基于科学本质观培养的元素周期律教学及反思

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1、基于科学本质观培养的元素周期律教学及反思　　摘要科学本质观是科学素养的重要内容，如何有效培养学生的科学本质观是当前高中化学教育工作者需要深入实践研究的问题。本文选取鲁科版高中化学《必修2》第一章第2节“元素周期律和元素周期表”第一课时为研究对象，从学生课前查阅化学史资料、课中体验科学探究的过程与方法、教师利用“历史回眸”总结等三个教学板块探寻课堂教学中学生科学本质观培养的途径与方法，并基于教学实践进行教学反思。　　关键词科学本质观元素周期律化学史反思　　随着社会的不断发展，科学素养越来越受到各国基础教育改革的重视，科学本质则是近二十年来世

2、界科学教育改革所关注的热点问题之一。尤其是美国制定的“科学素养基准”（1993年）和“美国国家课程标准”（1996年）就明确指出：科学素养的重要组成部分就是对科学本质的理解[1]。而我国制定并实施的《全民科学素质行动计划纲要》（2006～2010～2020年）也明确提出：“初步认识科学本质”将成为我国未成年人科学素质教育的主要任务。但是，我国的基础教育由于深受高考指挥棒的影响，相当一部分教师对科学本质的研究重视不够。因此，目前对科学本质研究较多的只是针对教材的编排，而在课堂设计和课堂教学中涉及的较少。可以说，在科学本质观问题上，出现了国家

3、层面上的重视与现实教育教学工作中的缺失之间的巨大反差。8　　针对这一现状，我们在高中化学教学实践中进行了一些实践探索，在一些课程教学内容中引入了科学本质观培养的内容。由于元素周期律的发现、发展的整个历程都蕴含着科学本质的探究，本文选取鲁科版高中化学《必修2》第一章第2节“元素周期律和元素周期表”第一课时为研究对象，在化学课堂教学设计和课堂教学过程中充分体现出科学本质观的理念，通过课堂教学有意识地培养和发展学生的科学本质观。　　一、通过“课前预习课中点拨”帮助学生初步认识科学本质内涵　　传统的教学方法，一般是教师简单利用教材中“联想?质疑”

4、栏目，过渡到元素周期律的教学。而本节课课前教师安排学生按学习小组上网查阅资料，使学生在查阅相关资料的过程中对元素周期表的发展史有一定的了解，课堂上利用5～8分钟让完成较好的学生到讲台上展示自己的成果并讲解，教师对学生的成果中蕴含着的科学本质内容进行分析、点评，通过学生课前预习、课中教师点拔的教学过程初步让学生对科学本质有以下认识。　　1.认识科学的发展需要经历一个漫长的过程8　　以往对化学史的介绍，大都采用教师讲故事、学生听故事的方式进行。因此，即使教师讲得再生动，学生听到再入神，许多学生还是不能体会科学探索的漫长性。现在，改为先由学生自

5、己查阅资料，再由学生代表上台讲解，教师只需要略加点拨，导引学生注意时间发展：从1789年首开元素分类先河的拉瓦锡，到1869年提出人类历史上第一张化学元素周期表的俄国化学家门捷列夫，最后到1913年应用x射线测定原子核所带的正电荷数目的英国物理学家莫斯莱，人类社会才对元素周期律的实质有了真正的认识[2]。从1789年到1913年经历了124年的时间，学生能体会到科学的发展经过一个漫长的过程。在这过程中体现出各国科学家的聪明才智，这对学生初步认识、理解科学本质极具价值。　　2.认识科学知识具有局限性　　通过课前预习，学生发现元素周期表有很多

6、版本，比如德贝莱纳的四个元素组，尚古尔多的圆柱形螺旋图，迈尔制作的六元素表，牛兰兹的八音律元素表，门捷列夫的元素周期表。学生们提出质疑：为什么元素周期表在不同时期有不同的表现？教师答疑点拨：因为从道尔顿到门捷列夫，各国科学家都认为原子是不可再分的，人们认为，随着原子量的递增而呈现周期性的变化这一元素性质的观点，在当时是正确的；但是，随着科学家对原子结构的深入探索，人类逐步认识到元素周期律是按原子序数排列而成，并非都按门捷列夫的原子量排列；当然，随着先进的科学实验手段的持续运用，各领域科学研究的持续深入，这一观点也可能会发生改变，所以，科学

7、知识具有主观性和局限性。　　3.认识科学知识的发展具有创造性　　从研究方法看，从道尔顿的原子学说开始到1869年门捷列夫的元素周期表，科学家都认为元素周期表是按元素的原子量进行排列的，直到1913年，莫斯莱测定了一系列元素的特征x射线后指出：核电荷才是元素周期表中元素排列顺序的真正依据，1913年到1925年洪特规则和泡利不相容原理的出现，才完全发现了元素周期律的本质。伴随着对元素周期表本质的揭示，元素周期表被赋予了真正的灵魂，这说明科学知识的发展具有创造性，也让学生充分明白科学知识的形成依赖细致的观察、科学的实验证据、合理的论证以及大胆

8、怀疑的态度。8　　通过学生的课前预习，课中学生的讲解、质疑，教师的解疑点拨，学生才能充分理解元素周期表的产生、发展和趋向完善，是经历了一个多世纪、多代科学家接力赛般努力探索的过程，推动着现代物