追溯化学历史，发展学科素养

【摘 要】追溯化学发展历程，有助于创设问题情境、回顾学科发展、培养科学精神，从而发展化学学科核心素养。以“碳酸钠的性质与应用”为例进行教学实践，设置“纵观当代，感受学科价值”“回顾近代，树立科学态度”“追溯源头，体验科学探究”三个环节，使学生在真实的历史问题情境中发展社会责任、科学态度、科学探究等学科核心素养。

【关键词】学科核心素养;化学史;问题情境;碳酸钠的性质与应用

【中图分类号】G633.8  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2020）03-0049-04

【作者简介】孙重阳，江苏省无锡市玉祁高级中学（江苏无锡，214183）教师，一级教师。

学科核心素养是学生在具体学科学习中应形成的关键能力、必备品格和正确价值观念。我国课程论专家钟启泉教授认为它“不是直接由教师教出来的，而是在问题情境中借助问题解决的实践培育起来的”[1]。对化学学科而言，其形成与发展始终与生活息息相关，而生活本身就是历史推进的过程，因此基于化学历史创设问题情境，是发展化学学科核心素养的一条有效途径。

一、追溯化学历史的价值

化学史是化学发展历程的真实呈现，具有知识性、趣味性、人文性、启迪性等特征，“以史明智”源于人们对历史事件的追问和反思。当前关于化学史料的运用常存在以下两个误区：一是化学史一定要选用久远的事情，实际上发生的即为历史，这样更有助于我们拓宽视角挖掘丰富的史料;二是化学史的使用只按照时间发展顺序，其实，化学历史发展真实不可改变，但是可以加工和重组，课堂教学应按照知识呈现需求选择史料，不应拘泥于时间顺序，不同的解读角度会有不同的意义。

追溯化学学科的历史发展，具有以下几个方面的价值。

1.源于真实，创设问题情境——学科核心素养发展的起点。

学科核心素养是在问题情境中借助问题解决的实践培育起来的，由此可知创设问题情境不仅是课堂教学的原点，也是学科素养发展的起点。而问题情境的真实性，直接影响了学生对未来社会的适应能力。化学史作为学科发展的时空印记由真实的事件、人物等要素构成，通过对事件发展过程的探析，人物科学影响的解读，能有效构建真实的问题情景，因此，依托真实的化学历史，创设问题情境，是发展化学学科核心素养的起点。

2.理清脉络，回顾学科发展——学科核心素养发展的过程。

学科核心素养发展是一个系统而漫长的过程，这个过程要以学科知识和活动为载体。追溯化学历史，由现代化学知识的应用到近代化学知识的形成，再到古代化学知识的萌芽，引领学生回顾学科发展，进而理清知识脉络。在此过程中，教师一方面通过描述事件，很好地将文本知识呈现出来，帮助学生内化知识;另一方面通过展现事件曲折发展，为学生科学探究提供材料和动力，两者融合能为化学学科核心素养发展提供过程支撑。

3.寻根究底，培养科学精神——学科核心素养发展的追求。

发展学生化学学科核心素养，不仅仅在于其掌握化学知识与学习方法，发展化学实践与思维能力，更高的追求在于形成科学精神。知识与方法的形成是外显结果，是科学研究的手段，科学精神的发展则是内涵品质，是科学研究的根本推动力和保障。追溯化学历史，是寻根究底的追问过程，其由近及远的过程指向，有助于培养学生质疑探索、求实创新精神;其曲折艰辛的过程发展，有助于发展学生不畏艰难、坚持进取精神，因此追溯化学历史，是培养科学精神的有力抓手。

二、追溯化学历史的课堂案例

1.教学概述。

针对“碳酸钠的性质与应用”这一内容，已有一些相关研究，但其主要还是基于知识与技能的培养，并没有充分体现碳酸钠从发现到制备、使用过程中所蕴含的学科价值、科学态度及科学探究等学科核心素养。

从学科素养角度来看，基于真实的生活情境，了解碳酸钠和碳酸氢钠的广泛用途，有助于学生形成正确的学科价值观念，从而提升社会责任意识;在回顾碳酸钠的制备、发現历程中，感悟学科发展的魅力以及科学家奉献精神，从而树立科学态度;在探究碳酸钠和碳酸氢钠性质的实验设计和操作中，培养学生科学探究能力和创新意识，而两者的鉴定和转化，则有助于学生形成证据推理意识和变化观念。深挖学科知识中蕴含的学科核心素养，才能促进教学目标的实现。

2.教学目标。

（1）在思考碳酸钠、碳酸氢钠年产量递增现象的基础上，了解其在生活中的具体作用，感悟化学对社会发展的重大贡献，从而形成社会责任意识。

（2）在回顾近代工业制碱的发展历程中，感悟学科发展魅力和科学家的探究精神，促进科学态度、社会责任等学科核心素养的发展，并在实物展示中形成对两者的表观认识。

（3）通过追溯碳酸钠发现历史源头，激发科学探究欲望，进而进行实验的设计、创新和操作，强化对两者性质差异的直观体验，培养科学研究能力，形成变化观念和证据推理意识，在协作、交流过程中提升合作能力。

3.教学流程。

本节课以追溯化学历史为情境线，以知识建构为任务线，以学生思考探究为活动线，以学科素养发展为目标线，具体流程如图1所示。

4.教学环节。

（1）新课导入。

初中我们就已经学习了一些盐，其中有一种“属于正盐却叫碱，厨房用它来洗碗”，大家回忆一下，猜猜看它是什么物质？

【教学意图】课堂引入以初中化学知识为逻辑起点，通过新旧知识衔接有助于学生形成合理、系统的知识结构体系。回忆聚焦于初中的“盐类”为学生有效思考提供抓手，通过思考回忆盐的简单性质，为进一步学习奠定知识基础。而猜谜语的形式则在激发其兴趣的同时，也将枯燥的化学知识与生活应用紧密相连，有利于学生初步认识化学学科的价值。

