宗國(guó)慶+陳紅+楊彥彥

摘要：文章構(gòu)建了化學(xué)史資源包開(kāi)發(fā)模型，并以“化學(xué)能與電能”一節(jié)為例對(duì)模型進(jìn)行了系統(tǒng)而具體的闡發(fā)。 該模型既可給一線化學(xué)教師進(jìn)行化學(xué)史資源開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)，又對(duì)我國(guó)當(dāng)前化學(xué)史教學(xué)走出困境產(chǎn)生裨益，從而推動(dòng)我國(guó)化學(xué)史教育教學(xué)邁向新的臺(tái)階。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史教學(xué)資源包；開(kāi)發(fā)模型；化學(xué)能與電能

文章編號(hào)：1008-0546（2017）02-0008-05 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.002

一、問(wèn)題的提出

化學(xué)史教育教學(xué)的重要作用和價(jià)值已被廣大化學(xué)教師所認(rèn)可，并且體現(xiàn)在課程標(biāo)準(zhǔn)和化學(xué)教材的變化中。但實(shí)際中學(xué)化學(xué)史教學(xué)狀況不容樂(lè)觀，存在諸多問(wèn)題。如：化學(xué)史教學(xué)地位邊緣化、教學(xué)功能片面化以及教學(xué)形式單一化；中學(xué)化學(xué)教師化學(xué)史功能認(rèn)知和教學(xué)實(shí)踐相偏離。教師自身化學(xué)史知識(shí)不足以及直接運(yùn)用于課堂的化學(xué)史教學(xué)資源的匱乏是導(dǎo)致這一問(wèn)題的兩個(gè)重要原因?；谏鲜龇治觯M(jìn)行化學(xué)史教學(xué)資源包開(kāi)發(fā)，構(gòu)建開(kāi)發(fā)模型，既可給一線化學(xué)教師進(jìn)行化學(xué)史資源開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)，又對(duì)我國(guó)當(dāng)前化學(xué)史教學(xué)走出困境產(chǎn)生裨益，從而推動(dòng)我國(guó)化學(xué)史教育教學(xué)邁向新的臺(tái)階。

二、化學(xué)史教學(xué)資源包開(kāi)發(fā)模型

本文中的化學(xué)史教學(xué)資源包是指滿足化學(xué)史課堂教學(xué)需要的具體化、系統(tǒng)化的化學(xué)史資源集合。主要包括：化學(xué)史素材、教學(xué)設(shè)計(jì)、習(xí)題與課件等資源類型。

該模型自上而下按照教學(xué)準(zhǔn)備階段（前4步）、教學(xué)實(shí)施階段（第5步）和教學(xué)評(píng)價(jià)階段（第6步）的課堂教學(xué)順序與流程組織。即使在第2步“收集與整理化學(xué)史素材”各分支間，也有著相應(yīng)的時(shí)間順序（第4步“化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)”各分支間同樣含有時(shí)間順序），即首先進(jìn)行素材收集，然后對(duì)收集的素材加以甄選，最后是素材編寫(xiě)與整理。需要說(shuō)明的是，第3步“選擇化學(xué)史設(shè)計(jì)理論”包含三條分支，三者并無(wú)時(shí)間先后順序，只是一種簡(jiǎn)單的并列。由第6步“評(píng)價(jià)、反思與改進(jìn)”結(jié)果改進(jìn)整體模型，包括素材選取是否得當(dāng)、理論模式是否契合，教學(xué)設(shè)計(jì)是否順暢，教學(xué)實(shí)施是否有效等，形成系列動(dòng)態(tài)循環(huán)，層層循環(huán)往復(fù)，直到教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，循環(huán)終止。 下面以“化學(xué)能與電能”的化學(xué)史資源開(kāi)發(fā)為例，對(duì)該模型進(jìn)行具體闡發(fā)。

三、“化學(xué)能與電能”化學(xué)史教學(xué)資源包的開(kāi)發(fā)

1. 選擇主題

選擇一定的問(wèn)題有目的地進(jìn)行化學(xué)史資源包開(kāi)發(fā)。最好選擇具有一定時(shí)間跨度和發(fā)展歷程的問(wèn)題，如此便于進(jìn)行后續(xù)資源包的開(kāi)發(fā)。筆者選取人教版《化學(xué)1》第二章第二節(jié)“化學(xué)能與電能”作為資源開(kāi)發(fā)的主題。

2. 收集、甄選與整理“化學(xué)能與電能”相關(guān)化學(xué)史素材

素材的收集、甄選與整理是化學(xué)史資源開(kāi)發(fā)的一部分，同時(shí)也是整個(gè)資源包完成的基礎(chǔ)。

（1）素材收集

素材收集應(yīng)注意兩方面問(wèn)題：①根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)目標(biāo)，多渠道收集化學(xué)史素材。②收集能夠引起學(xué)生認(rèn)知沖突和共鳴的化學(xué)史素材。

