楊微

化學(xué)史對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)具有積極作用。教師應(yīng)當(dāng)圍繞化學(xué)學(xué)科歷史，進(jìn)一步挖掘課本中的化學(xué)史資料，引導(dǎo)與啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)概念、了解化學(xué)原理的形成與發(fā)展，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生在興趣驅(qū)使下積極參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)，靈活利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，經(jīng)歷從知識(shí)學(xué)習(xí)到實(shí)際應(yīng)用的完整過程，不斷地構(gòu)建并完善現(xiàn)有的化學(xué)知識(shí)體系?；瘜W(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出“靈活多變”“高效互動(dòng)”“豐富多彩”等特點(diǎn)。教師既要借助化學(xué)史引領(lǐng)學(xué)生又好又快地掌握化學(xué)知識(shí)，又要結(jié)合化學(xué)史資源、素材等設(shè)計(jì)形式多樣的化學(xué)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在了解化學(xué)家探索科學(xué)奧秘的思維歷程、化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷史的過程中理解并內(nèi)化化學(xué)知識(shí)、掌握科學(xué)方法，更要進(jìn)一步通過化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用與滲透，加強(qiáng)學(xué)科核心素養(yǎng)培育工作，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，為學(xué)生接下來的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、聚焦概念知識(shí)，追溯史料，布置學(xué)習(xí)任務(wù)

預(yù)習(xí)是高效課堂必不可少的“前奏”。然而，大多數(shù)情況下，大部分教師并沒有在學(xué)生預(yù)習(xí)階段提出具體的要求，或是提出的具體要求過于傳統(tǒng)———提前簡單地看下課本就成，以致學(xué)生預(yù)習(xí)動(dòng)力不足，也難以理解預(yù)習(xí)的作用，長此以往，就未能養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣。鑒于此，下面以“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”這一單元的概念知識(shí)為例，闡述利用化學(xué)史料輔助學(xué)生預(yù)習(xí)化學(xué)、教師開展化學(xué)概念教學(xué)的有效策略。

（一）基于化學(xué)史料，布置預(yù)習(xí)任務(wù)

化學(xué)概念大多數(shù)比較抽象，而“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”這一單元的概念不僅抽象，還涉及多個(gè)領(lǐng)域，如電離平衡涉及電離理論、電解質(zhì)、電離、電導(dǎo)性的概念及其含義，還有水的電離和溶液的pH、酸堿特性等。在各小節(jié)知識(shí)講解前，教師應(yīng)當(dāng)布置與概念知識(shí)相關(guān)的預(yù)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在課前完成預(yù)習(xí)任務(wù)、初步熟悉所要學(xué)習(xí)的化學(xué)概念，為在課堂有目的地學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

例如，在“電離平衡”課堂教學(xué)前，教師可以圍繞這一節(jié)所涉及的化學(xué)概念，查閱、下載相關(guān)的化學(xué)史料，設(shè)計(jì)相關(guān)的預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生養(yǎng)成收集并利用史料學(xué)習(xí)化學(xué)概念的好習(xí)慣。為此，筆者設(shè)計(jì)并安排了以下任務(wù)：

（1）復(fù)習(xí)化學(xué)平衡、電解質(zhì)相關(guān)概念。

（2）查找并梳理“電離理論”的發(fā)展史，認(rèn)識(shí)“電離理論”的由來、核心觀念。

（3）結(jié)合發(fā)展史去解讀電離平衡、電導(dǎo)性等相關(guān)概念。這樣一來，學(xué)生們就能在閱讀教師所推送的資料時(shí)，或是自己檢索資料的過程中，學(xué)習(xí)新知識(shí)，通過預(yù)習(xí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，并鍛煉搜集能力、信息處理能力，為終身學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。

（二）追溯史料，高效理解化學(xué)概念

化學(xué)概念看似簡單，但實(shí)際上化學(xué)概念的形成、發(fā)展是十分曲折的。在化學(xué)發(fā)展史上，不乏為了驗(yàn)證化學(xué)概念或是證明某種觀念而獻(xiàn)出生命的化學(xué)家，而且化學(xué)概念從形成、探索到驗(yàn)證，再到推廣與認(rèn)可，往往都會(huì)掀起一場關(guān)于科學(xué)觀念、科學(xué)發(fā)展的革命。而這與學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)、形成化學(xué)概念，進(jìn)而學(xué)會(huì)運(yùn)用化學(xué)概念認(rèn)識(shí)世界、解決問題的過程是極為相似的———都是觀念、思想與認(rèn)知的轉(zhuǎn)變。鑒于此，教師應(yīng)在化學(xué)概念的講解中，主動(dòng)引入化學(xué)家探索化學(xué)概念的故事，通過追溯史料來落實(shí)立德樹人這一根本任務(wù)，幫助學(xué)生借助化學(xué)史料快速理解化學(xué)概念，由此促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的形成與發(fā)展。例如，在“電離平衡”課堂上，通過完成預(yù)習(xí)任務(wù)，大部分學(xué)生已經(jīng)初步了解“電離理論”，對相關(guān)概念形成了初步認(rèn)識(shí)。為了加深學(xué)生對化學(xué)概念的理解，教師可以利用PPT或是微課視頻，將電離理論的發(fā)展史直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前：