（2）环节一：纵观当今，感受学科价值。

①介绍碳酸钠和碳酸氢钠都是重要的化工原料，展示我国近几年碳酸钠和碳酸氢钠的年产量图。

②对图中数据进行分析，小组分析讨论这种需求趋势体現了什么？

③说明碳酸钠和碳酸氢钠在生产生活中的应用。

【教学意图】引导学生通过观察碳酸钠和碳酸氢钠的消费增长趋势图，感受化学物质在生活中的真实存在，在图表分析过程中提升学生信息素养，而小组讨论和分享，有助于培养学生合作意识。通过自己的分析感受化学学科价值，深刻认识化学对创造更多物质财富、满足人民日益增长的美好需要的重大贡献，从而树立社会责任感。

（3）环节二：回顾近代，树立科学态度。

①如此重要的物品是如何制取的？阅读化学史料，回顾近代碳酸钠的制备历程：从吕布兰法到索氏制碱法，再到侯氏制碱法。

②根据工业制碱的发展历程，阐述自己的感受。

③展示工业制备样品，进行观察。

【教学意图】用真实的史料，带学生回顾近代制碱工业发展历程，感受化学发展过程中的艰辛和魅力。从几代化学人的努力和付出中，感受科学家艰苦奋斗的科学态度，从侯德榜数千次的实验中，感受科学家探索未知、严谨求实的科学精神，增强民族自豪感和自信心。整个环节以学生自由发言为主，让学生融入角色，充分体现学生的主体地位，便于核心素养的形成。从工业制备向工业样品过渡，直接展示实物，让学生自己观察，初步形成对两种盐的直观认识。这一观察过程，学生既能获取直接经验，又能提升观察力。

（4）环节三：追溯源头，体验科学探究。

①在工业合成纯碱之前，人类是怎样发现它的呢？

②阅读材料：7000多年前，幼发拉底河流域的人们发现，河边生长的海藻烧成灰烬后含有碱类，用热水浸取、滤清后可得褐色碱液用于洗涤。

③从燃烧后的灰烬中发现碳酸钠，以及其溶液用于洗涤，能看出碳酸钠有什么性质？

④仿照古人，在实验探究中认识碳酸钠的性质。

⑤汇报交流，设计碳酸钠和碳酸氢钠的鉴定方法，并找出两者相互转化的途径。

【教学意图】追溯碳酸钠发现历史源头，激发学生兴趣，培养其探索、追问的学习品质。从生活中碳酸钠的应用到近代工业制备再到在幼发拉底河的首次发现，完整的发展过程的展现，让学生感受化学与我们生活的密不可分，以及其对人类社会发展的推动作用。在古人灼烧海藻的案例中，学生体验古人的智慧，知道实验探究作为化学学科的基石由来已久，为进一步用科学实验的方式探究两种盐的性质奠定基础。在实验探究过程中，教师为学生提供经验和知识支持，鼓励学生大胆创新和尝试。通过任务驱动，学生综合所学知识进行实际应用，有利于知识的聚合和优化，在讨论碳酸钠和碳酸氢钠的鉴定过程中，形成证据推理意识，在两者转化探究中形成变化观念，发展学科核心素养。

三、课堂总结与反思

1.以史为线，强化教学逻辑。

教学逻辑是教学活动表征下的内在机理，清晰的教学逻辑是有效课堂的核心特征之一，而逻辑的缺失，则会造成课堂教学内容肤浅，教学过程混乱。在严谨的教学逻辑牵引下，学生会逐步开拓思维，进入深度学习状态，进而自发形成学科核心素养。历史发展本身就遵循一定的逻辑，因此本节课以化学史为问题情景主线，从碳酸钠的现代应用，引发学生思考其价值用途;紧接着回顾近代制碱工业发展，感悟科学发展的曲折;最后溯源到碳酸钠的首次发现，激发学生的科学探究兴趣。在历史问题情境主线的串联下，整堂课依照“应用—制备—发现”的教学逻辑，层层推进，引导学生观察、探究和思考。

2.以史为证，凸显学科价值。

核心素养导向下的化学教学，摒弃了以往单纯的文本知识传输，而是强调学生在掌握化学知识的基础上发展关键能力和必备品格，并形成科学的学科价值观念。价值观念不能由教师直接灌输，而是学生在真实的情境体验中自发形成。化学史真实印证了化学对人类生活的贡献，对社会进步的推动，能很好地让学生感受到化学的价值和魅力。本节课通过呈现碳酸钠、碳酸氢钠的产量变化趋势图，引出两种盐在生活中的广泛应用，并通过回顾近代制碱工业发展，感受化工生产对社会的推动作用。这一过程有助于学生意识到化学对生活的重大贡献，从而形成正确的学科价值观念。

3.以史为鉴，弘扬国家情怀。

弘扬爱国主义的国家情怀，是立德树人的目标之一，也是化学学科核心素养的深层价值追求。回顾化学史，激发学生的情感波澜，重温我国化学家的艰辛奋斗过程，有助于学生树立为祖国发展、为科技进步而努力学习化学的使命感和责任感。本节课在回顾近代制碱工业发展过程中，讲述了我国化学家侯德榜先生在国外技术垄断和封锁的形势下，不惧艰难投入到制碱技术研究，在经历了5000余次反复试验后，最终研制出“侯氏制碱法”，使我国制碱工业一跃处于世界领先地位。以此历史事件，引发学生的讨论和交流，在情与情的融通中形成家国情怀。

【参考文献】

[1]钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J].全球教育展望，2016（1）：9.