楊寶權(quán)

[摘 要] 化學(xué)史由眾多的歷史事件串成，是進行化學(xué)教育教學(xué)的寶貴資源?！叭芤旱乃釅A性”課題不僅具有歷史價值更有現(xiàn)實意義——是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。通過以歷史事件的進程為主線進行教學(xué)設(shè)計，展現(xiàn)在教學(xué)中全面、準確、合理地使用化學(xué)史事件的方式；并提出平衡化學(xué)史教育理想與“應(yīng)試”教學(xué)現(xiàn)實的折中，使化學(xué)史融入課堂具有生命力，實現(xiàn)三維目標的全面達成。

[關(guān)鍵詞] 化學(xué)史事件；教學(xué)設(shè)計；溶液酸堿性

化學(xué)史中具有科學(xué)、人文和審美的重要內(nèi)容，我國著名的化學(xué)家傅鷹先生曾說過：化學(xué)給人以知識，化學(xué)史則給人以智慧。研究也表明：化學(xué)史教育有利于激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有利于掌握科學(xué)研究方法，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力，有利于形成健康的人格，有助于培養(yǎng)學(xué)生勤奮、刻苦的科學(xué)探究品質(zhì)[1]。由于化學(xué)史特有的知識價值和精神價值，自有科學(xué)教育以來，在課堂教學(xué)中進行化學(xué)史教育一直得到關(guān)注，進入21世紀更是產(chǎn)生了多種教學(xué)流派，諸如HPS教育[2]、HIV模式[3]、HOC-NOS教學(xué)模式[4]等，但在中學(xué)階段化學(xué)史教育與課堂教學(xué)的融合，在實踐層面還是差強人意，對化學(xué)史實的處理有的是作為化學(xué)故事宣講或作花瓶點綴而流于形式、也有的則過于詳細而顯得繁瑣，這些做法都使化學(xué)史與課堂教學(xué)割裂而無法真正有機融合，使化學(xué)史進入課堂教學(xué)“叫好而不叫座”。因此多年來，筆者努力探索利用化學(xué)史在課堂教學(xué)中滲透科學(xué)本質(zhì)觀并落實化學(xué)知識的方式與途徑。本文以滬教版九年級教材中的“溶液的酸堿性”為載體，設(shè)計了一節(jié)將化學(xué)史事件與教學(xué)內(nèi)容有機融合的教學(xué)方案，以供同行斧正。

一、設(shè)計的依據(jù)

（一）教學(xué)的現(xiàn)狀分析

溶液的酸堿性對生產(chǎn)和生活有十分重要的影響?！叭芤核釅A性”教學(xué)中常見的思路可概括為：創(chuàng)設(shè)問題情境→（根據(jù)碳酸能使紫色石蕊試液變紅）提出紫色石蕊試液→學(xué)生動手實驗→基于現(xiàn)象歸納總結(jié)→提出另一種指示劑：無色酚酞試液→學(xué)生動手實驗→基于現(xiàn)象歸納總結(jié)→強化練習(xí)→講波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑的故事（與學(xué)生互動）。這其中也有部分教師將“波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑”的歷史故事作為情境引入紫色石蕊試液的教學(xué)，從中可以發(fā)現(xiàn)化學(xué)老師都了解化學(xué)史在教學(xué)中的作用，并有意識地將化學(xué)史設(shè)計進自己的課堂教學(xué)中。但上述無論哪種處理方式，都只是將這一歷史事件當(dāng)作課堂教學(xué)的花絮（或一個片段），沒有能夠充分挖掘化學(xué)史負載的價值。查閱資料發(fā)現(xiàn)沈兆剛老師也曾利用波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑的過程展開教學(xué)設(shè)計[5]，但其只是一節(jié)實驗課設(shè)計，即教學(xué)過程中偏重于實驗的探究而對于知識的落實與強化體現(xiàn)不多，同時設(shè)計中對波義耳研究指示劑的前因與后續(xù)也沒能有效地利用。

