发布时间:2022-04-10 03:18:52
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摘 要:对化学史与教育教学做了简单的综述。从化学史的概念,化学史教育的发展历程,化学史在教育教学中的作用几方面阐述了化学史与教育教学,最后提出化学史可以使学生提高学生的科学素养、培养学生的学习兴趣,认识化学和化学研究方法的优点与局限,更好地把握化学史的关系,树立正确的化学观。
关键词:化学史;化学史与教育;科学素养
自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。化学的历史非常古老,从人类学会使用火,就开始了最早的化学活动。从钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽,到利用燃烧时的发光发热来发现新的物质,都应用到了化学。我国化学家傅鹰曾说:“化学可以给人以知识,化学史可以给人以智慧。”化学史是从历史的角度,阐述化学的理论和实验的发展,包括化学家发现原理的过程和百家争鸣的学术讨论,各学派的发展历史以及最终获得的科研成果。
一、化学史教育的发展历程
18世纪随着气体化学的研究才真正使化学成为现代意义上的科学,并为现代化学奠定了第一块牢固的基石。1904年,法国著名的科学家郎之万首先积极提倡在科学教学中运用历史的方法,提早开设和加强实验课的教学,科学史教育。20世纪30年代,丁绪贤先生首先在北京大学开设化学史课,张子高也在东南大学开设了化学史课程。20世纪50年代,袁翰青教授在北京师范大学化学史课中又着重介绍了中国化学史,他们的讲课都深受学生欢迎。王星拱、陈裕光、曾昭抡、傅鹰等教授在教学中常讲化学史实,使学生受益匪浅。现在越来越多的高校已经开设专门的化学史课程,并作为化学学生的必修课程。
二、化学史在教育教学中的作用
随着教育的改革,化学大纲变成了课程标准,化学史的教育就是一个平台,从学生的角度出发,结合中外化学家的科学发现之旅,体会发现物质的成功与喜悦,从而培养学生的三维目标,提高学生合作探究、交流与创新的能力,提高学生的科学素养。
1.启迪科学思维,培养科学方法
1882―1892年,英国实验物理学家瑞利一度利用气体密度测量的方法计算原子量,他发现从空气中分离出来的氮气密度大于从化合物中分离出来的氮气密度,相差虽然只有0.006克/升,但对于精确的实验来讲已经够大了。与化学家拉姆赛合作,用镁粉燃烧除去氮气以后,再利用光谱分析确定了第一种惰性气体Ar,并且通过各种实验发现它并不能与任何现有的物质发生反应。这一发现被认为是“第三位小数的胜利”,是精确测量和创新精神的结合典范。
化学史教育在引领学生学习化学知识的基础上,还揭示了化学家思考的思维过程。瑞利与拉姆赛采用精确测量,光谱分析的实验方法,在无数次失败面前不放弃的坚强意志,最终取得了跨时代的科学进展。我们要让学生既学习化学家的逻辑思维,也要学习化学家坚强的意志和科学的探究方法,从而开拓思维,取其精华,弃其糟粕。
2.积累经验,体会科学发展的曲折,全面深刻地把握化学知识
1755年英国化学家布拉克发现木炭在玻璃罩内燃烧后所生成的碳酸气,即使用苛性钾溶液吸收后仍然有较大量的空气剩下。后来他的学生D・卢瑟福把老鼠放进封闭的玻璃罩里直至其死后,发现玻璃罩中空气体积减小1/10;若将剩余的气体再用苛性钾溶液吸收,则会继续减小1/11的体积。在同一年,普利斯特里作类似的燃烧实验,发现1/5的空气变为碳酸气,用石灰水吸收后的气体不助燃也不助呼吸。1772年化学家舍勒用硫酸与铁粉的混合物吸收空气中的助燃气而取得了氮气,是第一个认为氮气使空气成为之一的人。
结合化学史的教育除了在学习的同时深刻把握理论知识,还要体会化学家的精神,明白成功之路,充满荆棘与险阻,但是,真理最终会降临到有准备的人的身上,只有经过困难险阻,才能胜利。
总之,化学史教育将化学教材作为化学史内容呈现的载体,既可以了解中外化学家发现化学物质的过程、学习思维的方式,还可以使学生学习的时候加深印象,激发学生的学习兴趣,让学生在感叹前人科学成果的同时,培养善于思考、善于动手、善于创新的能力,从而培养具有科学素养的化学人才。通过化学史教育,学生可以理解化学在社会发展和进步中的作用,认识化学和化学研究方法的优点与局限,树立正确的人生观、价值观、科学观。
摘要:读史使人明智。在化学教学中,适当加入一些化学史的内容,不仅可以做化学课堂的调味剂,还可以培养学生正确的世界观和爱国主义精神,激发学生的学习兴趣,塑造学生高尚的科学品德和情操。
关键词:化学史教育;化学教学;科学素养
在化学教学中,不只局限于书本知识,化学教师应结合化学知识进行形象生动的化学史教育,使静态理论变成动态演变过程,使学生受到多方面的教育。因此,把化学史渗透在化学的教学当中,是一种非常明智的做法。
一、利用化学史教育,培养学生正确世界观和爱国主义品质
教师的职责不仅在于教书,更在于育人。化学教师通过化学史料的讲解,向学生展示化学知识在人类历史进化中的重要性,向学生展示化学家们在认识世界、改造世界过程中的思想、人格和品德。这对学生来说是一笔宝贵的精神财富,对引导青少年树立正确的人生观、世界观、价值观将起到不可低估的作用。例如,在讲解化学平衡和平衡移动时,必然会提到合成氨反应,正是化学平衡与平衡移动的理论推动了合成氨反应的工业化。哈伯是第一个从空气中合成出氨的科学家。正是哈伯的研究成果,使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展,为我们人类带来了重大的经济效益和社会效益。因此1918年,哈伯获得了瑞典科学院诺贝尔化学奖。但是哈伯又是一个让人恨得咬牙切齿的人。因为第一次世界大战期间,就是他研发出有毒气体,并且推出了化学战争,这被后代以及科学家们严厉批评。这就教育学生,在学好科学的同时还要反思科学与道德的关系。科学无国界,但科学应讲究道德和和平,科学的发展必须要符合道德准则。只有在正确道德的前提下,科学才能更好地发挥其积极作用,朝着造福于后代的方向发展。
科学是没有国界之分的,但科学家是有国界的,作为科学家如果不爱国,我们能说他有修养吗?答案肯定是不能!科学家尚且如此,更何况我们普通人呢。作为一个教育工作者,培养学生的爱国主义精神是教学的重中之重。教师应善于借鉴化学史中丰富的爱国主义教育素材来开展教学。世界化学史上,我们国家古代都曾经取得很卓越的成绩,这使得我国五千年的文明史更加丰厚。作为中国人,我们感到无比的自豪和骄傲。在近代的化学发展中,由于历史的种种原因,我国在很长一段时期落后于别的国家。在现代化学发展过程中,我国起步比较晚,但也做出了一定的贡献。例如侯德榜放弃了国外的优厚待遇,回到中国,在艰苦的条件下,全身心研究和改进制碱工艺,揭开了索尔维法生产碱的秘密,打破了洋人的封锁,终于在1926年生产出合格的纯碱,实现中国人自己制碱的梦想。通过这些事例的讲解,提高了学生的民族自豪感,鼓励大家努力学习,潜心钻研,发扬超越精神,为我们国家的科技发展奉献自己的绵薄之力。要让学生认识到,只有在科技方面拥有领先的地位,经济才能够上升,最终实现中华民族伟大复兴的中国梦。
二、激发学生学习化学的兴趣
教学的中心并不是“教”,而应该是“学”。教师应该积极地诱导和启发学生,带领学生自己去“发现”和“研究”问题。作为化学老师,给学生传授化学知识固然重要,但更重要的是通过传授化学知识,使学生爱上化学这门课。怎样才能激发学生学习化学的兴趣呢?借助于化学史中的有趣素材,将其应用到教学中是个比较有效的方法,有助于调动学生学习的积极性。有了人类以后,化学便应运而生。钻木取火,用火烧食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。通过这些介绍,很自然让学生认识到化学的发展就是人类社会的发展,学生通过学习化学发展史很容易意识到学习化学的重要性,进而激发学习化学的热情。
另外,在化学教学过程中介绍一些重要的科学家及其研究成果,尤其是化学家在青年时代的重大研究成果。例如,被称为“近代化学之父”的拉瓦锡,他的学习经历是我们当代大学生学习的榜样。拉瓦锡原来是学法律的。1763年,年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学学士学位,并且获律师从业证书。那时他对植物学也产生了兴趣,经常上山采集标本,又使他对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下,拉瓦锡师从巴黎著名的化学教授鲁伊勒教授。从此,拉瓦锡就和化学结下不解之缘,也为化学的发展做出了突出贡献:他提出了科学的燃烧氧学说,使人类对燃烧这一现象的认识有了科学的理论基础;他确定了化学中最基本最重要的概念――元素;他明确提出了科学的实验依据――质量守恒定理;他创建了化学命名法;他的经典名著――《化学概要》一经问世,化学科学便从此进入了一个新纪元。拉瓦锡的经历即是“兴趣是最好的老师”这一名言的最好验证。又如,阿仑尼乌斯提出酸碱电离理论时才24岁;维勒是世界上最早得到纯铝单质的,当时他仅27岁,同时他也是第一个通过人工方法用无机物合成了有机物,从而打破无机物和有机物的界限,当时他也只有28岁。这些事例都强调了一个道理――自古英雄出少年。用科学家的故事来激励学生奋斗,更有助于激发学生学习的热情,培养学生积极向上、锐意进取的精神。
三、开发学生的个人潜力
化学知识都是经过实践检验过的科学真理,它虽在某种意义上是绝对真理,但是它却不是绝对正确和永远不变的僵化教条,需要不断的进行补充和修正。因此,在教学中不能把知识教得过于绝对,应该教会学生从发展的高度上去把握知识。此时就需要把知识作为历史的产物来考察,从它的形成、产生和发展来进行阐述,在充分论证化学知识的正确性的同时,适当地说明它的发展性,以培养学生的钻研、探索精神。例如在讲授酸碱理论时就可以介绍人类认识酸碱的过程。人类认识酸碱最初是从味觉上认识的,把有酸味的物质定义为酸,有涩味的物质定义为碱。17世纪后,波义耳在大量实验的总结下,借助酸碱指示剂提出了最初的酸碱定义。人类在进步,酸碱理论也在不断更新。后人在波义耳酸碱定义的基础上,逐渐完善酸碱的定义,其中比较重要的有阿伦尼乌斯的酸碱电离理论、富兰克林的酸碱溶剂理论、布朗斯特和劳里的酸碱质子理论、路易斯酸碱理论以及拉尔夫・皮尔逊的软硬酸碱理论。从发展的角度去阐述酸碱理论,让学生体会到化学知识发展的阶段性,使学生认识到,每一种理论的提出,在当时看起来都是比较合理的,但随着科学的发展,其局限性就慢慢显现出来了。因此,许多理论、知识都不是完美的或者说是完全正确的,都要进行补充和修正,甚至推翻。究竟哪个理论适用性更强?这就需要未来的实践来检验。这样显然就会活跃学生的思维,激发学生的求知欲和探索精神。
