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摘要：以“原子的结构”为例调查初中化学教师化学史教学现状，数据显示：学历因素只在教师理解化学史教学功能维度上有显著性差异（sig.=0.028<0.05），其余并无显著性差异。教龄因素在问卷各维度上也没有显著性差异（sig.>0.05）。数据显示：大多数教师认为化学史教学有其特有的价值，但有一半教师没有用到化学史进行教学，进行化学史教学的教师在课堂呈现方式上也显示出了单一性和效能低的特点。依据调查数据，提出几点教学建议：1.合理选择和利用化学史材料，多种方法降低学习难度;2.设置连续有层次的问题，从已知发展到未知;3.回顾化学史，体会科学发展过程。
关键词：化学史教学;初中化学;原子的结构
文章编号：1008-0546（2018）10-0059-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
一、化学史教学的意义和价值
化学史是人类在长期社会实践活动中关于大自然的化学知识的系统的历史的描述[1]。自“原子论和分子学说”的创立，真正的化学学科开始建立，至今已有百余年历史，在此过程中无不体现着科学方法和科学本质，是一个巨大的知识宝库。在原子结构发现史中同样蕴含着丰富的科学要素，教师应当充分把握原子模型建构过程中涉及的观察、假说、实验等内容，培养学生的科学方法和科学精神[2]。化学史教学在我国基础教育中逐渐受到重视，黄兵、孟献华总结了我国化学史教学三十年的变化，并将其分为三个阶段：经验阶段（1980年-1990年），本阶段中“化学史研究”和“化学史在基础教育中的研究”是分离的。理论深讨阶段（1990年-2000年），此阶段是化学史教育教学研究的发展时期，在理论研究方面对化学史教育教学功能进行了挖掘与开发，同时拓展到教学实施层面。综合阶段（2000年至今），在大量的教育教学理论、科学哲学和国际国内教育改革的大背景下，我国化学史的教学受到前所未有的重视，在理论研究和实践拓展上都取得了一定的成绩[3]。姬发锦比较了不同年代教科书中化学史内容的变化，发现化学史内容不断增加[4]。但教材中化学史的呈现方式却出现分布不均、颇显单调等特点[5]。教材中可以适当增加化学家的生平简介和逸闻趣事、某些技术的发展过程、重要实验或理论的演变过程、在学科发展过程中的争论与不同假说，教材也可以通过网络（扫描二维码）的形式供学生学
通讯联系人，E-mai1：18511070730@163.com习。在关注核心素养的教育改革背景下，化学史的教学可以让学生更多地体会探究问题的过程，培养严谨求实的态度、学生的问题意识、体会化学的研究方法和科学本质，以此提升学生的科学素养[6]。
化学史教学功能是多元的，然而课堂教学时间却是有限的，化学史内容极其丰富，要求教师引用的化学史知识必须为本节课的教学核心服务。教师若想在教学过程中合理地使用化学史的相关内容，则需要思考：通过何种途径可获得相关化学史教学资源，并考证其正确性;如何研究原子、分子学说建立的化学史，思考应该选择哪些化学史并要达成何种教学功能;在哪些教学环节中采用何种呈现形式。从以上必备环节中提取出化学史教学的五个维度：教师是否用到化学史知识进行教学;教师必备的相关知识;教师对化学史教学功能的理解;课堂中，化学史的呈现方式;化学史教学资源的获得途径，并以此维度设计问卷。采用调查法和访谈法对初中化学教师化学史教学的现状进行调查。
以人教版初中化学第三单元课题2"原子的结构”为例，调查初中化学教师的化学史教学情况，教材中本课题除资料卡片中“张青莲与相对原子质量的测定”以外并未涉及其它化学史的内容，但要想让学生建立原子结构模型并体会模型的演变过程和模型的暂时合理性，需要借助化学史完成教学。现有研究对化学史教学意义和教学价值有较多研究，但以某一节特定课为研究对象，调查教师上文中提及的四个维度，管中窥豹地调查一线教师的化学史教学情况的相关研究少。
二、问卷调查
问卷指标体系如下：
