摘 要：科學精神是高中化學教學實踐中的重要依據(jù)，學生要不斷在學習過程中掌握科學依據(jù)、科學文化理念以及科學價值取向?？茖W精神具有探究、創(chuàng)新、實事求是的特點。高中生只有具備一定的科學精神，才能提高學習興趣，從而達到事半功倍的學習效果。文章以化學發(fā)展史為依托，以“元素周期律”的歷史淵源為切入點，對提高高中生化學學習效率、培養(yǎng)高中生勇于探索的科學精神的策略進行了探究。

關鍵詞：高中化學；科學精神；元素周期律

科學精神講求在事實的基礎上發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)在規(guī)律，即科學是合理、自然、規(guī)范的。因此科學精神也是化學家發(fā)現(xiàn)化學規(guī)律的必備條件。科學精神是人類發(fā)展創(chuàng)新的重要保證，是推動歷史前進的重要驅(qū)動力。堅持不懈、追求真理是當前高中生必須具備的學習素養(yǎng)，學生只有具備科學精神，才能更深入地體會化學知識的特點，進而提高化學探究能力。因此，教師應在講授化學知識內(nèi)容的同時，引領學生追求科學精神[1]。

一、科學精神概述

（一）科學精神的歷史淵源

德國化學家德貝萊納與邁耶爾、法國化學家尚古多、英國化學家紐蘭茲、俄國化學家門捷列夫等人經(jīng)過終身探究，發(fā)現(xiàn)并完善了化學元素周期表，這既是科學精神在化學學科發(fā)展中的重要體現(xiàn)，也是科學推動歷史發(fā)展的重要證明?？茖W精神高于科學知識，它是人們在探索未知事物時所依賴的方式?？茖W是一種積極的意識和向上的態(tài)度。在新時期，科學精神作為高中生需要發(fā)展的六大核心素養(yǎng)之一，也越來越受到教師及家長的重視。科學精神的培養(yǎng)已成為高中化學教學的重要目標[2]。

（二）科學精神的特點

科學精神是人們在探索科學知識的過程中逐步形成的精神品質(zhì)，同時科學精神也給科學的進一步發(fā)展提供了重要的支撐。學生只有具備一定的科學精神，才能學會在實驗中質(zhì)疑，在聽課時思考，在驗證時合理推理、分析?！疤剿鳌薄百|(zhì)疑”“執(zhí)著”“求是”“創(chuàng)新”

是科學精神的顯著特點。

化學知識的探索從質(zhì)疑開始，學生可以通過質(zhì)疑、假想、實驗驗證、分析推理、求證總結(jié)等一系列探究過程得出相關的結(jié)論。盧瑟福通過質(zhì)疑自己設計的粒子轟擊實驗修正了前人的理論，促進了原子結(jié)構(gòu)研究理論的快速發(fā)展。“質(zhì)疑”是一種嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，而

“求是”則是科學精神的著力點。嚴謹真實，不刻意夸大與掩蓋事實才能正確地求知問學。高中生在學習化學知識的過程中，應認真對待化學實驗，認識化學基本規(guī)律。而持之以恒則是科學精神的核心，高中生在學習的過程中會遇到不同的困難，而如何堅守本心、消除自身情緒帶來的影響，從而實現(xiàn)自己的學習目標，是十分重要的。創(chuàng)新是科學精神的源泉，創(chuàng)新源自敢于挑戰(zhàn)權威，創(chuàng)新需要學生以純粹的思維去考慮問題。總之，科學精神是一種態(tài)度與價值觀[3]。

二、培養(yǎng)學生科學精神的教學案例

（一）化學元素周期律的發(fā)展歷史

化學元素周期律的發(fā)現(xiàn)直接促進了化學學科的跨越式發(fā)展。門捷列夫綜合前人的研究結(jié)果，積極探索已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的化學元素之間的內(nèi)在規(guī)律。因此，雖然當時德國化學家德貝萊納與邁耶爾、法國化學家尚古多、英國化學家紐蘭茲已經(jīng)分別繪制出了化學元素周期表，但門捷列夫依然堅持根據(jù)自己的研究，對已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的化學元素進行驗證，這才促使化學元素周期律被廣泛認同。從元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程可以看出，化學家門捷列夫正是因為始終秉持著科學精神進行研究才最終完成了化學元素周期表。

（二）新課標對“元素周期律”章節(jié)的教學要求

教師應引導學生認識并掌握物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)、學習不同元素的性質(zhì)特點、準確記憶不同元素在元素周期表中的位置，并讓學生能結(jié)合元素的性質(zhì)來理解其不同位置化學元素之間的內(nèi)在聯(lián)系。同時，學生應掌握原子核外電子的分布情況，并能結(jié)合相關的化學數(shù)據(jù)以及化學實驗結(jié)果正確認識原子的結(jié)構(gòu)、各個元素的不同性質(zhì)以及元素所呈現(xiàn)出來的周期性變化的特點，從而能夠自主構(gòu)建化學元素周期表。通過課堂學習，學生能夠認識到化學元素周期表的排列規(guī)律，并經(jīng)過對鈉、鎂、鋁等元素以及鹵素化學元素的研究，掌握同周期元素之間的內(nèi)在規(guī)律，通過實際學習深切體會元素周期律對學習化學元素、化合物特性的重要性。課時的教學目標為：可以通過原子結(jié)構(gòu)描述出不同化學元素的遞變規(guī)律，同時可以根據(jù)化學實驗進行深入理解；可以根據(jù)化學元素在元素周期表中的具體位置來預測該元素的物理和化學特性，并能比較其化合物的特點。以化學模型認知以及實驗推理驗證為主的科學精神在元素周期律的學習中得到了有效體現(xiàn)[4]。

