吳科元 張英鋒
摘要:對人教版新老教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容進(jìn)行比較分析,從“化學(xué)史”具體素材、所在章節(jié)、總量、呈現(xiàn)方式、篇幅、位置、涉及的區(qū)域及年代、科學(xué)家等方面,總結(jié)人教版新教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容的變化和特色,分析其變化的原因。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);新老教材比較;化學(xué)史
文章編號:1008-0546( 2022) 09x-0081-06 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.022
“化學(xué)史”是重要的課程資源,反映的是化學(xué)學(xué)科形成、發(fā)展和演變的基本規(guī)律,[1]其豐富的內(nèi)容為培養(yǎng)和提高學(xué)生的核心素養(yǎng)提供了生動(dòng)有趣、充滿哲理的學(xué)習(xí)素材?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》關(guān)于化學(xué)課程的基本理念中明確指出:選擇體現(xiàn)基礎(chǔ)性和時(shí)代性的化學(xué)課程內(nèi)容,結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和方法,形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念。[2]將“化學(xué)史”滲透在化學(xué)教學(xué)中,不僅有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣、理解化學(xué)概念和理論,而且有利于學(xué)生掌握科學(xué)方法,使立德樹人教育思想落地。
本文以人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)》(簡稱老版)和《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)教科書化學(xué)》(簡稱新版)兩套教材的必修部分為研究對象,對“化學(xué)史”內(nèi)容進(jìn)行比較,以期總結(jié)新教材必修部分“化學(xué)史”的編寫特色并對其使用提出合理化建議。
一、人教版新老教材必修部分“化學(xué)史”相關(guān)主題量的統(tǒng)計(jì)
1.統(tǒng)計(jì)說明
將化學(xué)教材中的“化學(xué)史”內(nèi)容劃分成一個(gè)個(gè)相對獨(dú)立的片段,根據(jù)“化學(xué)史”具體素材、所在章節(jié)、總量、呈現(xiàn)方式、篇幅、位置、涉及的區(qū)域及年代、科學(xué)家這幾個(gè)方面,以“處”為單位進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),最后再詳細(xì)分析。統(tǒng)計(jì)時(shí)根據(jù)化學(xué)教材文字部分對事件的描述,當(dāng)出現(xiàn)主人公在某時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段,發(fā)明或發(fā)現(xiàn)了某種化學(xué)原理或技術(shù),則統(tǒng)計(jì)時(shí)無論長短,記為1處。當(dāng)教材中同一個(gè)“化學(xué)史”內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)在不同教材或教材中不同位置,則選擇描述較為詳盡完整的內(nèi)容之處進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
2.“化學(xué)史”素材所在的章節(jié)
筆者對人教版新老教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)見表1、表2。
3.數(shù)量及呈現(xiàn)方式
此處呈現(xiàn)方式分為“文字”和“文字加圖片”兩種,對上述“化學(xué)史”內(nèi)容的數(shù)量和呈現(xiàn)方式統(tǒng)計(jì)見表3。
由表3可知,在呈現(xiàn)方式上,老教材“文字”和“文字加圖片”的比例為8:9,新教材的比例為9:7,比例差別不大,但新教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容較老教材數(shù)量明顯提高。同時(shí)新教材也注重了“化學(xué)史”呈現(xiàn)方式的多樣性,在文字描述的同時(shí),加入了大量的化學(xué)家、實(shí)驗(yàn)裝置等配圖,使“化學(xué)史”內(nèi)容更加豐滿立體。
4.所占篇幅
人教版新老教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容字?jǐn)?shù)在100字以內(nèi)的為“略篇”,100字到300字之間為“中篇”,300字以上為“詳篇”,統(tǒng)計(jì)見表4。
