科学家精神融入高中化学课堂的实践探索

［摘 要］科学家精神包含爱国、创新、求实、奉献、协同、育人等六个方面。化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等五个方面。文章聚焦科学家精神与高中化学课堂相融合的育人目标、整体设计思路、教学策略及教学过程与方法，并以苏教版高中化学必修第二册中的“化学能源与电能的转化”一课为例，阐述具体的教学过程。把科学家精神融入高中化学课堂，可使学生对科学家精神的认同从情感认同上升到价值认同。

［关键词］科学家精神；高中化学；育人目标；教学过程

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）17-0056-04

2019年5月，中共中央办公厅、国务院办公厅出台了《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》，提出要大力弘扬以爱国、创新、求实、奉献、协同、育人为核心内涵的科学家精神。习近平总书记指出“科学成就离不开精神支撑。科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富”，并重点阐述爱国精神和创新精神，强调“科学无国界，科学家有祖国”；要不断提高创造性思辨的能力。

科学家精神是中国共产党人精神谱系的重要组成部分，同时体现了中国传统文化的民族性和展现了中国社会主义建设实践发展的时代性，全面融合了教育、科技、人才的育人元素，具有巨大的育人价值和榜样示范作用。《中国学生发展核心素养》中的六大核心素养包含“科学精神”与“人文底蕴”，而科学家精神不仅源自“科学”的文化，还包含“人文”的素养，是两者的有机融合。化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等五个方面。可见，科学家精神既蕴含着强大的思政育人功能，又与化学学科核心素养培养目标高度契合。课堂是教学的主渠道，只有通过教学的目标、内容、过程和方法等载体将科学家精神融入课堂的各个环节，才能让学生对科学家精神的认同从情感认同上升到价值认同。笔者通过研究科学家精神与高中化学课堂相融合的育人目标、整体设计思路、教学策略、教学过程与方法，把科学家精神的培育融入课堂教学当中，做到如盐化水、润物无声。

一、科学家精神融入高中化学课堂的育人目标

围绕化学学科核心素养，基于化学学科特点和学情分析，结合科学家精神的内涵和中小学德育内容，可凝练出科学家精神与高中化学课堂相融合的三大核心育人目标：爱国情怀与文化自信、求实创新与科学思维、团结协作与立己达人。

（一）爱国情怀与文化自信

从知识形成和发展的角度来看，科学知识不是简单的认知成果，而是科学家通过孜孜不倦地追求，以生命和热血谱写的壮丽华章。相较于科学知识，蕴藏在科学知识背后的科学家故事、科学家的品格和精神境界，对学生更有深远的教育意义。关注我国科学家取得的科学成就及其伟大贡献，不仅可以彰显我国的科技实力，还可以增强学生的爱国情感与文化自信。

（二）求实创新与科学思维

科学家在革故鼎新的创造中展现的求真务实、勇于创新、敢于质疑的重要精神，是学生应重点培养的科学素养。只有拥有求实创新精神和科学思维的时代青年方能成大才、担大任。教师应让学生体验科学家的研究历程，领略科学家的辩证性思维，从而引发学生思考，在学习知识的同时训练科学思维。

（三）团结协作与立己达人

正如钱学森所说“原子弹、氢弹、导弹、卫星的研究、设计、制造和实验，是几千名科学技术专家通力合作的成果，不是哪一个科学家独立的创造”，科学家依托团队开展科研攻关，团队成员各自发挥优势，通力合作、集智攻关，是产生重大科研成果不可或缺的力量之源。在教学中，教师要培养学生尊重他人、关注集体、乐于分享、积极合作的习惯，形成团结协作、立己达人的精神。

