高中化学教学中前沿知识教学资源的开发与利用

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范慧婷发起了2019-07-24

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许昌高中范慧婷

摘要化学是一门研究物质组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。在注重基础研究的基础上，将更加关注功能材料、能源和生命科学领域，向环境、医药、食品等与国计民生相关的领域不断延伸。与化学科学的发展相比，现行高中化学教材的更新已经跟不上时代的步伐，而教育的目标是培养符合时代要求的高素质人才。因此，高中化学教学必须要重视教学内容的更新，要将化学科学的前沿领域研究与中学教学结合起来，使中学课堂跟上科学发展的步伐，具有时代的气息。

关键词化学前沿知识教学资源

1 化学前沿知识

化学是一门研究物质组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。化学研究的目标是认识分子的结构和功能，研究分子间的相互作用，作为基础学科的化学正渗透到生命、材料、环境、信息科学与技术等各个领域。[1]目前，化学正处于当今世界上决定科技发展方向的三大学科（材料学、生化与分子生物学、环境学）的中心，是21世纪的中心科学。

与化学科学的发展相比，现行高中化学教材的更新已经跟不上时代的步伐。教材由于调整的周期较长、更新比较缓慢，内容相对落后于科技的发展，时代感不强。学生虽然掌握了大量的书本知识，但是对于科学的前沿领域仍知之甚少。在国务院颁布的《基础教育课程改革纲要》里提到“新课程的培养目标要体现时代性”。《普通高中化学课程标准》中也提到要培养符合时代要求的高素质人才。为了使学生将来能成为综合素质强硬的人才，能从容应对社会发展带来的挑战，使新课程的实施有成效，高中化学教学必须要重视教学内容的更新，要将化学科学的前沿领域研究与中学教学结合起来，使中学课堂跟上科学发展的步伐，具有时代的气息。

化学前沿知识是指化学科学最新的研究成果，正在进行的研究课题和未来研究发展的趋势等。[2]由于科学研究是一项永无止境的工作，没有绝对的前沿知识，因此该概念具有一定的相对性。在本研究中，化学前沿知识泛指化学领域内近些年的科研成果等等。

化学前沿知识可以综合反映人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势[3]，且由于其内容的前沿性，体系的创新性以及其丰富的人文内涵与科学探究精神元素，使其与其他教学资源相比具有特殊的不可替代的教育价值和教育功能。

2 化学前沿知识教学资源开发与利用的意义

2.1丰富教学内容

高中化学课程要着眼于学生未来的发展，体现时代性。化学的教学内容力求反映现代化学的研究成果和发展趋势，积极关注21世纪与化学相关的社会现实问题。在教材编写建议中提到，要根据化学科学和社会的发展，不断地更新教学内容。

美国在2005年第七次修订了高中化学教材Prentice Hall 《Chemistry》[4]，将化学前沿科学知识中的药物化学、酶化学、基因化学与基础化学学科知识有机地融合在一起，不仅为教师教学提供了丰富的教学资源，而且也有助于开拓学生的思维与视野，促进学生科学素养和综合能力的提高。[5]这为我们将化学前沿知识作为教学资源与中学化学教学内容结合起来提供了契机。虽然教材长时间固定不变，更新较慢，但是化学前沿知识反映了化学学科在这一段时期内的最高发展水平，时代色彩鲜明，一旦将其与中学化学教学结合起来，不仅为教师创设教学情境提供素材，也可以作为课堂教学材料插入教学中，还可以成为对其有学习兴趣的学生的课下拓展阅读材料和研究性学习的素材等。此外，化学前沿知识作为教学资源具有学科领域的前瞻性，对于本学科的发展有一定的预见性，因此在丰富教学内容的同时它使教学内容也呈现出时代性特征。

2.2 有利于培养学生的创新精神

知识本身的魅力和探究真理的乐趣在教学中得到体现，可激发学生的求知欲和创新精神，还可消除学生的厌学情绪。[6]教师在教学中及时的向学生提供学科发展的最新动态，使学生在掌握基础知识的同时，了解到现代的科学理论及其观点，了解最新的化学研究成果和发展的趋势。前沿知识的产生是建立在已有知识的基础之上，是对已有知识的发展、创新和突破，其本身就是科学创新的典范，具有极高的创新教育价值。因此，在学生学习前沿知识的同时，能感受到创新精神对于科学和社会发展的重要性，有利于激发他们的创新意识，从而使他们在学习任何知识时都以发展的观点看问题，时刻以创新思维思考问题，培养他们的创新精神。

2.3 有助于提高学生的综合素养

学生的综合素养主要包括科学素养和人文素养两方面。

科学知识是构成学生科学素养的重要部分，科学素养的培养要从掌握科学知识开始，而化学学科又承担着培养学生科学素养的重要任务。所以，如何使学生在化学的学习中提升其科学素养，是教师所要考虑的首要问题。

化学前沿知识是科学家经过反复试验和验证，经过努力探索得到的结果，其中凝聚着科学家的求真务实、严肃谨慎的科学态度，勇于开拓新领域的创新精神，具有前沿性和科学性。教师通过在教学中向学生传达化学学科前沿知识，可以丰富学生的科学知识。另外，学生在学习的过程中，可以了解到这些知识成果的来之不易，从中受到感染得到启发，可以培养他们的科学态度，学习科学家的科学研究方法，培养他们的科学精神，提高学生的科学素养。

