化学史在高中化学教学中的应用

化学史在高中化学教学中的应用

作者：励旭敏

来源：《中学教学参考·理科版》2018年第03期

[摘要]化学史融合了人类在探究化学学科发展过程中的知识和精神精髓。在新课改的背景下，将化学史融入化学教学对于提升学生对化学知识的理解力，培养学生的创新意识和探索精神具有重要意义。化学史可与导入式、再现式、探究式和综合式等教学模式相融合，有效提高教学的趣味性和有效性。

[关键词]化学史；高中化学；应用

[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058

（2018）08006602

化学史是对化学的产生、形成和发展过程的记载，反映了人类对物质世界的结构、性质的认知过程。化学史是化学课程不可或缺的一部分，对于丰富学生的知识结构，培养学生的科学探究精神具有重要影响。

一、以史为趣，优化导入式教学

在教学过程中，教师往往只关注知识的传授而忽略兴趣的培养。化学史的融入对于激发学生学习兴趣有重要意义。化学知识的产生不是一蹴而就的，其中包含了趣味性的猜想和曲折的探索过程。因此，在教学过程中，教师可结合化学史的趣味性优化教学的导入环节。

例如，在进行《揭示物质结构的奥秘》的教学时，为深化学生对原子结构的理解，教师结合人类对原子结构认知变化的发展史来开展教学。学生对原子的认知都是基于宏观层面的，普遍认知是原子是非常小的微粒。教师引导学生从微观的角度进行猜想：如果将原子放大至肉眼可见的倍数，那么原子结构应该是什么样的？学生猜想出原子结构是实心球状的。此时，教师首先引入道尔顿的实心球模型，并讲述该模型的提出对于化学发展的意义。接着，介绍汤姆逊发现电子的实验，引导学生对原有模型进行否定并提出新的猜想。结合原子整体不带电的原理，学生猜想原子可能是正负电荷的综合体，正负电荷的排布可能有序，也可能杂乱无章。此时，教师引入汤姆逊的葡萄干蛋糕模型，并在后续环节中，介绍散射实验的结果，借助α粒子的穿透过程引导学生认识原子中的电荷大小及分布范围，再次否认前一个模型，并引导学生进行大胆猜想，随后提出行星模型并引出原子轨道模型。最后，从量子力学的角度出发，对电子云的模型进行解释说明。

在引导学生猜想原子结构的过程中，教师有意识地按照人类探究猜想原子结构的历史进行引导。学生在猜想的过程中探究欲望被激发，以浓厚的兴趣和积极的态度迎接课堂挑战。在否认猜想的过程中，学生对于原子结构有了清晰、深刻的认知，同时也认识到化学成果的形成需要长期的探究发展，化学素养逐步提高。

二、以史为源，开展再现式教学

化学结论的得出都是以科学家的化学实验为基础的。在教学过程中，教师可挖掘原理产生的历史探究过程，借助再现式的实验教学来丰富教学过程。

例如，在进行《氯溴碘及其化学性质》的教学时，为了强化学生对氯气制取过程的认知，教师借助科学家发现氯气的化学史来开展教学。首先，提供氯气产生的史料引导学生对其制取过程和原理进行分析总结。史料内容为：1773年，舍勒在实验中惊奇地发现，将黑锰矿和浓盐酸混合加热时，会产生一种黄绿色的气体。在当时的情况下，很少有人能够看到有色气体，舍勒产生了较强的好奇心。随后，舍勒发现这种气体会使人产生窒息的感觉。在探究意识的驱动下，舍勒对该气体进行了深入探究，发现了它的“破坏性”：它会使鲜艳的花朵或叶子褪色，令火苗熄灭，溶于水之后会使纸张、布料永久性漂白。接着，给出小组讨论的任务，引导学生提取氯气的相关信息。经过分析阅读后，学生得出以下几点结论：①物理性质：黄绿色气体，可溶于水；②制取方式：二氧化锰和浓盐酸反应；③化学性质：强氧化性，最后，依据制取的原料和气体的性质，引导学生对实验制取氯气的过程进行设计。在课堂上，教师依托实验器材重现历史上的氯气制取实验，使学生在头脑中形成清晰深刻的印象。同时，让学生观察气体的物理特性，并利用实验室的装置进行漂白性质的验证。