在中国,人们认为成绩代表着一切,高分代表着能进好学校,能进好单位,能拿高工资。其实不然,成绩好只代表对已有知识掌握良好,若要评价人才,其最重要的是创新能力。人的创新能力的培养应从小抓起。在年龄的增长过程中,思维定式渐渐的形成,不容易培养创新能力;在学生时期,学生们思维比较活跃,是最适合培养创新能力的时期。只有挖掘出学生的潜力,以后走上工作岗位,他们才能在社会上发挥出自己更大的作用或取得更大的成就。在化学教学中融入化学史教育素材可以很好地挖掘学生的潜力。例如上一个事例,讲酸碱理论时加入酸碱理论的发展过程,让学生认识到科学是无止境的,只要你有想法,只要敢于探索,成功之门也会为你敞开。此外,俗话说“浪子回头金不换”,在化学发展史中,“浪子回头”的例子也不少。德国化学家格林尼亚就是典型的例子。格林尼亚年轻时只知吃喝玩乐,不学无术。使他改变这些不良行为的契机是一场舞会。在这场舞会上,他想邀请波多丽女伯爵跳舞,可是女伯爵不仅拒绝了格林尼亚的邀请,并且冷冷的对他说“请快点走开,离我远一点,我最讨厌像你这样不学无术的花花公子挡住了我的视线!”这件事情对格林尼亚来说简直就是侮辱。值得庆幸的是,因此次自尊心受创,格林尼亚自此远离以前的生活,去里昂大学插班学习,经过刻苦学习,如期完成了大学学业。不仅如此,他还发现了被称为格林尼亚试剂的卤代烃与金属镁形成的一类化合物以及这类化合物在有机合成中的重要作用。1901年,由于格林尼亚发现了格氏试剂而被授予博士学位。同时他还因此获得了1912年的诺贝尔化学奖。这个例子让学生懂得,只要自己用心,每个人都可以战胜自己,取得一定的成就,因为每个人的潜力都是无穷的,只是没有挖掘出来而已。
四、利用化学史教育,提高学生的自身修养
绝大多数有作为的化学家都是实事求是和不辞辛苦的,他们的成果都是客服了重重困难才成功的。例如首次制备出氟单质的法国化学家莫瓦桑。氟被称为“死亡元素”。为了研发单质氟,历经六七十年的光景,部分科学家甚至为此献出了生命,这是化学史上一段最悲壮的历史。而莫瓦桑自始至终,下决心要攻克这一难关。长时间的不懈努力,1886年莫瓦桑成功地制备出“死亡元素”氟。获得了1906年诺贝尔化学奖。长时间的进行实验,对他的身体造成了极大的损害,1907年就被夺走了宝贵的生命,年仅55岁。还有我们熟悉的居里夫妇也是如此。从1899―1902年底,经过了三年多的时间,居里夫妇在简陋的实验室里从2吨铀矿渣中提炼出0.1克氯化镭,并测定了镭的相对原子质量。这些例子都说明了一个道理,科学家们即使在极其困难的条件下也执着地追求真理,正是有这样的信念,才有我们今天的科学。榜样的力量是无穷的,在教学中讲一些这样的例子,给学生以深刻的教育,在提高学生自身的科学修养方面,起着潜移默化的作用。
综上所述,借鉴化学史中有用的教育素材用于化学教学中,可以起到事半功倍的效果,不仅能使学生受到唯物主义和爱国主义思想教育,激发学生学习化学的热情,更好的理解化学知识,还可以培养学生的科学素养,拓宽学生的知识面。
摘 要: 生物科学史教学在目前高中生物课堂中往往是史实介绍有余、思维训练不足,达不到课程标准对科学史的学习目标要求。问题化学习助于解决这一难题。
关键词: 生物科学史教学 问题化学习 探究能力
生物科学史在很大程度上就是实验探究史,其中多数实验在高中课堂上是无法体验和再现的。学生对于平铺直叙的实验史实不可能感兴趣,也不能拓展学生的思维和提高实验探究能力。如果将生物科学史的学习问题化,让科学家的思维渗透在问题中,学生就可以在尝试解决问题的过程中体验科学家探究之路,从而提升思维品质和探究能力。
1.学习目标问题化
生物科学史教学的目标是让学生了解知识发现的过程,体会科学家的思维方式和科学研究方法。如果将这些学习目标以告知的方式简单地呈现给学生,学生会认为这些东西离自己太遥远,而且面对已知结论的科学探究,学生不会激起探究的欲望。如果我们将这些学习目标隐性化、问题化,将其转变成学生身边的问题,甚至是学生自己发现、提出的问题,从而激发学生尝试解决问题的欲望,变被动接受为主动探索,学习目标便会水到渠成。
课例:植物生长素的发现
高中生物教材中科学史的学习目标大同小异,主要是让学生了解科学家的实验设计思路,体会实验设计的严谨性和科学性。将学习目标问题化后,可以将学生学习科学史转变成设计科学实验,这样,学生就由被动的学习者转变成科学发现的参与者和创造者,学习积极性自然大不相同。同时在参与和设计实验的过程中又会发现新的问题,学生的思维将得到充分发展和提升,学习目标也将上升到更高的层次。
2.学习过程问题化
生物科学史的学习过程是一种比较特殊的学习体验,由于条件所限,在课堂上进行完整的全程探究活动较难做到。因此,在生物科学史教学中的探究性学习更多的是思想实验。在思想探究中简单的对话式或呈现式教学,对学生缺乏有效的刺激,教学效果不佳。这就要求学生将生物科学史学习过程转化成以一条核心问题为主线,并围绕核心问题自我构建一系列的问题系统,并通过小组合作形式解决这些问题,最终形成完整的科学发展脉络。要让学生建立起这样的问题系统,可以从以下几个方面尝试。
2.1角色扮演策略
每一个科学知识的发现,放在其学科历史脉络中都有其特有的时代性,学生只有站在当时科学家的角度才可能发现有价值的问题,才可能体会当时科学家的思维方式。所以鼓励学生进行角色扮演,使学生提出有价值探究问题的有效策略。
如遗传基本规律发现过程中,可以进行如下教学片断设计。
师:让我们将目光聚焦到160多年前那个在学术界杂交试验盛行的年代里,如果你就是当时年轻的孟德尔,现在有一堆杂交试验的结果摆在你的面前,你会有什么样的苦恼,你又想知道哪些问题?
生:为什么子一代只有一种性状?为什么子二代又有两种性状?为什么子二代的性状比总是接近3:1……
师:以你现有的知识理论可以解决这些问题吗?
生:不能。
师:不错。当年的孟德尔就和你们现在一样,面对这么多的问题无从下手,因为没有任何现成的理论可以解决他产生的疑问。那么你现在能提出解决办法吗?
(学生随后讨论并尝试解决问题的办法。)
通过这一角色扮演后,学生将自己放在研究者的角色上,以研究者的身份思考问题、解决问题,真切体会到科学研究的艰辛与不易,才能真正走进科学家的思维世界,提升自己的思维品质。
2.2实验改进策略
从生物学科的历史发展脉络看,每一位科学家的实验设计都会受到当时科学发展水平的限制,一些实验设计会存在不足和缺陷,而这恰好是激发学生问题意识、构建问题系统的最好资源。
如促胰液素发现中,沃泰默限于当时权威主流认知的影响,并没有对实验结果进行大胆分析,也没有设计更合理的实验以进一步研究遇到的问题,而是归结为实验操作中的不可抗拒因素。教师此时可以不展示斯他林和贝利斯的实验,而是利用这一契机引导学生构建新的问题系统:沃泰默实验的关键问题出在什么地方?如何彻底排除神经系统的干扰?如何设计对照实验,让实验更有说服力?学生将这些实验思路问题化以后提出自己的改进措施进行新的研究。最后在交流评价的基础上,教师再展示斯他林和贝利斯的经典实验,与学生的实验设计进行对比,提升学生的成就感和探究知识的热爱。
2.3自我反思追问策略
在生物科学史学习过程中,自我反思追问策略是构建问题化学习方式的较高阶段。该策略更多的是在解决某一问题以后,引导学生回顾自己的思考历程,从而获得这种思考历程的经验提升。在教学中,教师可以引导学生学会追问自己:就这一内容我是如何发现问题的?我发现了哪些问题?对于这些问题我是从哪些角度思考的?我又是采用什么方法解决的?我解决问题的方法与其他同学的不同之处在哪?有没有更好的解决办法……自我反思和追问不仅仅是一种构建问题系统的策略,更是一种良好的学习习惯。在反思与追问中,学生往往能发现新的、有价值的问题,从而开展新一轮探索。
3.问题化学习的关键与注意事项
基于问题化学习的生物科学史教学关键是师生根据情境创设以问题主线为核心的问题系统。教师在实施的过程中应注意以下几点:①教师应放下包袱,实现思想和教学方式的双重转变,要让学生真正提出自己的问题;②让学生提出问题不是天马行空,而是围绕课题基础问题展开,同时教师和学生要对学生提出的问题进行一定的筛选,确定问题的主线;③问题化学习的主体是学生,只有真正投入问题的发现和探究中才能提升学生的实验探究能力和思维能力,教师在这个过程中应是引导者和领航者。
摘 要:高中化学教学中,可以利用化学史调动学生学习的兴趣,可以将它渗透到习题中,可以还原科学家的实验,对学生的知识技能、过程方法、情感态度等有很好的教学作用,同时化学中是很好的德育教育素材,也可作为校本教材来开发。
关键词:化学史;化学教学;应用
化学史,记录了人类认识物质,创造新物质和利用物质的过程,同时也记录了科学家们辛勤劳动、顽强探索物质世界的进取精神。化学史是化学科学的重要组成部分,是化学教育的重要部分,它是科学与人文的重要融合。因此,要让学生学好化学,更深层次的理解和应用化学,化学史的教育尤其重要,特别是高中化学教育,化学史的教育有着不可替代的作用。我国著名物理化学家傅鹰教授曾说过:“化学给人以知识,化学史给人以智慧”。读过历史的人都知道这样一句话,读史使人明智。化学史也是历史,它是记录化学发展的历史,化学是一门学科,我们要深入地理解化学专业知识,就必须了解这门学科的发展史以及创造这门学科的化学家们的历史,了解他们辛勤劳动、努力探索的精神,学习他们的经验和知识,了解他们为人类的进步作出的重大贡献。