首先初步界定初中教师化学史教学情况包括：教师是否会用到化学史辅助教学、教师必备的相关知识、教师对化学史教学功能的理解、课堂中，化学史的呈现方式等四个维度。问卷主体分为两个部分，其一为基本信息部分，包括教师的教龄和学历，其二为正文，包括以上四个方面。本问卷对北京市石景山区、丰台区若干所初中学校的化学教师进行问卷調查和个别教师访谈，因为北京市各个区县间教学现状有一定的差异性，故本研究只限于上述两个区县，问卷共发放112份，收回112份，有效率为100%。
填写调查问卷的教师教龄情况如表2：
本问卷数据处理采用SPSS19软件和Excel软件进行数据分析。利用李克特量表将化学史教学现状量化为1（很不同意）至5.（很同意）。问卷可靠性统计量Cronbach"s Alpha=0.81>0.8，问卷信度可靠。
三、数据分析
用SPSS19工具对教龄因素和学历因素在问卷中一级指标做单因素方差分析，结果如下表所示：
但对二级指标进行单因素方差分析时，仅有学历因素在教师对化学史教学功能理解维度上有显著性差异，sig.=0.028<0.05，其它均无显著性差异，且大致显示出学历越高，对化学史的教学功能理解越深的特点，如下图所示：
首先问卷第1题和第7题调查了教师在本节课中是否用到化学史知识，第7题显示：91.07%的教师认为化学史教学能够帮助学生理解原子结构模型，但第1题显示：只有50%的教师会用到化学史，为什么会出现这样的情况呢？在访谈法进行调查时，大部分教师表示教材没有涉及到化学史的内容，所以没有讲解相应内容，也有教师觉得化学史知识对于学生来说非常难，没有必要进行讲解。
1.教师相关知识准备如何
问卷中第2、3、4、5四道题平均得分为3.67。其中前两道题属于化学史知识中实验范畴，平均分为3.7，后两道题属于化学史知识中理论范畴，平均分为3.6。数据显示：化学史中实验范畴比理论范畴更易被教师接受。
2.教师对化学史教学功能的理解
教师在此维度上总体得分较好，平均分为3.6，第8题和第9题得分都为4.2，但是第6题和第10题得分较低。说明在课堂之上，教师比较倾向让学生了解科学家，而不是更多地涉及理论发现过程所涉及的科学方法。在对教师进行访谈法调查中，大部分教师都对化学史教学功能表示认同，认为有很多课必须借助化学史进行教学才能达到提升学生科学素养的要求。
3.课堂中，化学史的呈现方式
此维度得分较低，均分为2.44，不容乐观。数据显示：60.71%的教師在本节课中会选择蜻蜓点水式陈述有关化学史的内容，很少的教师会在化学史料中找出学生已学知识和未学知识，并架构两者之间的思维桥梁，设置有层次的问题，引发学生思考。
4.教师获得化学史教学资源的途径
教师获得化学史的途径：网络>书籍>文献>观摩课或问其他老师。由于大多数学校都有关于数据库的支持，教师拿到实时的文献资料也不是什么难事。选项观摩课或与其他老师交流却排到了最后，即教师们需要平时多多进行学术上的交流。
综上所述：大部分初中化学教师认同化学史的教学功能，但有一半教师没有用化学史，除了访谈中提及的教材没有涉及、化学史知识相对较难以外，数据还显示教师对于化学史必备知识掌握不足，尤其对于理论部分，有畏难情绪，并且学历因素只在教学功能理解维度上有显著差异，说明学历因素并没有影响教师的化学史知识储备。在呈现方式维度上，更多的教师选择平铺直叙的讲解方式，不寻找化学史与教材的良好契合点，无法让学生真正的提升科学素养。
四、教学建议
1.合理选择和利用化学史材料，多种方法降低学习难度
化学史是一个巨大的知识宝库，教师应当合理选择要使用的化学史，建议教师从“整节课核心素养是什么→本环节要体现什么价值→选择什么样的化学史能体现这个教学价值”倒序的思维方法中寻找合理的化学史。在本节课中，学生要学习原子结构的模型，需从学生已有知识出发：原子是否可分？有的同学认为原子不可再分（与原子概念混淆），教师应当指出在19世纪初，化学家道尔顿也是和同学们想的一样，原子是微小的不可分割的实心球体。顺理成章地引用了化学史内容，让学生感受到与科学家思维相一致的共鸣感。但原子是真的不可再分吗？这就可以弓！出汤姆森阴极射线实验和卢瑟福α散射实验，从这两个实验中体会原子结构的演变过程。半数教师选择不使用化学史教学，这部分教师认为这两个实验对于学生来说比较困难，不宜给学生讲解，建议解决措施如下：
借助科普阅读形式，引入化学史。可以依据自己学生的学习情况在科普阅读中适当加入类比、比喻等方法来降低学生的学习难度。例如：