以上教學(xué)現(xiàn)狀的存在，究其原因，一方面是教者迫于升學(xué)應(yīng)試的壓力，教學(xué)中著重于知識的智力價值和應(yīng)用價值，而對其背后的情意價值卻無暇關(guān)注或主動放棄；另一方面則是化學(xué)史與課堂教學(xué)的融合還缺乏有效的手段，目前國內(nèi)存在的化學(xué)史教學(xué)流派（上述提及）大多超越了中學(xué)教育強化應(yīng)試的現(xiàn)實（國外引進的方法尤甚），其提出的教學(xué)手段無法施行于現(xiàn)在的課堂教學(xué)中。有感于此，筆者對本課時內(nèi)容基于“波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑”的歷史事件進行重新設(shè)計，將這一歷史事件改編成引人入勝的故事，使之貫穿于課堂教學(xué)的始末，并統(tǒng)領(lǐng)著化學(xué)知識的學(xué)習(xí)，意欲在“仰望星空”與“腳踏實地”之間走出一條創(chuàng)新之路。

（二）課標要求

在《義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》中“一、科學(xué)探究”的“（三）學(xué)習(xí)基本的實驗技能”和“二、身邊的化學(xué)物質(zhì)”的“（四）生活中常見的化合物”兩個二級主題中都要求學(xué)生“初步學(xué)會用酸、堿指示劑或pH試紙檢驗溶液的酸堿性”。在后一個二級主題的“活動與探究建議”中建議“試驗?zāi)承┲参锘ǘ渲涸谒嵝院蛪A性溶液中的顏色變化”；“本單元可供選擇的學(xué)習(xí)情景素材”中有：①生活中常見的酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)；②洗發(fā)劑、護發(fā)劑的酸堿性。[6]可以看出，課標對本節(jié)的主要學(xué)習(xí)要求，是認識溶液的酸堿性和初步學(xué)會用酸堿指示劑檢驗溶液的酸堿性，其重點是檢驗溶液的酸堿性的基本實驗技能。因此，在本節(jié)的教學(xué)中應(yīng)重視給予學(xué)生充足的實踐時間與空間。

（三）教材分析

本課時是滬教版第七章第一節(jié)的內(nèi)容[7]，這節(jié)課在本章中起著至關(guān)重要的承上啟下的作用。從“承上”角度分析：一是第六章剛學(xué)過溶液，學(xué)生對溶液有了一定的了解，而題目傳遞給學(xué)生的信息是對溶液的進一步學(xué)習(xí)，感覺上不陌生；二是內(nèi)容貼近生活，學(xué)生已有一些直接經(jīng)驗，且實驗簡單現(xiàn)象鮮明容易引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進一步豐富學(xué)生對溶液的認識。而從“啟下”角度分析，“溶液的酸堿性”是初高中階段化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，初中階段學(xué)生首次接觸酸堿性知識，在此基礎(chǔ)上，高中必修化學(xué)初步應(yīng)用酸堿鹽知識學(xué)習(xí)電解質(zhì)溶液的電離，而選修化學(xué)則在新的層面上學(xué)習(xí)酸堿性的定量計算、測量等，并運用溶液酸堿性知識對溶液中的反應(yīng)進行深度地理論分析及計算。因此，教學(xué)過程中應(yīng)考慮“溶液酸堿性”知識的基礎(chǔ)性和發(fā)展性。

二、設(shè)計的思路

基于以上思考與分析，在本課時的教學(xué)設(shè)計時，筆者利用“融入化學(xué)史”的方法搭建了課堂教學(xué)的框架，以化學(xué)史故事為線索將教學(xué)內(nèi)容有效組織。在查閱大量資料的基礎(chǔ)上，充分利用波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑的歷史素材：波義耳研究植物學(xué)、思考溶液酸堿性確定方法、發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑過程等，從中截取了若干個片段，使之與教學(xué)內(nèi)容妥當(dāng)貼切，從而使課堂真實而感人。通過“我們愛思考”、“酸堿指示劑的發(fā)現(xiàn)”、“試紙的發(fā)現(xiàn)”、“酸堿指示劑在實踐中的應(yīng)用”、“我們是未來的波義耳”等模塊的實施（具體流程見圖1），使課堂上學(xué)生的知識學(xué)習(xí)在生活的情境中、在化學(xué)史的推進中不斷深入，使學(xué)生完全融入了知識的發(fā)展歷程中。在這種精心建構(gòu)的真實的課堂中，學(xué)生淺移默化地體會著知識的育智、育德、育美等價值，并將知識的諸多價值不斷地內(nèi)化。同時，通過“回歸生活”的教學(xué)策略，充分挖掘、利用學(xué)生身邊的事物和生活現(xiàn)象使化學(xué)課堂鮮活起來。