（2）素材甄選

素材收集后，需要對(duì)其進(jìn)行甄別、選擇。因?yàn)橛涗浕瘜W(xué)史的書(shū)籍、文獻(xiàn)浩如煙海，各有側(cè)重。有的書(shū)籍側(cè)重化學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)展（如丁緒賢，《化學(xué)史通考》；柏廷頓，《化學(xué)簡(jiǎn)史》）；有的書(shū)籍側(cè)重化學(xué)家生平與發(fā)現(xiàn)（如：山岡望，《化學(xué)史傳》）；有的書(shū)籍側(cè)重某國(guó)或某段時(shí)期化學(xué)史（如郭保章，《中國(guó)化學(xué)史》、《20世紀(jì)化學(xué)史》；李約瑟，《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史第五卷：化學(xué)及相關(guān)技術(shù)》）；有的書(shū)籍側(cè)重于化學(xué)史的哲學(xué)分析（如張嘉同，《化學(xué)哲學(xué)》；中國(guó)自然辯證法研究會(huì)化學(xué)化工專業(yè)組、化學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)編委會(huì)，《化學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)》）。即使對(duì)于同一化學(xué)史實(shí)的發(fā)生時(shí)間和優(yōu)先權(quán)，各著作、文獻(xiàn)也不盡相同。所以需要進(jìn)行甄別、比較與考證。一線教師進(jìn)行實(shí)際化學(xué)史開(kāi)發(fā)與教學(xué)時(shí)，由于時(shí)間和精力有限，因此綜合各權(quán)威化學(xué)史書(shū)籍和文獻(xiàn)中的觀點(diǎn)是避免煩瑣化學(xué)史考證的一個(gè)捷徑。

（3）素材整理

最后需要對(duì)收集、甄選后的素材進(jìn)行整理，理出化學(xué)素材清晰、完整的發(fā)展脈絡(luò)，其中體現(xiàn)一定的科學(xué)歷程、科學(xué)精神和科學(xué)本質(zhì)。力求為學(xué)生展現(xiàn)真實(shí)“立體”的化學(xué)史內(nèi)容。

在上述思想的指導(dǎo)下，收集、甄選與整理“化學(xué)能與電能”所需化學(xué)史素材——“放電之爭(zhēng)與伏打電池的發(fā)明”?！胺烹娭疇?zhēng)與伏打電池的發(fā)明”是一段很有趣的化學(xué)史實(shí)，學(xué)生從中不僅可以了解科學(xué)家詳細(xì)的探究過(guò)程與方法，同時(shí)也可以學(xué)習(xí)原電池原理。該段素材蘊(yùn)含著探索性、實(shí)證性、公開(kāi)性和非權(quán)威性等科學(xué)本質(zhì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)精神，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。該段素材的發(fā)展脈絡(luò)如下：

伽伐尼發(fā)現(xiàn)“生物電”→伏打?qū)Α吧镫姟钡馁|(zhì)疑→伏打發(fā)現(xiàn)電流的成因→伏打設(shè)計(jì)出最早的原電池——“伏打電池”。

3. 選擇“化學(xué)能與電能”化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)理論

化學(xué)史素材經(jīng)過(guò)整理應(yīng)用于課堂前，需要經(jīng)過(guò)精心的教學(xué)設(shè)計(jì)。 目前化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)有兩種主流理論：HPS教學(xué)設(shè)計(jì)理論和IHV教學(xué)設(shè)計(jì)理論。 本文主要以HPS和IHV兩種理論為主進(jìn)行論述。

這兩種化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)理論模式均具有一系列較為完善的實(shí)施環(huán)節(jié)、應(yīng)用范圍、優(yōu)勢(shì)與不足。應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際和教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，靈活選擇適合的教學(xué)設(shè)計(jì)理論。比如運(yùn)用HPS理論時(shí)，知識(shí)點(diǎn)要貫穿于化學(xué)史教學(xué)整堂課中，因此豐富化學(xué)史料且包含科學(xué)家探究過(guò)程的課例，與HPS理論契合，例如氯氣、探究苯結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。“放電之爭(zhēng)與伏打電池的發(fā)明”包含伽伐尼與伏打諸多化學(xué)問(wèn)題的探究、運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)方法、得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及結(jié)果的解釋。若運(yùn)用IHV理論，師生難以在15分鐘內(nèi)展現(xiàn)所有素材。綜上分析，本節(jié)比較適合運(yùn)用HPS理論進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

