| 标题 | 化学史融入教学的实践与探索 |
| 范文 | 张志红 摘? ?要? ?在核心素养时代背景下，倡导素养为本的学科教学，其中化学学科是化学核心素养的重要载体，而化学史承载着独特的育人价值。将化学史融入教学时，首先，要厘清化学史的功能，认识它对落实核心素养的促进作用，这是实施素养为本教学的前提与基础;其次，要加强教学过程中对化学史的解释与建构，去揭示化学史的核心价值;最后，将化学史的内容纳入评价体系，以评价为导航，进行多元化的评价，为素养为本的教学提供保障。 关键词? ?化学史? 氧气发现史? 核心素养 《中国学生发展核心素养》研究成果在2016年正式发布，确定了核心素养框架，“核心素养”一跃成为中国新时期基础教育改革的一个最有影响力和生产性的概念[1]。我国在2017年首次提出了化学学科核心素养，是对传统知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标整合基础上，凝练出的具有统整性的学生学习化学学科应达成的关键能力、必备品格和正确价值观，要求教师开展素养为本的化学课堂教学。因此，化学核心素养是化学教学的重要依据，化学学科成为化学核心素养落地的重要载体，其中化学史对实现化学核心素养承载着独特而重要的育人价值。化学史在科学素养与人文素养之间架起桥梁，实现从“教书”向“育人”范式的转变，有必要深度挖掘化学史的教育价值，从而发挥化学史的最大育人效能。 一、厘清化学史的功能，认识其对落实核心素养的促进作用 化学史作为化学学科的重要内容，承载着重要的知识和育人价值，也是促进学生化学核心素养落地的重要素材和载体。但是传统课堂对化学史一般是作为确定的知识点进行传授或考核，对其价值的利用停留在提高学生科学兴趣、弘扬科学精神等模糊的层面，其深层价值未能得到有效挖掘，总体上可以概括为三个方面：“首先将科学理论固定化、僵化，使学生以为科学理论都是万古不变的;其次使其神圣化、教条化，以为科学的东西是毋庸置疑的、神圣不可侵犯的;最后是将科学技术化、实用化、工具化，忽视了科学的文化功能和精神价值”[2]。越来越多的研究证明科学史的功能不仅仅局限于知识，将化学史融入教学有利于促进学生核心素养的落地，为实现这一目的，首先要对化学史的功能形成清晰的认识，从根本上认识化学史的作用，以保障化学史的落地。 研究者一般是从增进对化学知识的理解、培养学生思想品德、激发学生的学习兴趣及培养学生的科学精神等维度界定化学史功能的[3]，虽有利于对化学史功能的认识，但是相对模糊且难以操作，因此需要进一步确定化学史的功能。马修斯（M.R.Matthews）根据已有研究总结出7条科学史的功能来说明科学史教育的必要性：1.有助于学生更好地理解科学观念和方法;2.个体思维的发展与科学思想的发展联系起来;3.具有内在的价值，科学和文化史上的重要事件，例如科学革命、进化论、青霉素的发现等，应该让所有学生都熟悉;4.是了解科学本质的必要条件;5.有助于抵消科学文本和课堂上普遍存在的科学主义和教条主义;6.有助于通过对个别科学家的生活和时代的审视，使科学主题人性化，使其不再那么抽象，更有利于学生参与;7.它容许在科学的主题和科学学科以及与其他学科之间建立关联，显示了人类成就的综合性和相互依存性[4]。基于马修斯对科学史功能的总结去看化学史的功能，化学史应在具体的文化背景中为学生提供具体的体验和感知，它不仅有助于学生建构知识、观念及方法，深刻地领会科学的本质，也有利于发展学生的科学品质。化学史既可以通过可视化的行为指向去发展学生素养，又可以通过螺旋式的上升过程促进核心素养的发展。从整体上看化学史有助于促进核心素养的落地，主要体现在以下几个方面。 1.提供核心素养落地的情境素材 就素养发展而言，素养的形成和发展与情境存在密不可分的关系[5]。情境是学生将知识转化为素养的中间桥梁，而化学史本身就具有一定的情境性和历史性，根植于特定的文化土壤中。化学史是在一定的历史背景下的知识、技能与态度相互融合的情境，涉及特定的历史人物与历史事件，承载着科学探究的过程、核心观念的发展以及重要的科学品质等重要价值，所以是促进学生核心素养发展的理想素材。