朱韶紅

摘要：以化學(xué)史實(shí)為主線，從水的生成和水的分解兩個(gè)角度展開，融合HPS教學(xué)模式，充分挖掘教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科思維培養(yǎng)之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)指向發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的探究活動(dòng)，注重將宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與微觀的反應(yīng)原理的整合，力求形成對“水的組成”全面而整體的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：HPS教學(xué)模式;科學(xué)思維;水的組成

文章編號(hào)：1008-0546（2022）04-0014-06

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.003

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

一、教學(xué)內(nèi)容分析

1.教學(xué)內(nèi)容分析

“水的組成”是人教版九年級(jí)上冊教材第四單元“自然界的水”課題3的內(nèi)容。內(nèi)容在“氧氣”之后，學(xué)生初步具有定性認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)、變化及用途的能力，但是對具體物質(zhì)的研究模型還是比較模糊的。在《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》的五個(gè)內(nèi)容主題中，“水的組成”在內(nèi)容上隸屬于課標(biāo)主題2“身邊的化學(xué)物質(zhì)”，與其他幾個(gè)主題之間的關(guān)系如圖1所示。

本節(jié)課需要達(dá)成的頂層目標(biāo)是認(rèn)識(shí)水的組成，整節(jié)課通過科學(xué)探究的方法，以“水的組成的發(fā)現(xiàn)史”為線索，最終達(dá)成區(qū)分單質(zhì)和化合物、從微觀角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)特征等教學(xué)目標(biāo)，初步架構(gòu)宏觀物質(zhì)和微觀粒子之間的橋梁。教學(xué)過程中筆者通過整合、擴(kuò)展教材中相關(guān)化學(xué)史的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)探究的方式，通過分析“氫氣的燃燒”和“水的電解”實(shí)驗(yàn)的宏觀現(xiàn)象，運(yùn)用宏微結(jié)合的化學(xué)思維方法揭開兩個(gè)反應(yīng)的微觀本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生初步學(xué)習(xí)用“宏觀—微觀—符號(hào)”三重表征方法來闡釋分子、原子及元素等物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成。

2.教學(xué)現(xiàn)狀分析

水的組成這個(gè)課題是初中化學(xué)教學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，知網(wǎng)收錄的文獻(xiàn)中關(guān)于“水的組成”內(nèi)容的課例十分豐富。筆者查閱了從1957年-2019年期間的共78篇文獻(xiàn)，其中碩士論文7篇，期刊等發(fā)表71篇，文獻(xiàn)對本內(nèi)容的研究大多集中在“策略的選擇”“案例的設(shè)計(jì)”“實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)”等方面。例如何彩霞認(rèn)為應(yīng)在化學(xué)元素觀視角下認(rèn)識(shí)水的組成[1]。白建娥認(rèn)為史實(shí)性的情景是探究水的組成的良好載體[2]。周文榮對氫氣燃燒及氫氣的爆鳴實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，不僅增加了實(shí)驗(yàn)的安全性和可操作性，還通過對生活中的素材的開發(fā)，讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加貼近學(xué)生[3]。但已有文獻(xiàn)中對于如何運(yùn)用HPS教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維涉足的不多。

3.教學(xué)模式分析

HPS（History，Philosophy and Sociology of science）教育的核心是“促進(jìn)對科學(xué)本質(zhì)的理解”。HPS教育是以科學(xué)史料為基礎(chǔ)，展示科學(xué)方法的進(jìn)化，讓學(xué)生感受和體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展的過程，從中學(xué)到科學(xué)研究的方法，領(lǐng)悟科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神[4]。

