元素周期律的发现历经早期三元素组分类尝试,1829年德贝莱纳提出的三元素组规律为系统分类奠定基础。1869年门捷列夫周期表原型通过原子量排序整合63种元素,成功预测未知元素性质,成为化学史重要里程碑。20世纪原子结构理论革新推动周期表修正,莫塞莱通过原子序数测定技术证实核电荷数排序原则,使周期表更精确反映元素间关系。
化学史教学实践以科学发现重演为核心,通过模拟门捷列夫分类困境、对比历史数据与虚拟仿真实验,将周期表演进过程转化为动态探究任务。教学设计包含原子光谱虚拟实验室等工具,还原X射线测定原子序数实验,培养学生证据推理与模型认知能力。单元活动聚焦金属非金属分区、电子排布周期规律等核心概念,强化结构决定性质的化学思维。
实践数据显示,采用化学史教学策略的实验班在元素周期表单元测试中成绩显著提升,平均分较对照班高4.66分(P<0.05)。角色扮演、历史争议重构等教学模块有效培养科学方法论实证思维,通过稀土元素发现史与半导体材料应用等跨时空探究,建立元素性质演变与工业革命的关联。教学评价显示,82%实验班学生能系统阐释周期律预测功能,较对照班提高23%。
超铀元素合成实验推动周期表边界扩展,1940年麦克米伦发现镎元素后,加速器技术使人工合成元素增至118种。现代周期表通过电子排布周期规律形成7周期18族的框架,其持续演进特征为教学设计提供跨学科启示。研究反思指出需扩大样本范围验证化学史教学普适性,并延长实践周期评估核心素养培养的长期效应。