通过化学史料的详细描述和气体制取过程的再现，学生对氯气的性质和制取过程有了清晰的了解。史料与再现式实验的结合，为学生搭建了一条通往深化理解知识的桥梁，有效提高了课堂教学效率。

三、以史为据，引导探究式教学

化学理论的形成都是建立在化学探究实验的基础上的，在教学过程中教师可以化学史为依据，搭建历史探究和课堂实践探究之间的桥梁，引导学生对化学原理进行探究，培养学生的化学探究意识。

例如，在进行《芳香烃》的教学时，教师可借助苯的发现过程开展探究学习。首先，从苯的探究史引出概念学习。给出史料：①在19世纪初期，人们通常用鳕鱼和鲸鱼油来产生煤气。将这些动物油放置在加温炉子里，并将得到的气体加压形成液体。②英国化学家法拉第为了研究这种液体的性质，用蒸馏的方式制取了新的液体，并将其称为“氢的重碳化合物”；随后米希尔进行了提取苯的实验，他对苯甲酸和石灰混合物进行了蒸馏，在得到类似液体后，将其命名为“苯”。接着，引导学生探究苯的物理性质。开展实验：①取出一瓶苯，观察它的颜色和

状态；②利用水进行可溶性实验。随后，进行分子式的探究。继续给出史料：热拉尔等人通过实验测定，发现苯只含有碳、氢两种元素，相对分子质量为78，含碳量为92.3%。教师给学生布置书写化学式的任务，并以小组为单位对可能的结构式进行猜想。学生书写的结构大都是碳链的形式，且有C=C或C≡C键。教师引导学生回顾这两种键的特点，再借助KMnO4溶液来完成验证。学生发现KMnO4溶液并没有褪色，说明这两种键并不存在。最后，再借助史料完成对于苯结构的解释。教师展示德国化学家凯库勒在睡梦中对于苯环的猜想，并引导学生按照环状结构对苯的结构式进行书写。有机化学的结构式与化学性质有很大关系，教师可根据结构式引导学生开展对苯化学性质的探究活动。

在整个教学过程中，教师依托苯的应用、制取命名和实验测定等历史，对苯的教学过程进行了重构。史料的融入给学生带来了一种全新的学习方式，达到了降低课程学习难度、细化教学重点、提升学生探究意识的目的。

四、以史为料，组织综合式教学

在将化学史融入化学教学时，要对教学过程进行合理的分析定位，让化学史在合适的情境融入，避免化学史与教学过程出现分裂甚至背离的现象。同样，在进行化学史的选择时也需根据教学实际情况对内容进行合理的舍取，确保以化学史为基础的教学活动是一个系统、综合的体系。

例如，在进行《醇》这部分内容的教学时，主要以乙醇为例对醇的性质开展教学。在教学过程中，教师可以中国古代酒的发展历史为教学情境，将化学史作为课堂教学的引入部分。

又如，在进行《氨的合成》的教学时，教师选取了从理论知识到实际问题的教学思路。合成氨的化学史是以氨的化学性质为依据的，在教学过程中教师应先引导学生开展理论知识的学习，后期再引入化学史进行验证说明。因此，教师可首先从氨的化学性质、化学平衡和反应速率的角度进行知识的学习回顾；接着引导学生从性质的角度对合成氨的条件进行分析；最后，教师为学生介绍历史上合成氨的方案以及目前的工业合成方法，将课堂理论和历史实践进行结合。

化学史在教学中的融入没有单一固定的体系，在各教学环节中教师应以学情为基准，精准把握化学史的融入时机和合理设置化学史的融入方式，让化学史成为教学中起着积极推动作用的部分，提高教学的实效性。

综上所述，化学史的融入能够有效提高教学的趣味性。实现化学史的再现过程，可有效激活学生的探究意识，提高课堂教学的实效性。在高中化学教学过程中，教师应以学生为主体，以学情为支柱，以化学史为依托，让化学史以润物细无声的方式促进学生的知识吸收和能力发展。