基于“HPS教育理念”的化學(xué)課程中，學(xué)生不僅僅學(xué)到化學(xué)學(xué)科的具體知識(shí)，還要通過滲透有關(guān)科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和社會(huì)學(xué)等人文內(nèi)容，模擬或重演科學(xué)家的探究過程，使學(xué)生了解知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)思維、科學(xué)精神，了解知識(shí)的來源和科學(xué)家的思維方式，認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)的發(fā)展也是受到社會(huì)因素與個(gè)體因素影響的，認(rèn)識(shí)到學(xué)科知識(shí)不是累加得來，而是科學(xué)研究范式不斷變化或改進(jìn)、不斷糾錯(cuò)的結(jié)果;在學(xué)習(xí)那些一度被質(zhì)疑、被否定的過程中，讓學(xué)生厘清對某個(gè)科學(xué)問題發(fā)展的脈絡(luò)，在此過程中還能增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的歷史認(rèn)同感，使學(xué)生真正領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)。

二、教學(xué)創(chuàng)新點(diǎn)設(shè)計(jì)

1.精選化學(xué)史料

開展HPS教學(xué)首先要重新建構(gòu)科學(xué)知識(shí)體系，從科學(xué)史、哲學(xué)和社會(huì)學(xué)角度將大量的自然科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組與整合[5]。本節(jié)課梳理了中國古代的五行說、拉瓦錫研究空氣成分的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、普利斯特里與卡文迪許的氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)以及拉瓦錫的水的分解實(shí)驗(yàn)等眾多的化學(xué)史實(shí)，引發(fā)一系列的問題，形成具有邏輯性的問題鏈。

2.改進(jìn)有安全隱患的實(shí)驗(yàn)

在學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)里，氫氣填充氫氣球已是事實(shí)，但是氫氣球爆炸的新聞也使學(xué)生對化學(xué)產(chǎn)生了畏懼心理。本節(jié)課使用圖2的器材按下列步驟完成實(shí)驗(yàn)：把鋅粒和稀硫酸裝入簡易氫氣發(fā)生器中，將制氣裝置擰緊蓋子（帶針狀導(dǎo)氣管）;用另一套簡易制取裝置把瓶蓋和瓶塞去掉，瓶中裝約半瓶水，把收集氣體的瓶口套在制氣裝置上，用“排水法”收集氫氣;待收集瓶中水排盡，用電子脈沖點(diǎn)火器點(diǎn)火。瓶中的氫氧混合氣體被點(diǎn)燃發(fā)生爆炸，塑料瓶被氣浪沖上天花板，因瓶子容量小，整個(gè)模擬爆炸實(shí)驗(yàn)僅僅發(fā)生了爆鳴而沒有任何危險(xiǎn)。

3.精選教具

教師使用了高中物質(zhì)結(jié)構(gòu)的球棍模型為本節(jié)課的教具。在氫氣燃燒和水的電解實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生動(dòng)手拆解水分子的球棍模型，組裝氫分子和氧分子的球棍模型，模擬電解水的微觀過程，體會(huì)到化學(xué)變化的微觀本質(zhì)。同時(shí)還及時(shí)利用這些球棍模型進(jìn)行初步的物質(zhì)分類內(nèi)容的教學(xué)，為抽象的概念教學(xué)搭建了一個(gè)直觀平臺(tái)。

三、學(xué)情分析

學(xué)生通過小學(xué)科學(xué)和中學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)及生活經(jīng)驗(yàn)的積累，對水的性質(zhì)不完全陌生，但對于水的組成并不完全了解，對水的化學(xué)式“H2O”僅僅停留在記憶層面，尤其化學(xué)式在歷史上是怎么得到的，又代表了怎樣的含義并不十分清楚。本節(jié)課是初中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生接觸的第一種化合物，不僅需要了解化合物的組成，還隱含著“定組成定律”，所以本課題的學(xué)習(xí)對學(xué)生而言具有一定的挑戰(zhàn)性。