单独将化学史这门课开出来,显得有些单调,枯燥。单独地学习化学专业知识,有些学生也觉得无法每堂课都保持良好的精神状态。所以,将化学史渗透到化学教学中,在课堂中将化学史的功能发挥出来是我们每个化学教师应该做而且要做好的事情。现在,有许多的化学教师也在逐渐地重视化学史在课堂中的应用,他们都有共同的体会,将化学史有机地渗透到化学教学中可以充分调动学生学习化学的积极性,可以提高学生科学素养,有些科学家的事迹可以让学生增强爱国意识,科学家所做过的实验甚至可以提高学生的实验能力。可以说,将化学史渗透到高中化学教学中,可以激发学生情感的火花,可以点燃学生心中的明灯,教师在教学中要善于挖掘教材中各种化学知识的背景历史,合理利用,将它们有机地融合到化学教学中,会起到很好的教学效果,同时对学生的世界观、人生观和价值观也会产生重大的影响。
现在的高中化学教材,不论是哪个版本的,都或多或少地穿插了许多化学史的相关资料,有图片、有资料卡、有化学史话等多种形式呈现出来,形式多样,内容丰富多彩,为教师的教学的选择和学生的学习提供了充足的选择余地。那么,该如何来合理的利用好这些素材呢?怎么将这些素材有机地融合到我们的教学中呢?怎样处理才不至于将化学课上成历史课?怎样处理才能更好地达到高效教学的目的呢?笔者认为可以从以下几点来思考。
首先,可以利用化学史的趣味性来调动学生学习化学的兴趣。对于新课的教学,要调动学生学习兴趣的方法有许多种,而化学史的合理利用会起到很好的效果,而且省时省力。教师在备课时,可以教材中的化学史料和自己收集的化学史料经过修改整合融入到新课的导入环节。一上课,就通过化学史的导入,吸引学生的注意力,设计时,还可以将要探究的问题融合在导入的材料中,让学生在听故事同时,带着好奇心和问题新课的思考和探究,学习的主动性增强,学习效果肯定会更好。对教师来说,这样备课可以让整堂课更有亮点,设计更加严谨,课堂更加高效,同时也更好地完成了三维目标中的情感态度与价值观的目标。需要说明的是,化学史料的修改和整合要尊重事实,不能违背历史事实,可做一些必要的补充和引申,要符合教学要求,不能不加选择地全盘使用。
其次,可以将化学史的相关内容整合到习题中。现在的化学习题有许多是编出来的,完全是为了考试而编,如果能在习题中渗透化学史知识,不仅可让题目更加丰满富有人文味道,题目也因为加入了化学史的内容让题目的背景耳目一新,学生在训练时既可以训练解题、巩固知识点,还可以通过化学史这样的知识知识背景,训练审题和处理信息的能力,学生多训练这样的题目,解题能力可能全方位的提高,这样的训练才能让学生得到全面均衡的发展。例如,近些年的各地高考题中有渗透一些最新的前沿科学知识背景的,还有一些化学家如何研制出新的分子的相关题目,都或多或少的渗透了化学史的背景在其中,也说明高考在这方面的指向。所以,作为化学教师,我们平时在设计和整理化学习题时,也可以适当地将一些化学史料渗透到习题中,对教师整合化学史和化学习题的能力的提升有很大的帮助。
第三,教学中可以适当还原化学史中的实验。充分利用化学史中科学家做过的化学实验,将化学实验的教学还原到当时的历史背景中去,把学生带进化学实验室只能教会学生怎么做这个实验,如果能将学生对化学实验的看法与当时科学家对同样的实验的做法融合在一起,学生一定会有不一般的收获,如何让学生体会科学家当时为何要这样做,得让学生了解科学家做实验的背景和过程,让学生想像自己就是当时这个科学家,学生身临其境时更能激发他们做实验的热情。比如侯德榜制碱法的例子,教师可以将这个故事先讲解给学生,然后让学生把自己当成侯德榜先生,现在要重温当年他是如何制得纯碱的。学生会把自己置身在那时的背景中去,在条件简陋和国力衰弱的年代,让学生体会当年制碱的不容易,让学生体会侯德榜先生制碱的良苦用心以及他的爱国情怀。学生因为身临其境地模仿科学家做实验,这在很大程度上会改变学生的学习方式和学习态度,学生会从以往的“要我做实验”变成“我要做实验”最后变成“我要去探索”,学生的学习方式改变了,变被动为主动,学习效果也大大提高了,教师的教学目的也就达到了。
第四,应用化学史对学生进行德育教育。师者,所以传道、授业、解惑也,教师传道最重要的部分就是进行德育,教学生如何做人。化学史是很好的德育资源,化学史中很多科学家的事迹可以对学生的世界观、价值观形成很大的影响。比如居里夫人提炼镭元素的过程中要做很多重复的工作,而且工作量大。但她不怨其烦,一直坚持,最后提炼出镭元素。通过这个例子让学生明白做事情要认真,要持之以恒,最后一定会成功的。
第五,把化学史的教学引申到课外研究及校本课程[4]。现在很多学校和老师都很重视校本课程的开发和教学,教师可以引导学生去收集化学史素材,整理其中的化学实验,化学探究问题进行自主探究学习,教师可以将学生的探究成果整理成文,形成有本校特色的校本教材。对学生、教师和学校都有好处。
总之,将化学史渗透到教学中必须适量且适用,处理时要恰到好处。无论是利用化学史来作为导入材料,还是渗透到习题和实验;无论化学史的应用是用来辅助专业知识的学习,还是来进行德育的,化学史的教育都越来越多地被化学教师应用到教学中去,只是我们化学教师对化学史的还要多研究,以更高的标准来要求自己,将化学史的教育作为化学教学中的一个重要组成部分。
摘 要:化学的历史悠长,化学与人类的生活息息相关,人类社会的进步发展离不开化学的支撑。化学史教学对高中生教育具有重要教育价值。学习化学史可有助于学生透彻地理解和掌握所学化学知识,使学生认识真实的科学家;有助于学生树立正确的唯物主义世界观,也有助于培养学生良好的心理素质。
关键词:化学史;教育价值;学习兴趣;科学家
化学史是化学科学研究、产生、形成和发展过程中的真实记载,它向人们展示了科学家们揭开神秘化学现象背后的规律所进行的系统研究方法,以及他们所具备的优秀科学研究精神。化学史有许多充满价值的小事例,这些事例中蕴含了了人与人、人与自然、人与社会的关系。化学史的研究价值就在于这些事例背后所暗藏的巨大教育价值。挖掘好化学史的巨大潜在价值并应用于中学课堂教学中将是我国化学教育教学中一个不可或缺的组成部分。本文将对化学史的教育价值提出一些见解。
一、化学史教学有助于学生理解化学知识
学习贵在得法,很多一线教师会发现在平时的教育教学中许多学生掌握化学知识的方法不合理,学生总习惯机械地记忆一些物质名称、元素符号以及化学方程式,不加总结思考地做练习题,以为这样所谓的刻苦努力就能取得好成绩。但实际上学生可能有时常常事倍功半,他们并不能真正地掌握这些知识,其原因在于学生没有真正理解所学知识,只是机械记忆。此时若能在课堂上融入一些化学史小故事,会有助于学生理解每个化学知识点存在的背景,让学生体会到化学离我们并不遥远,它与生活息息相关,使化学以更加饱满的形象出现在学生的视野中。高中人教版教材融入了很多化学史资源,如舍勒氯气的发现,侯德榜研究的“侯氏制碱法”,门捷列夫绘制出的元素周期表等等。因此,教师在进行相应章节的教学时就可以适时引入一些化学史资料,这样对学生理解化学知识会起到重要作用。
二、化学史有助于学生认识真实的科学家
教给学生知识是一方面,平时教学中要渗透学生要有理想有远大的抱负,有目标才有动力。化学史的每一个主角都是人,每一个人都有自己的日常生活、行为习惯和职业操守,化学家也不例外。教师在授课中把化学家当成普通人,当成朋友,这样能寻找到更多的教学灵感和教学内容。通过化学史的教育让学生认识到化学家并不是遥不可及的,当学生产生这样的意识:科学家也是普通人,也是通过后天努力成为的,他们只不过是第一个吃螃蟹的人。这样学生才有可能走近他,并且有可能在以后也成为科学家。所以在平时教学中教师应当给学生补充全面真实的化学知识,教师起的作用很关键,也许是一个不经意的介绍都会让学生产生巨大的心理变化。化学史所展现的优秀化学家的人格魅力,所体现出来的对科学事业的执著追求,以及百折不挠的意志品质,都会使学生在耳濡目染中受益匪浅。
三、化学史有助于学生树立正确的辩证唯物主义世界观
每一个人都要有正确的世界观和人生观,在教学中教师要注意正确引导学生。正确的世界观和人生观对科学家的科学研究成败有重大影响。古人提倡以史为鉴、以史明理。化学发展史本身就是一部优秀的历史教科书,我们要深入挖掘其中的教育价值。任何一门学科的发展都是一个逐渐积累和不断完善的过程,这本身体现了辩证否定观,我们必须树立创新意识,做到“尽信书不如无书”。比如,现在有些学校可能受条件限制学生很少做化学实验,所以学生在学习化学时经常会重理论轻实验,只会纸上谈兵。为了纠正学生的这种想法,教师可以适当补充有关化学实验的化学史小故事,如波义尔不小心把盐酸沾到紫罗兰使之变色从而发明酸碱指示剂。让学生在故事中体会到化学是一门以实验为基础的学科,任何化学知识的发现都是建立在实验的基础之上的。
四、化学史有助于进行美育教育,培养学生良好的心理素质
化学史发展本身就是一首首美丽的诗篇,从古代的钻木取火到新时代的清洁燃料,从古时的树叶遮身到当下各种新型环保面料……化学在发展,社会在进步,化学家的发明创造为人类带来了美好的生活。比如,1965年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白质――结晶牛胰岛素。化学家的发明创造为我们的生活增添了色彩,每一种新物质的创造诞生都给人类带来了惊喜,为我们的生活提供了更多的方便。化学家们创造的美会深深震撼着学生的心灵,带给学生美的享受。素质教育强调德、智、体、美劳全面发展,因此,进行化学史教育可以对学生进行美育教育,可以培养学生对生活充满热爱,形成乐观向上、积极进取的良好心理素质。
总之,化学史有着丰富的教育价值,作为化学教师应该不断学习,努力去挖掘化学史这块巨大的“宝藏”。在化学教学中恰当引入化学史,可以帮助学生更好地理解化学知识,激发学生学习兴趣;有助于学生树立正确的辩证唯物主义世界观;同时可以学习科学家坚韧不拔、吃苦耐劳的品质,培养学生良好的心理素质。
摘 要:在应试教育大环境下,教师往往忽视了化学史在课堂教学中发挥的重要教育价值。把化学史恰当补充到课堂教学中有助于激发学生的学习兴趣,调动他们的爱国热情,提高他们的科学素养以及培养他们的科研品质等。
关键词:化学史;中学化学教学;中学生
化学是一门实用学科,它广泛应用于人类的衣食住行。人们常说“要铭记历史”,我们要从历史中获得启迪。然而在应试教育大背景的影响下,很多化学教师在教学中忽视了化学史的教学价值。“吃水不忘挖井人”,鉴于此,本文浅谈一下化学史对中学化学课堂教学的作用。