4. “化學(xué)能與電能”化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)

確定化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)理論后，就需要結(jié)合學(xué)生學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)要求，靈活運(yùn)用該理論程序進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。同時(shí)，還需要綜合運(yùn)用相應(yīng)的化學(xué)史課件和化學(xué)史習(xí)題，才能更好地促進(jìn)化學(xué)素材的呈現(xiàn)、教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成以及教學(xué)效果的檢測(cè)與鞏固。具體論述如下：

（1）“化學(xué)能與電能”化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)

①學(xué)情分析

本節(jié)學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)一些知識(shí)，知道金屬的活動(dòng)性順序、離子反應(yīng)和電解質(zhì)的電離等內(nèi)容。生活中學(xué)生對(duì)電和電池熟悉，對(duì)電能也有一定認(rèn)識(shí)。但是對(duì)電究竟從何而來(lái)，如何轉(zhuǎn)化等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)尚不清晰、深刻。所以基于學(xué)生已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)家發(fā)現(xiàn)原電池的歷程，學(xué)生可以很好地達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的“舉例說(shuō)明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用”目標(biāo)。

②教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)）[1]：“舉例說(shuō)明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用”，再結(jié)合其他教學(xué)材料，得出本節(jié)教學(xué)目標(biāo)如下：

知識(shí)與技能目標(biāo)

1. 知道原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2. 了解原電池的工作原理。

過(guò)程與方法目標(biāo)

1. 通過(guò)相關(guān)原電池化學(xué)史的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)家探究的艱辛的歷程。

2. 通過(guò)原電池的探究過(guò)程，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)等科學(xué)方法，發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過(guò)本節(jié)化學(xué)史的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)發(fā)展與生成的本質(zhì)，逐步養(yǎng)成大膽質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、積極探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

③教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：了解原電池的工作原理和發(fā)展歷程。

難點(diǎn)：了解原電池的工作原理，從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)原電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

④教學(xué)過(guò)程（2） 編寫(xiě)“化學(xué)能與電能”化學(xué)史習(xí)題

對(duì)課堂教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的最直接的方式就是習(xí)題。按照需要考查的內(nèi)容，化學(xué)史習(xí)題可分為兩類：①以化學(xué)史為背景材料，考查化學(xué)史以外的知識(shí)。②考查化學(xué)史本身知識(shí)。化學(xué)史習(xí)題類型主要有：選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、實(shí)驗(yàn)題、科技寫(xiě)作和實(shí)踐等。本節(jié)以“化學(xué)能與電能”為例，設(shè)置如下習(xí)題供參考。

①選擇題

（2011福建高考）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚(yú)雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板作為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是（ ）

A. 水既是氧化劑又是溶劑

B. 放電時(shí)，正極上有氫氣生成

C. 放電時(shí)OH-向正極移動(dòng)

D. 總反應(yīng)為：2Li+2H2O2LiOH+H2↑

設(shè)計(jì)思路：本題以最新科技發(fā)展為背景，考查化學(xué)史之外知識(shí)。在科學(xué)不斷進(jìn)步與發(fā)展的歷程中，學(xué)生不僅可以了解一種新型電池，而且可以考查自身化學(xué)理論知識(shí)的掌握情況。

②簡(jiǎn)答題

Ⅰ. 為什么伽伐尼認(rèn)為蛙腿的肌肉和神經(jīng)里有“生物電”存在才使得青蛙腿痙攣？

Ⅱ. 伽伐尼認(rèn)為在青蛙腿上發(fā)現(xiàn)的電流是“生物電”，伏打卻認(rèn)為其是“接觸電”，簡(jiǎn)述伏打這樣認(rèn)為的原因。

Ⅲ. 伽伐尼和伏打在研究放電原理過(guò)程中有什么共同之處？

設(shè)計(jì)思路：幫助學(xué)生深入理解伽伐尼和伏打的科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)其中科學(xué)探究思維與方法。

③科技寫(xiě)作（任選一題）

Ⅰ. 丹尼爾電池是由英國(guó)人約翰·弗里德里克·丹尼爾與1836年研制出的早期電池。查找相關(guān)資料，分析丹尼爾電池與伏打電池相比所具有的優(yōu)勢(shì)，并說(shuō)明丹尼爾電池在當(dāng)代社會(huì)的應(yīng)用情況。[2]

Ⅱ. 電池已經(jīng)成為日常生活、學(xué)習(xí)與生活中的必用品之一，在帶來(lái)便利的同時(shí)，也引發(fā)了諸多環(huán)境問(wèn)題。請(qǐng)實(shí)地調(diào)查周邊地區(qū)廢舊電池的回收與再利用情況，寫(xiě)一篇調(diào)查報(bào)告。

