【结题报告】《高中化学教学中有效渗透化学史的实践研究》结题报告

1、高中化学教学中有效渗透化学史的实践研究结题报告前 言化学史作为科学史的一个重要分支，是人类在长期的社会实践过程中，对大自然中相关的化学知识的系统描述，它是从化学发展的历史角度，对化学科学孕育、产生和发展过程的真实记录。在化学教学中，通过化学史的讲述，可让学生们知道，他们所学的知识点并非凭空出现的，不是纯粹偶然的，而是科学家经过长期研究得出的。再现这些化学探究过程，也是帮助学生学习相关知识点的过程，可使学生掌握事物发展的一般规律，提高他们发现问题、分析问题、解决问题的科学能力，活跃了课堂教学气氛，也能充分调动学生的学习积极性，激发学习热情，提高学习效率，从而提高了教学效果。高中化学教学中有效渗透

2、化学史的实践研究，2014年12月通过评审，被立项为教师小课题。自立项后，课题组成员围绕课题的研究目标，刻苦钻研，大胆实践，充分利用各种有利因素，努力探索化学教学中有效渗透化学史。经过课题组成员近一年的研究和实践，积累了一定经验，获得了一些启示，引发了一些思考，现报告如下：一、问题的提出新课程着眼于提高学生的科学素养,而对学生进行化学史教育是提高学生科学素养的有效途径。学生的化学史教育主要来自于老师,而教材是教师教学的主要依据。因此对教材中化学史的呈现方式以及其在课堂教学中的融入的研究是很有必要的。    心理学认为：学习兴趣是一种力求认识世界、渴望获得文化科学知

3、识的意识倾向，能推动人们去寻求知识，钻研问题，开阔眼界，它也是一个人走向成才之路的一种高效能的催化剂。中学生正处于兴趣广泛、求知欲旺盛的时期。如果从化学课的起始年级就注意激发和培养学生对化学学习的兴趣，并因势利导，使学生把兴趣转化成乐趣，进而转化成志趣，那么，就能保持学生对化学学习经久不衰的求知欲。这才是学生学习化学的原动力。科学史作为人类长期以来认识自然、征服自然的真实记录，每个章节都留下了先行者探索的足迹，字里行间都流露出前人的卓越智慧。因此，科学史能从科学的方法、精神和态度等方面培养学生的创新精神和实践能力。科学史还能从科学家的人格魅力等人文精神等方面的陶冶学生的情操，对学生综合素质的提

4、高具有不可替代的重要作用，同时科学史能让教师在每一个伟大的历史瞬间中得到自我充实并提高。基于这种想法的背景之下我们提出了以高中化学教学中有效渗透化学史的实践研究这一课题进行研究。二、研究目标和内容（一）研究目标：解决的主要问题有三项: （）化学史教育有助于提高学生的科学素养 所谓科学素养就是对参与公共事业以及经济生产所需要的科学概念和理论知识的 理解能力。总体来说，化学史对于提高学生的科学素养的功能体现在：化学史具有为 学生提供化学知识的功能；化学史具有使学生掌握科学方法的教育功能；化学史具有对 学生进行正确的科学观念和态度的教育功能。 化学史教育可以使学生正确认识科学技术与社会发展的关系。化

5、学史实的学习可以 使学生了解到科技发展是如何推动社会进步的，以及科学技术与人类文明发展的关系， 有利于学生爱国主义情感的培养，以及树立为人类文明和社会进步贡献力量的理想。（）化学史教育有助于激发学生的学习兴趣和爱好 教材中如果单一地用平直的叙述来呈现化学知识，学生难免觉得单调、乏味，印象 也不够深刻。而引入化学史实的内容，可以用讲故事的方式，以及插入图片等方式生动 地呈现，既对学生学习化学知识起到了辅助作用，又可以激发学生的学习兴趣，并且可 以让课堂气氛更加活跃，使学生愿意接触化学、学习化学，这对化学知识的学习是至关 重要的。 另外，化学家们的故事可以对学生起到榜样的作用，他们严谨的科研态度、

