欲扣化学之门,可借学科之史

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  摘要:《绪言》是九年级学生进入化学学习的第一课。以“化学发展史”作为主线贯穿《绪言》教学,借助一幅化学发展史的“时间轴”,不仅可以帮助学生从整体感知化学,初步构建学科框架,更可以激发学生的学习兴趣,提升科学素养,顺利叩开“化学之门”。
  关键词:初中化学,化学发展史,绪言,教学设计
  文章编号:1008-0546(2020)05-0051-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
  doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.013
  《绪言》是九年级学生进入化学学习的第一课。我以“化学发展史”为主线设计并实践《绪言》教学,以求促进学生顺利叩开化学学科之门。
  一、如何确定《绪言》的教学目标
  不少九年级新生对“化学”最初的认知,要不是“嘭(爆炸声)”,要不就是“浓硫酸毁容”,零碎且片面。学习化学,需要先要对化学研究的对象、研究方式、学科特色等进行整体上的把握。
  如果《绪言》教学只安排1课时,在开学第一节化学课上,教师以讲解课文为主,穿插演示几个实验引起学生的兴趣,第二节课直接进入第一单元的学习,学生往往只留下“化学实验很有趣”的印象,对于学科整体的感知水平很低,对自己未来化学学习的方向依然不明朗。
  我主张至少通过3课时深入学习《绪言》,重点围绕“化学发展史”中的人物和故事,带领学生感受化学“以实验为基础”的研究方式,“见微知著”的学科特色,知道化学研究对生产、生活有重要的作用,形成对化学学习的兴趣。
  我将《绪言》教学目标设定如表1所示:
  二、为何以“化学发展史”作为贯穿《绪言》教学的主线
  人教版九年级化学《绪言》的课文中对“化学发展史”有介绍,但内容不够丰满,明确的时间节点不够突出,对史实的意义缺乏解释,学生单纯通过阅读课文无法感受到“化学是在分子、原子层次上,研究物质的性质、组成、结构与变化规律的科学。”这句话的深刻含义。这就给了教师在课本基础上拓展延伸机会和空间。
  化学作为自然科学的中心学科之一,它的发展史与人类文明的发展史高度一致。如两千多年前,西方的雅典和东方的中国对“物质的组成”这一问题做出了相似的猜测;又如文艺复兴时期,大批科学家通过实验,逐步将化学研究从经验引入科学。在进入化学学习前,学生已经系统学习过两年的历史课,不少孩子对历史很感兴趣,说起历史事件来如数家珍,这本就是建构新知识很好的起点。
  三、如何以“化学发展史”贯穿《绪言》教学
  1.绘制一张“时间轴”
  我参照历史课本的方法,制作了一张化学古代及近代发展史的简明时间轴,对课本内容进行了加工整合,如图1所示:
  设计图1基于如下两点考虑:
  (1)融学科精髓于史实,突出几个重点的人和事
  本图根据课文绘制,每个小圈突出的节点,都是化学发展史上不得不说的人或事。课堂上,通过探讨史实,学生能从一个个小圈中,逐步感受到化学的各方面的特色,最终在脑中形成对学科完整的感受。
  (2)与学生已有的历史知识找寻共鸣
  历史上,中国曾是世界上最发达的国家,然而随着“文艺复兴”带来的思想开放,西方科技高速发展,一直影响到今日的世界格局。通过时间轴,学生可以从化学发展的角度重新看待“鸦片战争”“日本侵华”等历史上中国人的屈辱。理性感受思想开放、科技进步对人类社会的重要性,立志为今日高速发展的新中国而努力学习。这对于落实“情感、态度及价值观”维度的教学目标很有意义。
  2.如何围绕“时间轴”娓娓道来
  第一步:讨论“化学”的字面意义(重点:化学研究的对象是“物质及其变化”)
  首先,让学生围绕“化”字组词,引导学生统一到“变化”一词上來,感受生活中变化无处不在、无时不在。而化学研究的对象,是世界上客观存在的物质,原始人发现生肉变化成熟食更好吃,于是他们逐步学习如何使用火。随后的人类,不断致力于将自然界中不好吃、不好用、不好看的物质变得好吃、好用、好看,化学作为研究“物质的变化”的学科,与人类的生活紧密相关。
  第二步:介绍人类文明的第一次高峰(重点:研究“物质组成及变化”是化学的早期课题)
  大约公元前五世纪,东西方文明几乎同时达到了第一次高峰期。此时的人们对于世间万物究竟是由哪些基本成分组成的提出了假设。在古希腊,亚里士多德等哲学家认为“水、火、土、气”四种基本成分构成了世间万物,并将它们命名为“元素”。在中国,春秋战国时期,我们的先贤形成了较为完善的"32行”学说,认为“金、木、水、火、土”是构成万物的基本成分。
  此时,东西方关于“物质组成”的假设高度相似,这些假设主要源于对生活现象的简单观察,以及哲学家们的猜想创造,既唯物又更多唯心。但先贤们的假设对后世科技发展的指导意义十分重大。
  第三步:介绍古代中西方化学发展应用情况(重点:化学是以实验为基础的学科)
  在唐、宋时期,中国曾是世界上最发达富裕的国家,祖先的智慧与勤劳,使得我国在烧制陶瓷、造纸、制火药等方面的技术远远领先同时期的西方,体现了高超的劳动技术。