設(shè)計(jì)思路：第Ⅰ題旨在幫助學(xué)生全面了解電池發(fā)展歷程，通過(guò)比較，進(jìn)一步體會(huì)科學(xué)生成性、探索性本質(zhì)，培養(yǎng)自身敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。第Ⅱ題旨在讓學(xué)生在實(shí)際調(diào)查行動(dòng)中，了解電池發(fā)展至今，給人類帶來(lái)的利弊，體會(huì)科學(xué)技術(shù)的雙重屬性，進(jìn)一步加深對(duì)于科學(xué)本質(zhì)與價(jià)值的認(rèn)識(shí)和理解。

3.制作“化學(xué)能與電能”化學(xué)史課件

課件是一種課堂輔助手段，以最直接的方式向?qū)W生展示教學(xué)過(guò)程。合理使用教學(xué)多媒體課件能為化學(xué)史教學(xué)錦上添花。多媒體課件不僅打破了化學(xué)史中的時(shí)間、空間隔閡，使得不同時(shí)代、不同地域的化學(xué)人物和化學(xué)發(fā)現(xiàn)得以共同展現(xiàn)，同時(shí)也可以直觀還原和模擬久遠(yuǎn)的化學(xué)史料，學(xué)生進(jìn)入化學(xué)歷史場(chǎng)景中，體會(huì)一種“身臨其境”的感覺(jué)。課件具體設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮如下問(wèn)題。如界面設(shè)計(jì)（包括界面結(jié)構(gòu)、布局）、背景設(shè)計(jì)（包括模板選擇、字體和色彩運(yùn)用）、元素設(shè)計(jì)（聲音、圖片、視頻等的組合與運(yùn)用）、內(nèi)容設(shè)計(jì)（重點(diǎn)突出、詳略得當(dāng)）等。[3]如此，化學(xué)史教育教學(xué)功能便能得到進(jìn)一步發(fā)揮與實(shí)現(xiàn)，化學(xué)史教學(xué)目標(biāo)得以達(dá)成。

4. 實(shí)施教學(xué)設(shè)計(jì)

教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況和教學(xué)內(nèi)容，靈活將預(yù)設(shè)的化學(xué)史教學(xué)設(shè)計(jì)（包括習(xí)題與課件）實(shí)施于化學(xué)史教學(xué)課堂。及時(shí)了解學(xué)生聽(tīng)講反饋，撰寫(xiě)教學(xué)反思，為教學(xué)設(shè)計(jì)的改進(jìn)做好準(zhǔn)備。

5. 評(píng)價(jià)、反思與改進(jìn)

通過(guò)課堂提問(wèn)與習(xí)題檢測(cè)等多種方式對(duì)學(xué)生的化學(xué)史學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合學(xué)生聽(tīng)課反饋和教學(xué)反思，及時(shí)改進(jìn)與調(diào)整化學(xué)史資源開(kāi)發(fā)過(guò)程。包括素材選取是否得當(dāng)、理論模式是否契合，教學(xué)設(shè)計(jì)是否順暢，教學(xué)實(shí)施是否有效等。化學(xué)史資源開(kāi)發(fā)就是在各環(huán)節(jié)不斷的改進(jìn)、完善與協(xié)同下，得以發(fā)揮化學(xué)史教育教學(xué)整體功能。

四、結(jié)束語(yǔ)

本資源包僅為一個(gè)教學(xué)參考，雖然立足于開(kāi)發(fā)一線教師可直接用于課堂的化學(xué)史教學(xué)資源，但每一個(gè)地區(qū)教育情況與學(xué)生認(rèn)知存在差異，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況靈活調(diào)整。

孤立的化學(xué)史教學(xué)往往收效甚微，想要達(dá)到理想教學(xué)效果必然需要持續(xù)的化學(xué)史教學(xué)，這就要求化學(xué)史系列課程的開(kāi)發(fā)。筆者帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)全套人教版高中化學(xué)教材進(jìn)行了化學(xué)史資源的全面開(kāi)發(fā)，并且創(chuàng)建了相關(guān)微信公眾平臺(tái)進(jìn)行推廣，如此期望能為我國(guó)化學(xué)史教學(xué)盡綿薄之力。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003：12

[2] （美）菲利普等著，王祖浩等譯.化學(xué)概念與應(yīng)用[M].杭州：浙江教育出版社，2008：638

[3] 楊波， 王建書(shū).PowerPoint課件設(shè)計(jì)制作中的問(wèn)題分析及改進(jìn)對(duì)策[J].中國(guó)電化教育，2009（5）：77-78