由表4可知,新教材必修部分“化學(xué)史”的篇幅中,略篇和詳篇不論是數(shù)量還是比例,都明顯提高,體現(xiàn)了詳略有當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)。
5.所在位置
對上述“化學(xué)史”內(nèi)容在教材中的位置統(tǒng)計(jì)見表5。
由表5可知,老教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容在正文、章引言、閱讀材料、注腳、習(xí)題位置都有出現(xiàn),比例為3:1:4:2:1;新教材必修部分“化學(xué)史”內(nèi)容出現(xiàn)在正文、章引言、閱讀材料、習(xí)題位置,比例為12:1:16:3,新教材將原注腳中關(guān)于“阿伏伽德羅”的內(nèi)容移入了正文,并移除了原注腳的另一處“布朗運(yùn)動(dòng)”。老教材“化學(xué)史”出現(xiàn)在正文位置的數(shù)量少,僅為3處,較多地出現(xiàn)在閱讀材料部分,使得許多教師和學(xué)生對其不夠重視。新教材正文位置的“化學(xué)史”多達(dá)12處,使得“化學(xué)史”內(nèi)容更為突出醒目,更有利于教師將“化學(xué)史”作為重要學(xué)習(xí)內(nèi)容安排在教學(xué)過程中。另外新教材增加了以“化學(xué)史”為情境的習(xí)題數(shù)量,這與目前的高考命題大方向一致。
6.涉及區(qū)域及年代
將化學(xué)科學(xué)發(fā)展過程中歷史事件發(fā)生的地域以及科學(xué)家的國籍,劃分為我國、外國,對于未提及地域的則記為全球。“化學(xué)史”涉及年代分為古代、近現(xiàn)代和當(dāng)代,其中外國主要指的是西方國家,西方國家歷史進(jìn)程的古代是從史前時(shí)期至蒸汽機(jī)的發(fā)明、工業(yè)革命(18世紀(jì)40年代);近現(xiàn)代是從工業(yè)革命(18世紀(jì)40年代)至計(jì)算機(jī)的應(yīng)用(20世紀(jì)40、50年代),在這之后為當(dāng)代。由于國情不同,我國的近現(xiàn)代從鴉片戰(zhàn)爭(1840年)開始到新中國成立(1949年),1840年之前為古代,1949年至今為當(dāng)代。[3]若素材貫穿人類發(fā)展歷史,則古代、近現(xiàn)代和當(dāng)代各計(jì)為1。具體統(tǒng)計(jì)見表6。
由表6可知,新教材必修中我國的“化學(xué)史”數(shù)量是老教材的4倍,外國的“化學(xué)史”數(shù)量約為老教材的2倍,全球的“化學(xué)史”數(shù)量相差不多,區(qū)域分布更加合理。新教材在增加外國“化學(xué)史”素材數(shù)量的同時(shí),加大了對我國“化學(xué)史”素材的收錄,體現(xiàn)了我國對化學(xué)學(xué)科發(fā)展的貢獻(xiàn),符合2017年化學(xué)新課標(biāo)中“既符合我國實(shí)際情況,又具有國際視野”“構(gòu)建中國特色的普通課程體系”的要求。
新教材必修中發(fā)生在古代和當(dāng)代的“化學(xué)史”數(shù)量是老教材的2倍,近現(xiàn)代的“化學(xué)史”數(shù)量為老教材的1.5倍,年代跨越更廣,分布更加均衡。
7.科學(xué)家統(tǒng)計(jì)
對新老教材必修中“化學(xué)史”部分涉及的科學(xué)家國籍和性別統(tǒng)計(jì)見表7。
老教材必修中“化學(xué)史”部分出現(xiàn)的科學(xué)家共12位,全部為外國男性,沒有我國科學(xué)家的身影;新教材出現(xiàn)了32位科學(xué)家,其中我國科學(xué)家有5人,外國科學(xué)家27人,值得一提的是我國首位諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、女藥學(xué)家屠呦呦出現(xiàn)在新版必修2教材中。
二、人教版新老教材必修部分“化學(xué)史”相關(guān)內(nèi)容變化的分析
與老教材相比,新教材的“化學(xué)史”總量更多、呈現(xiàn)方式更豐富、篇幅更長、位置更加明顯、涉及的科學(xué)家更多。新教材更加重視“化學(xué)史”,對于“化學(xué)史”內(nèi)容的變化,筆者從教育方針、高考命題以及與大學(xué)化學(xué)的銜接這三個(gè)方面進(jìn)行了相關(guān)分析。
1.教育方針
新課標(biāo)的發(fā)布標(biāo)志著完成了2003年版化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))的修訂工作。提煉出化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”。[2]這是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)在“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度價(jià)值觀”3個(gè)方面得到全面發(fā)展的綜合表現(xiàn),是三維目標(biāo)的具體化。新課標(biāo)標(biāo)志著以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的基礎(chǔ)化學(xué)教育改革新時(shí)代的正式開啟。