四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

基于HPS模式培養(yǎng)科學(xué)思維的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)將多維目標(biāo)進(jìn)行整合，通過設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)等學(xué)習(xí)方式，達(dá)成對科學(xué)方法、科學(xué)觀念、科學(xué)過程的學(xué)習(xí)?；诖瞬⒖紬钣袂俳淌诘摹皩W(xué)科核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)目標(biāo)的科學(xué)研制和準(zhǔn)確表達(dá)”，設(shè)計(jì)并制定如表1所示的教學(xué)目標(biāo)。

五、教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)gzslib202204022055

本節(jié)課的教學(xué)結(jié)構(gòu)以教材原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)為明線，同時(shí)注意暗線（即問題線、素養(yǎng)線）的設(shè)計(jì)。學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)與人的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)往往有沖突，教學(xué)過程中首先應(yīng)尊重學(xué)生的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成有一定邏輯關(guān)系的問題，通過問題兼顧學(xué)科知識(shí)和人的認(rèn)知。筆者設(shè)計(jì)的教學(xué)結(jié)構(gòu)如圖3。

六、教學(xué)實(shí)錄

環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入[導(dǎo)入]播放動(dòng)漫《可愛的小水滴》

環(huán)節(jié)二“：水的組成”之化學(xué)史料

[教師]有些家長在給孩子起名時(shí)會(huì)用“鑫”“森”“淼”等字，這與什么觀念有關(guān)？

[學(xué)生]五行學(xué)說。

[資料]PPT呈現(xiàn)中國的五行學(xué)說和西方的四元素說的相關(guān)資料（見表2）。

[教師]對于“水”的認(rèn)識(shí)，古今的觀念有了很大的不同。在古代，無論是中國還是西方，都將“水”作為組成宇宙萬物的一種元素?，F(xiàn)在的理論卻認(rèn)為“水”并不是一種元素，在十八世紀(jì)，已經(jīng)有科學(xué)家對“水”的組成進(jìn)行了科學(xué)探索，卡文迪許和普利斯特里就是其中的代表，但兩位科學(xué)家不敢挑戰(zhàn)當(dāng)時(shí)錯(cuò)誤的主流學(xué)說，與發(fā)現(xiàn)“水的組成”失之交臂。直到拉瓦錫才算是將“水的組成”確定下來。

[資料]播放視頻：卡文迪許和普利斯特里的氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過展示認(rèn)識(shí)“水的組成”這一問題的化學(xué)史發(fā)展脈絡(luò)，讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)是在曲折中前進(jìn)的，深挖化學(xué)史在教學(xué)中的育人價(jià)值。

環(huán)節(jié)三“：水的組成”之研究思路

[教師]PPT顯示拉瓦錫研究空氣成分的實(shí)驗(yàn)裝置。

[教師]提問：曲頸甑中產(chǎn)生的紅色固體是什么？含有哪些元素？

[學(xué)生1]氧化汞。含有汞元素和氧元素。因?yàn)榉磻?yīng)物中有汞元素和氧元素，反應(yīng)前后元素種類不變，所以反應(yīng)后生成的紅色固體也必然有這兩種元素。

[教師]對紅色固體進(jìn)行加熱后再次得到汞和氧氣，能否得到和剛才相同的結(jié)論呢？

[學(xué)生2]可以，也能利用反應(yīng)前后元素種類不變來解釋。

[教師]研究物質(zhì)的元素組成，可以通過正反兩個(gè)角度來驗(yàn)證，即物質(zhì)的生成與分解。

設(shè)計(jì)意圖：通過梳理拉瓦錫空氣成分的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，給“水的組成”提供了探究思路，并厘清物質(zhì)元素組成的一般研究方法。

