高中化學(xué)課堂中融合化學(xué)史教學(xué)的嘗試

宋凡凡

（南京航空航天大學(xué)附屬高級中學(xué) 江蘇 南京 210007）

高中化學(xué)課堂中融合化學(xué)史教學(xué)的嘗試

宋凡凡

（南京航空航天大學(xué)附屬高級中學(xué) 江蘇 南京 210007）

我國著名教育家、中國科學(xué)院院士楊叔子說過：“科學(xué)求真，人文求善，現(xiàn)代教育應(yīng)是科學(xué)教育與人文教育相融而形成一體的綠色教育。”化學(xué)科學(xué)的歷史，不僅僅是化學(xué)發(fā)展事件的記錄和復(fù)原，也是化學(xué)思想演變的反映和再現(xiàn)，它觸及到科學(xué)家的生平和思想的逐漸演變，化學(xué)史既是一部記載化學(xué)發(fā)展的歷史，也是一部動人的歷史畫卷，每一頁都有著豐富的內(nèi)涵。怎樣在化學(xué)課堂教學(xué)中穿插化學(xué)史的教育呢？我進(jìn)行了以下的思考與嘗試。

美國著名科學(xué)史家薩頓說：“科學(xué)史能夠幫助我們達(dá)到教學(xué)的主要目的，它能夠說明科學(xué)之意義，科學(xué)之功能和方法，科學(xué)之邏輯的、心理的和社會的含義，科學(xué)之深刻的人性，以及科學(xué)對于思想凈化和文化整體化之重要意義”在新課程改革中，化學(xué)教材的編寫已注重了化學(xué)史融合在課程中的滲透，但離真正意義上的化學(xué)史與化學(xué)教學(xué)的融合還是有一定的距離的。筆者認(rèn)為在設(shè)立一些化學(xué)課堂教學(xué)中融入化學(xué)史的學(xué)習(xí)是相當(dāng)有必要的。

在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》中要求教學(xué)目標(biāo)分為三個層次：知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀。歷史上真實發(fā)生過得化學(xué)史實是教學(xué)中最有說服力的教學(xué)情境，學(xué)生從化學(xué)發(fā)展的歷史可以感受到化學(xué)發(fā)展的艱辛、化學(xué)家們實事求是的科學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和無私無畏的精神及他們強(qiáng)大的人格魅力。其中蘊含的科學(xué)知識和人文精神正是達(dá)成情感態(tài)度價值觀的良好載體，可以彌補(bǔ)化學(xué)學(xué)科教學(xué)的不足，更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

但是在現(xiàn)實的中學(xué)化學(xué)課堂中，化學(xué)史教學(xué)一直處在一種尷尬的地位，因為教學(xué)時間緊任務(wù)重常常是被忽略的部分亦或是老師讓學(xué)生自學(xué)再不然就讓一個學(xué)生起來把“科學(xué)史話”讀一遍了事。化學(xué)發(fā)展史的部分片斷作為可有可無的“花絮”穿插在化學(xué)知識的教學(xué)中，它所包含的巨大價值的教育資源則被忽略。為什么會這樣呢？筆者考慮有以下兩個原因：一是在化學(xué)發(fā)展的曲折道路上，科學(xué)家為了探索化學(xué)的奧秘，費盡一生心血。在每一個改變?nèi)祟惏l(fā)展的科學(xué)成果背后，都是一條充滿荊棘而閃爍著智慧光芒的探索之路；化學(xué)發(fā)展的歷史長河中無不是化學(xué)家們勤奮、求真、發(fā)人深省的人生經(jīng)歷。然而，教材中通常對“化學(xué)家”的描述是簡單化的；對“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”的過程往往就是幾個時間段一帶而過，使得有血有肉充滿探索激情的化學(xué)家成為了書上一張張呆板僵硬的圖片，這樣的描述很難激起師生學(xué)習(xí)的興趣，自然也很難達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。二是化學(xué)史教學(xué)的手段過于陳舊。歷史的枯燥敘述、使得化學(xué)史教學(xué)乏味而沉悶。要讓化學(xué)史教學(xué)展示新的活力，就要拋棄舊的教學(xué)手段，讓那些過往的人物和他們奮斗的故事地活生生展現(xiàn)在學(xué)生眼前，去撼動學(xué)生的心靈；就要讓化學(xué)史教學(xué)走出學(xué)生自學(xué)或簡單閱讀的單調(diào)形式，變得更加開放、自由和多元，這樣才能打動學(xué)生。

基于這樣的思索，筆者在高中化學(xué)化學(xué)課堂中開展了融合豐富化學(xué)史教學(xué)的嘗試。希望以化學(xué)發(fā)展史為載體，采用豐富多樣的課堂形式，力求展示化學(xué)學(xué)科的人文性，將科學(xué)和人文有機(jī)地結(jié)合起來。