學(xué)生通過對“化學(xué)史”的學(xué)習(xí),能夠?qū)⒆约褐蒙碛谇叭说难芯壳榫持?,思考前人是怎樣發(fā)現(xiàn)問題、作出假設(shè)并如何一步步地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在學(xué)習(xí)“化學(xué)史”的過程中,學(xué)生們能深刻感受到前人的實(shí)驗(yàn)推理方法、創(chuàng)新精神以及為科學(xué)奉獻(xiàn)的精神等等,從而將所學(xué)到的“化學(xué)史”與自身的化學(xué)學(xué)習(xí)、日常生活聯(lián)系起來,提高學(xué)習(xí)興趣以及自身的社會責(zé)任感。由此可見,“化學(xué)史”的學(xué)習(xí)有利于提高學(xué)生的核心素養(yǎng),有助于落實(shí)教育方針。
2.高考命題
隨著新課標(biāo)的發(fā)布,高考化學(xué)題必定會做出相應(yīng)的變化,近年來高考不僅考察化學(xué)知識及應(yīng)用,更加重視考察學(xué)生的核心素養(yǎng)?!盎瘜W(xué)史”逐漸成為近年來高考化學(xué)的主要考點(diǎn):2016全國Ⅱ卷第37題有《華陽國志·南中志》關(guān)于白銅記載;2017全國Ⅱ卷第37題通過我國科學(xué)家合成的世界上首個(gè)五氮陰離子鹽,考察學(xué)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的知識;2017年全國I卷第8題通過《本草衍義》關(guān)于砒霜的記載,考察實(shí)驗(yàn)的操作方法;2018年天津卷1題通過中華民族為人類文明做出巨大貢獻(xiàn)的幾個(gè)事例,考察有機(jī)化學(xué)水解、合金、材料、實(shí)驗(yàn)操作的化學(xué)知識;2018年全國第1卷第13題通過我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)換裝置、全國Ⅱ卷第12題通過我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的“Na-CO2”二次電池,考察學(xué)生電化學(xué)知識;2019年海南卷第13題通過門捷列夫發(fā)現(xiàn)的元素周期表引出2016年發(fā)現(xiàn)的鏌元素,北京卷第8題通過我國科學(xué)院院士張青蓮教授測定了銦等9種元素的相對原子質(zhì)量的新值,考察元素周期律;2019年天津卷第6題通過我國科學(xué)家研制的鋅一溴電池,考察電化學(xué)知識;2019年全國Ⅱ卷第35題通過我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的鐵系超導(dǎo)材料,考察物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì);2019年全國I卷第7題通過陶瓷的歷史,考察其相關(guān)知識;2020年天津卷第2題通過《肘后備急方》的記載,考察中國科學(xué)家的事跡;2020年全國Ⅲ卷第7題通過《千里江山圖》,考察其顏料孔雀石的相關(guān)知識;2020年全國Ⅱ卷第7題通過《夢溪筆談》,考察膽礬的相關(guān)知識。由此可見,“化學(xué)史”在高考的熱度逐漸提升,因此在課本的編排中,“化學(xué)史”的地位更加重要,所以在教學(xué)過程中,教師應(yīng)更重視“化學(xué)史”。值得一提的是,全國Ⅱ卷和天津卷對于“化學(xué)史”的命題較其他卷更為頻繁,使用這兩種卷的地區(qū)的教師和學(xué)生需要更重視一些。
3.高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)的銜接
大學(xué)很多自然科學(xué)類的學(xué)科都需要學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué),大學(xué)化學(xué)對學(xué)生的識記、計(jì)算、理解等各方面能力都有更深的要求。在學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)的過程中,同學(xué)們需要將已經(jīng)學(xué)習(xí)的高中化學(xué)知識和待學(xué)習(xí)的大學(xué)化學(xué)知識相聯(lián)系、相比較。高中化學(xué)知識點(diǎn)較為淺顯,公式的使用條件較為“理想化”,計(jì)算也較為簡單,在遇到問題時(shí)使用高中的知識點(diǎn)很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,這也是學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)時(shí)容易失去學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的原因之一。高中“化學(xué)史”與大學(xué)的“化學(xué)史”息息相關(guān)。以物質(zhì)結(jié)構(gòu)為例,高中化學(xué)新教材中“原子結(jié)構(gòu)模型的演變”以玻爾理論作為結(jié)束,而大學(xué)的化學(xué)教材《普通化學(xué)》第六版的“原子結(jié)構(gòu)的近代概念”一節(jié)以德布羅意波和薛定諤方程導(dǎo)人,兩者聯(lián)系緊密,大學(xué)“化學(xué)史”講述了高中沒有講完的故事,大學(xué)的“化學(xué)史”是高中“化學(xué)史”的延續(xù)。通過“化學(xué)史”之間的聯(lián)系,學(xué)生們可以更好地將高中化學(xué)知識與大學(xué)化學(xué)知識相聯(lián)系。因此,將高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)更好地銜接,也是新教材“化學(xué)史”內(nèi)容變化的原因之一。