以“我们周围的空气”这一单元为例，氧气的发现史可以作为情境素材贯穿于本单元的整个学习过程中，涉及“燃素说”以及舍勒、普利斯特里和拉瓦锡关于氧气的发现等历史事件，化学史与本单元知识的学习是一个相互促进的统一体，通过氧气的发现史这个情境将空气、氧气和制取氧气三个板块贯穿起来学习，既有利于知识的学习，也有利于人文精神的发展。 2.促进核心观念的建构 将化学史融入教科书和教学中，具有一定的目的性，总是和一定核心观念相关联，而核心观念恰是核心素养的重要基础。素养是知识、技能、态度的统整与融合[6]，通过化学史促进学生核心素养的发展，是为了克服传统把化学史进行知识传授的做法，虽然不再以知识为目的，但是并不把知识排斥在核心素养之外。学生初次接触某个化学观念存在着一定的困难，如果通过体验和探索化学史发展历程中的科学思想和逻辑，其对化学观念的理解会更加清晰。例如，氧气的发现史从“燃素说”到氧气面纱揭开的这一历程涉及到氧气的特征、燃烧、质量变化以及分解和化合反应等核心观念，通过对这一史实的探索有利于学生深入地理解这些核心观念，正确建构核心观念，也有利于学生吸纳和学习氧气的发现史的其他价值，从更深层次和综合的角度促进学生的发展。 3.促进科学品质的养成 科学教育的目标不只是传授现成的科学知识，而是用科学文化涵养学生的心智和人格，全面提升学生的科学素养，从而让科学和人文一起，成为个人和社会生活的两翼[7]。如果把科学史作为确定性、静态、线性知识点或结论来處理，其难以发挥对核心素养的促进作用，若把科学史作为一个复杂、动态的过程来探索，将有助于学生体验科学发展的历程，更好地发展科学探究所需要的关键科学品质。例如，氧气的发现不是一个短暂的过程或是一个简单的事件，而是在多人不断探索的基础上发现的，因受特定历史条件、背景及科学基础的限制，其过程或结论也并不都是正确的，经历了否定和质疑，但是每一次的失败或错误都成为下一步研究的基础，通过曲折的历程，氧气的面纱才被真正揭开。在探究过程中体验化学史的发展历程，可以促进学生探究精神的养成、批判性思维能力的训练，这正是核心素养的重要内容。 二、加强教学过程中对化学史的解释与建构，揭示化学史的核心价值 核心素养在多大程度上实现取决于教师和学生对原有文本的解释与建构，化学史是在解释和再解释中促进学生素养不断发展的，应充分认识它的历史流动性、开放性与生成性。然而，在融入化学史的日常教学实践中，一般倾向于重视化学史文本的表层意义的总结与识记，缺乏解释和生成性，因此存在着明显的“冰山效应”，所得到的只是以结论方式呈现出来的外显的部分，“冰山下”内隐的更有价值的部分往往容易被忽视。 影响对化学史文本的解释与建构的因素主要有两个：其一是教科书对化学史文本的呈现有时只是化学史的某一片段，教师对化学史的认识大部分仅限于教材提供的片段，若不对其进行指导，很难靠自觉主动意识进一步丰富化学史的内容;其二是教师缺乏化学史的专业素养，如何去厘清化学史承载的价值，有效实现化学史促进学生发展的桥梁作用，在很大程度上取决于教师的化学史素养。以氧气的发现史为例，完整的呈现体系应涉及“燃素说”以及舍勒、普利斯特里和拉瓦锡关于氧气的发现史，但是一般教科书仅呈现了拉瓦锡用其独特装置研究空气的成分这一经典历史片段，即历史上有名的“二十天实验”，其重要的研究背景信息却被忽视掉了。实践中大部分教师只将教科书视为固化、权威的内容，缺乏理解与生成，将化学史作为知识要点进行传授，一般只是得出“拉瓦锡发现了氧气”的结论，而其内隐的深层意义却被忽视了，片面的解读结果势必严重降低化学史本应生成和传承的更为深刻的价值。如果脱离了背景信息，任何解释和理解都有可能过于片面和主观，甚至是曲解。但是，扭曲的历史内容的后果对于大多数不会成为科学家的学生来说其实特别重要[8]。 教师和学生要跳出传统以教科书为权威的樊篱，为学生对化学史的解读创建完整的背景信息，从而更深层次地解释与建构化学史的价值与意义，以促进学生核心素养的发展。在教师的引导下，学生除了掌握与理解核心知识，还学习了如何挖掘与提炼化学史中所隐含的思想、方法、思维和价值观，有利于进一步凝练成学生自身的核心素养。以“氧气的发现史”为例，可以帮助学生发展以下素养：第一，探究精神。探究精神是化学学科所承载的一种重要科学素养，通过化学家身上的这种精神激励，促进学生的探究性学习。在氧气的发现史上，舍勒、普利斯特里与拉瓦锡都依靠严谨执着的探究精神进行了反复实验，为氧气的发现都做出了贡献。