  同时期的西方,正在“黑暗的一千年”中挣扎,神权主宰了人们的思想,哥白尼等科学家被杀害。但此时,有一类被称为“炼金术士”的人,尽管动机并不科学,但他们每天都在做实验,积累了很多实验的经验方法,为科学留下了火种。
  第四步:介绍西方“文艺复兴”(重点:介绍化学的特征“实事求是”)
  从学生已知的“文艺复兴”知识人手,理性感受思想开放的重要性。西方的科学“以实验为基础”,一切结论的得出,都有事实作为依据。牛顿、拉瓦锡等大量科学家,通过实验研究,翻开了人类科学史崭新的篇章。   第五步:介绍“近代化学之父”拉瓦锡(重点:化学是以实验为基础的学科)
  拉瓦锡通过实验,用灼烧等方法分解了很多物质,破除了古代“水是一种基本元素”等错误观点;用“定量”分析法,分析空气组成,进而得出了“质量守恒定律”。此时的化学家,对物质及其变化的认识不再是零散的、不系统的,而是逐步形成了体系。化学正式从一种“经验”上升为一门科学。
  第六步:介绍道尔顿和阿伏伽德罗(重点:化学是在微粒层面上研究物质的)
  对原子、分子等微粒的研究,奠定了近现代化学的基础。通过八年级物理学习,学生已经初步了解到了世间万物皆是由微粒构成的,要了解物质的变化规律,就需要认识构成该物质的微粒的性质。
  化学的学科特色是“见微知著”,微观是因,宏观是果。“微粒构成物质”是初中化学五个一级主题之一,此时的学生作为化学的入门者,有必要明确一下,化学研究物质的角度是在分子、原子等微粒层面上的。
  第七步:介绍门捷列夫及元素周期律(重点:化学的研究是有规律,讲方法的)
  如今,通过实验人们发现,构成世间万物的基本元素大约有100多种。150多年前,门捷列夫发现了一些微粒在结构、性质上呈现出“周期性”变化的规律,并编制了元素周期表。[此时,可以带领学生翻开元素周期表,找一找生活中熟悉的元素(氧、铁、金等),再数一数有几行几列,最后设置疑问:“周期”意味著“可循环”,元素的性质如何“循环”?]
  几乎同时,刚经历过鸦片战争的中国,逐步开始向西方学习化学,“化学”一词初见于1859年的《六合丛谈》,由外国引入,但为时已晚,此时的中国,国力早已不如西方,落后就要挨打。
  第八步:小结对化学的整体感受,对化学的未来进行展望(重点:化学有趣、有用)
  首先,小结以上七步,由学生自行整体得出:化学研究的对象是客观存在的“物质”,研究的主题是“物质变化的规律”,研究的方式是“以实验为基础”,学科的特色是“见微知著”,学科地位为“中心科学”,研究化学的目的是“使世界变得更加绚丽多彩”,呼应《绪言》的课题。
  接下来,近现代化学不仅着力于研究自然界已经存在的物质,还在不断创造新物质造福人类。例如塑料、化纤、各种药物的发明,大大提高了全人类的生活质量。
  最后,介绍中国近30年来化学科技高速发展,逐步缩小了与西方的差距,但发展中带来的环境问题不容忽视。未来化学的发展方向一方面继续致力改善人类生活,另一方面要求“对环境友好”。
  四、教学实践中的观察与反思
  在实践以上教学法的过程中,通过观察课堂及课下与学生交流,得到反馈如下:
  1.学生课堂表现轻松而自信
  心理学上著名的“第一印象效应”表明:人们对新鲜事物的第一印象,将决定他对待该事物持久的态度。换而言之,学生这一年,对化学学习的态度是“兴趣昂扬,主动求知”还是“畏难怕烦,得过且过”,主要就建立在开学第一周的这几节课上了。
  如此《绪言》课,学生如同在听一个个故事,在故事中感受化学是怎样的学科,轻松惬意。从历史知识生长出的化学知识,与学生很有共鸣,使得学生对新学科的第一印象非常好。“原来化学课也不难嘛”,“原来化学对生活的贡献这么大啊”,一下子拉近了学生与化学的距离。对面前这位新老师,学生也显得非常亲近,觉得化学老师不仅风趣,知识也很丰富。
  课堂上,当提及到一些著名的历史人物或事件时,学生们踊跃发言,自信写在脸上。我想此时每个人对接下来化学的学习一定是充满期待的,“明天还有什么有意思的内容呢?”如此看来,“激发学习兴趣”这一目标达成了。
  2.学生初步建立了较清晰的学科框架
  课后,每个学生对于“化学是一门怎样的学科”这一问题,都能说出自己的认识。一位同学在课后问卷上写下了图2的一段话:
  由此可知,“构建学科的基本框架”这一目标也基本达成了。我认为通过《绪言》学习,每个学生都或多或少在脑中建立起一些如变化观、元素观等基本学科观念,它们具有持久性影响和迁移性价值,不仅会在今后化学学习中与具体知识一一印证,更会成为学生提升自身科学素养的基石。
  3.《绪言》教学对学生有明显德育成效
  在课堂中,当探讨到“实事求是”的唯物主义观引领了西方近现代文明高速发展,而中国从世界最发达的国家逐步沦为成为落后的“挨打者”,学生心灵受到震撼,深切感受到思想开放对一个民族的重要性,发自内心的认同唯物观、科学观。这些看似不属于化学课本的内容,对促进这群青少年逐步形成正向的“三观”起到积极作用,对他们增强民族认同感、民族责任感起到潜移默化的作用,有明显的德育成效。
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