法拉第在“關(guān)于電的研究中”首次提出了“電解質(zhì)”并詮釋了其概念，即電解質(zhì)是在電流作業(yè)下能夠變成陰、陽離子傳導(dǎo)電流的物質(zhì)。他主張“不通電的情況下，電解質(zhì)是不分離”的觀點(diǎn)，也是化學(xué)史上最初關(guān)于電解質(zhì)的權(quán)威觀念。這一觀念因?yàn)榉ɡ诘拿麣夂蜋?quán)威得到當(dāng)時(shí)化學(xué)家的普遍認(rèn)可與支持。

拉烏爾是最先認(rèn)識(shí)到“電解質(zhì)在不通電的情況仍舊存在某種程度上離解”這一性質(zhì)的。其在研究“稀溶液的依數(shù)性”時(shí)，在法拉第電解質(zhì)的概念上提出了新的猜想。不過，由于法拉第名氣大于他，且法拉第是電領(lǐng)域的權(quán)威，因此拉烏爾的觀念并沒有在當(dāng)時(shí)得到認(rèn)可與重視，反而被其他科學(xué)家所排斥、反對。

阿倫尼烏斯在畢業(yè)研究中，展開了大量的實(shí)驗(yàn)，并基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果在畢業(yè)論文中提出了電解質(zhì)的“導(dǎo)電性”，打破了法拉第的權(quán)威，讓其他科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到，權(quán)威并不一定是對的?！霸谒?，電解質(zhì)溶液會(huì)自發(fā)地、大量地離解成正、負(fù)離子”的觀念也在奧斯特瓦爾德和范特霍夫的支持、幫助下得到了學(xué)界的認(rèn)可，“電離理論”才真正被世人采納?，F(xiàn)今教材中的“電離理論”也是由此而來。

借助這些史料，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)拉烏爾猜想不被認(rèn)可、被權(quán)威壓制的艱辛，感受阿倫尼烏斯敢于打破權(quán)威的勇氣和實(shí)踐精神。通過了解“電解質(zhì)”“電離”“電離理論”概念的形成過程，幫助學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、端正的科學(xué)態(tài)度，學(xué)會(huì)尊重他人的科學(xué)成果，形成正確學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的觀念。

二、圍繞科學(xué)探究，以史為據(jù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生探索新知

科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)不可或缺的過程，也是學(xué)生探索新知、鞏固所學(xué)的關(guān)鍵途徑。以史為據(jù)，主張的是讓學(xué)生在了解科學(xué)家曾經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上將化學(xué)知識(shí)與教學(xué)目標(biāo)融合起來，引領(lǐng)學(xué)生在探索、實(shí)驗(yàn)中測試，一個(gè)一個(gè)問題地進(jìn)行猜想與驗(yàn)證，從而激活學(xué)生的思維與調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性，讓其在不斷地思考與實(shí)驗(yàn)中得出最終的答案與結(jié)論。下面以“化學(xué)平衡常數(shù)”為例，闡述如何以史為據(jù)，讓學(xué)生們擁有自主設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的能力，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)與效果。