（三）教材與實際學情分析

“元素周期律”在人教版高中化學教材中屬于單獨的教學專題，教材主要從化學元素的原子結(jié)構(gòu)、有機屬性、能量特點等內(nèi)容出發(fā)，介紹了其相關的化學原理與性質(zhì)。教材在介紹化學基本知識的基礎上，希望學生通過學習元素周期律來掌握化學元素的結(jié)構(gòu)與相關屬性，掌握化學學科的學習特點。教師應通過梳理教材中的“元素核電分布”“元素周期律”“電子核間作用力”“不同化合物的多樣性”等教學內(nèi)容，系統(tǒng)培養(yǎng)學生的化學邏輯思維。

教材指導高中生通過化學實驗、分析推理、互動溝通得出相關的結(jié)論：核電荷數(shù)增加能讓元素外層電子數(shù)、原子直徑隨之發(fā)生一定的變化。教師可以引導學生思考化學元素的性質(zhì)是否也同樣隨著核電荷數(shù)的增加出現(xiàn)相應的變化規(guī)律。學生學習元素周期律相關內(nèi)容時，已經(jīng)在初中階段接觸了化學元素周期表，并已經(jīng)學習了一些化合物的知識，加之學生又了解了原子結(jié)構(gòu)與荷電分布知識，因而對化學元素周期律也有了一定的認識。但很多高中生對化學知識的學習興趣不足，這就需要教師及時轉(zhuǎn)變教學理念，設計多元化教學方式，幫助學生逐步培養(yǎng)科學精神，提高學習效率。

（四）教學目標與教學方案規(guī)劃

讓學生客觀地了解化學元素的結(jié)構(gòu)、位置與性質(zhì)三者之間的內(nèi)在關系，可以運用化學元素在周期表中的具體位置來判斷其化合物及相關性質(zhì)。學生可以通過學習鈉、鎂、鋁等元素的相關內(nèi)容，了解化學元素周期表中同周期元素性質(zhì)變化的特點。教師可以把元素周期律的教學分為兩個課時，第一課時按照俄國化學家門捷列夫的出生、化學探索經(jīng)歷、化學元素周期律的遞變規(guī)律展開教學；第二課時可以從化學元素的結(jié)構(gòu)、位置與性質(zhì)的層面出發(fā)，引導學生構(gòu)建化學元素周期表[5]。

（五）教學過程與教學反思

模塊一：元素周期律的發(fā)現(xiàn)

教師向?qū)W生介紹化學學科發(fā)展史，并簡要介紹門捷列夫?qū)瘜W元素周期律的探究過程。

探究活動：把歷史上化學家對元素周期律的重要研究事件按照時間順序逐一排列，讓學生體會化學家為追求真知所踐行的科學理念。同時，把門捷列夫的“紙牌游戲”放到課堂教學中，讓學生通過游戲互動感受門捷列夫為研究化學元素周期律所付出的努力。同時，教師可讓學生根據(jù)三種不同化學元素的化學和物理屬性，結(jié)合所學進行自主定位，并說出自己定位的理由，了解門捷列夫在沒有化學元素周期表的情況下，如何只依據(jù)元素原子量及相似性質(zhì)科學歸類化學元素，并預測一些未發(fā)現(xiàn)的新化學元素的事跡，從而體會門捷列夫的創(chuàng)新精神和科學精神。本課時之初，學生并沒有了解同周期以及主族的概念，教師可以引導學生大膽進行元素定位，仿照特定時期化學家探究化學元素周期律的過程，這樣學生才能切實體會到化學元素的排序與歸類方式，以及探索未知知識的困難，在樹立學生的化學學習自信心的同時，培養(yǎng)其執(zhí)著與探索的科學精神。

模塊二：意義非凡的元素周期律

化學元素性質(zhì)所體現(xiàn)出的周期性變化規(guī)律是化學元素周期律的關鍵內(nèi)容。門捷列夫在編制化學元素周期表時，歸納總結(jié)了前人所發(fā)現(xiàn)的元素周期律，但他并沒有確定引起元素性質(zhì)周期性變化的原因，直至化學家莫斯萊發(fā)現(xiàn)核電荷數(shù)的增加引起元素性質(zhì)的改變這一規(guī)律。

