基于化学史教育的教学设计研究

基于化学史教育的教学设计研究

朱桂彬

福建省惠安开成职业中专学校

摘要：通常的化学教学更多地关注科学结论，而不是科学结论的形成条件和背景，而化学史则涉及到这方面的问题，化学史的教育不仅是化学课堂的教学内容之一，而且是化学科学方法培养的有力承载者。基于化学史的教学模式包括的主要步骤：问题提出、历史研究启发思考、实验验证、评价反思等。

关键词：化学教学；化学史；;教学设计；教学目标；原子结构

　　 化学史是化学学科形成、产生和发展及其演变规律的历史。化学史不仅如实地记录了影响化学发展的重要事件，系统地阐述了化学发展的历程，而且向人们展示了化学家们揭开化学现象背后的规律所进行的思维活动和采用的科学方法，以及他们所具备的科学精神，所呈现的科学道德。

　　 在化学教学中深入挖掘教材中的化学史素材，将其巧妙地渗透到教学中去，既能使课堂变得轻松有趣，还能潜移默化地促进学生非智力因素的发展，对学生的科学素养和人文素养的提高都大有帮助，这也是新课程改革的基本理念之一。

　　 一、设计思想

　　 本节课选自原子的结构第一课时。本课题内容比较抽象，远远脱离学生的生活经验，而教材语言又是以结论性的叙述型语言为主。对于九年级学生，接触化学学科不久，对微观世界相当陌生，因此很难深刻理解，这也成了本节课的教学难点。为了很好地突破教学难点，本设计结合教材图表资料，追随着科学家们探索发现原子内部结构的历史脚步，引导学生展开探究性学习活动，启发学生思维，调动学生的兴趣，收到了很好的效果。

　　 二、教学目标

　　 1.能说出构成原子的各种粒子以及带电情况。

　　 2.知道原子内空间的大小和质量分布情况。

　　 3.充分利用化学史资料，借助多媒体，使抽象的知识变得易于理解。

　　 4.让学生认识到科学成果的来之不易，初步培养严谨求实、勇于探索的科学精神。

　　 三、教学过程

　　 1.复习旧知，引入新课

　　 【回顾旧知】（1）什么是分子？（2）什么是原子？（3）分子和原子的本质区别是什么？

　　 【设置悬念】通过复习旧知识引出新问题：原子是最小的微粒吗？它真的不能再分割了吗？

　　 设计意图：上一节课刚学了原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中原子不能再分。学生可能会认为原子应该是一种最小的微粒了，觉得原子应该不能再分了。此时将此设计成新问题，学生便再次产生疑问，好奇心大增。

　　 【过渡】同学们心中的原子是什么样的呢？就让我们一起追寻着科学前辈们的足迹，来认识原子的结构。

　　 2.原子结构的发现史

　　 【课件展示】道尔顿原子模型——实心球体模型

　　 【教师讲述】近代化学之父——英国科学家道尔顿，很早以前提出：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。他认为，原子是一种坚实的、不可再分的实心球体。

　　 【课件展示】汤姆森原子模型——西瓜模型（也称枣糕模型）

　　 【教师讲述】很多年以来，人们一直坚信道尔顿的实心球体模型，直到汤姆森发现了电子。汤姆森发现：电子是一种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。由此他认为：原子并不是不可再分的最小微粒;原子像一个西瓜，其中西瓜肉带正电，带负电的电子就像西瓜子一样镶嵌在西瓜肉中。

　　 【课件展示】卢瑟福原子模型——行星模型

　　 【动画演示】α粒子散射实验

　　 【教师讲述】1911年，英国物理学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验。α粒子是一种质量比电子大很多且带正电荷的微粒，卢瑟福和他的助手们用α粒子流轰击金箔（非常薄）发现：（1）大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向;（2）一小部分的α粒子方向发生了偏转;（3）极少数的α粒子被反弹了回来。

　　 【学生讨论】如果你是卢瑟福，对于这一实验现象如何解释？对原子结构有什么新的认识？

　　 【教师讲述】卢瑟福提出：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外绕核做高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。

　　 【教师补充】当然卢瑟福的原子模型，也有其局限与不足之处。后来在卢瑟福研究的基础上，科学家们进一步探索，提出了更完善更科学的原子结构理论。

　　 设计意图：微观粒子肉眼看不见，摸不着，学生只能想象。对于原子的结构，教材上直接给出了结论性的陈述，比较抽象，学生很难理解。本设计通过再现历史上科学家们探索发现原子结构的历程，由浅入深、由主观到科学，非常生动且形象地描画出了原子的结构，符合学生的认知过程，很好地突破了教学难点。

　　 3.自主学习，趁热打铁

　　 【学生自学】阅读课本，结合教材中原子的结构示意图，回答下列问题：

　　 （1）原子是由哪些粒子构成的？

　　 （2）原子核又是由哪些粒子构成的？

　　 （3）核电荷数与质子数有什么关系？

　　 【教师补充】一个原子跟乒乓球的体积之比，相当于乒乓球跟地球体积之比一般。原子很小，原子核更小，如果把原子比作一座体育场，那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。

　　 设计意图：通过之前对原子结构发现史的了解，学生对原子的构成已经有了初步认知，此时再阅读课本，便很容易理解了。

　　 4.合作学习，深入理解

　　 【思考讨论】仔细阅读教材表3-1，思考下列问题

　　 （1）同种原子的质子、中子、电子数有何关系？

　　 （2）所有原子都是由质子、中子、电子构成的吗？

　　 （3）原子是否带电？为什么？

　　 （4）不同种原子之间有哪些区别？

　　 【教师强调】不同种原子之间主要是质子数不同，质子数决定原子种类。

　　 设计意图：学生已经知道了构成原子的各种粒子以及带电情况，通过观察表中列举的几种原子，可以更进一步地知道这些粒子之间的关系以及原子不显电性的原因等。

　　 5.课堂小结

　　 【巩固提升】回顾原子结构的发现史;巩固本节课所学的知识，理清原子的构成。

　　 设计意图：回顾所学知识和原子结构的发现史，让学生认识到科学成果的来之不易，帮助其养成严谨求实、勇于探索的科学精神。

　　 四、结语

　　 本文将原子结构的发现史作为突破教学难点的切入口，并利用多媒体巧妙地将抽象难懂的化学知识变得形象生动，让学生更加充分、近距离地接触化学史，加深了对知识的理解与掌握，体会了科学成果的来之不易，端正了科学态度，培养了化学素养。

　　 参考文献：

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　　 [2]卢妍.浅谈化学史教育在中学化学教学中的作用[J].新课程（中询），2014（3）：10-11.

　　 [3]邹灵，刘晓玲，等.基于化学史的教学设计：重走氯气发现之路[J].中学化学教学参考，2018（5）：39-40.