（一）創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引發(fā)學(xué)生思考

化學(xué)平衡常數(shù)，是化學(xué)反應(yīng)研究中的重要概念、參數(shù)與工具。在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，化學(xué)平衡常數(shù)具有十分重要的作用。鑒于此，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)新課標(biāo)所提出的“借鑒科學(xué)發(fā)展中獲得理論的方法，重建教學(xué)單元主題呈現(xiàn)的順序和方式，體現(xiàn)學(xué)科的思想或知識(shí)發(fā)展內(nèi)涵”要求，從化學(xué)平衡常數(shù)的由來、發(fā)展以及應(yīng)用入手，規(guī)劃“工業(yè)生產(chǎn)中的化學(xué)平衡常數(shù)”主題活動(dòng)，將工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐與化學(xué)課本知識(shí)、學(xué)生生活實(shí)際聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生在情境中主動(dòng)探索、構(gòu)建關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的知識(shí)體系，認(rèn)識(shí)到化學(xué)平衡常數(shù)的概念內(nèi)涵、實(shí)際價(jià)值。例如，課堂上，教師可以利用電子白板導(dǎo)入肥皂的生產(chǎn)視頻，啟發(fā)學(xué)生思考：化學(xué)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都能定量地衡量反應(yīng)的限度，為什么工業(yè)上更看重化學(xué)平衡常數(shù)而不是平衡轉(zhuǎn)化率呢？為什么不能將“平衡轉(zhuǎn)化率”簡單地視為一種計(jì)算方法？隨后，導(dǎo)入數(shù)學(xué)家古德貝格和化學(xué)家瓦格用實(shí)驗(yàn)確立了“質(zhì)量作用定律”的內(nèi)容，并用分子碰撞理論證明反應(yīng)速率與有效質(zhì)量（即濃度）的關(guān)系的化學(xué)史料，讓學(xué)生借助化學(xué)史料進(jìn)一步認(rèn)識(shí)與理解化學(xué)平衡常數(shù)的由來與發(fā)展，初步建立關(guān)于“化學(xué)平衡常數(shù)”的概念，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)探究奠定基礎(chǔ)。

（二）通過材料閱讀，設(shè)計(jì)與展開實(shí)驗(yàn)

在數(shù)學(xué)家古德貝格和化學(xué)家瓦格關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)史料的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生聚焦工業(yè)上制備氫氣的重要途徑。如，由在800℃時(shí)，K=１，化學(xué)反應(yīng)１和化學(xué)反應(yīng)２的起始濃度不同，引出關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的核心問題———“如果反應(yīng)１和反應(yīng)２達(dá)到平衡的時(shí)間相同，工業(yè)上選擇哪種投料方式所獲得的生產(chǎn)效率更高？”最初的時(shí)候，大部分學(xué)生都沒有反應(yīng)過來，未能運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)來分析、解決這一問題。

此時(shí)，筆者利用思維導(dǎo)圖或是微課視頻，向?qū)W生展示“化學(xué)反應(yīng)速率”“化學(xué)親和力”“平衡移動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，即勒夏特列原理”“質(zhì)量作用定律”“化學(xué)平衡常數(shù)”這些概念的由來以及內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)系，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)勒夏特列、范特霍夫等科學(xué)家們是如何一點(diǎn)一點(diǎn)探索出化學(xué)平衡常數(shù)，推導(dǎo)出“化學(xué)平衡與標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變之間關(guān)系式”的相關(guān)化學(xué)史，并讓學(xué)生置身于該情境之中，從初始平衡濃度、“等效平衡”觀念以及平衡轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系入手，探討在一定溫度下化學(xué)反應(yīng)1與化學(xué)反應(yīng)2之間平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。

由此，學(xué)生通過這一啟發(fā)，意識(shí)到在分析反應(yīng)1與反應(yīng)2的生產(chǎn)效率時(shí)，應(yīng)當(dāng)圍繞平衡常數(shù)、原料成本以及CO的改變等因素，運(yùn)用CO的利用效率來推導(dǎo)生產(chǎn)效率的高低，認(rèn)清平衡轉(zhuǎn)化率α與起始濃度、平衡濃度之間的關(guān)系：平衡轉(zhuǎn)化率α＝（該反應(yīng)物的起始濃度-該反應(yīng)物的平衡濃度）/該反應(yīng)物的起始濃度。該公式的計(jì)算應(yīng)該在一定溫度和一定起始濃度下展開，并圍繞反應(yīng)所處的條件來分析反應(yīng)進(jìn)行的限度，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，可以根據(jù)Qc與K的大小比較得出結(jié)論：即Qc＜K時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行；Qc=K時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Qc＞K時(shí)，反應(yīng)逆向進(jìn)行。

三、聚焦學(xué)生認(rèn)知，活用史料，突破教學(xué)重難點(diǎn)