三、教學(xué)過程

（一）學(xué)會思考

[師]日常生活中櫻桃、橙子、醋等這些物質(zhì)吃起來有什么感覺？

[生]（齊答）酸

[師]酸味是酸性的一種反映，溶液除了酸性之外還有中性與堿性。

[師]氫氧化鈉溶液是化學(xué)實驗中常用的試劑，那它是顯酸性、堿性還是中性呢？該如何去測定？

[生]陷入了沉思（學(xué)生在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上也可能提出一些方法）

【設(shè)計意圖】利用學(xué)生的生活經(jīng)驗切入化學(xué)知識，引起學(xué)生的共鳴，用實際問題引導(dǎo)學(xué)生進一步地深入學(xué)習(xí)。

（二）酸堿指示劑的發(fā)現(xiàn)（酸堿指示劑與溶液的酸堿性）

[音頻]（講述）波義耳是17世紀英國化學(xué)家，當(dāng)時他也遇到了同樣的問題。有一次他和朋友在倫敦郊外散步時，偶爾看到田間有人把泥土放入口中品嘗，那位朋友感到奇怪，便向波義耳詢問怎么回事。波義耳用自己淵博的知識做了介紹：農(nóng)民用嘴嘗的方法了解土的酸堿性，以便進行適宜的耕種。恰巧這位朋友在醫(yī)院工作，便提到經(jīng)常有農(nóng)夫們到醫(yī)院請求治療由于品嘗土壤而造成的疾病。波義耳聽了后，深受觸動，打算研究一種鑒別土壤酸堿性的方法，從而幫助農(nóng)民。

【設(shè)計意圖】波義耳發(fā)明酸堿指示劑的背景介紹，將學(xué)生深深融入了真實的情境中，學(xué)生、波義耳、課堂融為一體。同時，學(xué)生也體會到了化學(xué)的社會價值、體會科學(xué)家們的人心之善、人性之美。

[多媒體]播放《波義耳與酸堿指示劑》Flash動畫的第一部分（主要內(nèi)容為一天清晨波義耳偶然發(fā)現(xiàn)酸液使紫羅蘭的花瓣變紅了）。

[師]面對這樣的現(xiàn)象，假如你就是波義耳，你對“鹽酸使紫羅蘭的花瓣變紅色”會有哪些聯(lián)想？還想做哪些實驗？

[生]可能想到的問題：

1.其他酸溶液能否使紫羅蘭的花瓣變色？

2.鹽酸能不能使其他的花瓣變色？

3.其他的哪些溶液遇紫羅蘭的花瓣變色？

[師]那么波義耳當(dāng)時對這個現(xiàn)象是怎么對待的呢？那么請同學(xué)繼續(xù)往下看。

[多媒體]播放“波義耳與酸堿指示劑”Flash動畫的第二部分（主要內(nèi)容為波義耳對此進行的設(shè)想與探究）。

[師]我們與波義耳的想法是否相同？

[生]（齊答）相同

【設(shè)計意圖】“波義耳的偶然發(fā)現(xiàn)”創(chuàng)設(shè)了探究學(xué)習(xí)的情境，吸引了學(xué)生積極地參與，激發(fā)了學(xué)生思維的火花。讓學(xué)生學(xué)習(xí)并模仿科學(xué)家那樣思考與實驗，培養(yǎng)了科學(xué)的研究方法。將“波義耳的設(shè)想”與學(xué)生的想法比較，完善學(xué)生的思維方法；并利用“想法一致”的結(jié)果，激發(fā)學(xué)生進一步探究的信心。