二、科学家精神融入高中化学课堂的整体设计思路

（一）教育理论基础

建构主义学习理论：教师创设真实情境，学生解决现实问题。

人本主义学习理论：教师创设问题情境，激发学生的求知欲，学生主动参与学习。

积极心理学理论：展现科学家的研究历程及其精神，激励学生积极面对学习挑战。

（二）化学学科育人理念

通过整合教育理论、科学家精神、化学学科核心素养及中小学德育等相关内容，形成“至诚报国、求实创新、绿色化学、立己达人”的化学学科育人理念。

（三）科学家精神融入高中化学课堂的整体设计思路

科学家精神融入高中化学课堂的整体设计思路如图1所示。

三、科学家精神融入高中化学课堂的教学策略

（一）以科学家故事引领价值观，培养学生爱国情怀和文化自信

结合相关知识点植入科学家故事，让学生在学习知识的过程中领悟科学家精神，潜移默化地形成爱国情怀。如在 “有机化合物的获得与应用”教学中讲到化石燃料的勘探时，可以讲述黄大年舍弃国外优厚待遇，回国为祖国“巡天探地潜海”，填补多项技术空白，为深地资源探测和国防安全建设做出突出贡献的感人故事；在“钠的化合物”教学中讲到碳酸钠的性质与用途时，可以讲述侯德榜改进索尔维法，发明侯氏制碱法，降低成本减少污染的故事，展现科学家以建设国家为己任的社会责任感。

挖掘中华优秀传统文化与现代科学融合的成果，使学生对中华优秀传统文化与现代化学发展的联系有所了解，提升学生的文化自信和民族自豪感。如在“物质的分离提纯”教学中介绍萃取的方法时，可以讲述屠呦呦从《肘后备急方》关于青蒿抗疟的记载中获得灵感，用乙醚萃取青蒿素治疗疟疾的事迹；可以介绍用“超临界萃取”技术去除杂质，萃取《本草纲目》记载的蛇脂（蛇油）来生产护肤品的故事。又如在“物质的检验”教学中讲到借助仪器分析化学物质的组成时，可以介绍利用能量色散X射线荧光分析仪分析胎和釉的化学成分，使1500多年前的“邢窑白瓷”制瓷技术重现。

（二）采用多样化教学方法，培育学生求实创新精神

恰当采用多样化的教学方法，充分调动学生的参与积极性，既能提高教学有效性，又有助于培养学生的求实创新精神。化学课堂可以采用的教与学的方法有教师讲授、启发引导、独立思考、交流讨论、小组合作、实验探究、社会调研等，恰当运用这些方法能够明显提高教学效果，达成育人目标。教师要理顺知识间的逻辑关系，设计好教学内容，选择最佳教学方法，让学生在教学活动中运用化学知识实事求是地看待问题、解决问题，加深对“碳中和”“绿色化学”的理解，增强人类命运共同体的意识，用创新思维推进生态文明建设。

（三）强化学法指导，促进学生思维进阶发展

教学方法包括教师教的方法和学生学的方法两大方面，是教法与学法的统一。教法必须依据学法，否则便会因缺乏针对性和可行性而不能达到预期的目的。但由于教师在教学过程中处于主导地位，所以学法往往被弱化。因此，教师要转变观念，在教学过程中强化对学生学法的指导，以促进学生形成科学思维及自主学习的能力。在物质的性质、制法、实验探索等知识的教学中，宜采用问题式指导法，让学生通过动手实验寻求现象与本质的联系，建立已知与未知之间的逻辑体系，形成新知识结构，从而获得新学法，领悟新知识。在实验操作、计算等技能性知识的教学中，宜采用示范式指导法和尝试式指导法，引导学生尝试探究、发现和归纳新知识，教师在关键处予以点拨，学生在顿悟中理解和运用学法，沉浸式体验科学家探究新知的思维过程。

（四）创设合作情境培养协作精神

调研科学家协同合作的研究成果，增强学生团结合作意识。组织学生以不同的形式调研科学家的科学研究历程，如让学生通过观看电视剧和查询资料了解屠呦呦带领科研团队，发扬团结协作精神，成功提取青蒿素用于疟疾治疗的艰难历程；黄大年带领全国400多位优秀科技人员，开展“高精度航空重力测量技术”和“深部探测关键仪器装备研制与实验”两个重大项目攻关的研究过程；徐光宪团队研究稀土元素的分离及应用等故事，感悟团队合作的力量。