在浩瀚的化學(xué)史料中，教師必須進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)，精心篩選。知道化學(xué)史上有哪些重大發(fā)現(xiàn)固然很重要，但是，更重要的是了解科學(xué)研究的艱難過程。化學(xué)家是怎樣探索發(fā)現(xiàn)的？他們做了怎樣的科學(xué)研究？他們的研究的手段是什么？化學(xué)家是不是天才，是不是也會犯錯？在科學(xué)探索的道路上遇到什么困難？有沒有留下遺憾？這些問題中不但蘊含了科學(xué)的思維方式、實驗的設(shè)計和手段、數(shù)據(jù)的分析，也包含有化學(xué)家的勇氣或軟弱、創(chuàng)新或固執(zhí)、成功或失敗。

例如，筆者圍繞“拉瓦錫和燃燒學(xué)說”組織的史料。從1703年斯塔爾將“油土”的燃燒說演進(jìn)為“燃素說”開始，一大批的燃素學(xué)說支持者在氣體化學(xué)中取得了重大成就。卡文迪許的氫氣，布拉克的二氧化碳，盧瑟福的氮氣，舍勒和普里斯特里的氧氣等，使人們知道了空氣的組成。隨著科學(xué)實驗成果不斷累積，“燃素論”陷入了無法自圓其說的境地，便孕育化學(xué)革命的土壤。十八世紀(jì)末法國出現(xiàn)了大批杰出的化學(xué)家和生物學(xué)家。法國科學(xué)界的威望大為提高，歐洲其他國家的科學(xué)家都贊同法國科學(xué)家所提出的許多發(fā)現(xiàn)和新的科學(xué)原理。羅蒙諾索夫所處的俄國就遠(yuǎn)離當(dāng)時科學(xué)的中心，對他的發(fā)現(xiàn)歐洲科學(xué)家了解的人很少。這一切又為拉瓦錫的成果很快為世人所接受奠定了基礎(chǔ)。通過大量的史料，學(xué)生對化學(xué)史上的這次革命有了完整真實的認(rèn)識。這里有拉瓦錫嚴(yán)謹(jǐn)求實的實驗研究、不迷信權(quán)威的科學(xué)態(tài)度；有舍勒、普利斯特里固守燃素說而留下的遺憾；還有俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫的不為人知的落寞；更有化學(xué)家對科學(xué)知識的執(zhí)著探求。化學(xué)研究不再是冰冷的抽象概念，而是真實的、富有人性的。

化學(xué)家是化學(xué)發(fā)展史的真正主角，化學(xué)學(xué)科的發(fā)展離不開所有為之奮斗的化學(xué)家。因此，化學(xué)史教學(xué)是離不開化學(xué)家的。化學(xué)家應(yīng)該是不食人間煙火的“天才”，還是有感情、有弱點、有血有肉的的人？正確的答案當(dāng)然應(yīng)該是后者，只有這樣才能反映出科學(xué)和人文的內(nèi)涵，才能起到教育學(xué)生的作用。例如，法拉第出身于貧苦家庭。他從一個窮鐵匠的兒子，經(jīng)過自己的艱苦努力，克服了重重困難，成長為一位為人類作出巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)大師。他那種堅韌不拔、不斷追求科學(xué)真理的大無畏精神；那種一切從客觀實踐出發(fā)，重視科學(xué)實驗的唯物主義態(tài)度；以及他不盲目崇拜權(quán)威，不囿于傳統(tǒng)觀念，敢于提出獨特見解的創(chuàng)新精神，體現(xiàn)了一個科學(xué)家的優(yōu)秀品格，永遠(yuǎn)值得后人學(xué)習(xí)和敬仰。化學(xué)的進(jìn)步將推動社會向前發(fā)展，社會變革也同樣影響化學(xué)發(fā)展和化學(xué)家的個人命運。所以化學(xué)研究不僅會打上化學(xué)家的印記，也會打上當(dāng)時時代的烙印。拉瓦錫僅為追求更多金錢擔(dān)任包稅官使名譽(yù)受到玷污，在法國大革命中慘遭處死；哈伯被盲目的愛國熱情深深地卷入戰(zhàn)爭的漩渦，他所領(lǐng)導(dǎo)的實驗室成了為德軍服務(wù)的重要軍事機(jī)構(gòu)：他曾錯誤地認(rèn)為，毒氣進(jìn)攻乃是一種結(jié)束戰(zhàn)爭、縮短戰(zhàn)爭時間的好辦法，從而在一次大戰(zhàn)中擔(dān)任了大戰(zhàn)中德國施行毒氣戰(zhàn)的負(fù)責(zé)人。門捷列夫的是在書桌前去世的，而當(dāng)時，他的筆還緊握在手中，他在科學(xué)上的巨大貢獻(xiàn)和無與倫比的個人魅力，對他所生活的時代都產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。居里夫人科學(xué)功勛蓋世，然而她卻極端藐視名利，在鐳提煉成功以后，有人勸她向政府申請專利權(quán)，壟斷鐳的制造以此發(fā)大財。居里夫人對此說：“那是違背科學(xué)精神的，科學(xué)家的研究成果應(yīng)該公開發(fā)表，別人要研制，不應(yīng)受到任何限制。何況鐳是對病人有好處的，我們不應(yīng)當(dāng)借此來謀利。”化學(xué)和化學(xué)家一定是歷史的、社會的，只有把他們放在當(dāng)時的社會現(xiàn)實中，才會變得生動而真實起來。