[過渡]一個偶然的發(fā)現(xiàn)讓我們新奇而興奮。心動不如行動！就讓我們像波義耳那樣探究吧！

[生]小組合作完成實驗1——紫羅蘭汁液與白醋、汽水、食鹽水、肥皂水等反應(yīng)

[課堂延伸]（學(xué)生實驗后興趣盎然，愛不釋手。教師乘勢提出）課后同學(xué)們可以用同樣的方法提取其他花的汁液，與家中的溶液實驗，觀察顏色的變化。

[多媒體]播放“波義耳與酸堿指示劑”Flash動畫的第三部分（主要內(nèi)容為波義耳繼續(xù)發(fā)明了石蕊試液）。

[過渡]那么，石蕊試液在遇到不同溶液時會發(fā)生什么樣的變化呢？下面就請同學(xué)們繼續(xù)探究。

[生]小組合作完成實驗2——紫色石蕊試液與白醋、稀鹽酸；石灰水、氨水；食鹽水、蔗糖溶液等反應(yīng)

[師]稀鹽酸、白醋是酸性溶液；氨水、石灰水是堿性溶液；食鹽水、蔗糖水是中性溶液。

歸納：紫色石蕊試液遇酸性溶液變成紅色，遇堿性溶液變成藍色，遇中性溶液不變色。

【設(shè)計意圖】“波義耳經(jīng)過實驗探究最終發(fā)明石蕊試液過程”的概括性說明，學(xué)生體會了科學(xué)家的百折不撓、精益求精的意志品質(zhì)。同時，將歷史知識、書本知識與生活知識進一步融合，從學(xué)科知識的角度進一步學(xué)習(xí)和掌握酸堿指示劑的作用。

[師]紫色石蕊試液加入鹽酸后變紅色，是石蕊試液變色還是鹽酸變色？

[生]（齊答）石蕊試液變色

[師]因此，我們在實驗中可以用紫色石蕊試液的變色情況來指示溶液的酸堿性。人們把能檢驗溶液酸、堿性的指示劑，稱為酸堿指示劑。

[過渡]酸堿指示劑中有時也會使用無色酚酞試液。下面就請同學(xué)們繼續(xù)探究無色酚酞試液遇到酸性或堿性溶液的變色情況。

[生]小組合作完成實驗3——酚酞試液與白醋、稀鹽酸；石灰水、氨水；食鹽水、蔗糖溶液等反應(yīng)

歸納：酚酞試液遇酸性、中性溶液不變色，遇堿性溶液變紅色。

【設(shè)計意圖】用實證研究的方式讓學(xué)生了解知識的內(nèi)容（知識點），在教師的引導(dǎo)下自主構(gòu)建形成知識線及知識網(wǎng)絡(luò)。

[師]氫氧化鈉溶液的酸堿性如何？怎樣檢驗？

[生]（個別回答）略

【設(shè)計意圖】不僅體現(xiàn)知識的應(yīng)用，而且與課堂引入相呼應(yīng)，使課堂渾然一體。

[師]生活中會用到很多液體，如洗潔精、潔廁靈、純堿、果汁、洗發(fā)液、護發(fā)素等，都有不同的酸堿性。請同學(xué)們利用石蕊試液或酚酞試液，測定肥皂水、純堿溶液、果汁、蒸餾水及你身邊的液體如飲料等的酸堿性，觀察記錄現(xiàn)象并寫下結(jié)論。

[生]小組合作完成實驗4——用指示劑檢驗溶液的酸堿性，并交流方法及結(jié)論

[師]從剛才的實驗可看出，我們能用酚酞檢驗果汁、蒸餾水的酸堿性嗎？為什么？

[生]（個別回答）不能，酚酞顯不變色可能是酸性或中性。

【設(shè)計意圖】從生活的層面學(xué)以致用，激起學(xué)生進一步學(xué)習(xí)的興趣，更讓學(xué)生從中體會到化學(xué)知識的價值。學(xué)生通過動手實驗，也體會了酸堿指示劑使用的特點和不足，為試紙的發(fā)明及以后測定方法的發(fā)明埋下伏筆。