学生开展沉浸式合作学习，感悟团结协作和立己达人的价值。创建课堂内外的实践活动，如学生实验、社会调研及问题研讨等，为学生搭建合作学习平台，引导学生组建合作团队，分工合作完成任务，让学生在身体力行中逐渐重视团队力量，学会集智攻关、团结协作、勇于担当。学生通过组建合作团队、搭建成长共同体、形成共同目标、合理分工、沟通交流、竞争合作、分享结果、展示成果等过程，提高学习兴趣，培养合作精神，认识到个人只有在团队中才能发挥最大价值，在潜移默化中逐步形成立己达人的意识，更深刻地领悟团结协作的精神。

四、科学家精神融入高中化学课堂的教学过程与方法

下面根据上述的育人目标、整体设计思路及教学策略，以苏教版高中化学必修第二册中的“化学能源与电能的转化”的教学内容为例，具体阐述科学家精神融入高中化学课堂的教学过程与方法，以达到科学家精神教育与教学内容自然融合、润物无声的育人效果。

（一）科学家精神融入高中化学课堂的教学流程

科学家精神融入高中化学课堂的教学流程如下：引入—活动探究—分析归纳原电池的原理及电极反应式—活动探究—学生讨论（尝试说出组成原电池的条件）—师生共同归纳（组成原电池的条件）—思考应用（能组成原电池并产生电流的装置）—指导学生制作简易电池—交流讨论—介绍生活中常见的电池。

（二）科学家精神融入高中化学课堂的教学过程及方法

科学家精神融入高中化学课堂的教学过程及方法如表1所示。

五、科学家精神融入高中化学课堂的实践反思

（一）教师增强对科学家精神的认同

融合科学家精神的教育教学，对教师的综合素养提出了更高的要求，教师要在学情分析、教材理解、教学目标确立、教学方法筛选、教育素材运用上做更多思考，选择最优方案。教育传递的不仅是知识与技能，更是情感与价值。教师对科学家精神有独到的领悟，并在课堂教学过程中展现出来，将潜移默化地影响学生的科学精神与价值观。

（二）融合方能实现价值认同

爱国与奉献是科学家精神的灵魂底色，求实创新是科学家精神的价值取向，协同育人是科学家精神的血脉赓续，学生对科学家精神的认同最初多是情感认同。学校教育的主渠道是学科教学，唯有在学科教学过程中深挖学科教学内容、学科核心素养与科学家精神的契合点，融合形成核心育人目标，再精心设计教学过程，适切运用教法与学法，减少低效无效环节，充分调动学生学习的积极性，让他们成为课堂的主角，通过沉浸式的学习感悟践行科学家精神的价值，才能使学生对科学家精神的认同从情感认同上升到价值认同，同时提高教师的教学效益，促进有效教学。

（三）开展情境教学，实现沉浸式教育

一是利用情境素材设计情境问题。引导学生重走科学探究之路，在实验探究中学会优化实验方案，寻找最佳实验方法，尊重事实和依据，独立思考，对新发现做出判断、推测和验证，有助于培养学生严谨的科学思维，树立“碳中和”、生态文明和绿色化学意识。二是重现科学家研究的过程。让学生通过合作实验、讨论分享，深刻体会科学家的研究历程，有助于培养学生求实创新与团结协作的科学精神。三是讲述和再现科学家的故事。学生通过阅读观看、讨论交流科学家故事，感悟科学家爱国奉献的精神，有助于增强自身对科学家精神的情感认同和价值认同。

［   参   考   文   献   ］

［1］  郝德永.“课程思政”的问题指向、逻辑机理及建设机制［J］.高等教育研究，2021（7）：85-91．

［2］  朱国贤，谢木标，陈静，等.无机化学教学中“课程思政”教育的探索与实践［J］.大学化学，2021（3）：38-43．

［3］  朱凤，张文彬.化学电源课程思政的教学探索与实践［J］.宜春学院学报，2022（9）：114-117.

［4］  中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》［EB/OL］.（2019-08-14）［2022-11-12］.https：//www.gov.cn/zhengce/2019-08/14/content_5421252.html．

［5］  徐梦姣，刘浪.浅谈无机化学元素部分教学中“思政元素”的初探［J］.广东化工，2022（1）：187-189.

［6］  吴淑婷. 利用“科学家的故事”对学生进行科学探究能力培养和情感教育［J］.生物学教学，2012（6）：30-31.