三、新教材“化學(xué)史”內(nèi)容的使用建議
“化學(xué)史”不僅如實(shí)地記錄了影響化學(xué)發(fā)展的重要事件,系統(tǒng)地闡述了化學(xué)發(fā)展的歷程,而且向人們展示了化學(xué)家們揭開化學(xué)現(xiàn)象背后的規(guī)律所進(jìn)行的思維活動(dòng)和所采用的科學(xué)方法,以及他們所具備的科學(xué)精神,所呈現(xiàn)的科學(xué)道德?!盎瘜W(xué)史”是包含知識、技能、研究方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等多個(gè)方面的綜合體,是重要的化學(xué)教學(xué)資源,是一種動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的知識體系。融入于課堂教學(xué),既不影響教學(xué)進(jìn)度,又能作為課堂各個(gè)環(huán)節(jié)的串接線,[4]同時(shí)也可作為課下活動(dòng)的素材,起到課堂內(nèi)外相互補(bǔ)充的作用?!盎瘜W(xué)史”在教師的教學(xué)中具有重要的價(jià)值。
1.課堂教學(xué)
結(jié)合“化學(xué)史”優(yōu)化課堂導(dǎo)入。例如:楊彥奎老師“物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識復(fù)習(xí)課”的教學(xué)設(shè)計(jì)中,以人類對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)知變化的發(fā)展史為課堂導(dǎo)人,吸引了學(xué)生的注意,深化了學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)的理解,體會了探究過程的艱辛。[5]
以“化學(xué)史”為主線進(jìn)行綜合教學(xué)設(shè)計(jì)。例如:王燦老師“化學(xué)電源”的教學(xué)設(shè)計(jì)中,以電池的發(fā)展歷史為主線,在分析比較各歷史階段電池優(yōu)缺點(diǎn)的過程中,使學(xué)生感悟推陳出新是人類社會發(fā)展的必然趨勢,同時(shí)新事物也反作用于社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步,體現(xiàn)出化學(xué)史的人文教育價(jià)值——科學(xué)發(fā)展觀。[6]
以“化學(xué)史”作為教學(xué)素材的重要補(bǔ)充。例如:朱鵬飛等老師“元素周期律”教學(xué)設(shè)計(jì)中的環(huán)節(jié)二,就是以門捷列夫、盧瑟福、莫萊斯對原子結(jié)構(gòu)、元素周期律的一系列研究史實(shí)作為教學(xué)素材,幫助學(xué)生認(rèn)識到選擇“核電荷數(shù)”作為元素排序依據(jù)的探索歷程,體會科學(xué)研究的理性。[7]
以“化學(xué)史”為依據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。例如:李靜碩士論文中的“芳香烴第1課時(shí)”教學(xué)案例,借助苯的發(fā)現(xiàn)史開展分組實(shí)驗(yàn),重現(xiàn)了探究過程,使學(xué)生逐步掌握苯分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。[8]中學(xué)實(shí)踐的反饋結(jié)果表明,化學(xué)史與化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合的教學(xué)能在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、塑造人文情懷方面取得良好的效果。[9]
以“化學(xué)史”為情境,編寫練習(xí)題目。在近些年的高考中,以“化學(xué)史”為情境的試題逐步出現(xiàn)在高考化學(xué)試卷中,如2017年全國高考化學(xué)卷(I)第8題以我國古代的《本草衍義》中以精制砒霜的過程為素材,考查基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法?;诟呖嫉膶?dǎo)向性,教師可以國內(nèi)外的“化學(xué)史”作為命題的背景、素材來編寫合適題目,提高學(xué)生對“化學(xué)史”的重視程度。
2.課外活動(dòng)