“科学给人知识,历史给人智慧”。化学史是一座巨大的教育资源宝藏,若能深入研究挖掘它,则可以提炼出丰富的教育资源。教师教学以教材为根本,恰当穿插化学史内容,有利于培养高素质学生。在激发学生的学习兴趣、培养刻苦钻研精神、提高爱国意识等各方面有着重要意义。
一、激发中学生的学习兴趣,提高课堂效率
“兴趣是最好的老师”。“亲其师”才能“信其道”。在课堂教学中,教师的首要任务是要想办法调动学生的积极性,让学生喜欢上课,让学生从内心感受到化学的神奇和魅力。一个人的主观能动性对学好一门知识有重要意义。
传统的“灌输式”教学方式常让学生觉得枯燥无味,若能在教学中恰当融入一些化学史的趣事会有效地改善这种现象,激发学生的兴趣。比如,在讲“苯”这一知识时,教师可以补充凯库勒确定它的结构时梦见“蛇咬尾巴”这个小趣闻;在讲“氧化反应”这节课时教师可补充拉瓦锡因为否认燃素说而被送上断头台的故事等。如果教师只是照本宣科地讲授课本知识只会让学生死记硬背,但若能穿插化学史的趣闻则可有效活跃课堂气氛,激发学生的求知欲,而且可以加深学生对枯燥化学知识的学习和掌握。像这样的化学史趣闻有很多,需要教师平时不断积累、挖掘,然后运用到课堂教学中。
二、掌握科学的化学研究方法,增强学生的自主创新能力
教育不但要传授知识还要培养学生科学的思维和研究方法。化学史教学是学生学习科学方法的良好途径,化学家正是运用了合理的研究方法才最终取得成功。教师在教学中若能给学生渗透每个理论诞生的过程,会让学生通过学习科学家的成功案例逐步形成自己的化学思维方法和科学素养。
例如,在讲物质结构时,教师可以介绍元素周期表的发展过程。元素周期律的发现是化学史上的一大重要突破,具有不可撼动的地位。它的发现凝结着科学家的辛勤汗水,授课中要让学生了解这段化学史:门捷列夫对各个元素的性质和相对原子质量之间的关系进行了科学的研究、分析和概括,终于总结出元素周期律,编制出第一张元素周期表,它的发现使化学进入了一个系统化的阶段。这一历史也告诉我们,正确的研究方法是取得成功的关键,我们只有应用科学的方法分析、解决问题,才能取得成功。教师的价值不仅在于教会学生知识,更重要的是教给学生解决问题的方法。这就是现代教育所倡导的“授之以渔”。
三、激发中学生的爱国热情
教师的主要职责是教书育人,在教学中要兼顾教书和育人。日常教学中教师常忽视对学生进行爱国教育,其实,化学史为我们提供了许多好的素材。化学史中所展现的化学家的人格魅力及爱国情怀会使学生受益匪浅。例如,化学工业的先驱――侯德榜先生心怀国家,学有所成后毅然放弃国外的丰厚待遇,回国报效祖国,发明了震惊化工界的“侯氏制碱法”,为中华儿女赢得荣誉。再如张青莲院士主持测定的铟、铱、锑等几种元素的相对原子质量新值,得到国际认可,成为国际新标准。从这些化学史中学生可以感受到强烈的民族责任心和自豪感,认识到他们肩负的使命,并激励出为祖国的强大而奋发努力的决心。
四、培养中学生刻苦的科学研究品质
科学研究是漫长的过程,研究者必须具有勤奋刻苦、百折不挠的精神。科学史上许多重要发现都建立在研究者的辛苦努力上。在教学中,教师可以利用这些有说服力的化学史来教育学生,成功背后必然有付出的辛酸。例如,居里夫妇历经四年的艰辛努力,通过不断的尝试,凭借百折不挠的精神终于发现放射性元素钋和镭,最终获得诺贝尔奖。再如氟单质的研究也是一段悲壮的历史,一些科学家甚至献出了生命,但莫瓦桑不畏惧死亡,经过不断的研究和尝试,最终取得了成功。
化学的发展使世界变得丰富多彩,然而我们不能忘记历史。化学史是课堂教学不可缺少的组成部分,对学生成绩的提高、思想的进步、综合素质的提高等各方面都起到推动作用。我们要突破传统的“填鸭式”教学方式,在课堂上若能恰当渗透化学史,可能会给平淡的化学课堂带来“火花”,让沉闷的课堂出现新活力,让学生在轻松愉悦的氛围中学会知识和学会做人。
【关键词】 化学教学;化学史;作用
随着新课程改革以及素质教育的推进,学校教育已经从单一的知识传授、技能传授,改变为高中生综合素质的培养与提高。所以高中化学新课程中化学史的教育出现在了课堂上,而且起一定的作用,也是课本内容中一个重要的组成部分。所以,高中化学老师在化学教学中,为适应新课程要求,就高中新课程中化学史在史话资料、内容及呈现形式方面进行了统计分析,引入了内容更加丰富的科学史话板块,从而阐述了化学史教育在学生素质教育中的重要地位和作用。让学生明白学习化学的深刻意义,化学在我们生活中有无可估量的作用。所以化学老师要在教学中结合课本内容,讲一些化学史,让学生明白化学的发展历史,引导学生进行探究性学习,培养学生的创新精神是非常必要的。
一、化学史的教育作用
众所周知,化学史就是化学科学的形成、产生以及其发展演变规律的反映,是人类在漫长的社会实践中对大自然化学知识的历史论述、认识,是化学家不断探索、发现、创新、研究的历史过程。为了让学生认识化学的发展过程,提高学生学习化学的兴趣,老师要在具体的教学中根据具体情况适当地穿插化学史,抓住学生的注意力,调动他们对化学的学习兴趣。1904年,法国著名的科学家郎之万首先提倡在科学教学中运用历史的方法。可见,高中化学教学中结合化学史教育有助于学生加深对化学的爱好与兴趣,加强学生对化学知识的理解,培养学生的科学精神,激发学生学习化学的兴趣,并调动学生学习化学的积极性。当然,适当、合理的穿插化学史的教育,还可以激发学生的爱国热情,增强学生的民族自豪感。所以,化学史教育在高中化学教学中不但能起到知识的传递作用,而且还能增加学生的综合素质,提高学生对化学知识的兴趣与热爱。
二、化学史可以让学生开拓视野
高中生正是大量吸收知识、开拓视野的学习阶段,所以在各科教学中老师都要考虑到这方面的内容和因素,化学教学也不例外。为了开拓高中生的视野,我们可以结合课堂教学内容,选择有教育意义的典型题目,采取多种多样的形式进行化学史教育。如举行专题讲座,《古代‘化学家’――葛洪》本文转载于中国中医,讲他是一位怎样的道学者、著名炼丹家、医药学家,以及他的《神仙传》《抱朴子》《肘后备急方》《西京杂记》等作品如何传世,还有他在炼制水银的过程中,发现了化学反应的可逆性,他指出,对丹砂(硫化汞)加热,可以炼出水银,而水银和硫磺化合,又能变成丹砂。他还发现用四氧化三铅可以炼得铅,铅又能炼成四氧化三铅,等等。这种关于化学的历史虽然有点遥远,但和今天的化学发展有着不可分割的作用,一定能激发学生的学习兴趣,把他们的视野从课堂上引入到广阔的历史世界中,从而调动他们对化学的求知欲。
三、化学史的多样性让学生更易理解
高中化学中渗透的化学史,已经不只是一些文字的叙述故事,也不是一个单调化学家的名字,而是以彩陶、雕像、透明金刚石薄膜、古画等形式呈现多种多样、内容丰富的化学史。在枯燥的文字中也增加了不少有趣的配合文字说明的图片,通过这些图片的鲜艳色彩、具体数据、重要史实,还有适当的文字说明或描述,让学生更真实、直观、亲切、深刻地理解化学的发展过程,使得化学史知识更直观、易懂,更接近于生活,也更加能提高高中生的阅读兴趣,进而丰富他们的想象力,启发学生的思维,让他们更有效地投入到学习中,理解并掌握更多的化学知识。比如,化学在解决人类面临的一系列危机方面的历史故事,如能源危机、环境危机和粮食危机等。这些实例能大大激发学生对化学的敬畏心理,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习。高中化学是高中的主要学习课程,所以,要在教学中通过渗透化学史来增加化学的趣味性、生动性,提高学生学习化学的兴趣。让学生了解化学的发展历史以及化学与人类进步和社会发展关系作用,从而了解化学的本质和价值。随着化学教育的改革,化学教科书也会随之不断改变、进步,化学史的渗透也会不断增加和深化,化学史的多样性渗透也将越来越受到广泛重视。
总之,化学史在化学教学中的作用已成为化学教育研究的一个热点问题。因为化学史不但能增加学生学习化学的兴趣,调动他们学习化学的主动性、积极性,也能拓展学生的视野,提高他们学习化学的责任感。
摘 要:我们不难看出在新课程改革中将化学史融入化学教学中,将对学生的学习兴趣、学习成绩、科学素养、知识视野等都会有所提高,同时也会提高自身的学术魅力与专业素养。为原本枯燥乏味的化学课带来了欢声笑语,增进了师生之间的情感.。
关键词:化学教学;中学
古语云“读史可以明鉴,知古可以鉴今,学史可以晓理”。我国著名的教育家、化学家傅鹰教授也曾多次讲过:“一门科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分,因为科学只能给我们知识,而历史却能给我们智慧。”化学史本身就像一曲动人的旋律, 从烧制陶器到金属时代从树叶遮身到各种新颖面料,从钻木取火到高能燃料…… ,化学给人类创造美好的幸福生活。如果在化学教学中运用化学史,可以使教学不仅只局限于现成的理论知识,还可以追溯到隐藏在它背后的故事;甚至还可以揭示出前人研究科学的思想和方法,使学生受益匪浅。
继新课程改革的浪潮后,教师不仅要认真领会课程改革的主旨,还应贯彻《化学课程标准》的具体要求,在义务教育阶段以提高学生的科学素养、激发培养学生学习化学兴趣为主旨。在化学教学中适当融入化学史事例进行教育,对激发学生的兴趣、培养学生的科学探究能力等将有至关重要的意义。
作为一名年经的化学教师,我充分认识到化学史在化学教学中的地位和作用。但在现实的化学教学中大部分教师以追求升学为目的,在教学中过分强调学生对化学知识的掌握,不注重对学生情感态度价值观的培养。纵观初中化学教材,我们不难发现教材有目的在不同的章节内容上,引入了相关的化学史知识。但给人的感觉就好像是“味精”一样,常常被一带而过。在实际的教学中,甚至被打入忽略,完全没有发挥出其应有的作用。那么在课堂上怎么巧妙的将化学史和教学内容融合起来,本人尝试着化学教学中实践,根据自己的一点肤浅体会谈谈这样做的好处。
一、可以提高学生学习化学的兴趣