（三）試紙的發(fā)明

[師]為使用方便，波義耳用一些浸液把紙浸透、烘干制成紙片，使用時只要在小紙片上滴有被檢測的溶液，紙片上就會發(fā)生顏色變化，從而顯示出溶液是酸性還是堿性。今天，我們使用的紅色石蕊試紙和藍色石蕊試紙就是根據(jù)波義耳的發(fā)現(xiàn)原理研制而成的。下面我們一起來體驗如何使用石蕊試紙測定溶液的酸堿性吧！

[生]小組合作完成實驗5——分別將石灰水、稀醋酸滴在藍色和紅色石蕊試紙的兩端

[師]請同學(xué)們根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)石蕊試紙的使用適用對象。

[生]紅色石蕊試紙檢驗堿性溶液變藍色；藍色石蕊試紙檢驗酸性溶液變紅色。

【設(shè)計意圖】當(dāng)課堂的高潮即將褪去，學(xué)生認為波義耳的研究已經(jīng)結(jié)束時推出“試紙的發(fā)現(xiàn)”，不僅掀起了課堂探究學(xué)習(xí)的小高潮，也讓學(xué)生深切感受到科學(xué)研究無“終點”。同時，通過兩種試紙的同時使用，讓學(xué)生造成認知沖突，進而自我構(gòu)建石蕊試紙的適用對象。

（四）酸堿指示劑在實踐中的應(yīng)用

[師]實驗臺上有A、B、C三瓶無色溶液，分別是鹽酸、氯化鈉溶液、石灰水，但是標簽已經(jīng)脫落。你能設(shè)計實驗來區(qū)別出這三種液體分別是什么溶液？

[生]設(shè)計實驗方案，討論后進行演示

[師]表演一個魔術(shù)：取一張事先準備的濾紙（事先筆者用玻璃棒沾取酚酞試液在濾紙上書寫“奇妙”漢字，晾干。），噴上某無色溶液，立即有紅色的“奇妙”顯現(xiàn)出來。

你們知道我使用的哪些溶液嗎？請試一試。

[生]學(xué)生猜想并進行實驗驗證。

【設(shè)計意圖】不僅從學(xué)科知識層面強化了指示劑的應(yīng)用，而且提升了學(xué)生的實驗設(shè)計能力。另外，通過魔術(shù)表演，讓同學(xué)們感受化學(xué)的魅力。

（五）我是未來的波義耳

[師]這一節(jié)課，我們有哪些收獲呢？

[生]學(xué)生討論，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面去總結(jié)。

[師]同學(xué)們總結(jié)得非常好。通過觀察，我發(fā)現(xiàn)同學(xué)們對周圍的事物、現(xiàn)象有著強烈的好奇心、豐富的想象力和較強的科學(xué)探究能力，只要我們堅持不懈地努力，肯定會學(xué)有所成，我們就是未來的波義耳！

[課外拓展]搜集各種花瓣、蔬菜等，按“自制酸堿指示劑”的方法試一試，并檢驗家中常見溶液的酸堿性。

【設(shè)計意圖】本環(huán)節(jié)是“波義耳發(fā)明酸堿指示劑”事件的終點，是本節(jié)課學(xué)習(xí)的終點；但也是學(xué)生探究學(xué)習(xí)的起點，利用歷史事件激勵著學(xué)生奮勇前行。

