金晨

摘要：上海課改30年以來，現(xiàn)行化學教材有著鮮明的時代主題和印記。生動活潑、圖文并茂的化學史素材，無疑增強了化學魅力及科學性、進一步激發(fā)學生求知欲望。然而與一期教材相比，知識點的篇幅、復習題題量、教材的厚度明顯減少，使得教師在把握教學重難點時產(chǎn)生了困擾。該文旨在明確“化學史”素材對于培養(yǎng)高中生科學素養(yǎng)的作用，力求揭示教師在使用二期課改教材中遇到困惑的原因，提出合理處理“化學史”素材的建議及案例。

關(guān)鍵詞：高中化學學科核心素養(yǎng);科學素養(yǎng)：化學史：課堂實踐

文章編號：1008-0546（2019）05-0015-04

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.005

一、問題的提出

化學史教學對于某些教師看來，簡直就是浪費時間。非但不能提高考試分數(shù)，還會影響教學進度。課程標準中沒有化學史相關(guān)內(nèi)容的考核要求，教師則往往采取通篇閱讀或者只字未提的方式來處理化學史內(nèi)容。久而久之，化學史內(nèi)容的教育功能被越來越多的老師所淡忘，留下的僅僅是學科分數(shù)本身。究其原因，是化學教師忘記了化學教育的初衷及其育人功能。

二、關(guān)于“科學素養(yǎng)”的初步思考

1.“科學素養(yǎng)”的概念

1958年，美國斯坦福大學學者赫德發(fā)表了一篇題為《科學素養(yǎng)：它對美國學校的意義》的論文，人們把科學素養(yǎng)的內(nèi)涵理解為著重于科學知識的掌握。

20世紀80年代，美國科學促進協(xié)會（AAAS）制定了“2061計劃”。依據(jù)計劃相繼發(fā)表《美國國家科學教育標準》，其中將科學素養(yǎng)表述為“理解和深諳進行個人決策、參與公民事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟生產(chǎn)所需的科學概念和科學過程”，并且認為“科學素養(yǎng)有不同的程度和形式，它擴展和深化到人的整個一生，而不僅僅是在學校的一段時問”。

進入21世紀以后，在新的社會環(huán)境和背景下，科學素養(yǎng)又有了新的含義。國際上普遍將科學素養(yǎng)概括為三個組成部分，即對科學知識達到基本的了解程度，對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度，對科學技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達到基本的了解程度。

2.“科學素養(yǎng)”與“化學學科核心素養(yǎng)”的關(guān)系

圖1“科學素養(yǎng)”與“化學學科核心素養(yǎng)”的關(guān)系

從圖1中我們可以發(fā)現(xiàn)，“科學素養(yǎng)”與“學科核心素養(yǎng)”的內(nèi)容和培養(yǎng)目標是一致的?！翱茖W素養(yǎng)”是“化學學科核心素養(yǎng)”的一部分。2008年上海師范大學秦浩正教授及其團隊有關(guān)《上海青少年科學素養(yǎng)調(diào)查報告》分析顯示，在義務(wù)教育階段，上海青少年的科學素養(yǎng)獲得明顯發(fā)展的同時，在各方面的發(fā)展還參差不齊。尤其是在科學探究能力方面還比較落后，使得學生的實踐能力相對薄弱，主動探究的欲望較低。這份報告也很好地證明，現(xiàn)如今化學課堂教學忽視了科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

因此，一線教師所普遍忽略的化學史素材，恰恰是科學素養(yǎng)培養(yǎng)所急需的養(yǎng)分和素材。

三、國內(nèi)外化學史教育的功能及進展

1.國外化學史教育的功能及進展

1904年，法國著名科學家郎之萬，第一個積極提倡在科學教學中運用歷史的方法。他提出了克服教條主義、實用主義的方法：（1）提早開設(shè)和加強實驗課的教學（2）科學史教育。1926年實驗教學法被納入理科教育。

在美國，從20年代開始多數(shù)大學理科系都開設(shè)了科學史課程。50年代，中學理科教學穿插了一般的化學史教材，另外還專門編寫了科學史教材和教師用的教學參考書。1960年美國26個州的100多所學校進行了HOSC教學法，即化學史教學方面的試驗取得了顯著的成功。

