体验科学家的思维历程——《人类对原子结构的认识历史》的教学设计和实践

张小钊、王伟群  苏州大学化学化工学院

 庄 浩 苏州市第十中学

1、教学设计的思想

提高学生的科学素养是基础教育承担的重要任务, 也是化学新课程改革的基本理念。按照新课程标准, 科学素养包括三个方面: 知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。然而, 如何在课堂教学中全面、有效地提高学生的科学素养却是一个难题。近年来的研究表明, 利用科学史进行教学是一种可行的方法。化学新课程标准也明确指出“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势, 引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法, 形成科学的世界观”, 因此新课程注意“在人类文化背景下构建高中化学课程体系, 充分体现化学课程的人文内涵, 发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用”。

为了使化学史的教学在提高学生的科学素养中充分发挥作用, 让学生在学到化学知识的同时, 学习科学研究的方法, 体验科学探究的过程, 感受化学的发展和了解化学家的工作, 我们从化学课程标准的精神出发, 结合科学探究的特点, 依据化学史上的科学发现过程, 进行“让学生体验科学家的思维历程”的课堂教学设计。

学生意犹未尽地: 好……

张老师的课结束了, 但课堂上的诸多情景在我的大脑里依然清晰, 给我留下了无尽的回味……

张老师这节课之所以能成功, 首先, 是因为这节课是从学生熟悉的生活切入, 这就为探究奠定了基础, 继而研究学生熟悉的东西, 极大地调动了学生的热情。你看, 那实验1的设置无形中考察了学生在日常生活中的观察能力, 而观察正是问题探究的第一要素。实验2的设置又体现了充分尊重学生的自主意识, 任其选择探究, 发展兴趣, 而兴趣则是问题探究的动力。

其次, 是因为张老师那幽默、平易近人的授课风格。你听, 张老师那“你说的没错! ”、“你真棒!”、“你懂得可真多!”“你考虑的问题很有趣”等话语都充满了对学生的肯定、鞭策和鼓励, 学生在这种亲切又随和的的氛围中怎能停止对知识的渴求呢? 在这儿我想到有不少老师在开课之前都反复叮咛学生: “一定要与我默契配合啊!”, 其实, 配合是否默契哪是强求而得的呢。你看这节课, 学生整个沉浸在实验探究的乐趣中了, 他们在知识的海洋中荡漾, 相互切磋, 激烈讨论, 此刻, 师生交流、生生活动完全成了一种自发的行为, 没有了课堂的约束、时间的束缚, 他们如入无人之境……这种效果绝对不是课前反复嘱咐或课前预演能够达到的。

第三, 张老师充分发挥了学生的想象力, 敢于让学生说话, 从不把自己的看法强加于学生, 即使有时学生的回答有欠妥之处, 他都是婉转地用一段史实或以让大家讨论的形式加以更正, 而不是直截了当地说“你错了”, 极大的保护了学生的积极性。所以, 学生敢于发表自己的见解, 敢于在一个问题还未深思熟虑之前就脱口而出。要知道, 科学的发现往往就来自于突然间萌发的念头。

第四, 张老师收放自如。放出去学生能够探究出名堂, 收回后就能够得出结论。实验探究课的课堂不可能象教师一言堂那样安静, 学生总是处于不断的讨论甚至于是在争论以及仪器的碰撞声中, 这时对教师的教学组织确实加大了难度, 这就要求教师能以一种引力把学生的注意力在某一个需要的时刻集中起来。在这方面, 张老师无疑是有办法的,或者说是有魅力的。你听, 张老师是这样把学生的注意力集中起来的: “我们刚才的实验看到了这么多的现象, 如果光看热闹不找门道那就可惜了。一个苹果砸在一般人的头上只是感觉疼, 而砸在了牛顿的头上, 却砸出了万有引力。所以, 我们遇到问题不能只看表面现象, 而是要追根溯源看本质。”当学生的阐述被别的声音打断时, 张老师会说:“我们既要自己研究, 也要听取别人的见解, 或许他的话对你很有启迪呢……”

2、教学设计的依据

通过查阅和分析化学史料, 我们发现科学家们在不同阶段或面对不同的化学问题时, 活动的方式各不相同。有的以思辩、想像为主, 如最初的“原子”概念的形成过程: 有的通过实验发现新的物质, 如氧气等的发现; 有的通过整理、加工所收集的资料找出其中的规律, 如元素周期律的发现过程; 还有的是在实验基础上建立或修正理论模型,如近代对原子结构的认识和发展过程, 等等。科学家的发现活动过程是学生“体验科学家思维历程”教学设计的最重要依据。不同的科学活动类型可以让学生体验科学家不同的思维历程, 体验不同科学知识形成和发展的过程, 体验科学研究中证据的重要性、科学真理的相对性, 更好地理解科学的本质。

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