陳婷婷

摘? 要：化學(xué)史包含了很多教學(xué)哲理，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)具有促進(jìn)作用和深遠(yuǎn)影響。教師充分運(yùn)用化學(xué)史，結(jié)合教材開展每一單元課的整體知識(shí)教學(xué)，有利于充分激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐探究創(chuàng)新精神，提升學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)理性思維教學(xué)品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史素材;單元整體教學(xué);策略研究

一、化學(xué)史組織單元整體教學(xué)的意義

化學(xué)學(xué)科的發(fā)展在一定程度上反映了科學(xué)的創(chuàng)新性和繼承性，以化學(xué)史為線索組織單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，容易對(duì)學(xué)生邏輯思維產(chǎn)生促進(jìn)作用，利于發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，有利于學(xué)生能深刻體會(huì)科學(xué)家們進(jìn)行科學(xué)探究的方法和思維。

二、策略和原則

（一）選擇合適的教學(xué)內(nèi)容

教師首先需要考慮這一節(jié)知識(shí)本身是否具有可探究性，是否有相關(guān)典型的真實(shí)科學(xué)史內(nèi)容作為支撐;其次，應(yīng)用化學(xué)史進(jìn)行的教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)要符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展順序，能幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí);最后，最重要的是運(yùn)用化學(xué)史教學(xué)要與新課程標(biāo)準(zhǔn)相符合。只有選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，才能有效利用化學(xué)史教學(xué)促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）遵循史料與內(nèi)容的適度性

適度性是指所選擇史料素材的數(shù)量和質(zhì)量，仔細(xì)分析所選史料是否與教學(xué)內(nèi)容相吻合，如果違背適度性，一方面會(huì)因?yàn)槭褂么罅炕瘜W(xué)史素材，導(dǎo)致教學(xué)中過于注重化學(xué)史教育功能而忽視理論知識(shí)教學(xué)目標(biāo)的完成。

另一方面，有可能會(huì)因?yàn)槔碚撝R(shí)教學(xué)目標(biāo)的完成而忽視化學(xué)史教學(xué)，不能將史料中蘊(yùn)含的素養(yǎng)充分顯示出來，所以注重“度”這個(gè)問題至關(guān)重要。

三、建立化學(xué)史基礎(chǔ)上單元整體教學(xué)模式

“四線合一”式的單元整體教學(xué)模式，也正是在結(jié)合前人化學(xué)研究的理論基礎(chǔ)上逐步發(fā)展完善的一種新型課程教學(xué)模式，“四線”分別指的也就是“歷史線”“問題線”“活動(dòng)線”“知識(shí)線”;“合一”指的也就是這類教學(xué)活動(dòng)必須緊緊圍繞加快發(fā)展中學(xué)生提高化學(xué)學(xué)科綜合核心素養(yǎng)目標(biāo)展開。

首先是以“歷史線”為基礎(chǔ)，創(chuàng)建符合單元整體教學(xué)內(nèi)容的化學(xué)史情景，教師可講解典型的化學(xué)史事件，進(jìn)行情景教學(xué);接下來教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，從歷史事件中提出根本單元知識(shí)點(diǎn)相關(guān)問題供學(xué)生思考，形成“問題線”;然后教師指導(dǎo)學(xué)生帶著問題進(jìn)行單元實(shí)驗(yàn)活動(dòng)形成“活動(dòng)線”，學(xué)生在參與的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)后會(huì)得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，由此形成了“知識(shí)線”，完成了理論知識(shí)的教學(xué)目標(biāo);最后學(xué)生再根據(jù)得到的知識(shí)原理來解決問題。

四、化學(xué)史組織單元案例教學(xué)

（一）單元教學(xué)目標(biāo)

必修課程要求學(xué)生能舉出化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)例，能辨識(shí)簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素，能分析簡(jiǎn)單原電池的工作原理。選擇性必修課程要求學(xué)生能分析、解釋原電池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池;能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。選修課程“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”要求學(xué)生知道在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中如何控制相關(guān)變量;知道如何對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，初步形成定量研究意識(shí)。