第二，保持对原生态生活的敏锐问题意识。三位化学家的研究都来源于对现实生活普遍现象的观察，在问题的指引下进行探究，例如舍勒提出了铁匠炼铁时，用风箱鼓进空气，火会烧得更旺。为什么会产生这种现象呢？通过这些原生态问题有利于产生科学研究驱动力。第三，批判性思维。鼓励学生对已有定论提出质疑、有自己的想法，是一种重要的科学素养。舍勒和普利斯特里虽然制出了氧气，但是他们对“燃素说”深信不疑，拉瓦锡通过定量的研究方法，不受“燃素说”的束缚，敢于批判与挑战，最终真正揭开了氧气的面纱。第四，辩证性思维。任何发现都有两面性，判断不能过于绝对化，需要用动态、多维的眼光看待事物，这是科学素养的重要内容之一。虽然“燃素说”是错误的，但是它推动了化学史车轮的前进，因此不能全盘否定其价值，同样舍勒和普利斯特里对氧气的发现都做出了贡献，库恩提到归属于某一时刻总是不可能的，而归属于某一个人也往往难以做到[9]，因此不能绝对地做出“拉瓦锡发现了氧气”这一结论。 三、将化学史的内容纳入评价体系，保障化学史的落地 评价起着监测和导航的作用，需要将化学史的内容纳入评价中，以保障化学史的落地和价值的发挥。但在传统教学与评价实践中，普遍存在着将知识与技能作为评价的主要目标，情感态度与价值观受到忽视。因此，实践中一般很少将化学史纳入到评价体系中，或者在涉及化学史的评价时，往往只关注那些具有结论性的知识和技能，而对化学史所内涵的思想、方法、情感态度等这些对人的成长具有持久性、深刻性的价值却忽视了。在评价时需要将化学史融入进来，从而有效地促进学生素养的发展。 将化学史内容纳入评价体系时，要采取多种评价策略相结合的方式，对学生进行全面评价，从而保障化学史价值的发挥。比如，课堂观察和对话，可以评价学生基于化学史的实验及解释能力。以化学史为依据进行实验设计与操作时，去评价学生观察、描述和分析实验现象的能力，并评价学生的科学态度与合作能力;还可以展开与学生的对话与交流，深入了解学生的知识结构以及对化学史的理解和态度的变化等等。又如，纸笔测验。可以借鉴PISA（Programme for International Student Assessment）等国际性学生评估项目，利用开放性测验，除了将知识纳入进来，还要将思想、方法、思维和情感态度融合进来，从而评价学生分析与解决问题的高阶思维能力以及学生的兴趣与责任感等。再如，档案袋评价，可以有效、真实地记录学生的成长过程。依据化学史进行的实验设计和验证过程产生的资料也可以采用档案袋的评价方式，包含学生自己对化学史的解释与观念的建构、实验设计与操作等生成性的资料，也可以将观念的认知和情感的变化记录下来，为学生的自我反思和成长提供了机会。 总之，将化学史融入教学时，需要厘清化学史的功能，深入挖掘化学史所隐藏的深层价值与意义，通过多元化的评价方式来保障化学史对学生发展的促进作用。 参考文献 [1] 石中英.关于中国学生发展核心素养的哲学思考[J].课程·教材·教法，2018，38（09）. [2] 吴国盛.科学的历程[M].北京：北京大学出版社，2002. [3] 杨庆元.中学化学史教育综述[J].化学教育，2006，27（11）. [4] Matthews，M.R..Science Teaching：the Role of History and Philosophy of Science[M].New York，London：Routledge，1994. [5] 张华.论核心素养的内涵[J].全球教育展望，2016（04）. [6] 褚宏启.核心素养的国际视野与中国立場：21世纪中国的国民素质提升与教育目标转型[J].教育研究，2016（11）. [7] 李雁冰，邹逸.科学史融入科学教育的几个现实问题[J].全球教育展望，2012（10）. [8] Russell，T..What History of Science，How Much，and Why？ [J].Science Education，1981，65（01）. [9] 托马斯.库恩.科学革命的结构[M].金吾伦，胡新和，译.北京：北京大学出版社，2012. 【责任编辑? 郭振玲】 |
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