環(huán)節(jié)四“：水的組成”之氫氣燃燒

教學(xué)活動(dòng)見圖4。

設(shè)計(jì)意圖：步驟1借助生活中常見兒童玩具“泡泡水”來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，拉近了學(xué)生與實(shí)驗(yàn)探究之間的距離感，也更好地激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行探究的欲望，更重要的是促進(jìn)了學(xué)生在生活中進(jìn)行科學(xué)探究的意識(shí)的養(yǎng)成。另外通過氫氣可以吹起泡泡，且吹起的泡泡往天上飛，以此推測出氫氣難溶于水、密度比空氣小等物理性質(zhì)。步驟2通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，使得具有危險(xiǎn)性的演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成安全系數(shù)更高的小組實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程。步驟3通過點(diǎn)燃電解水產(chǎn)生的氫氣，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突——為什么點(diǎn)燃電解水產(chǎn)生的氫氣不需要驗(yàn)純？這里是通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生產(chǎn)生困惑，而不是教師提出問題。接著教師可以通過追問為什么步驟2中裝滿水的收集器中的氫氣安靜的燃燒而沒有裝滿水的卻發(fā)生了爆炸，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我推演。三個(gè)步驟設(shè)計(jì)了三種不同的教學(xué)活動(dòng)，內(nèi)隱著具有一定邏輯關(guān)系的思維方法。

[教師]上述氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)，能說明水的元素組成嗎？

[教師]講解“最調(diào)皮的科學(xué)家—普利斯特里”。普利斯特里把金屬和酸液反應(yīng)生成的可燃?xì)怏w和空氣混合在一起裝在試管里，碰到朋友來訪，就開始演示，只見他一點(diǎn)火，試管立馬吐出長長的火舌，并發(fā)出震耳欲聾的爆炸聲，他把他的道具叫做“爆鳴氣”。在他干了很多次“爆鳴氣”惡作劇之后，終于有一天，他發(fā)現(xiàn)用于演示的試管里會(huì)出現(xiàn)一些“露珠”，一開始他以為是試管沒有擦干凈，或者是因?yàn)橛目諝馓睗?。后來，他把試管擦得很干凈，也用了干燥的空氣，還是發(fā)現(xiàn)有水滴，他只能推論，金屬碰到酸液產(chǎn)生的可燃?xì)怏w可以燃燒生成水，但他就此并未繼續(xù)深入研究，錯(cuò)失了發(fā)現(xiàn)“水的組成”的機(jī)會(huì)。

設(shè)計(jì)意圖：因教材內(nèi)容的呈現(xiàn)上“氫氣燃燒”僅是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但本課結(jié)合了“最調(diào)皮的科學(xué)家—普利斯特里”的故事，賦予了“氫氣燃燒”實(shí)驗(yàn)一定的歷史背景，讓學(xué)生跟著科學(xué)家的腳步來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

[學(xué)生3]討論后得出結(jié)論：氫氣（H2）+氧氣（O2）點(diǎn)燃水，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素不變，說明水中有氫元素和氧元素。

環(huán)節(jié)五“：水的組成”之電解水

[教師]視頻：拉瓦錫的紅熱槍管實(shí)驗(yàn)。

[演示實(shí)驗(yàn)]電解水。

[學(xué)生4]兩電極上都冒氣泡，負(fù)極產(chǎn)生的氣泡比正極產(chǎn)生的要快。

[教師]（補(bǔ)充）一段時(shí)間后，負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積約是正極的兩倍。

[演示實(shí)驗(yàn)]打開水電解器上方的活塞，用燃著的木條分別檢驗(yàn)正極和負(fù)極產(chǎn)生的氣體。

[學(xué)生5]正極產(chǎn)生的氣體能使燃著的木條燃得更旺，說明正極產(chǎn)生的氣體是氧氣;負(fù)極產(chǎn)生的氣體能被點(diǎn)燃，出現(xiàn)微弱的淡藍(lán)色火焰，說明負(fù)極產(chǎn)生的氣體可能是氫氣。

[教師]在負(fù)極的管口罩一個(gè)干冷的燒杯，出現(xiàn)水霧，說明負(fù)極產(chǎn)生的氣體確為氫氣。根據(jù)電解水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能否也能得出水的元素組成呢？