2.國內(nèi)化學史教育的功能及進展

50年代我國開始重視化學史教育。1956年頒布的《中學化學教學大綱》中明確指出，為了培養(yǎng)學生的愛國主義思想，教師應(yīng)該結(jié)合具體的教材，使學生認識我國歷史上勞動人民在化學和化學生產(chǎn)方面的光輝貢獻，使學生了解我國化學、化學工業(yè)的發(fā)展和成就。

雖然現(xiàn)行的化學課本注意了化學史教育，在各類課本都注意引用或穿插一些化學史料內(nèi)容。然而，從化學史教育的國內(nèi)外發(fā)展不難看出，國外的化學史教育注重學生實驗操作能力的培養(yǎng)。國內(nèi)的化學史教育主要注重學生愛國主義教育及對歷史的緬懷。諸多的研究僅僅停留在課程標準、教材對于化學教材內(nèi)容的要求，而對于“化學史”素材使用過程中對于功能的描述較少，特別是對于高中生科學素養(yǎng)的提升意義不顯著。

四、普通高中化學史教學現(xiàn)狀調(diào)查

為了能夠深入了解上海二期課改教材中化學史的使用情況以及其對高中生科學素養(yǎng)培養(yǎng)的作用，抽取我校高一至高三年級300名學生和6名化學教師，共發(fā)出調(diào)查問卷：學生300份，教師6份;收回有效問卷290份，教師6份。

1.調(diào)查方法

以問卷調(diào)查為主，主要以化學教學論為依據(jù)，從中學化學教學實際并結(jié)合我校實際進行調(diào)查。為保證調(diào)查的真實可靠，要求集中填寫，并當場回收問卷。

2.調(diào)查結(jié)果分析

結(jié)合兩張調(diào)查問卷我們發(fā)現(xiàn)，教師與學生都普遍認為化學史對于科學素養(yǎng)的提升有幫助。然而在課堂中，教師迫于考試的壓力不愿意花過多時間。學生也會由于缺乏必要的背景知識，以及對科學常識普及程度的不同，很難參與到化學史的學習中。這就造成了教師不得不照本宣科的窘境，科學素養(yǎng)的提升也只能成為紙面上的理想而已。

五、普通高中化學史教學策略研究

1.化學史教學理念

人本主義學習理論提出者羅杰斯認為，只有當學生正確地了解所學內(nèi)容的用處時，學習才能成為最好的、最有效的學習。即化學史的教學要貼近生活、貼近用途，要讓學生明確知識產(chǎn)生的因果聯(lián)系。他還認為，很多有意義的知識或經(jīng)驗不是從現(xiàn)成的知識中學到的，而是在做的過程中獲得的。那么化學史的教學要讓學生明白知識并非一成不變的。即便是書本上的知識，也一定有其局限性，要帶著發(fā)展的眼光看問題，掌握學會知識的方法而非知識內(nèi)容本身。

建構(gòu)主義思想則認為，知識的掌握要利用“學會探索”“提出假設(shè)”“聯(lián)系思考”，通過“自我協(xié)商”與“相互協(xié)商”來掌握知識的真諦。

2.化學史教學策略

依據(jù)兩種教育學觀點，構(gòu)建出化學史教學策略模型。

（1）挖掘素材

化學史素材的挖掘應(yīng)從教學內(nèi)容、化學史話、功能定位三個方面來落實。上科版高二年級第一學期共3章，在每一章中都會有化學史內(nèi)容的拓展和延伸。制定列表如下：

從表3中看出，那些承載化學史的教學素材大多植根于教材內(nèi)容，且與知識點息息相關(guān)。從功能定位上都反映了對科學素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。因此，我認為化學史素材的挖掘要做到如下“三步”工作：

第一，明確教學內(nèi)容與化學史話的關(guān)系。關(guān)系可以是遞進關(guān)系、比較關(guān)系。例如：“銅和鐵的冶煉史”的素材可以理解為遞進關(guān)系。在教材中它是對人們利用金屬活動性順序來判斷金屬冶煉順序的一種考證。又如：教學內(nèi)容淡化了知識發(fā)現(xiàn)的過程，強調(diào)了知識點的科學性。而化學史話的內(nèi)容則強化了知識發(fā)現(xiàn)的過程，體現(xiàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的比較方法和手段。