汤姆森如何测量带电粒子的质量
汤姆森利用电场和磁场来丈量这种带电粒子流的偏转程度，以推测粒子的重量。粒子越重，越不易被偏折;磁场越强，粒子被偏折越厉害。丈量这些粒子被偏折的程度和磁场强度，就能间接地测出它们的质量。这仿佛是要测定子弹的重量（铁子弹），我们可以在一个大磁铁四周发射子弹，子弹受磁场的作用会偏离靶心，然后根据子弹偏离靶心多远和磁铁强度大小推知子弹重量多大。
汤姆森阴极射线实验最直接有效的结果就是打破了道尔顿提出的原子不可再分，汤姆森不但用实验证明了原子可分，而且还测量了电子的质量！“电子质量非常小”这个知识点是为了卢瑟福α散射实验做的必要的铺垫，必须在此进行讲解，但是电子的质量的测量需用到学生没有学过的电场和磁场的知识，这时我们就可以利用类比的方法降低学生的学习，用一个铁的子弹作类比，如上文所示，这样学生就可以更形象生动地明白汤姆森测量电子的方法了。
通过学生活动体会抽象知识。卢瑟福α散射实验也是一个难点，学生很难从实验结果中合理推测原子的结构，可以让学生用乒乓球砸呼啦圈（整个原子）正中的砝码（原子核）。
活动的结果和卢瑟福a散射实验如出一辙，看着这个呼啦圈模型，学生就很容易想到原子内原子核和核外电子的大小和位置关系了。
2.设置连续有层次的问题，从已知发展到未知
教师应当从琳琅满目的化学史中寻找到学生可以“跳一跳”能够触及的知识。可以设置连续有层次的问题，引发学生思考。在汤姆森阴极射线实验中，课堂上有这样一幕：
教学片断
师问：汤姆森阴极射线实验中阴极的材料是什么？
生答：金属（已学）。
师问：金属是由什么微粒构成的？
生答：金属是由金属原子构成的。（已学）
师问：此实验有什么发现？
生答：阴极的金属材料发射出一种带电的粒子，哦！原子是可以再分的，至少可分成这个带负电的粒子，且必定还有另一种带正电的粒子。若换成其他金属也有这个现象，说明：每一个原子都是可以分的！（由实验结果推断）
师问：如果你是汤姆森，根据原子整体不带电、同种电荷相互排斥，你会提出什么样的原子结构模型？
生答：“枣糕模型”或者其他模型。（由实验结果推测）
极为常见的教学片断反映了教师课前从杂乱的化学史材料中准确抽离出的恰当问题，引发学生的思考。调查结果显示：80.93%的教师没有思考如何给学生思维的阶梯，只是平铺直叙地点到为止，还需要教师平时多积淀化学史的皇现方式，从其他教师、书籍、资料中收集化学史相关的素材。在教师获得化学史资料的途径调查中，观摩课只是排在第四位（最后一位），这也需要教师们多多交流，碰撞出思想的火花。
3.回顾化学史，体会科学发展过程
皮亚杰认知发展的机制主要涉及图式、同化、顺应和平衡四个概念，原子结构模型就是图式的概念，如果此模型可以解释学生遇到的问题，学生即可达到平衡的状态，如果不能解释，则需要通过同化和顺应不断发展图式，以适应新的环境[7]。依据皮亚杰认知发展机制，本节课师生一起追溯先辈对物质微观结构的探索，如图3所示。在此探索过程中我们不难发现：某一个理论的建立往往是推翻前人所创造的结论，统观整个探索过程，是一个螺旋式上升的过程。模型认知发展何尝不是这样的呢？本节课后我们在脑中建立了“核式结构”模型来认识原子结构，但是当你今后遇到一些无法用此模型解释的现象时，你又会丰富自己的模型，甚至整体推翻这个模型，这种模式对于学生来说是一种学习，对于科学本身来说就是一种必经的发展过程。
学生会把今天学习的原子结构模型当作一个可以变的模型，以待今后的同化和顺应过程，有利于学生科学素养的养成。
参考文献
[1]汪朝阳，肖信.化学史人文教程[M].北京：科学出版社，2010，1
[2]张霄，马薇，吴晗清.“原子结构发现史”中科学要素剖析及教学反思[J].北学教学，2016（4）：33-36
[3]黄兵，孟献华.中国化学史教学研究三十年综述[J].课程与教学，2010（12A）：42-45
[4]姬发锦.初中化学史教学现状分析及建议[J].中华少年，2016（31）：144-145
[5]关婷婷.中学化学教材化学史的呈现研究[J].广东化工，2008（11）：153-156
[6]吴晗清，李国超.科学素养形成的实践策略[J].中学化学教学参考，2015（5）：13-15
[7]卢强.教育心理学[M].北京：北京出版社，2010，24