[學(xué)生6]討論后得出結(jié)論：水通電氫氣（H2）+氧氣（O2），根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素不變，也能說明水中有氫元素和氧元素。

[教師]提出下列問題供學(xué)生思考討論：1在實(shí)驗(yàn)中，負(fù)極產(chǎn)生的氫氣為什么不用驗(yàn)純即可直接點(diǎn)燃？2在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的氫氣和氧氣的體積比往往大于2∶1，說說你的猜想？3氫氣和氧氣的密度分別是0.0899g/L，1.429g/L，你能計(jì)算出水分子中氫原子和氧原子的個(gè)數(shù)比嗎？

[學(xué)生7]1在實(shí)驗(yàn)開始前，水電解器的負(fù)極玻璃管中充滿了水，因此產(chǎn)生的氫氣中不會(huì)混有空氣或氧氣;2可能是氫氣比氧氣的溶解度小，也可能是水電解器中的電極對氧氣的吸附能力大，也可能是加入的氫氧化鈉或硫酸鈉對結(jié)果造成影響......3可以通過計(jì)算出產(chǎn)生的氫分子和氧分子的個(gè)數(shù)比為2∶1，確定水分子中氫原子和氧原子的個(gè)數(shù)比也是2∶1。gzslib202204022056

[教師]因此水的組成可以用H2O表示;

[學(xué)生]兩人一組，用硬幣來模擬電解水的微觀過程（一塊硬幣代表氧原子，五角硬幣代表氫原子）。

設(shè)計(jì)意圖：在教學(xué)中結(jié)合三個(gè)問題對電解水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深度挖掘，首先是培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)、解讀實(shí)驗(yàn)的能力;其次是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)猜想的習(xí)慣;最后結(jié)合對粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生定量分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的觀念。并通過硬幣之間的拆分、重組，將不可視的化學(xué)變化微觀過程可視化，達(dá)到宏觀和微觀的有機(jī)結(jié)合。

通過氫氣的燃燒和水的電解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)展開對水的組成的探討，但也應(yīng)該追根溯源，為什么要從氫氣的燃燒和水的電解這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究水的組成呢？這是有歷史依據(jù)的，從普利斯特里和卡文迪許兩位科學(xué)家沒能擺脫錯(cuò)誤觀念的束縛，到拉瓦錫從研究空氣組成實(shí)驗(yàn)中受到的啟發(fā)等化學(xué)史實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)元素組成的研究方法，并學(xué)以致用解決新的問題——水的組成。但是通過定性的實(shí)驗(yàn)只能得到水是由氫元素和氧元素組成的，并不能得出水的化學(xué)式。這就需要拓展的內(nèi)容，這里可以給學(xué)生提供氫氣和氧氣的密度，這樣學(xué)生結(jié)合物理知識(shí)，就能算出氫氣和氧氣的質(zhì)量，此時(shí)教師再給出提示，氫分子和氧分子的相對質(zhì)量分別是2和32，不難算出氫氧原子的個(gè)數(shù)比，再推論得到水的化學(xué)式為H2O。這樣的推理就像一個(gè)鏈條一樣，一個(gè)齒輪一個(gè)齒輪間緊緊契合著，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，也培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)的推理意識(shí)。

環(huán)節(jié)六“：水的組成”之物質(zhì)分類

[教師]從物質(zhì)分類上來看，水是一種什么樣的物質(zhì)？是純凈物還是混合物？它與氫氣在組成元素的種類上又有什么不同？

[學(xué)生9]水是純凈物，含有兩種元素，氫氣只有一種元素。

[教師]單質(zhì)、化合物、氧化物的概念辨析。

[學(xué)生]活動(dòng)：給十種物質(zhì)找到其“分類之家”。

七、教學(xué)反思

1.培養(yǎng)科學(xué)思維是立德樹人的根本要求《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》在開篇就明確指出“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育，要引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維”“引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)”。