我国著名的教育家孔子曾说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”.美国著名的心理学家布鲁纳也说:”学习的刺激力量乃是对所学教材的兴趣.”只有对知识产生了兴趣,才能孜孜不倦,主动的去学习去探索。初中是学生学习化学的启蒙阶段,教师的关键就是要培养学生的学习兴趣。在教学中我经常听见学生说“物理难、化学繁,数学习题做不完”。的确,化学的内容比较抽象会让学生难以理解,同时也会感觉特别枯燥乏味。适当的将化学史引入化学教学,会产生令人意想不到的效果。如我在讲述酸碱指示剂的时候,我是这样引入的:历史上伟大的发现其实都是源于生活,只不过有的人善于思考善于发现 ,英国化学家波义耳在一次紧张的实验中,放在实验室内的紫罗兰,被溅上了浓盐酸,他急忙把冒烟的花用水冲洗了一下,然后插在花瓶中。过了一会波义耳发现深紫色花变成了红色的。通过这个故事即吸引了学生的注意力,又活跃了课堂氛围,也提高了学生的兴趣,让学生充分体验到“在生活中学习化学,在化学中了解生活。”
二、可以培养学生的爱国主义思想
教书育人是教师的天职,也就是说教师除了传授知识和技能,还要注重育人。新课程教学内容之一是对学生进行爱国主义教育。由于初中化学学科的特点,教材上各章节的化学史则为我们提供了许多素材,这些素材也特别有感染力,会对学生产生迁移默化的良好影响。例如:在讲《生活中常见的盐》时,先跟学生介绍侯德榜的故事:侯德榜在幼年家境贫寒,读书十分刻苦,浇田和放牛时仍手不释卷。最后以10门功课1000分的特优成绩被保送美国攻读化学专业。当时看到我国制碱工业被英国公司垄断,侯德榜毅然决然放弃优厚的条件,怀着工业救国的远大抱负,回国创业。经过5年艰苦的摸索实验,终于揭开了制碱法的秘密。于是在天津塘沽建立了永利制碱厂,随着工艺技术和产品质量的提高,将中国的制碱技术推上了一个新的高度,同时侯德榜也有了中国制碱大王的美誉。又如我国化学家张青莲教授为相对原子质量测定做出了卓越的贡献。通过了解这些事例不仅能够鼓励学生今后努力学习,也进一步增强了他们的民族自豪感和自信心。
三、可以提高学生的科学素养
中学化学课程目标之一是提高学生的科学素养,因此中学化学教学不仅仅是局限于具体的化学知识的学习,还应当多关注和提高学生的科学素养。以水的组成揭秘史为例:在很长一段时间内,水一直被看作是一种“元素”,直到18世纪末,英国科学家普利斯、卡文迪许通过实验已经揭示出水不是一种元素,可惜两位科学家受当时观念的束缚和影响,没能认识这一点,一年之后法国科学家拉瓦锡重复了相同的实验,并做了一个相反的实验,最终认识了水的组成。从上面的故事学生可以得到启示:科学和真理是不能被谬误和假象所蒙蔽,科学家们正是凭借这种实事求是的态度、锲而不舍的精神,取得了一个又一个的成功。
通过讲解史实让学生明白在做实验时对于任何一个微小的细节和变化都不要放过,对于失败的实验,要分析出原因,总结经验,这样有助于培养学生认真、严谨、勇于探究的科学态度。
综上所述,我们不难看出在新课程改革中将化学史融入化学教学中,将对学生的学习兴趣、学习成绩、科学素养、知识视野等都会有所提高,同时也会提高自身的学术魅力与专业素养。为原本枯燥乏味的化学课带来了欢声笑语,增进了师生之间的情感.。法国著名科学家保罗・朗之万说过:“在科学教学中加入历史的观点是有百利而无一弊的。”因此,在化学教学过程中融入相应化学史的知识,将会成为新课程中必不可少的一部分。
摘 要: 本文在中学化学课程内容基础上,将化学史分为化学学科的形成与奠基者、原子分子论与元素周期律、化学重要原理的提出、化学微观世界的探究四个部分,化学史应用在中学化学教学中具有极大价值,在教学中要合理应用化学史。
关键词: 化学史 中学化学 教学应用
一、问题的提出
近年来,中学化学教学中化学史的应用逐渐被重视,许多高等师范院校开设了化学史课程。对于中学化学教学中需要应用的化学史实,已有研究都以举例形式呈现,未能系统指出中学化学阶段涉及的化学史实。笔者在中学化学课程内容的基础上,将化学史实分四个部分,下面对化学课程内容涉及的化学史实进行论述。
二、化学学科的形成与奠基者
1.化学学科的形成
人类从用火开始,由野蛮进入文明,开始用化学方法认识和改造物质,人类用火烧制熟食、制作陶瓷、冶炼金属,逐渐学会酿造、染色等。早在公元前四世纪,我国有阴阳五行学说,认为万物的构成以金、木、水、火、土为基础,古希腊人提出的火、风、土、水四元素说,二者是古代朴素的元素观。公元前两世纪,炼丹术在古代中国盛行,后来传入欧洲,演化为炼金术,成为近代化学的雏形。
2.波义耳――把化学确立为科学
化学史学家把1661年作为近代化学的开端,因为这年有本对化学发展产生重大影响的著作问世,这本书是《怀疑派化学家》,它的作者是英国化学家波义耳(1627-1691),波义耳最大的贡献是给化学元素下了科学定义,他的科学成就还有对空气性质的研究、燃烧现象本质的研究、酸碱和指示剂的研究,波义耳被誉称“把化学确立为科学”。
3.拉瓦锡――近代化学之父
拉瓦锡(1743-1794),法国化学家,被称为“近代化学之父”,拉瓦锡的科学研究方法开创化学发展的新纪元,他推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说,建立了以氧为中心的燃烧理论,他提出规范的化学命名法,倡导并改进定量分析方法,验证了质量守恒定律,撰写了第一部真正意义的化学教科书《化学基本论述》。
三、原子分子论与元素周期律
1.道尔顿――原子学说
道尔顿(1766-1844),英国化学家,1808年道尔顿提出了原子学说,为近代化学的发展奠定了重要基础,在提出原子论的同时,确定原子量的测定工作,从而成为化学史上测定原子量的第一人,成为这一领域的拓荒者,引起当时欧洲科学界的广泛关注,测定各元素的原子量成为当时热门的课题。
2.阿伏伽德罗――分子学说
阿伏伽德罗(1776-1856),意大利物理学家、化学家,1811年阿伏伽德罗提出分子学说,在之后的50年里分子学说没有受到科学界的重视,尽管阿伏伽德罗做了再三努力,直到他1856年逝世,分子学说仍然没有为大多数化学家所承认,为了纪念阿伏伽德罗,把一摩尔某种微粒集体所含微粒数为阿伏伽德罗常数。
3.康尼查罗――原子分子论
康尼查罗(1826-1910),意大利化学家,1860年在德国卡尔斯鲁厄的国际化学家会议上,他用充分的论据证实了分子学说的正确性,康尼查罗的工作使原子分子论得以确立,当时因为不承认分子的存在,化合物的原子组成难以确定,原子量的测定和数据呈现一片混乱,原子分子论的确立使原子量测定工作走出困境。
4.贝采尼乌斯――元素符号
贝采尼乌斯(1779-1848),瑞典化学家,对化学的突出贡献是测定原子量和制定元素符号,他在近二十年的时间里孜孜不倦地从事原子量的测定工作,在化学发展史上写下光辉的一页,他首先倡导以元素符号代表各种化学元素,用化学元素的拉丁文名表示元素,这就是一直沿用至今的化学元素符号系统,他的元素符号系统公开发表在1813年由汤姆逊主编的《哲学年鉴》上。
5.戴维――发现元素最多者
戴维(1778-1829),英国化学家,19世纪初,戴维用电解法和热还原法制得钾、钠、镁、钙、锶、钡、硼和硅,证明了舍勒发现的黄绿色气体不是所谓的“氧化盐酸”,而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为Chlorine,中文译名为氯,使元素的种类增加了九种,是发现元素种类最多的科学家。
6.门捷列夫――元素周期律
门捷列夫(1834-1907),俄国化学家,于1869年发现元素性质随原子量的递增呈周期变化的规律――元素周期律,他根据元素周期律编制了第一个元素周期表,把当时已经发现的63种元素全部列入表里,从而初步完成使元素系统化的任务,此时还有许多元素没有被发现,他在元素周期表里留下空位,对某些未发现元素的性质作了预言,后来他的预言都得到证实。
四、化学重要原理的提出
1.化学热力学与动力学理论
盖斯(1802-1850),俄国化学家,热化学的奠基人,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,即著名的盖斯定律。吉布斯(1839-1903),美国科学家,他奠定了化学热力学的基础,提出了吉布斯自由能。范特霍夫(1852-1911),荷兰化学家,在化学反应速度、化学平衡和渗透压方面取得了骄人的研究成果,1901年第一个诺贝尔化学奖授予范特霍夫。勒夏特列(1850-1936),法国化学家,1888年他提出了化学平衡移动原理(勒夏特列原理)。哈伯(1868-1934),德国化学家,发明了合成氨的方法,1918年获诺贝尔化学奖。
2.化学酸碱理论
波义耳提出了最初的酸碱理论:能使石蕊试液变红的物质是酸,能使石蕊试液变蓝的物质是碱。阿伦尼乌斯(1859-1927),瑞典科学家,电离理论的创立者,1887年提出了酸碱电离理论(阿伦尼乌斯酸碱理论):凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质是酸,电离出的阴离子全部都是OH-的物质是碱,他还研究温度对化学反应速度的影响,得出著名的阿伦尼乌斯公式,提出活化分子理论和盐的水解理论等,获得1903年诺贝尔化学奖。
3.有机化学理论
维勒(1800-1882),德国化学家,1828年他因人工合成了尿素,打破了有机化合物的生命力学说而闻名,使有机化学得到了迅猛发展。李比希(1803-1873),德国化学家,被称为“有机化学之父”,他发明和改进了有机分析的方法,准确地分析了大量有机化合物,提出了化合物基团的概念及多元酸的理论。凯库勒(1829-1896),德国化学家,有机结构理论的奠基人,1857年提出碳原子四价和碳原子间相互成链理论,1890年提出苯分子的结构式,推动了有机化学的发展。
五、化学微观世界的探究
1.原子结构理论
在道尔顿的原子学说基础上,展开了原子结构的研究。汤姆逊(1856-1940),英国物理学家,1903年他在发现电子的基础上提出了原子结构的葡萄干布丁模型。卢瑟福(1871-1937),英国物理学家,他根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型。波尔(1885-1962),丹麦物理学家,于1913年建立起核外电子分层排布的原子结构模型。20世纪20年代建立的量子力学理论,使人们对于原子结构的认识更深刻,从而有了原子结构的量子力学模型。