化學(xué)教學(xué)中，諸多重難點(diǎn)知識(shí)令學(xué)生產(chǎn)生畏懼情緒。部分學(xué)生在遇到這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)，往往缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性，越難的知識(shí)點(diǎn)就越不愿意學(xué)，不愿意學(xué)就更覺得這些知識(shí)非常難，從而陷入“死循環(huán)”。而任何科學(xué)理論的發(fā)展都是曲折向前的，不會(huì)因?yàn)殡y就停滯不前。在化學(xué)教學(xué)過程中，為了幫助學(xué)生突破教學(xué)重難點(diǎn)，教師應(yīng)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的難易程度，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平以及學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，找到學(xué)生的思維障礙，并通過導(dǎo)入化學(xué)史來幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)難點(diǎn)。下面以教學(xué)“鹽類的水解”為例，探討如何活用化學(xué)史料，幫助學(xué)生突破教學(xué)重難點(diǎn)。

首先，要解析教學(xué)重難點(diǎn)。這一節(jié)課的重難點(diǎn)一共有兩個(gè)：一是鹽在水溶液中電離的自發(fā)性；二是鹽發(fā)生電離時(shí)能量的來源。從學(xué)生學(xué)習(xí)視角來看，想要突破教學(xué)重難點(diǎn)，就要讓學(xué)生在電解質(zhì)、電離概念的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)并了解鹽在水中的離解現(xiàn)象以及離解能量的由來。最佳的途徑就是從學(xué)生在九年級(jí)化學(xué)中所學(xué)的“酸和堿”以及“電離平衡”等知識(shí)與既有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)入手，根據(jù)“酸溶液中都含有氫離子，堿溶液中都含有氫氧根離子”的固有印象，將“鹽類的水解”與“酸、堿、鹽在水溶液中的電離”內(nèi)容串聯(lián)起來，聚焦電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)中關(guān)于水的電解以及溶液的pH，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題：稀強(qiáng)酸溶液中的氫離子來自哪里？濃強(qiáng)酸溶液中的氫離子來自哪里？如何認(rèn)識(shí)鹽類的水解的自發(fā)性以及電離過程中能量的來源？

然后，聚焦驅(qū)動(dòng)性問題，借助信息技術(shù)與項(xiàng)目化學(xué)習(xí)流程，導(dǎo)入相關(guān)的化學(xué)史內(nèi)容，驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主探索、解決問題，構(gòu)建知識(shí)體系：利用PPT揭示英國化學(xué)家尼科爾森和卡里斯?fàn)柕耐茰y“水溶液中是存在離子的”，格羅特斯和法拉第將水溶液中離子的來源歸結(jié)于電流的作用，以及拉烏爾“鹽分子解離不需要電流作用”等主張，展示格羅特斯提出的解釋電解水現(xiàn)象示意圖、德拜和休格爾的“離子氛”示意圖，由此揭示鹽溶液中各種離子的存在及由來，建立由離子構(gòu)成的物質(zhì)如氯化鈉溶液的電離模型，加深學(xué)生對“鹽的水解”概念、原理及形成的認(rèn)識(shí)與理解。

最后，依托化學(xué)史設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)素材以及測試題，構(gòu)建“教、學(xué)、評(píng)”一體化模式。例如，在結(jié)束“鹽的水解”課堂教學(xué)后，教師可將相關(guān)化學(xué)史融入課后習(xí)題之中，讓學(xué)生根據(jù)史料，對“鹽的水解”進(jìn)一步提出預(yù)測或是假說。學(xué)生提出各種假說，如“鹽的水解能源來自電離子本身或是與化學(xué)鍵之間的作用有關(guān)”“鹽的水解在任何情況下都發(fā)生”，等等，教師可根據(jù)學(xué)生的看法、闡釋等，評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐來驗(yàn)證自己的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、學(xué)科素養(yǎng)。

四、結(jié)語

化學(xué)，對于不少高中生而言，是復(fù)雜、抽象和難懂的，他們在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中會(huì)覺得比較吃力，容易產(chǎn)生畏難心理。若是教師仍舊采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式照本宣科地進(jìn)行講課，既無法消除學(xué)生對化學(xué)知識(shí)的畏難心理，也難以讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣。而化學(xué)史的運(yùn)用，可以從化學(xué)知識(shí)的由來以及相關(guān)的科學(xué)家故事來拉近學(xué)生與化學(xué)之間距離，引領(lǐng)學(xué)生深入淺出地理解化學(xué)知識(shí)，同時(shí)，還能豐富化學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步降低化學(xué)學(xué)習(xí)難度，從而提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。值得注意的是，教師要聚焦學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，將具體的教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)入化學(xué)史，讓學(xué)生能恰到好處地借助化學(xué)史將抽象內(nèi)容具象化、簡單化，這樣才能真正發(fā)揮化學(xué)史的教育價(jià)值，并落實(shí)新課標(biāo)的要求，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)與學(xué)習(xí)能力同步提升。