四、課后反思

歷史事件不是孤立的，它們的發(fā)生應(yīng)是偶然中的必然，是科學(xué)家長期關(guān)注的結(jié)果。如果只注意事件本身，而沒有仔細分析其前因或跟進其后續(xù)情況，都不能稱為全面地把握歷史事件，那么對其利用只能是片面的，以至有不準確的危險。因此，教學(xué)設(shè)計中決定將采用某一歷史事件時，教師必須預(yù)先詳細學(xué)習(xí)這段歷史事件的全過程，包括其中的趣聞逸事，從整體把握事件的全景，使自己對這一教學(xué)素材的處理能夠高屋建瓴，游刃有余。但歷史事件是為教學(xué)服務(wù)的，我們的課堂不是化學(xué)史專門教學(xué)，因此對化學(xué)史素材的處理應(yīng)避免全景式的介紹（不可能與沒有必要），在不損傷其歷史意蘊前提下，截取其中與教學(xué)密切相關(guān)的片段，并以其為主線串聯(lián)、鋪陳教學(xué)內(nèi)容，這樣可以做到整體層次清晰，組織有序，使課堂凸顯真實而飽滿。

本節(jié)課筆者對“酸堿指示劑的發(fā)明”這一歷史事件進行藝術(shù)性處理，在全景把握的前提下，選擇在事件的發(fā)展中具有典型意義的節(jié)點，如波義耳與朋友的對話、不小心酸濺到了花等，同時將波義耳的探究過程濃縮，構(gòu)成了教學(xué)的線索，引導(dǎo)著教學(xué)內(nèi)容的展開。與此同時，將學(xué)生的學(xué)習(xí)與波義耳研究的進程交織起來，學(xué)生的情感融入了事件發(fā)展的進程，感受“我也可以做到”的樂趣，也避免了“英雄崇拜”的化學(xué)史觀[8]。學(xué)生跟隨著事件的發(fā)展，體會著化學(xué)中的至真、至善、至美。無論是波義耳發(fā)明指示劑的初衷，還是其在研究過程的百折不回、精益求精的精神都不斷地影響著、教育著學(xué)生。這種浸潤式的教育方式，悄無聲息地影響著學(xué)生的思維方式，改變著學(xué)生的觀念，從而落實了知識的教育價值。

毋庸諱言，現(xiàn)行紙筆應(yīng)試的評價方式促使教師將教學(xué)重心放在“知識與技能”、“過程與方法”的落實上。因此，努力挖掘化學(xué)史中蘊藏的知識與方法成為化學(xué)史應(yīng)用的重心，唯有如此，化學(xué)史在課堂教學(xué)中存在才有生命力。但對“情感·態(tài)度·價值觀”的眷顧仍應(yīng)在教學(xué)中體現(xiàn)，在素養(yǎng)培養(yǎng)與知識落實間取得平衡是理想與現(xiàn)實的折中，二者不可偏頗，我們有理由相信只要合理地將化學(xué)史融入課堂教學(xué)，完全可以實現(xiàn)化學(xué)史所負載的情意價值、知識價值及科學(xué)價值。因此，本節(jié)課在引導(dǎo)學(xué)生體會大科學(xué)家波義耳所慮、所思、所做的同時，也強化著知識和方法的落實，如，利用實驗活動達成對操作技能的掌握；通過總結(jié)歸納與練習(xí)強化讓學(xué)生領(lǐng)會并掌握溶液酸堿性與指示劑變色的對應(yīng)關(guān)系；以及學(xué)會利用酸堿指示劑鑒別溶液等。這也是本設(shè)計的突出之處。

[參 考 文 獻]

[1]關(guān)婷婷等.化學(xué)史教育的發(fā)展歷程及其教育功能[J].廣東化工，2005（11）.

[2]王玲莉，李廣洲.HPS教育對中學(xué)化學(xué)史教學(xué)的啟示[J].化學(xué)教育，2008（7）.

[3]鄧永財，李廣洲.IHV——化學(xué)史教育的新方法[J].化學(xué)教育，2006（12）.

[4]魏壯偉.基于化學(xué)史內(nèi)容的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)模式初探[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2009（8）.

[5]沈兆剛.與波義耳同行——“溶液的酸堿性”的教學(xué)設(shè)計與專家點評[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2009（4）.

[6]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標準[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[7]王祖浩，王磊.義務(wù)教育教科書：九年級化學(xué)（下冊）[M].上海：上海教育出版社，2014.

[8]袁振東.化學(xué)史教育中常見的弊端[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2008（12）.

（責(zé)任編輯：張華偉）