2.分子间作用力与化学键理论
范德华(1837-1923),荷兰物理学家,范德华首先研究了分子间作用力,分子间作用力又称范德华力。科塞尔(1888-1956),美国化学家,1916年提出离子键理论。路易斯(1875-1946),美国化学家,提出共价键理论。鲍林(1901-1994),美国化学家,他提出共价半径、离子半径、电负性、杂化轨道等概念和理论,他撰写的《化学键的本质》被认为是化学史上最重要的著作之一,1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖。
六、结语
上述是中学化学课程内容涉及化学史实的系统总结,由于理论水平和篇幅限制,难免有所遗漏并且未能展开论述。化学史实应用在化学教学中具有极大价值,有利于中学化学和大学化学教学的衔接,对化学课程标准和教科书的编写有启示意义,从学生角度而言,可以激发学生的学习兴趣和探究欲望,使其了解化学学科发展的大致历程,加深学生对科学本质的理解。在实际化学教学中,要依据课程内容要求和学生的认知水平,把握好化学史实涉及知识理论的深度和难度,合理应用化学史进行化学教学。
结合具体教学案例,探讨化学史在初中化学教学中的教育价值,并提出了一些实现化学史教育价值的策略,以期对初中化学教师实施化学史教育有所帮助。
化学史;教育价值;实现策略
化学史是化学科学产生和发展的历史,是人类探索和改造物质世界的历史,也是人类精神文明发展的历史,是科学精神最集中的载体。化学史教育是指在化学教学中结合化学史实向学生进行的教育。法国著名的科学家郎之万说过:“在科学教学中加入历史的观点是有百利而无一弊的。”然而,多数教师对化学史的教学并不重视,实际教学中往往一带而过,或者让学生课后自行阅读教材中的化学史素材。上述情况的出现表明教师对于在初中化学教学中进行化学史教育的重要性缺乏了解。笔者结合一些教学案例略谈化学史在初中化学教学中的教育价值及其实现策略。
一、激发学生学习兴趣,调动学生学习积极性
化学史上一些发现、发明和科学家的主要事迹、奇闻轶事,都会引起学生的好奇心,激发其学习兴趣。在氧气性质的教学中教师可介绍普利斯特里发现氧气的实验:“当我获得这种气体后,我发现蜡烛在这种气体中燃烧时竟然发出一种非常亮的火焰,我真不知道该如何去解释这种奇怪的现象。我用玻璃管将这种气体吸进肺中,感到胸部很轻松,很舒服,谁知道这种气体将来会不会是一种时髦的奢侈品呢?但现在只有两只老鼠和我才有享受这种气体的权利啊!”(普利斯特里先用小老鼠做了实验)通过上述叙述,学生在科学家诙谐幽默的话语中体会到氧气的性质,也感到化学科学的学习其实是件轻松快乐而又让人兴致盎然的事。
此外,教师可在自制酸碱指示剂的探究实验的教学中,进行波义耳发现指示剂的故事的讲解;在燃烧与灭火中的教学中,介绍德国商人布兰德想从尿里制得黄金,却意外地分离出像蜡那样的色白质软的物质――白磷;讲解二氧化碳性质的时候介绍普利斯特里发明“汽水”的故事等等来激发学生的学习兴趣。
二、培养学生顽强探索的科学品质
化学史上任何一个科学发现和发明,无不凝聚着化学家辛勤的劳动和忘我的追求,而这一过程更能体现化学家孜孜以求、顽强探索的科学精神。初中阶段元素周期表知识的教学中,由于学生对元素性质的认识较少,难于体会元素周期表对化学学科的重要作用,但教师可对门捷列夫勤奋的一生做适当介绍:在门捷列夫的时代,科学家们只发现了63种元素,但是元素之间是否存在联系呢?门捷列夫经过长达十年的研究,终于发现了元素周期律,并据此制出第一张元素周期表,为20世纪的科学发展指明道路。门捷列夫一生勤奋,涉猎广泛,被称为俄国的达芬奇,在他所写的几千卷著作中,仅有10%是有关化学和物理的,其它的是关于经济、技术、地质等方面著作。“什么是天才?终身努力,便成天才!”就是门捷列夫的名言。学生在感叹科学家对科学知识孜孜不倦求索的同时,也会鞭策自己更加勤奋的学习,以更执着的精神探索科学世界。
“每种纯净物质的组成是固定不变的,所以表示每种物质组成的化学式只有一个。”这是人教版义务教育教科书第四单元课题4化学式与化合价中毫不起眼一句话,却是化学家普鲁斯特用整整 7 年的时间,做了上千次的分析实验才得出的结论,教学中教师也可对此段化学史作相应介绍。
三、增强学生崇尚科学、热爱祖国的情感
化学科学的魅力,在于其能在纷繁复杂的表面现象中揭示出物质及其变化之间的规律,在于其创造性和实用性。在化学肥料的教学中,教师可介绍化学家李比希对肥料工业的贡献:千百年来,普遍的观念认为人和动物总是以有机物(即植物和动物)为食物,庄稼也应该是以有机物为“食物”。但是,人们往田里施绿肥、施粪肥时,庄稼的产量并没有明显的提高。为了探索庄稼的秘密,李比希雇人开垦荒地,种上庄稼,并给庄稼施用各种无机盐,根据哪块地里的庄稼长得茂盛,就能知道庄稼喜欢“吃”什么。很快,李比希发现,庄稼非常喜欢吃“钾”和“磷”。在农业化学上,这是具有重大历史意义的发现。为了给庄稼大量供应钾肥,李比希办起了钾肥厂。李比希还发明了制造磷肥的方法。如果说,许多化学家所研究的定律、结构、化学成分等还只有理论意义的话,那么李比希的这些研究具有重大的实际意义。一位评论家曾这样评论道:“世界上没有任何学者对于人类的贡献,能与李比希相比!”这话固然有点偏颇,不过,李比希的研究工作,使庄稼的产量成倍增长,造福于全人类,这不能不说是他的巨大贡献。显然,这样的化学史实的介绍比空洞的口号更能激起学生崇尚科学的情感。
化学史上人才辈出,科学家们崇高的品德,高尚的情操和他们热爱祖国的高尚品质,更是对学生进行人生观教育的良好素材。在盐的教学中,可介绍我国制碱工业的先驱侯德榜的事迹,教育学生为我国杰出的化学家感到自豪,激发学生的爱国情怀。作为四大文明古国的我国,在化学方面也有杰出成就,四大发明中的造纸术、火药对世界科学的发展具有重要作用,我国古代人民很早就掌握了铜的冶炼技术,并制造出享誉世界的青铜器,通过类似化学史的介绍,提高学生的民族自尊心和自豪感。
四、有助于学生科学思维、科学方法的形成
化学教学不应仅仅传授具体的事实性的化学知识,更应让学生形成从化学的视角认识事物、解决问题的思想观点和方法。一切的化学知识中无不蕴含着科学家解决问题,发现真理的思维方法。在质量守恒定律的教学中,无论是对波义耳和罗蒙诺索夫得出截然不同的结论的实验分析,还是罗蒙诺索夫哲学层面的质量守恒定律和拉瓦锡的基于精确实验的物质不灭定律的比较,都是教师用来训练学生科学思维的极好素材。而在水的组成的教学中通过化学史的介绍,更能启发学生:普利斯特里和卡文迪许都认为水是一种元素,而拉瓦锡却能成功揭示出水的组成,除了其不相信燃素说外,还在于其逆向思维,使水分解,从而以无可辩驳的事实揭示出水的组成的奥秘。
实际教学中可以通过对化学家从事研究工作过程的叙述,使学生了解化学家是通过怎样的途径、采取了一些什么样的科学方法来解决问题的。在物质构成的奥秘的教学中,教师都会讲到:“有些物质是由分子构成的,而分子又是由相应的原子构成的。”这时有的学生会有这样的想法:“物质由分子构成,而分子又是由原子构成的,干嘛不直接说物质由原子构成的呢?”对于这个问题,教师普遍的解释是:“分子是构成物质的一个基本结构单元,原子必须依据一定的比例先构成分子再构成物质,这些原子是无法直接构成相应的物质的。”此时也可以根据学生的实际情况进行如下化学史的介绍:1803年道尔顿首先提出了原子论,认为物质都是由原子构成的,在氯气和氢气反应生成氯化氢反应中,氯原子和氢原子反应生成氯化氢原子(复杂原子),各种原子的个数比为1:1:1。而同一时期的法国的科学家盖・吕萨克通过实验测定做出推论:相同温度和压强下,相同体积的气体具有相同的原子数。综合两位科学家的结论可以知道,上述反应各物质的原子数比为1:1:1,体积比也应该是1:1:1,而实际测出的结果却出乎意料,体积比为1:1:2。究竟是哪里出错了呢?两位科学家互相指责,都认为对方的观点是错误的。针对这种情况,意大利科学家阿伏伽德罗进行深入的思考,他指出:并不是所有的物质都是有原子构成的,应该有一个由原子构成的结构单元,阿伏伽德罗把它称为分子,比如反应中的氢气和氯气就是由双原子构成的分子即氢气分子和氯气分子构成的,而氯化氢是由氯原子和氢原子构成的氯化氢分子构成的,同时将盖・吕萨克的推论中的原子应该改为分子,成功地解决上述问题,使道尔顿的原子论完善为分子――原子学说。通过上述化学史的介绍,学生意识到了物质的性质并不是都能由原子直接体现的,所以必须有分子这一结构单元。同时也告诉学生:在不能被直接观测到的微观粒子性质的研究上,科学家是如何通过推论、假设、验证等方法来得出结论的。
教学中还可以通过仿照、重复化学家的研究方法,把学生置于科学发现的过程中,让学生也像科学家那样进行研究,从中体会从事科学研究的正确方法。比如,在原子结构的教学中,可以运用科学探究的方法进行教学,从提出问题开始,到猜想与假设、制定计划、进行试验(模拟)、得出结论等环节让学生重走科学家当年探索原子结构的道路,让学生在活动中体验、感受科学方法。著名化学教育家傅鹰教授多次讲过:“化学给人以知识,化学史给人以智慧。”教师要认识到化学史的重要教育价值,充分挖掘和利用好化学史,让化学史的教学成为化学教学的重要内容,使化学史教育成为提高学生科学素养的一个重要途径。
摘 要:化学史对化学的产生、发展有极为重要的作用,它是人类探索世界奥秘的历史,是古今中外劳动人民和科学工作者共同探索的历史。从化学史对化学教育的意义着手,从现代的化学史教学现状进行反思,谈一谈如何在高中化学教学中对化学史进行应用。
关键词:化学史;高中化学;应用
由于化学是以人类不断探索为基础的自然科学,因此化学史作为人类探索的历史,具有重要作用。这也是人类向文明进化的一种有效途径。而化学史对于学生在化学学科学习中,也是有很大的积极作用。