除了課堂教學(xué)外,教師還可以在課外組織開展“化學(xué)史”講座、辦化學(xué)小報(bào)等形式的活動(dòng)。如:舉辦“化工巨匠侯德榜的生平”主題講座、創(chuàng)辦“屠呦呦與青蒿素”化學(xué)小報(bào)等。舉辦這些活動(dòng)必定會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)還可以讓學(xué)生們深刻體會到化學(xué)家們的艱苦奮斗精神,培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情,增強(qiáng)學(xué)生的獻(xiàn)身科學(xué)的信心與決心。在這些活動(dòng)中還可以讓學(xué)生作為活動(dòng)的主體,通過“化學(xué)史”的知識為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自主的學(xué)習(xí)空間,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)參與交流、表達(dá)、經(jīng)歷活動(dòng)的機(jī)會,發(fā)揮學(xué)生們的智慧,鼓勵(lì)學(xué)生們創(chuàng)新,鍛煉學(xué)生們的科學(xué)思維和科學(xué)方法,體現(xiàn)“化學(xué)史”在立德樹人教育方面的作用。
四、展望
學(xué)生們不僅僅是“化學(xué)史”的學(xué)習(xí)者,而且是“化學(xué)史”的傳承者,化學(xué)家們的故事不僅帶給了學(xué)生們豐富的知識,還留給了學(xué)生們精神財(cái)富,化學(xué)家們的精神激勵(lì)著學(xué)生們不斷創(chuàng)新、勇于面對困難、敢于為社會發(fā)展做出貢獻(xiàn)……化學(xué)家們的故事影響著一代又一代的人。我們不僅僅應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生們學(xué)習(xí)“化學(xué)史”,而且還應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生把他們的故事講下去、把他們的精神傳承下去,讓因“化學(xué)史”受益的人多起來,這樣化學(xué)家們的故事才會更有意義。
學(xué)生們還是“化學(xué)史”的創(chuàng)造者,學(xué)生們在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中一定會發(fā)現(xiàn)一些問題,作為教師一定要鼓勵(lì)學(xué)生積極探索、勇于創(chuàng)新,在學(xué)生們解決一個(gè)又一個(gè)問題的過程中,學(xué)生們對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣會大大增加。在日后的高等教育中,學(xué)生會因?yàn)榉e攢的化學(xué)興趣學(xué)習(xí)更多的化學(xué)知識,通過他們不斷地研究與實(shí)驗(yàn),也許就會發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造出對人類有用的物質(zhì),創(chuàng)造出更多更有意義的“化學(xué)史”。
參考文獻(xiàn)
[1]曾兵芳,蔡彩芳,我國高中化學(xué)教科書中化學(xué)史的變化研究[J].化學(xué)教育(中英文),2019,40(21):90-95.
[2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)[S].北京:人民教育出版社,2017:3.
[3] 中國近現(xiàn)代史綱要編寫組.中國近現(xiàn)代史綱要[S].高等教育出版社,2013:8.
[4]趙蘇青.基于化學(xué)史的“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”對話教學(xué)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教育(中英文),2020,41(03):105-108.
[5]楊彥奎.“物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識復(fù)習(xí)課”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].華夏教師,2019(34):47-48.
[6] 王燦,化學(xué)史中的科學(xué)發(fā)展觀——以“化學(xué)電源”教學(xué)設(shè)計(jì)為例[J].化學(xué)教學(xué),2014(8):31-34.
[7] 朱鵬飛,陳敏,孫逸明.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)—一以“元素周期律”為例[J]化學(xué)教學(xué),2019(10):37-42.
[8] 李靜.基于核心素養(yǎng)的“支架式”教學(xué)在中學(xué)化學(xué)中的應(yīng)用研究——以蘇教版選修5《芳香烴》為例[D].石家莊:河北師范大學(xué),2018.
[9] 李俊,楊明岸.化學(xué)史與中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合教學(xué)的研究[J].教學(xué)與管理,2021(18):106-110.