简论基于科学本质“元素周期律”教学设计

论文导读：
摘要 推动学生对科学本质的理解是科学教育的重要目标之一。以元素周期律为例，从教材分析、学情分析、教学策略、教学过程和教学反思等方面探讨了基于科学本质的教学设计。
关键词 元素周期律 科学本质 教学设计 教学策略 教学反思
提高学生的科学素养是当今科学教育改革备受关注的主题，这从各国的课程文件中可见一斑。理解科学本质是科学素养的重要组成部分，是实现科学教育目标的关键因素。当前，理解科学本质的重要性已不容置疑，科学教学应该体现科学本质的哪些要素也基本达成共识，但如何将这些科学本质的共识落实到科学课堂中，却鲜见典型的案例。“元素周期律”是高中化学的重要内容，蕴含着丰富的科学本质要素，以下探讨基于科学本质的“元素周期律”教学设计。
1 教材分析

1.1 本节内容的地位和作用

本课题选自鲁科版高中《化学2（必修）》第一章第二节内容。对于本节内容的地位和作用，需要从2个角度来认识：
首先，元素周期律是高中化学重要的基础理论，它可以促使学生对以前学过的知识进行概括、综合，实现由感性认识到理性认识的飞跃，同时学好元素周期律能够为后续元素化合物的学习构建认知地图，对化学学习具有承上启下的重要作用。
另外，元素周期律作为化学科学重要的基本理论，人类对它的认识经历了一个漫长的过程。从1817年德国化学家德贝莱纳首次涉足“元素周期律”，到1869年俄国化学家门捷列夫提出了人类历史上第一张化学元素周期表，经历了60多年的时间；其后又经过了15年的时间，随着新的元素及其有关性质的发现，元素周期律的正确性才得到人们的一致认可；而直到1913年英国物理学家莫斯莱发现了莫斯莱定律，人们才真正认识了元素周期律的实质。可以说，元素周期律的发展充分体现了科学探索的过程，蕴含着丰富的科学本质要素，对于学生认识科学本质具有极高的价值。
无论是高中化学课程标准，还是与教材配套的教师用书都明确提出了重视元素周期律的发现史，也充分说明了这一点。

1.2 对教学内容的分析

本节内容倡议学时为3学时，鉴于元素周期律在推动学生理解科学本质方面的独特价值，我们将突破教材编排顺序，在前2学时安排对元素周期律和元素周期表的探究，通过探究使学生获得对元素周期律和周期表的基本认识。然后，专门设置1个课时，以元素周期律的发展史为线索组织教学，从化学史的视角深入认识元素周期律。
本文正是第3课时内容，力图通过该课时的教学使学生体会元素周期律发展过程中所蕴含的科学本质，实现对科学本质的理解，同时也有助于加深对前2学时所学元素周期律的认识。
2 教学目标和教学重难点
基于对教材结构和内容的深刻理解，结合高中化学课程标准的说明，确定了三维教学目标：
（1）知识与技能目标：通过了解元素周期表的发展史，进一步理解元素周期律的实质。
（2）过程与策略目标：通过体会科学家探索元素周期律的过程，加深对分类法、归纳法和演绎法等科学策略的认识；
（3）情感态度与价值观目标，是本节课的重点，该目标的主要内容是理解元素周期律发展过程中所蕴含的科学本质。具体来说包括：①意识到“科学是一个不断探究的过程，科学的本质在于探究”；②体验“科学是观察和推理的必定结合”；③初步形成“科学知识具有暂时性和发展性”的观念；④体会“科学观点受科学家的个人经验和社会背景影响”；⑤认识到“科学理论要接受科学社群的考验和认可”。
基于对本课题价值的认识，将本节课的教学重点设定为：理解元素周期律发展过程中所蕴含的科学本质。实际上，元素周期律的发展史并不难理解，然而对于对其蕴含的科学本质的理解却不是显而易见的，加上学生在这方面的学习经历并不多，理解起来会有些难度，因此它也是本节课的难点。
3 学情分析

3.1 心理发展层面

从心理发展水平讲，学生年龄在15、16岁左右，可塑性较强，对于元素周期律艰难的探索过程，以及科学家的大胆探索与坚持，容易引起学生共鸣，使他们对化学学科产生认同与敬意，有助于对科学本质的理解。

3.2 已有知识对本课的帮助与干扰层面

通过前2课时的学习，学生已经对元素周期律的内容有了正确认识，对元素周期表具有很强的直观印象和熟悉感，这些都为本课时理解元素周期律所蕴含的科学本质做了铺垫与支撑。但同时，教科书呈现给学生的是一个几乎没有争议的最终结论，学生难以从中体会元素周期律发展过程的复杂性，这不利于学生对科学本质的广泛而深刻的认识，从而产生一定的干扰，这一点需要在教学中引起重视。
4 教学策略
研究表明，学生很难主动联结科学知识与科学本质之间的联系，空洞的说教也很难使学生理解科学本质。鉴于这一点，并基于以上对教材和学情的分析，本节课将采用历史对话法、理由驱动法和小组讨论的策略组织教学，以历史对话的方式呈现元素周期律发展史上的典型事件后，提出与其有关的科学本质理由，引发学生的深思和讨论，然后教师用显性话语进行评价总结，以实现对科学本质的理解。相应地，在学法指导上，鼓励学生大胆发表自己的观点，及时反馈评价；指导学生分组讨论，学会合作学习。
5 教学过程
将以上教学策略体现在教学过程中，采用“以化学史为线索创设情境，以人物对话为方式展开讨论”的思路进行教学，教学过程以时间和周期表的演变为坐标展开（以时间为纵坐标，以周期表的演变为横坐标），通过呈现元素周期律发展过程中的典型人物和事件，重温元素周期律的发现之旅，让学生置身于化学发展的过程中，围绕有关科学本质的理由展开对话和讨论，通过这种以学生为主体的体验式学习方式，推动对科学本质的理解。
具体说，教学过程包括引入课题、呈现发展史、展开对话与讨论、交流反思4个主要环节。 全文地址：www.7ctime.com/zxskjlwfw/lw21701.html上一论文：阐释新课程理念下推进信息技术与学科教学整合