首先,化学史可以激发学生学习化学的兴趣。化学史里有一些著名科学家的趣闻轶事,这在很大程度上调动了学生的积极性。一方面激发了学生的好奇心,增强了学生的课外知识;另一方面对学生研究化学给予了正确的引导和鼓励,有利于培养学生正确的价值观。其次,化学史有利于培养学生的爱国主义情怀。因为很多化学发明离不开中国这个文化古国劳动人民的智慧。比如在讲金属时可以通过中国古代炼金术、炼丹术等向学生展示中华民族的灿烂文化,增强学生的民族自豪感,从而培养学生的爱国主义情怀。而化学史还有利于培养学生的思维方式,通过对化学史的学习,可以掌握基本的研究化学的方式方法,对学生今后的发展大有益处。而化学史从最基本的层面看,还有利于学生加强对化学学科知识的理解和掌握。因为这些知识源自于化学史一步一步地发展。而通过讲解化学史,让学生不再与现实脱节,可以更深刻地掌握相关知识点。
反观现在的化学教学现状,虽然化学史有诸多益处,但是教师和学生对化学史都不够重视。而在教材的编排上,化学史这一部分也有待改变。在教材中化学史大多以资料的形式向我们呈现,缺少相应的描述,同时也不足以引起学生的重视,因此对于如何将化学史应用到化学教学中,我有以下几点建议:
一、以化学史作为课程导入
教师在授课时常常会设计教学情境,对课程进行导入。而用化学史创设问题导入新课来引起学生的思考则是一个不错的选择。比如,在讲有机物时,便可以通过德国化学家凯库勒的生平提出苯的结构式这一故事进行导入。这样通过化学史方式的课程导入,既可以让学生学习相关的化学史知识,又可以让课堂环环相扣、紧密结合,达到高效课堂。
二、将化学史融入习题
由于化学史逐渐被重视,近些年在考试中越来越多和化学史息息相关的题目出现在了考卷上。不论是为了学生化学的综合水平还是应试能力,教师在设置习题时,都应选择将相关的化学史题目融入习题中,这样不仅有利于学生全面学习化学知识,还可以将德育渗透到化学教学中,让学生在全面均衡的教育培养下不断成长。
三、把化学史领进实验课堂
实验课是化学学科教育最重要的部分之一,因此在实验室中可以适当引入化学史相关内容,增强实验的趣味性,提高教学效率。比如,在酸碱中和滴定这个实验中,教师可以在实验的过程中引入酸碱相关的化学史,例如,波义耳研究酸碱的故事。通过化学史,可以让学生全面系统地掌握学科知识,便于学生今后对化学等相关知识的学习。
四、把化学史延伸到课外探究
由于课堂教学的时间较短,因此,化学的实践与探究则需要在课外体现。教师可以引导学生,让学生以化学史为基础,搜集相应材料进行自主探究,从而激发学生学习化学的兴趣,并培养学生自主探究和独立思考的能力。
【摘 要】 初中化学作为科学教育的重要组成部分,新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,引入和穿插化学史教育,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习。
【关键词】 效果;化学史;人文素养
化学史是化学学科的形成、产生和发展及其演变规律的历史。化学史不仅如实地记录了影响化学发展的重要事件,系统地阐述了化学发展的历程,而且向人们展示了化学家们揭开化学现象背后的规律所进行的思维活动和所采用的科学方法,以及他们所具备的科学精神,所呈现的科学道德。初中化学作为科学教育的重要组成部分,新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,引入和穿插化学史教育,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习。
一、化学史在化学教科书中的地位和作用
化学史就是化学科学的形成、产生和发展及其演变规律的反映,是人类在漫长的社会实践中对大自然化学知识的历史论述,是化学家不断探索、创新的历史,也是科学思想取得胜利的历史。化学史教育是指在化学教学中根据具体情况适当地穿插化学史进行的一种教学活动,1904年,法国著名的科学家郎之万(Langevin 1872―1946)首先提倡在科学教学中运用历史的方法。在中学化学教学中结合化学史教育有助于学生加深对化学知识的理解,培养科学的精神和掌握科学的方法,激发学生学习化学的兴趣,调动学生学习的积极性;可进行爱国主义教育,增强民族自豪感,培养民族自尊心。
二、化学史在初中化学教科书中的渗透情况
我国20多年来人教版的初中化学教科书中都渗透了化学史教育的内容,而且化学史内容都占了一定的比例。人教版初中化学教科书中化学史的渗透,主要有以下几个特点:
1.教科书中渗透化学史的内容逐年增多。对比几种教科书,不难看出,不同版本的教科书中渗透化学史内容的章节所占比例逐年递增,1978年版的教科书中化学史才占5%,而2001年版新课程标准教科书中化学史则占到50%。90年代以来,特别是九年义务教育,初中化学教学要贯彻“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的方针,强调加强素质教育,要全面提高学生的各方面素质,教科书中化学史内容渗透逐年增多,说明初中化学教科书正努力反映素质教育的思想和要求,化学史在教科书中占到比较重要的位置。同时,也说明化学课程在提供给学生最基本的化学知识、技能和方法的同时,努力使每一个学生在现有基础上得到发展,获得更多的真正有用的化学知识,这些知识也是培养学生情感、态度和价值观的重要载体,以适应21世纪公民科学素养的要求和社会发展的需要。
2.教科书中渗透化学史的内容所涉及的面越来越宽。1978年版的教科书只是略介绍化学的发展,随后几种版本的教科书,除化学史上的一些重大发现和发明、重要的实验方法外,也介绍了一些著名的化学家及其对化学的重要贡献,化学史的渗透虽有了较大进步,但这些化学史料只是紧扣所学内容,没有进行扩展,这样学生的知识面相对来说还是比较窄。而2001年版的课程标准实验教科书,增加了化学与社会、技术、生活相联系的学习内容,既介绍了早期化学史实,又涉及到了19世纪的经典化学和20世纪的现代化学,化学史内容所涉及的面有化学家及科学实验、材料、能源、环境保护、生命科学、国情知识等诸多方面,化学史得到进一步的渗透。透过化学史实,学生可以了解到科学技术发生的重大变化和飞速发展,同时能让学生知道化学在实现人与自然的和谐共处过程中的重要作用。也能够让教师在授课时,注意学科间知识的综合,从科学、技术、社会相联系的角度引导学生认识化学与材料、能源、健康、环境等方面的关系,逐步使学生形成综合的科学观,提高科学素养。
3.教科书中渗透化学史的形式也越来越多样化。对比几种教科书,90年代前的教科书,多是以文字叙述化学史,形式单一,90年代后的教科书中介绍化学史时,在原来基础了增加了一些插图,化学史呈现的形式有一定变化。而2001年新课程标准教科书,化学史呈现的形式更多样、内容更丰富,在文内增加了不少插图和实物照片,如彩陶、古画、雕像、透明金刚石薄膜等,图文并茂,通过真实的图片、鲜艳的色彩、具体的数据、重要的史实,再加上适当的文字说明或描述,把化学史知识融汇在各单元各课题中,画面色彩明丽,其真实、直观、亲切、深刻,比文字更具有说服力,使得化学史知识更直观、易懂,更接近于生活,能提高初中学生的阅读兴趣和丰富他们的想象力,起到启发思维的作用,便于学生有效地学习、理解和掌握。
三、化学史教育在初中化学教学中将越来越受到重视
化学已发展成为材料科学、生命科学、环境科学和能源科学的重要基础,成为推进现代社会文明和科学技术进步的重要力量,并正在为解决人类面临的一系列危机,如能源危机、环境危机和粮食危机等,做出积极的贡献。让学生在了解化学的发展历史以及化学与人类进步和社会发展关系的同时,更好地了解化学的本质和价值。教师结合化学史进行教学,可以使化学教学不只局限于现成知识的静态结论,还可追溯到它的来源和动态演变;不只局限于书本知识,还可揭示出其中的科学思想和科学方法,使学生受到多方面的教育,同时培养学生独立思维能力和创造精神。随着化学教育现代化的发展,化学教科书会不断改变,不断进步,化学史的渗透也会不断增加,化学史教育也将越来越受到广泛重视,在化学教育中重视化学史教育将成为化学教育发展的一种趋势。
总之,在课堂中渗透化学史教育,对学生的化学成绩、科学素养、人文素养和整体素质都有不同程度的提高,切实体现了新课程所倡导的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标,所以课堂中渗透化学史教育史应该被大力提倡的。
摘 要:根据探究教学的特点从提出问题、寻找证据、形成解释、评价解释等环节,将化学学史融入到高中化学探究教学中,通过化学学史的渗透促进学生探究能力的提高,从而提高学生学习化学的兴趣和教学效率。
关键词:高中化学;探究教学;化学学史
教育重演论认为:现代学生的学习过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演。因此,在高中化学教学中,将化学学史融入探究教学中是非常有必要的。让学生了解化学学史,了解化学科学探究的方法和过程,这样更有利于提高学生的学习兴趣,提升学生的科学探究能力,深化学生对科学探究本质的认识,从而更好地发挥其教育功能。
一、利用化学学史激发学生学习化学的兴趣,提高教学效率
目前的高中化学教学中,学生对化学学习兴趣不浓,觉得化学学习比较难。我尝试在平时的化学教学中适当引入化学学史,激发学生学习化学的兴趣,让学生既能尝到学习的快乐,又能激发学生对学习的求知和欲望。
例如,在学习苯的结构时,我介绍凯库勒悟出苯分子的环状结构的学史:他当时在比利时的根特大学,长期被苯分子的结构所困惑,昼夜苦思冥想。有一天,他想着想着累极了,就睡着了。在梦中,他突然好像看到了6个碳原子连成一条弯曲的蛇,突然,蛇似乎被激怒了,突然一口咬住了尾巴,呈现蛇形的环。他猛然醒悟,急忙整理苯环结构的假说,终于确定了苯的六元环状结构。
介绍完这段化学学史后,学生兴趣盎然,我乘机让学生思考:德国化学家凯库勒认为“苯分子的结构中,碳碳间以单、双键交替结合成环状”的观点,是否合理呢?于是有学生设计了如下实验方案:(1)试管中加入2mL苯,滴入2mL酸性高锰酸钾溶液,振荡后静置。(2)试管中加入2mL苯,加入2mL溴水,振荡后静置。实验现象:1)高锰酸钾溶液不褪色。2)分层,上层橙红色,下层无色。从实验结果发现凯库勒的观点并不合理。于是我又适时引入以下史料:(1)1935年詹斯用X 射线衍射证实苯分子结构是平面正六边形,且所有原子共平面。(2)苯分子中所有的碳碳键的键长(碳原子到碳原子间的距离)相同。层层深入,进而得出苯的真实结构。