6、渊博精 湛的学识、坚持不懈的品质都会对学生起到示范作用。学生会从对化学家们的崇拜，引 申到对化学的喜爱，对他们学习化学也是有帮助的。 （）化学史教育能够体现化学学习的人文价值 化学教材中呈现了不少化学家的故事，并附以图片，这些化学史实展现了丰富的人 文内涵，化学家的高尚的人格魅力和严谨的科学思维是不容忽视的。化学和其他自然科 学一样，是“科学理性和人文精神的统一”。 一方面，化学家进行科学研究的过程是严谨的、实事求是的，是在追求真理和发现 真理，这个过程中所体现出来的孜孜不倦的科学探究精神、怀疑精神和创新精神都展现 出了化学家们的人文精神和高尚品质。这有助于塑造学生完善、健全的人格。另一方面，

7、 科学是一把双刃剑，在推动人类文明进步的同时，有些成果在除了发挥重要作用，也给 社会和自然环境带来了一些负面影响。可见，化学家们还肩负着一定的社会责任，化学 史的学习有助于学生认识到化学成果的功与过、对与错，并形成正确的社会责任感，帮 助他们在日后的学习和生活中，树立使社会向更和谐、更进步的方向发展的信念。 综上所述，化学史教育对于化学学科知识的学习以及科学素养的培养都具有重要意 义。随着课程改革的深入，越来越多的化学教师已经能够意识到化学史教育的重要性及 对培养学生科学素养的作用，但在教学实践中，多数教师缺乏有效的策略与方法，例如 对史料缺乏深层次、多角度的挖掘，教学的手段过于陈旧等，化学史

8、教育的方法目前尚 处于较低水平，还没有完全发挥其应有的教育功能。所以，要充分地发挥化学史的教育 价值，就需要有一套优秀的化学教材做支撑。如何在高中化学教材中合适而充分地呈现 化学史内容就成为了一项重要的研究课题：在化学课程的实施中，如何选择与呈现化学 史内容，采用怎样的教学模式与方法进行化学史教育，以提高学生的科学素养，已经成 为化学教学中亟待解决的问题之一。 （二）研究内容：托尔斯泰曾经说过：“成功的教学，所需的不是强制，而是激发学生学习的兴趣。”努力激发培养学生学习兴趣，使学生享受学习的乐趣，是化学课堂教学的任务之一，也是减轻学生课业负担提高课堂教学质量的有效途径。本课题对人教版义务教育教

9、科书九年级化学、鲁科版普通高中课程标准试验教科书化学1 (必修)和化学2 (必修)、选修4、选修5中化学史进行教学实践分析和研究。（1）分别从课题研究的背景、意义、对象、方法以及国内外研究现状几个方面，对中学化学教科书化学史的特点及其教学意义进行分析；（2）化学教科书化学史在培养学生的化学素养方面的独特地位和作用；（3）调查化学教师在实际教学中对化学史的使用状况以及学生通过对化学史的合理运用，加深对化学知识的理解，形成化学基本化学观念，提升对化学学习的兴趣方面功效。（4）通过课堂教学进而深入挖掘并充分利用教科书资源，着力提高教师的教育理论水平和教科研能力，促进教师专业化发展。（5）通过研究实践

10、，探索利用教科书中化学史系统培养学生乐于主动学习，提高学生搜集和处理信息、分析和解决问题等能力 的有效途径和方法。（6）通过研究实践，整理一套中学化学课程教科书相对应的化学史、开发有关化学史微课程。三、研究方法和阶段（一）研究方法本课题将通过调查法、文献资料法、案例研究法、行动研究法和经验总结法等方法进行课题研究。 （1）调查法：对我校教师化学史的现状进行调查、分析、研究，建立课题实验的现实基础。 （2）文献资料法：通过有关文献理论的学习，借鉴他人经验，进行分析研究，掌握与本课题有关的研究动态、为课题研究和方法的指导提供理论参考。 （3）案例研究法：以典型的课堂教学案例和师生成长的案例来剖析、