第二，明確化學史話的功能定位。表3中的功能定位只是其一種表現(xiàn)形式。在“教”的主體與“學”的對象發(fā)生改變時，對于其功能定位可以依據(jù)教學實際進行轉(zhuǎn)化。

第三，精煉資源形成化學史的操作載體。通過網(wǎng)絡(luò)文獻期刊等資料整合，依據(jù)教學內(nèi)容形成“線索清晰，結(jié)構(gòu)合理”的教學流程。精煉不代表“縮短”或是“舍去”，更多地體現(xiàn)再整合的思想。我認為，對于功能定位于“科學知識”的內(nèi)容可以通過“簡化”的形式進行運用。對于體現(xiàn)“科學過程與方法”的內(nèi)容，建議將化學史滲透于新授課的教學環(huán)節(jié)中。

（2）設(shè)計活動形式

活動形式不是教學設(shè)計，而是指化學史內(nèi)容滲透的方式?？梢允嵌嗝襟w視頻或音頻，也可以是小組匯報交流的形式，來完成對化學史的介紹、以及談一些自己的感悟等（表4）。

同樣內(nèi)容，在不同班級采取了不同的方法開展教學。傳統(tǒng)教學運用了大量時間講述定義，通過反復計算來掌握概念。課堂教學氛圍沉悶，學生對為什么要計算相對原子質(zhì)量感到困惑。顯然，無論從學科知識本身、還是科學素養(yǎng)，掌握并不理想。

相反，即便化學史教學過程耗費了大量的人力，且對于計算本身所花費的時問很少。但是，你卻能發(fā)現(xiàn)：所有學生都參與了活動，學生都明白為什么要用到相對原子質(zhì)量，明白化學學科在得出結(jié)論前，要進行大量的實驗猜測、驗證、得出結(jié)論的過程。

六、化學史教學的功能及體會

化學史從化學發(fā)展歷史的角度闡述化學，分析發(fā)展過程中的各種因素的影響。例如：相對原子質(zhì)量的概念正是建立在道爾頓原子論基礎(chǔ)上提出的?？梢?，化學史融人下的教學，正在不斷促進學生科學素養(yǎng)的提升。

1.利于傳授科學知識

“化學給人以知識，化學史給人以智慧”。我國化學家傅鷹曾經(jīng)言簡意賅地指出了學習化學史的意義。其意義顯然能夠?qū)⒒A(chǔ)的科學知識傳授給后人，也符合培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的目的。可以說，從人類學會使用火，掌握了火的強大自然力時，就開始了最早的化學實踐活動。隨著社會的不斷發(fā)展，化學現(xiàn)在已經(jīng)深入到人類生活的各個領(lǐng)域，并在國民經(jīng)濟中起著重要的作用。

2.利于培養(yǎng)科學過程與方法

“授人以魚，不如授之以漁”?；瘜W史能夠在傳遞科學知識的同時，更注重發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律的過程。這種過程中往往體現(xiàn)一定的思想方法?；瘜W中的思想方法往往經(jīng)歷著：提出問題一搜集信息一事實驗證一科學結(jié)論等環(huán)節(jié)。這是指引化學工作者認識事物，發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的一般科學方法。

在上述課堂教學活動中（圖4），學生正是尋找著前人的足跡來了解相對原子質(zhì)量概念的形成過程。雖然僅有一個概念，學生卻認識了道爾頓、貝采里烏斯、康尼查羅等眾多書本上不曾提及的化學大家。他們意識到，站在巨人的肩膀上看問題的重要性。同時，也意識到在學習前人經(jīng)驗的過程中，敢于質(zhì)疑、搜集證據(jù)對發(fā)現(xiàn)真理的重要意義。

3.利于感悟科學精神

化學作為一門基礎(chǔ)的、中心的科學，它是中性的?；瘜W家用它造福人類，某些不良商人用化學危害人類，使化學被世人誤認為“污染”的代名詞。這是化學的不幸，更是學習化學的人的不幸?；瘜W史的學習有利于從學生時代改變這種陳舊的觀念，以客觀的事實為依托，吸引學生來感受化學發(fā)展的魅力，感悟科學家的創(chuàng)新精神和勇于探索的精神狀態(tài)。