（二）教學(xué)流程

1. 第一課時(shí)：認(rèn)識(shí)雙液原電池

環(huán)節(jié)一：分析單液原電池的工作原理

引入：1800年伏打發(fā)明了伏打電池，可以獲得較穩(wěn)定的電流。

提問：伏打電池是如何產(chǎn)生電流。

任務(wù)：提煉出原電池裝置的構(gòu)成要素

小結(jié)：原電池裝置模型

環(huán)節(jié)二：分析雙液原電池的工作原理

過渡：1836年丹尼爾對(duì)伏打電池進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)明世界上第一個(gè)實(shí)用電池——丹尼爾電池。

提問：請(qǐng)你嘗試分析該裝置的電流是如何產(chǎn)生的。從原電池原理和構(gòu)成要素比較雙液原電池與單液原電池有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？

環(huán)節(jié)三：設(shè)計(jì)原電池

提出任務(wù)：根據(jù)反應(yīng)：2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl設(shè)計(jì)電池。

小結(jié)：設(shè)計(jì)原電池步驟

2. 第二課時(shí)：探究影響電流大小的因素

環(huán)節(jié)一：對(duì)比單/雙液原電池的放電能力

過渡：丹尼爾電池是對(duì)伏打電池的改進(jìn)，改進(jìn)前后的兩款電池在放電中有什么不同？

實(shí)驗(yàn)：利用數(shù)字傳感器對(duì)比單雙液電池放電過程中溫度、電流的變化，展示一段時(shí)間后負(fù)極表面的變化。

提問：1. 單雙液原電池放電過程中溫度隨時(shí)間的變化差異的原因是什么？2. 為什么雙液原電池電流比單液原電池較穩(wěn)定？3. 為什么雙液原電池電流明顯比單液原電池要小很多？

小結(jié)：雙液電池避免了氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失，為原電池持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了必要的條件。此外，雙液原電池增長(zhǎng)了離子導(dǎo)體的路徑，所以電阻增大，導(dǎo)致電流減小。

環(huán)節(jié)二：探究原電池電流強(qiáng)弱的影響因素

提問：分析哪些因素會(huì)影響原電池提供的電流大小？

小結(jié)：影響電流大小的因素：電極材料種類、電解質(zhì)濃度、電極距離、電極表面積、電極插入溶液的深度、反應(yīng)溫度、電解質(zhì)種類

任務(wù)：請(qǐng)你根據(jù)上述分析和提供的藥品清單，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的假設(shè)。

環(huán)節(jié)三：讓小燈泡亮起來

任務(wù)：設(shè)計(jì)一款原電池讓小燈泡發(fā)光。小組之間評(píng)選出燈泡亮度高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的一組。

3. 第三課時(shí)：化學(xué)電源

問題：常見的金屬有Li、Al、Mg、Ca、Na、Fe、Ni、Zn、K、Pb當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，將上述金屬按需要質(zhì)量排序。

有沒有比上述金屬更輕的負(fù)極反應(yīng)物？

反思：本教學(xué)設(shè)計(jì)與以往教學(xué)設(shè)計(jì)的不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

以原電池的發(fā)明史為情境線索，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、歸納總結(jié)、建立原電池裝置構(gòu)成要素一般模型，養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng);通過演示對(duì)照實(shí)驗(yàn)，學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從微觀角度解釋原電池工作原理，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的核心素養(yǎng)。

以電池發(fā)展史為情境線索，帶領(lǐng)學(xué)生沿著電池發(fā)明和改進(jìn)的道路，體會(huì)科學(xué)家們?cè)趩栴}面前積極思考與認(rèn)真解決的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)。

引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)手段，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力，初步形成定量研究意識(shí);在探究影響電流大小因素的環(huán)節(jié)中，學(xué)生體會(huì)分析問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，歸納得出結(jié)論的完整科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)控制變量、對(duì)照實(shí)驗(yàn)等常用的實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理”“科學(xué)探究”的核心素養(yǎng)。

在新課程理念的指導(dǎo)下，促進(jìn)化學(xué)史知識(shí)與教學(xué)理論知識(shí)有效融合，設(shè)計(jì)以化學(xué)史為線索的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)促進(jìn)發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，將是本研究以后努力的方向。

（責(zé)任編輯：鄒宇銘）

參考文獻(xiàn)：

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