11、追问、反思。 （4）行动研究法：发挥县教师进修学校与基层学校双重的优势，在实践中研究，课题成员既是实践者也是研究者。（5）经验总结法：实施课题研究方案，对教学中有渗透效化学史的具体情况，进行归纳与分析，依据教育教学理论和研究中形成的教学理念，使之系统化、理论化，并上升为一定的可供仿效或借鉴、推广的经验。以行动研究法为主，辅以个案研究法、课堂观察法、访谈、比较法、经验总结法等方法开展研究。（二）根据计划安排，本课题研究过程，按照准备、研究、实施以及总结分为四个阶段开展，各阶段的研究情况如下：（1）第一阶段调查准备阶段：（2018.11）学习、查阅有关资料，设计调查问卷，进行调查、分析，了解学生对

12、化学的兴趣、态度、了解情况、已有知识等方面的现状，形成调查报告，在此基础上制定课题研究计划。（2）第二阶段实施阶段：（2018.12-2019.5）根据课题研究计划指导学生深入开展各项化学课堂学生学习兴趣的培养的方法的培养，收集各项活动资料。以行动研究法为主，辅以文献研究法、经验总结法，实施研究活动，在“预设计划实施计划回顾反思调整计划再实施再反思进一步调整”的过程中，及时总结经验，调整、完善研究计划。（3）第三阶段整理阶段：（2019.62019.11 ）实施第二次调查，与第一次调查进行对比，统计分析相关数据，形成研究结论，撰写结题报告，同时整理课题材料，研究结题。（4）第四阶段结题推广阶段

13、（2019.12）：将课题研究在我校进行推广，推动我校教育教学工作进一步发展。四、研究成果1 通过化学史教育培养学生的学习兴趣应该采取一切可能的方法去在孩子们身上把求知与求学的欲望激发出来。捷克教育学家夸美纽斯的这句话说的含义是用尽一切办法去培养孩子的学习兴趣。在化学课堂教学中，通过对学生介绍那些古往今来伟大的化学家成功的事迹，是诱发学习动机的一个极好的动因。教师可利用化学史上的故事，引导学生去寻觅化学家成长的足迹，追溯化学历史发展的长河，把学生引进化学家进行科研创造的实验室之中，了解每个科学成果背后或辛酸、或感人、或有趣的故事，从而积极有效地调动他们学习化学的积极性。例如：在卤素的

14、教学中，可以向学生介绍氯气在第一次世界大战中作为化学武器的历史故事。1915年，伊普尔前线阵地上，德军和英法联军两军对阵，英法联军指挥官通过阵前观察，发现德军阵地上出现大量的 “啤酒桶”，顿时感到大惑不解，窃以为德军在开玩笑，遂不以为然，掉以轻心。甚至，指挥官还说：“打赢了大家就有啤酒喝了！”话音刚落，只见德军战壕里许多士兵迅速拧开了“啤酒桶”桶盖。在绵延几公里长的战线上，所有的“啤酒桶”全被打开了，冒出来的非但不是啤酒反而是浓浓的黄绿色的烟。顿时，在风的推动下，一人多高的黄绿色气浪紧贴地面，像潮水一样扑向英法联军阵地。跟在黄色烟雾后面的德国军队，没有开一枪打一炮，就轻松地突破了英法

15、联军防线，把整个战线向前推进了至少4公里，重新占领了失去的一些重要的战略要塞。在这次毒气袭击中，英法联军死伤惨重，这是人类战争史上的一个悲剧，仅仅是由于这个简单的分子式：cl2。通过这简单介绍历史史实，使学生认识到氯气的毒性。不仅可以活跃课堂，还可以激发学生学习化学的兴趣，使学生喜欢上化学课，提高化学教学质量。因此，在化学教学中恰到好处地引入化学史教育，可以强化学生学习化学的兴趣，激发珍贵的求知欲望。通过化学史料故事的催化，培养并保持学习化学的热情，使之成为学生自主学习的原动力。2 通过化学史教育培养学生的科学探究能力科学探究是指科学家们用于研究自然，对所获得的证据提出解释的多种不同