探究活動：讓學生自主標出11～21號化學元素的最外層電子數(shù)、原子半徑以及元素的主要化合價，并把其連接成平滑的曲線，從而直觀地感受化學元素的周期性變化特點。同時，教師應讓學生掌握金屬、非金屬元素的化學性質(zhì)及變化規(guī)律。教師引導學生探究鈉、鎂、鋁的金屬性，硅、磷、硫的非金屬性的強弱及化合價變化規(guī)律。之后，教師可以向?qū)W生介紹化學元素周期律的歷史性意義：促使化學進入科學的探究階段，讓化學學科的發(fā)展更加系統(tǒng)，展示了自然規(guī)律的偉大，并證明了“量變引起質(zhì)變”的哲學規(guī)律。

（六）教學思考

門捷列夫在總結(jié)和編制化學元素周期表的過程中，提煉出化學元素周期律。周期表與周期律之間存在密切的聯(lián)系。教師可以打亂教材中的內(nèi)容順序，把教學內(nèi)容進行二次加工，并進行創(chuàng)新教學，把元素周期表與周期律融合在一起，讓學生遵循化學家的探究過程去學習新知識。把元素周期表與周期律融合教學的方式，能讓學生在掌握元素周期律的同時，了解化學家為追求真理而孜孜不倦地進行探索的科學精神，能夠營造濃厚的化學課堂教學氣氛，讓學生根據(jù)元素的基本性質(zhì)來確定其在周期表中的位置，并經(jīng)過小組合作實驗探究了解元素周期性變化的基本規(guī)律。在這一學習過程中，教師把科學精神內(nèi)化于化學實驗，延伸于課外活動，能培養(yǎng)學生交流探索、敢于質(zhì)疑、大膽創(chuàng)新的科學精神。

三、如何在教學中培養(yǎng)高中生的科學精神

（一）轉(zhuǎn)變教學模式，提升師生素養(yǎng)

在高中化學教學中培養(yǎng)學生的科學精神是一個長期而系統(tǒng)的教學工程，科學精神是一種文化認同，是一種精神寄托。培養(yǎng)學生的科學精神需要教師在教學過程中對學生的學習態(tài)度、求學意識以及化學學科素養(yǎng)進行長期、系統(tǒng)的指導與培養(yǎng)，教師應轉(zhuǎn)變教學理念，持續(xù)學習化學專業(yè)知識，以不斷提升自身的化學專業(yè)素養(yǎng)。教師應將化學知識點講解與化學史相結(jié)合，引導學生通過堅持不懈的探索、敢于質(zhì)疑的發(fā)問以及合理準確的驗證分析，最終得到相關的結(jié)論。此外，教師還應把信息化教學與線下教學相結(jié)合，積極運用信息技術，拓寬高中生的學習渠道，及時化解學生內(nèi)心的疑慮，如運用互聯(lián)網(wǎng)云平臺為學生歸納整理出相關的化學學習資源，讓學生能夠通過師生互動、課內(nèi)外資源學習來提高學科核心素養(yǎng)。

（二）增強化學課堂教學效果，打造實踐性教學課堂

在高中化學課堂教學過程中，教師應結(jié)合教材內(nèi)容與自己的教學經(jīng)驗，通過不斷創(chuàng)新，實踐探索，引導學生建立以實驗為依據(jù)、以推理分析為著力點的學習模式。這樣學生通過大量的科學實驗能夠逐步強化自身的實驗數(shù)據(jù)分析能力，并能通過相關聯(lián)的證據(jù)進行嚴謹?shù)乃伎?。學生自主完成一整套實驗流程之后，能認識到科學精神所包含的探索、質(zhì)疑精神，逐步認識到科學精神需要建立在大量化學實驗與數(shù)據(jù)分析的基礎之上，并在學習的過程中培養(yǎng)實事求是的精神。以對“元素周期律”的教學為例，教師應把化學思想、化學家的探索經(jīng)歷融入教學中，讓學生真正感受“實踐是檢驗真理的唯一標準”，并讓學生在自主學習的過程中，堅持嚴謹、勤奮、細致、務實的求學態(tài)度，從而逐步提高自身的科學素養(yǎng)。

（三）從學生的角度進行教學設計

教師在培養(yǎng)學生科學精神的過程中，不應僅僅以應試的角度去設計教學方案，而應充分考慮學生在學習新知識時可能遇到的情緒、心理問題。這樣教師才能站在學生的角度去思考問題，并以柔性的教學方式來指導學生堅持實踐探索，從而激發(fā)學生內(nèi)心創(chuàng)新創(chuàng)造的欲望。學生只有在和諧、融洽的學習狀態(tài)下，才能培養(yǎng)出積極探索、堅守本心、敢于質(zhì)疑的科學精神。

四、結(jié)束語

總之，基于科學精神培養(yǎng)的高中化學教學實踐意義重大，而探索精神是培養(yǎng)學生科學精神的重要基礎。對學生的探索精神的培養(yǎng)突破了傳統(tǒng)的應試教育思維，有助于培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。而質(zhì)疑則是科學精神的起點，更是創(chuàng)新的重要源泉。教師應通過培養(yǎng)學生的科學精神，來幫助學生養(yǎng)成自主學習、深入思考的習慣。

參考文獻

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作者簡介：徐兆勝（1966.11-），男，甘肅武威人，

任教于甘肅省武威第六中學，正高級教師，本科學歷。