化学前沿知识作为教学资源并不是仅注重它的知识价值，让学生掌握大量的科学知识，同时也注重对学生人文素养的培养，使学生成为一个全面发展的人。化学化学前沿知识关注的是整个人类社会的发展，是对社会发展的科学化解释，可以对学生进行人文教育。它丰富的人文气息可以能帮助学生解读生命，把握未来，使学生树立正确的人生观和价值观，培养学生的人文素养，最终可以达到提高学生综合素养的目的。

2.4 有利于提高教师的综合素质

新课程的实施对教师提出了更高的要求，教师要改变传统的教学观、学生观、知识观和课程观，要具有新时代的教学理念教学思想，注重调整自身知识结构，提升教学、科研等方面的能力，满足课程改革和个人发展的需要。在化学教学中，教师就要了解化学前沿知识，关注学科发展动态，开发学科前沿知识教学资源，不仅充实了学科专业知识，提高教师的科学素养和人文素养，优化了原有的知识结构，也改变了对教师能力的认识，在注重提高教学能力的同时关注科研能力的提高，可见，化学前沿知识的利用和开发对于教师的全面发展和综合提升起促进作用。

3 开发和利用化学前沿知识的途径

3.1 关注化学前沿知识的来源

合理开发和利用化学前沿知识，首先要求化学教师有一定的学科前沿知识储备。收集、分析信息是研究和了解化学前沿知识的最佳途径，教师可以在平时的工作和生活中，从以下几个方面着手关注化学前沿知识：第一，教师要具有敏锐的观察力，善于从科技新闻报道中挖掘相关的信息；第二，关注近些年化学诺贝尔奖的成果，寻找与中学化学教学相关的材料；第三，阅读相关的专业期刊，了解学科发展动态；第四，了解国内化学科研工作者的重大科技成果如专利、奖项等。无论从哪一种途径挖掘化学学科的前沿知识，都要求教师独具慧眼，能从繁多的信息中筛选可用于的资源。然后分门别类，根据课程内容，选择合适的资源，采用一定的方式使之成为教学内容的一部分。

3.2 合理利用化学前沿知识

化学前沿知识的教育功能要通过教学得以实现。教师在掌握大量的化学前沿知识教学资源之后，要采用合适的方式使之与教学结合起来。通常情况下，可以采用以下几种方法：

第一，利用化学前沿知识创设教学情境，或者在教学过程中根据内容需要，穿插一部分前沿知识。教学情境的有效创设可以激发学生的学习热情，使学生积极主动学习。能使学生领悟到科学探究的思想，加深对科学研究方法和研究过程的认识，使学生自己积极主动的进行科学探究活动，培养学生进行科学探究的能力等。在选修《化学与生活》第四章保护生存环境第一节改善大气质量中，学习臭氧层受损的内容时，以1995年克鲁岑、莫利纳、罗兰所获化学诺贝尔奖引入教学，创设教学情境，学生不仅了解科学家为人类所做的贡献，受到了环境保护的教育，且通过教师有效引导，了解到目前对于臭氧层受损的原因，不同的科学家有不同的解释，认识到科学是随着人类的认识不断加深而随之发展，是永不止步的。

第二，可以利用化学前沿知识，设计与教学相关的习题。化学习题的设计不能仅依靠课本，完全是知识问答式的设计，要与现实社会联系起来，使之体现出化学教育的人文性、社会性、应用性、前沿性和新颖性，使学生在掌握基础知识的同时，了解学科发展态势，最新科学成果及其在实际生活中的重要意义。

第三，利用化学前沿知识举办科普讲座，可拉近学生与科学的距离；教师也可以收集一些与教材有关的材料，制作资料卡片，或编制小册子，或制作成视频资料，课下组织学生学习。在现实生活中，学生往往会认为自己与科学之间相距很远，科学是遥不可及的。通过举办科普讲座和课外有组织的学习相关内容，可以把化学前沿知识以学生可接受的方式传授给学生。学生可以近距离的感触化学科学的魅力，激发学生的学习热情，不仅拓展了知识范围，也培养了学生的时代精神和科学精神。比如，英国化学家目前研制出了一种名叫“干水”的物质，可以以此为例开展讲座，学生对于水并不陌生，高中学生对于水的性质等有所了解，干水单听名字与水相关，却是干的，水怎么可能是干的？能引起学生的认知冲突，激起他们求知的欲望，拉近学生与科学知识距离。同时，通过类似知识的介绍，使学生能更进一步的走近科学，培养了他们的科学素，为将来一部分人能从事科学事业打下基础。

3.3 化学前沿知识资源库建设

从对其几类教学资源的研究来看，资源库的建设对与教学资源的开发有着重要意义。资源库的资源储备分类明确，内容相对较为系统、完整。化学前沿知识资源库的建设是整个化学资源库建设不可或缺的一部分。它不仅仅是简单的收集资料，前沿知识资源库的建设对教师来说是一个较大的挑战。因为前沿知识并不像化学史那样有较为系统的专著阐述和专为教学编制的化学史资源用书，它是一种在不断更新和发展的、流动的教学资源。教师在了解前沿知识的过程中就需要教师有独到的洞察力，能及时捕捉到期刊杂志、电视新闻、网络等各种媒体中所蕴藏的有用信息。对收集到的信息要进行分类加工处理，不能向学生单纯介绍知识的前沿性和科学性，要从学生的角度出发，使其贴近学生生活，不至于让学生难以理解，从而对科学望而却步，要使学生对科学产生浓厚的兴趣，激发学生的求知欲。在这个过程中，教师要做好充分的资料收集、整理工作，并进行合理分类，如创设情境类素材、试题素材、教学课件、图片、视频等等。资源库是教师备课的素材基地，同时也是教师和学生共同发展的重要渠道，因此要做好化学前沿知识资源库的建设工作。