16、途径。利用化学史料，使学生重复化学家曾经经历过的、成功的研究途径和采用的科学方法。从提出问题开始，到提出假说、设计实验、实施实验、收集实验事实、处理与分析化学实验事实、运用一系列的逻辑方法进行科学抽象，直到得到规律性的认识，再用实验检验认识成果。这种做法易使学生产生亲临其境的感觉，把自己放在科学发展的过程之中，这就使学生在积极主动、生动活泼的气氛中受到科学方法的教育，从中学习科学家从事科学研究的正确方法。例如在苯的结构和性质这节课教学过程中，可以将讲述苯的结构课堂教学做如下设计，将课本知识还原为发现这一知识的历史背景中。19世纪的欧洲，在电灯还未被发明的年代里，许多国家寻常百姓家里都使用煤气照

17、明，煤气储存和运输通常都是压缩在桶里，用了一段时间后，桶里总会产生一种油状液体，但这一现象长时间被人忽视。1825年，英国科学家法拉第发现这一现象后，立即对这种液体产生浓厚的兴趣，为了提取这种液体花费了法拉第整整五年的时间，当时他把这种液体命名为“氢的重碳化合物”。直到近十年后的1834年，德国科学家米希尔里希通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制取的液体相同的一种物质，并把它命名为苯。此后，随着有机化学中的正确的分子式概念的建立，法国化学家日拉尔等人又确定了苯的相对分子质量为78，分子式为c6h6。其中碳的组成含量如此之高，使化学家们感到困惑。如何确定它的结构式呢？当时包括凯库勒在

18、内的化学家们都倍感为难。苯的结构应该是怎样的？如果在座的各位是当时的科学家，根据你们所学的知识能不能推测出苯分子可能的结构？提出问题后，将学生分成若干小组进行讨论，在学生热烈的讨论过程中，实时启发学生进而培养他们分析问题的能力，然后不失时机地再引入化学史。在1858年，这个时间距苯的分子式被确定已有二十多年了，德国化学家凯库勒集中所有精力，花了七年的时间，对大量的实验事实进行系统分析了之后，终于在1865年，对苯的结构提出两个大胆的假设：（1）苯的6个碳原子形成了环状闭链，即平面六角闭链；（2）原子之间存在着单、双键交替形式。在座的“科学家们”， 如果你们真的在当时知道了这些，如何验

19、证凯库勒所提出的结构是否正确？学生们纷纷发表自己的意见，其中有些学生提出用实验来验证，结果发现这个结构式存在不合理之处。肯定了同学们的观点之后，讲述化学史上被人津津乐道的凯库勒关于蛇形苯环的奇幻故事，据凯库勒自己的描述这源自一个梦。那时他任教于比利时的根特大学，某天晚上，又是用功了一整天之后，犯困的他趴在书桌上打起了瞌睡，眼前立刻浮现出不停旋转的碳原子。碳原子构成的长链就像是一条蛇盘绕弯曲，突然这条蛇不顾一切地咬住了自己的尾巴，不停地盘旋在天空中。就在这时他触电般地清醒了，又继续工作了一夜，提出了苯环结构这个极具创意的假说。但是，苯分子的真实结构应当是：六个碳连成环状，苯分子中，既没有单键，也

20、没有双键，而是介于单键和双键之间的一种独特的键。凯库勒的这个结构式虽然是错的，但却是一个美丽的错误，后人为了纪念他在苯结构探究中的巨大贡献，至今一直沿用了他的结构式。通过讲述这样不朽的传奇故事，学生不仅理解了苯的抽象结构，也深刻领悟到苯分子结构的发现绝非偶然，而是科学家们敢于质疑、勤于思考，忠于实验，勇于探究的必然结果，这能使学生深刻理解科学探究的内涵，并迸发出学习化学的热情。3 通过化学史教育提高学生的实验能力化学是实现中学化学教学目的的重要且有效的途径和方法，贯穿于中学化学教学全过程。实验是一种探究性活动，是有效实施中学化学教学目标的重要且必要的前提条件，对学生科学素养的培养有着