即使具備大量的史實，要想取得預(yù)期的教學(xué)效果還是不夠的。化學(xué)理論與日常生活還是有不小的距離；而化學(xué)家歷史背景和社會狀況離學(xué)生也很遙遠(yuǎn)。在教學(xué)中還是沒有設(shè)身處地的感受理解。為此，在教學(xué)實踐中，筆者運用還原實驗的手段以及圖片、影視等多媒體元素。

并不是所有的化學(xué)家的實驗都能被還原，教師要選擇較為簡單的實驗，讓學(xué)生按照當(dāng)時化學(xué)家的方法重新演繹；而比較復(fù)雜、難以再現(xiàn)的，可利用多媒體進(jìn)行模擬。例如，舍勒關(guān)于氯氣的實驗、拉瓦錫關(guān)于氧氣的實驗、波義耳的一些實驗，讓學(xué)生感受伽伐尼的青蛙腿的顫抖，用波義耳的方法制作酸堿指示劑。

影視素材的運用也能使化學(xué)史的教育達(dá)到很好的效果。可以用電影的片斷再現(xiàn)當(dāng)時的歷史背景。例如有關(guān)第一次世界大戰(zhàn)毒氣戰(zhàn)的片斷可以讓學(xué)生更客觀評價哈伯；影片《居里夫人》讓學(xué)生看到了功勛顯赫的居里夫婦在簡陋的實驗室中艱苦地工作，學(xué)生看到了這樣偉大的科學(xué)家做實驗的竟是熟悉的溶解、加熱、過濾、結(jié)晶；久遠(yuǎn)的歷史場景被影片真實地重現(xiàn)了，而學(xué)生的被深深感染了。

化學(xué)史素材的挑選中，應(yīng)采用學(xué)生比較熟悉的史實。在課堂討論中，相關(guān)的知識理論不應(yīng)成為討論重點，而化學(xué)家在科學(xué)前進(jìn)的道路上如何發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、科學(xué)思維、實驗設(shè)計和堅韌不拔的毅力和不懼權(quán)威的科學(xué)態(tài)度可以成為討論的重點。例如，對凱庫勒的環(huán)狀碳鏈理論不必過多討論。由于學(xué)生對放射性元素有一定的了解，他們理解居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳的過程沒有任何障礙。筆者就把凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)的曲折過程作為討論的重點。

在化學(xué)史中反映科學(xué)的人文性的素材比比皆是，巴拉爾23歲時發(fā)現(xiàn)了單質(zhì)溴。李比希并沒有進(jìn)行細(xì)致的研究，就斷定溴是“氯化碘”，可以讓學(xué)生討論“怎樣才能把握發(fā)現(xiàn)真理的機(jī)遇”；法拉第報童－學(xué)徒－仆人－給人類帶來光明動力的科學(xué)家的一生，引發(fā)學(xué)生思考“人在逆境中如何把握自己的命運”；哈伯在一次大戰(zhàn)中的表現(xiàn)，則可以引發(fā)學(xué)生討論“人的社會責(zé)任和良知”也讓學(xué)生知道科學(xué)是一把雙刃劍就看以何種態(tài)度對待它；居里夫人驚人的毅力和金子般的心靈，更可以引發(fā)學(xué)生思考“什么樣的生活才是真正的幸福生活？”

法國著名科學(xué)家朗之萬所說：“在科學(xué)教育中，加入歷史的觀點是有百利而無一弊的。”中國古人也提倡“以史為鑒，以史明理”。筆者不斷探索，對史料進(jìn)行了學(xué)習(xí)挖掘，大量生動的素材豐富了教學(xué)內(nèi)容；多種教學(xué)手段的靈活運用和精心創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情景，激發(fā)了學(xué)生的思維，打動了他們的心靈，一個個鮮活的歷史人物，一段段有趣的科學(xué)佳話，使化學(xué)這門學(xué)科不再是冷冰冰的理論和方程式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情和興趣。移默化地促進(jìn)學(xué)生非智力因素的發(fā)展。

1008-0546（2011）08-0026-02

G632.41

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10.3969/j.issn.1008－0546.2011.08.011