱讀史料并回答下列問題:(1)請猜測史料中的“空氣”是什么物質(zhì)。(2)根據(jù)史料推測出“空氣”的性質(zhì)(物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì))。(3)根據(jù)史料推測出“空氣”的用途。
二、將化學(xué)史素材逐一呈現(xiàn),學(xué)生能夠體會到化學(xué)概念的發(fā)展與演變過程
化學(xué)的歷史不僅是化學(xué)發(fā)展事件的記錄,也是化學(xué)科學(xué)思想演變的再現(xiàn)。很多概念的發(fā)展都是在克服理論同實踐、理論同理論等一系列矛盾中前進(jìn)的。諸如原子結(jié)構(gòu)理論從古希臘哲學(xué)家德謨克利特的古代原子觀的提出到道爾頓的原子實心球模型學(xué)說、湯姆生的原子棗糕模型說、盧瑟福的原子核結(jié)構(gòu)模型說、玻爾的原子中電子的定態(tài)軌道運(yùn)動說、薛定鄂的原子中電子運(yùn)動的波動說。所以說任何一個概念或物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)都不是一帆風(fēng)順的,都是經(jīng)過大量實驗驗證和推理得出的。而我們在日常教學(xué)中往往只是把概念直接告訴學(xué)生,學(xué)生被動的接受,對于概念的發(fā)展和演變一知半解,對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神是不利的。例如九年級化學(xué)人教版(上冊)第五單元課題1“質(zhì)量守恒定律”這節(jié)課的教學(xué)重點是學(xué)生能夠理解質(zhì)量守恒定律,傳統(tǒng)的教學(xué)方式是直接給出質(zhì)量守恒定律的定義,然后做大量的實驗去驗證這個結(jié)論,這樣授課看似學(xué)生掌握了該定律,實際上學(xué)生還不清楚該理論知識的來龍去脈,所以我們應(yīng)該將有關(guān)質(zhì)量守恒定律的史料一一呈現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生能夠了解質(zhì)量守恒定律產(chǎn)生的發(fā)展史?!净瘜W(xué)史料1】波義耳燃燒實驗1673年波義耳發(fā)現(xiàn)8盎司的一塊錫在敞口燒瓶中加熱,重量增加了18喱,在實驗過程中他把錫放在瓶中稱重,封上口再加熱,但空氣膨脹把瓶爆裂。于是他在敞口的瓶中加熱2盎司的錫,當(dāng)盡可能多的空氣被加熱趕走以后,再封瓶。于是加熱焙燒錫,然后冷卻,截掉瓶口,波義耳“聽到外邊空氣沖進(jìn)來。因為把容器封口時,其中的空氣已經(jīng)非常稀薄了,下結(jié)論重量增重12哩[2]。【化學(xué)史料2】1745年圣彼得堡的教授羅蒙諾索夫教授批評了波義耳的實驗和結(jié)論,他在1750年準(zhǔn)備了專用的玻璃儀器,分別將鉛、鐵、銅放入容器中,然后將容器口封死進(jìn)行加熱。實驗后羅蒙諾索夫用天平稱量該容器的質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量沒發(fā)生變化,為此他認(rèn)為在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量是守恒的[2]?!净瘜W(xué)史料3】1774年拉瓦錫利用火鏡加熱紅色沉淀物(氧化汞)的實驗,他將45.0份質(zhì)量的氧化汞加熱分解,恰好得到了41.5份質(zhì)量的汞個3.5份質(zhì)量的氧氣[2]。學(xué)生活動1:閱讀史料并回答下列問題:(1)通過閱讀史料你能得出哪兩種出不同的結(jié)論,你支持哪位科學(xué)家的看法,你的理由是什么?(2)通過閱讀史料你能學(xué)習(xí)到科學(xué)家身上的哪些精神?【化學(xué)史料4】范•海爾孟的柳樹實驗實驗步驟:(1)取一個瓦盆,其中盛上200磅已經(jīng)在爐中干燥過的土,用雨水澆濕并種上5磅的柳樹干;(2)用雨水或蒸餾水澆這個瓦盆,為了防止飛散的塵粒不致于與土混合,將瓦盆的邊緣用許多空洞的復(fù)錫鐵板蓋起來;(3)五年后柳樹跟長成大樹,將柳樹取出稱重為169磅3盎司,而瓦盆中的土加以干燥,發(fā)現(xiàn)與原來的200磅只少了大約2盎司。實驗結(jié)論:所以,164磅的木頭、樹皮、樹根只能由水產(chǎn)生[2]。學(xué)生活動2:閱讀史料并回答下列問題:(1)柳樹實驗是否遵循質(zhì)量守恒定律?(2)科學(xué)家范•海爾孟所得出的結(jié)論是否正確,為什么?
三、將化學(xué)史素材與知識、探究實驗、用途有機(jī)融合起來
讓學(xué)生真正體會到科學(xué)的探究過程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。將化學(xué)史素材融入教學(xué)中,可以在引課中引入,也可以在講某個問題時引入,但是有些化學(xué)知識點只是簡單引入不會達(dá)到理想的效果的,比如《水的組成》這節(jié)課的重點是學(xué)生掌握水的宏觀組成及微觀構(gòu)成,有的老師認(rèn)為把《水的組成》發(fā)現(xiàn)史在引入部分簡單介紹即可,但這樣對解決重難點沒有任何幫助,因為學(xué)生不清楚水的組成到底如何確定下來的,所以只有將化學(xué)史素材與知識、探究實驗及用途有機(jī)的融合起來,才能讓學(xué)生真正體會到知識的來龍去脈,所以我認(rèn)為《水的組成》這節(jié)課的教學(xué)流程可以這樣設(shè)計:“課”給學(xué)生以知識,“史”給學(xué)生以智慧。二者是相輔相成的,因為若沒有好的科學(xué)實例,關(guān)于科學(xué)發(fā)展和科學(xué)認(rèn)識將是空洞的[3]。所以作為教師,我們應(yīng)很好的將化學(xué)史與課有機(jī)的融合起來,恰如其分的滲透到每一個教學(xué)環(huán)節(jié)中,使每一個化學(xué)史實都能成為一個良好的素材。
參考文獻(xiàn):
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[3]劉睿.化學(xué)史引入教學(xué)的設(shè)計與思考[J].考試周刊,2011(2):214-215.
作者:裴 培 劉子忠 張鳳英 單位:內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院