2020年伊始新型冠狀病毒疫情爆發(fā)，各式各樣的消毒液走進(jìn)人們的生活，然而因缺乏化學(xué)常識(shí)，“大量噴灑酒精引起火災(zāi)”“喝消毒液殺死病毒”“將潔廁靈和84混用來增強(qiáng)消毒效果”等“事故”也曾一度上過各大網(wǎng)站的熱搜。社會(huì)人運(yùn)用化學(xué)思維解決生活實(shí)際問題的能力堪憂。鑒于此，中學(xué)化學(xué)的課堂需要全面、準(zhǔn)確、高效地落實(shí)“為誰培養(yǎng)人，培養(yǎng)什么樣的人，怎樣培養(yǎng)人”的教育目標(biāo)。

2.讓科學(xué)思維成為真正的教學(xué)目標(biāo)

初中階段的化學(xué)教學(xué)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)科學(xué)、掌握科學(xué)探究的基本方法，引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)并理解科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)思維。讓學(xué)生了解研究物質(zhì)及其變化規(guī)律的思路和方法，能從宏觀、微觀、符號(hào)三者的結(jié)合分析物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化。

本節(jié)課沿著“水的組成”的發(fā)現(xiàn)過程這條明線，引領(lǐng)著學(xué)生“用科學(xué)家的視角”體驗(yàn)這一段歷史的重演，循著化學(xué)科學(xué)史的足跡幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，讓學(xué)生在化學(xué)史中領(lǐng)悟科學(xué)探究的艱辛，逐漸養(yǎng)成不屈不撓的科學(xué)探索精神和勇于質(zhì)疑的批判精神。教師引導(dǎo)學(xué)生對氫氣燃燒和水的電解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的對比，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行基于證據(jù)的推理，運(yùn)用比較、分析、綜合、歸納、分類科學(xué)方法，構(gòu)建對“純凈物中元素組成”的研究模型，為后續(xù)純凈物組成的學(xué)習(xí)起到很好的示范和引領(lǐng)作用，并為后續(xù)質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。HPS教育模式的使用，學(xué)生更多收獲的是從定性、定量多角度地對化合物組成研究思路的洞察，通過模式中“Philosophy”分析科學(xué)的起源、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯起點(diǎn)、科學(xué)理論的邏輯結(jié)構(gòu)、科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)論意義等，達(dá)到對科學(xué)知識(shí)的理性思考。

3.充分挖掘科學(xué)思維培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容

許多成功的教學(xué)實(shí)例，都是因?yàn)榻處煂W(xué)科內(nèi)容有著深入、獨(dú)到的解讀，對學(xué)科的知識(shí)發(fā)展有著深入的理解，對學(xué)科知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知有著恰當(dāng)?shù)陌盐?，對學(xué)科核心素養(yǎng)的形成有著深層次追問[6]。就科學(xué)知識(shí)本身而言，是一種事實(shí)性的描述，但對科學(xué)知識(shí)的理解卻是一種價(jià)值判斷，負(fù)荷了認(rèn)知主體的價(jià)值判斷。教材文本中呈現(xiàn)的事實(shí)性知識(shí)，全部了解也未必能轉(zhuǎn)化為學(xué)科素養(yǎng)，這些學(xué)習(xí)內(nèi)容隱含的科學(xué)思維需要通過教師的課堂講解（實(shí)驗(yàn)、探究、剖析等），需要教師不斷挖掘相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生體驗(yàn)在實(shí)際問題的解決過程科學(xué)家的思維方法，使他們主動(dòng)并有效地運(yùn)用科學(xué)思維去解決陌生和復(fù)雜的情境問題，幫助學(xué)生形成學(xué)科理解，這些由學(xué)科角度出發(fā)的理解概括起來才能稱之為科學(xué)思維，最終真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的關(guān)鍵能力。

參考文獻(xiàn)

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