21、重要的、不可替代的地位和作用。科学试验由两个步骤组成：对实验现象的观察和理解。科学家在实验中观察到的不是对象的自然变化，而是人造变化。通过观察这些变化来认识对象的客观性质，对实验作出解释，而解释的前提是理解。同科学观察一样，科学实验也必须遵循客观性原则，必须实事求是地对实验结果进行观察和理解，切忌主观主义。例如：1822年，在著名化学家巴拉尔发现元素溴的前四年，德国著名化学家李比希收到德国商人给他的海藻灰的滤液，分析这瓶浸泡过海藻植物的溶液成分，借助当时李比希的实验设备和技术，完全有能力也有条件通过化学分析实验，从这瓶液体中发现新元素溴。但是，李比希在没有做任何系统详细的实验情况下，只用眼睛观

22、察，就急于下结论，认为瓶中之物是氯化碘，然后随手将这瓶液体放入实验柜里，这一放可就是四年。1826年，法国化学家巴拉尔宣布，发现了新元素溴这种元素性质介于氯和碘之间，这一重大发现震惊了化学界。李比希看到了巴拉尔的报告以后，立即想起那四年前被他放进实验柜里的氯化碘，他急忙翻箱倒柜，把那瓶棕色液体找出来，认认真真的做起化学分析实验，确定这瓶棕色液体既不含氯，更不含碘，也绝非他所猜测的氯化碘，这正是巴拉尔所发现的新元素溴。如果四年前李比希采取严格的科学态度，认真通过实验分析那瓶棕色液体，那么发现元素溴的不是巴拉尔，而将是李比希。也许那时他只要通过实验验证一下自己的判断，不轻易下结论，这个重大的科学发

23、现不会与他失之交臂。通过结合化学家的真人真事进行化学史教育，不但可以使学生重视化学实验，还可以使学生养成严谨的科学态度，在没有通过实验检验之前，绝不要轻易下结论，更不能用肉眼代替实验。从而在思想上重视化学实验，培养学生仔细观察认真体验科学家们的科学观察、科学谈究的过程，可以逐步提高学生的科学实验能力。4 通过化学史教育培养学生的质疑精神学则需疑：于不疑处有疑，方是进矣，宋人张载这句话指的是，做学问必须敢于质疑，勇于提出问题，从事科学研究，问题意识极为重要。只有敢于怀疑，勇于向所谓的权威提出不同意见，勤于思考，对事情有自己的见解，才有可能提和明确存在的问题。因此有人说，质疑是探求发展真

24、理的前提和基础。将化学史教育融入化学教学中，有助于培养学生形成科学的怀疑精神。每个化学史上伟大的发现，或多或少都起源于怀疑精神，质疑或许有时也会有出错，但是，只有经过千百次的锤炼，在不断纠正错误中探寻真理，才有可能获得科学上的重大突破。因此，只有在怀疑中学会思考，才能提高学生对科学研究过程的认识，从而有利于学生养成严谨认真的科学态度，为今后的学习和工作打下良好的基础。例如：近代化学的奠基者、怀疑派化学家波义耳如果没有强烈的创造愿望和敢于怀疑的创新精神，便不可能促使化学从医药和炼金术中分离成一门独立的学科；德国化学家维勒、柯尔柏也正是因敢于怀疑“生命力”学说，先后合成尿素、醋酸，打破了“生命力”