通过这样的学史探究,使学生充分感受了蕴藏于这种教学活动中的欢乐与愉悦。同时,在化学家的感召下,唤起了学生体验的欲望和学习的兴趣,一旦学习者注意到一些令他们感兴趣、觉得惊奇的现象时,就开始了探究的过程。
二、利用化学学史引导学生学习前辈科学家研究问题的方法
学生在研究化学学史中的问题时,他们可以参考科学家们探究问题的方法。如科学家们的想法是怎么产生的,他们在遇到问题时会作出怎样的思考,又会提出怎样的质疑,用什么方法、从什么角度去质疑,最终这些疑问又是通过什么样的途径去解决并获得最后的结论,而这些结论又是否还有某些疑问等。
如盖・吕萨克在气体的研究中发现,气体之间总是以简单的整数比进行化合,并提出“同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的原子”。而根据实验结果,“1体积氮气与1体积氧气生成2体积一氧化氮,而不是1体积”,难道每个一氧化氮原子中只含有半个氮原子和半个氧原子?这与道尔顿提出的原子不可分割的观点简直势不两立,这是怎么一回事呢?意大利化学家阿伏加德罗敏锐地看出了问题的本质,大胆引入“分子”概念,提出“分子学说”。之后康尼查罗又通过大量研究,证明分子学说的合理性和必要性。
从原子论到分子学说的提出,每一步都经过了科学家仔细推敲和质疑,这些都能给学生带来启发。教师上课时如能引入这样的故事,在故事中引发学生的认知冲突,学生在课堂上不再仅仅是“听”,而会有所思、有所想了。
三、利用化学学史引导学生学会寻找解释和评价问题的证据
实验证据是指通过某种操作、活动能够证明某种理论、事物的真实性的有关事实或材料。知识来源于实践,特别是来源于观察和实验。这就要求学生学会在探究活动中去寻找解释和评价问题的证据。
例如,化学家舍勒在一次实验中发现了一种黄绿色的气体,如果把这种气体通入水中,发现水的味道成酸味;如果把这种气体通到蓝色石蕊试纸上,试纸会先变红后褪色。法国化学家贝托雷也在研究这种气体,他发现它的水溶液放在太阳下会“分解”,居然产生了盐酸,放出了氧气。英国化学家戴维也对这种气体产生了兴趣。他用伏打电堆使电流通过这种气体,发现电流也没有办法“分解”它。经过反复实验,戴维确信它是一种单质,并将它命名为“氯”,这就是氯气的发现史。在“氯气”一节的教学中,如果教师仅围绕氯气的物理性质和化学性质进行讲述式教学,而把氯气的发现史滤掉,学生就仅仅记住了一些结论,但是对概念的产生和发展还是不理解,这样的学习会使学生在实验和观察的时候一是不仔细,二是兴趣不高,从而不知道怎样寻找解释和评价问题的证据。
在化学课堂如果我们忽视了这样的化学学史过程,也就忽视了前辈科学家们是怎样寻找科学证据和运用科学证据的研究过程,从而让学生失去了一次科学方法教育的机会。
四、利用化学学史引导学生提炼问题的解释
在化学学习过程中,我们既要掌握现有的知识,也要会把现有的知识在遇到的化学现象时能进行科学合理的解释。在解释的过程中形成自己的见解,在提出见解的同时,学生对知识的理解会更加深刻,这样,对问题的解释也是学生学习提高的一个重要方法和途径。
探究教学需要学生根据证据提炼出对问题的解释,而我们的学生热衷于大量做题,不断地追求类似的计算结果,反复地训练相似的解题方法。这样做的结果就是,学生只知道做题,缺乏对新的知识和新的情景进行解释,从而不能深层次地理解知识。
例如,在讲述勒夏特列原理时,仅仅复述这个原理,然后通过大量的训练来记忆这条原理,这对学生来说非常枯燥乏味,进而失去了学习的兴趣。在实际教学中,教师要将学生从习题中解放出来,让学生去感悟勒夏特列原理,使他们体会到平衡既是一种化学思想,更是一种具有普遍意义的理念。这样,让学生由这个原理发散开去,联想物理中的楞次定律、生物中的蒸腾作用,想到和谐社会的构建,这才是勒夏特列原理最具魅力的地方。
五、利用化学学史引导学生客观评价并修正自己的解释
利用化学学史,可以引导学生认清问题的历史真相,让学生客观评价自己的解释并且对解释进行修正。例如,原子结构模型的发展经历了以下历程:道尔顿的“实心球”模型汤姆生的“葡萄干面包”模型卢瑟福的“行星绕太阳”模型玻尔的量子化轨道模型电子云模型。当汤姆生提出“葡萄干面包”模型时,道尔顿的学说受到了否定,当卢瑟福提出“行星绕太阳”模型时,汤姆生的学说又受到了否定……
课堂上通过这段化学学史的渗透,让学生穿越时空似的参与化学知识的发展过程,分享科学家们的成功与失败,体验科学发展中的曲折,这样有利于学生学会客观地去评价自己对所学化学知识所作出的解释。
在课堂上,教师可以让学生把自己对化学知识的一些解释公开分享给其他的学生,其他学生对这些解释进行质疑和挑错,然后提出自己的解释。或者让这些解释与教师、教材提供的证据和结论进行对比,检验学生自己的解释是否合理,提出的结论是否正确。这样的学习过程有利于提高学生学习的积极性和主动性,让学生主动去寻找问题的真相,纠正自己的错误,从而提高课堂教学效率和化学学习成绩。
著名化学家傅鹰先生曾经说过:“化学给人以知识,化学史给人以智慧。”通过化学学史的学习,可以让学生在科学探究的过程中深切感受科学的真谛,提高探究化学的意识与能力。当然,如何将化学史故事巧妙地融入探究教学中,还需我们教师在实践中不断探索。
摘 要:著名的胶体化学专家傅鹰有句名言:“化学给人以知识,而化学史给人以智慧。”化学教育家丁绪贤的《化学史通考》开我国世界化学史的先河,他认为学习化学史有以下益处:(1)打破狭窄专业局限,统观化学全局,扩充眼界;(2)养成看问题的发展观点和正确的历史观;(3)从根本上给人们一种训练,提供化学知识的稳固基础;(4)从前人成败中得到借鉴,观往知来、继承优秀遗产。
关键词:化学教学;化学历史;人才;培养策略
在我们的化学教学中,适当地讲一些化学史是十分必要和有深刻意义的,因为它在培养人才方面有着不可估量的作用。
一、通过讲化学史,培养学生勤奋好学、不畏艰难、无私奉献的精神
化学史中涉及到许多著名化学家的事迹,在他们的成长道路上,并不是一帆风顺的,而是从崎岖的小路上攀登上化学高峰的。这是一种耐人寻味的顽强的奋斗精神。
自1768年马格夫发现了氢氟酸后,一百多年来,许多化学家都为取得单质氟而辛勤劳动。有的人因此而中剧毒,还有的化学家献出了宝贵的生命。法国化学家莫瓦桑并没有因此而畏惧,他为制得氟而四次中毒,终于在1886年首次制得了单质氟。著名的科学家居里夫人,为研究放射性物质,继她发现钋之后,她同她的丈夫从1899年~1902年连续4年日夜奋战,他们既是科学家又是专业工人,既是工程师又是苦力。在那个冬不防寒、夏不避暑的板棚里,他们连续奋战45个月,处理了2吨矿渣,终于分离出纯氯化镭,虽然仅仅得到0.12克,但它却是智慧的结晶、毅力的结晶。居里夫人也因她伟大的贡献而两次获得诺贝尔奖金,同时也是世界上第一个获此殊荣的女性。由于长期接触放射性物质,居里夫人不幸患白血病而过早谢世。
通过学习氟、镭的发现史,一管窥全豹,可以清楚地了解到化学发展到今天的水平非常之不易,它是广大群众和化学家们经过长期的艰辛努力,甚至不惜付出健康和生命的代价而取得的累累硕果,最终汇集成了一部化学史。它充分说明,作为一名化学工作者要想有所作为,缺乏这种事业精神和严谨的治学态度,是难以做出杰出贡献的。
二、通过化学史的学习,使学生正确处理理论与实践的辩证关系
纵观化学的发展史,无论是元素的发现,还是化学定律的发明等,无不是在一定理论知识的指导下,通过实践而实现的。即在掌握和探索化学知识的过程中,理论和实践二者是相辅相成、不可偏废的。对于任何一个学习化学和从事化学工作的人来说,如果只注重化学理论知识的学习而忽视了实践,那么他是不可能取得成功的。
我校是一所省属卫生学校,是为辽宁省乃至全国培养和输送中等专业技术人才的。要培养出合格的、优秀的人才,在教学过程中把握好理论与实践二者的辩证关系是至关重要的。因此,我们必须在抓好理论课的前提下,狠抓实验和实习教学,锻炼学生的动手能力和培养学生解决实际问题的能力,以缩短我校毕业生的工作适应期。
三、通过讲化学史,培养学生正确的世界观
在化学发展史上,“燃素说”统治人们的思想几乎整整一个世纪,当时有不少著名的化学家受到它的约束。瑞典著名的化学家舍勒就是一个典型的例子。1772年,舍勒正在从事软锰矿的研究,他做了煅烧泵灰(氧化汞)的实验:把汞灰放进曲颈瓶中煅烧,忽然红色的汞灰不见了,变成了亮晶晶的汞珠。他用排水法将放出的气体收集起来,通过实验证明,这种气体就是“火焰空气”。舍勒把这个实验告诉了他的好友贝格曼,他们讨论了好久,但百思不得其解。主要矛盾在:“汞灰是一种脱燃素的物质,根据我们的知识,金属灰必有收木炭里的燃素,然后才能变成金属。现在金属汞怎么会产生出来呢?”“难道金属汞中原来就有可燃空气?是它把燃素给了汞灰,自身变成了火焰空气?”燃素说把这二位大师牢牢地缠绕着,问题越来越复杂了,他们始终也没有搞清楚到底是怎么一回事。客观上他们是得到了氧气,并研究了它的性质,然而他们至死墨守陈旧的燃素学说,正是这个问题才是他们百思不解的原因。
总之,培养青年学生的辩证唯物主义观点有两个途径,一条途径是通过马克思主义哲学的学习,另一条途径就是通过学生所学的专业课程来培养。我们化工学校在进行各门专业基础课及专业课的教学过程中,恰如其分地讲授一些化学史知识,能在培养学生辩证唯物主义世界方面起到积极的作用。
四、通过化学史的教学,培养学生的科研能力
通过化学史知识的学习,使学生掌握一些化学知识积累过程的各个方面,了解一些化学家如何自学成才,是如何在艰苦的条件下进行发明创造的。这样能够培养学生的自学能力、查阅化学资料的能力以及思维能力和勤奋好学的精神。更重要的是,教师在讲授化学史的过程中,如同把学生引进了科学家们进行创造性活动的实验室中,使他们了解新的思想、新的理论是怎样产生的,是怎样通过实验来论证的。如此,能够激发学生对实验的极大兴趣。而通过实验,又能提高学生的动手能力和观察能力以及撰写实验分析报告的能力。
总之,通过化学史的学习,可以直接和间接地培养学生各方面的能力,开发学生的智力,为他们成才和今后进行科研活动打下良好的基础。