25、学说的神话，推动有机化学的迅速崛起。然而德国化学家李比西、维勒却由于一时的疏忽，使他们与溴、钒元素的发现失之交臂，遗憾终生；普利斯特里虽已发现并制出氧气，但受传统的“燃素学说”束缚，让真理从自己的鼻尖下溜走了。这一个个生动的例子，不仅让学生意识到质疑精神在科学发明和创造中所起到的重要作用。同时，还可以给学生在今后的学习生活中如何质疑提供了认识论的指导。如果学生们了解到科学史上许多当时的权威科学家，都曾犯过较为严重的甚至有些愚蠢的错误时，这难道不会大大增强他们质疑前人的勇气和信心。的研究成果如下成果名称成果形式完成时间负责人阶段成果高二化学学科课堂教学中渗透化学史现状调研报告调查报告2018年1

26、1月两本教科书化学史分类及初步教学设计教学设计2018年12月运用化学史教学设计与评析教学案例2019年3月高一化学教科书化学史作用与运用教学实践研究阶段实验报告研究报告2019年5月最终成果九年级学教科书化学史作用与运用教学实践研究论文、微课程2019年9月高一化学教科书化学史作用与运用教学实践研究教学案例集、微课程2019年11月高二化学教科书化学史作用与运用教学实践研究实验总结报告研究报告2019年12月总之，利用化学史教学，促进学生分析能力、获取信息能力提升，建立化学基本观念、锤炼其学科思维，同时，让学生养成用化学的视角观察生活中的化学现象，并且能够提出初步的解决方案，促进学生化学素养

27、的提升。在教学中要不断地总结，不断改进教学方法，优化课堂教学过程，优化课堂练习，充分利用教科书插图导向作用，积极开展化学活动课，不断丰富课堂教学的模式，充分调动学生积极性，激发、培养学生学习的兴趣，使学生享受学习知识的乐趣，从内心体会到学习的愉快。变“强制性”教学活动为“主动性参与”教学活动。只有这样才能真正提高课堂教学质量，减轻学生负担，提高学生的素质及能力。五、研究效果（一）学生的学习气氛在变1、提高了学生的物理成绩，通过参与课题研究，激发了学生的学习兴趣。培养了学生注重学习思维方法的习惯，激发了学生对学习化学的热情，对化学学习的畏难情绪大大缓解。化学成绩自然稳步提高。 2、学生的化学素养

28、明显进步，对化学问题的看法明显改变。以往很多学生对化学就是一个感觉：难！，但也不知道为什么难？难在哪里？怎么入手？通过参与课题的研究后，学生就觉得解决问题的思维拓展了，解决方案增多了，会从思维的高度来看化学问题，解决化学问题更会举一反三、事半功倍。 (二)教师的教学原则在变1、课题研究改善了教师的教育教学观念，更加注重学生的体验，更加注重思维的引导，更加注重方法的指导。2、课题研究锻炼了教师，提高了课题组成员的教学教研能力，提高课题组教师的自身教学素养。教师的自学能力、评课能力、课堂把握能力、组织协调能力、教学的反馈与反思能力都得到了一定的锻炼。 (三)教师的观念在变 通过研究学习教师的教育理

29、论知识在丰富，教学观念也在慢慢的改变，他们不再是课本知识的“搬运工”，而是一位学习型的教师，他们用专业的理论知识武装自己，用它来指导自己的课堂实践，想法设法来提高课堂效率。六、讨论与思考一年的课题研究中，我们品尝着成功带来的快乐，一年来收获着探讨着，同时也有进一步的思考：达到预期目标1.摒弃花哨复杂的形式，做到简约性；2.注重对学生的学情进行分析，做到有效性；3.注重对目标达成行为动词的理解，做到准确性；4.最终使学生对初中化学学习兴趣转化成乐趣，进而转化成志趣。今后我们会继续做好课堂中教科书化学史资源的应用研究的探究，并能结合实际，形成富有自己个性的教学风格。同时，我们会把理论学习摆到一个十分重要的位置上来，切实做好理论与实际相结合的工作，做实做细课题研究工作，把课题研究落实到每一节课，以课题引领课堂教学，将课题研究引向深入，并促进课堂教学效果的提高。七、尚存的主要问题和后续