化學史教育融入化學教學中的實踐與思考

摘要在化學教學中融入化學史教育不僅可以激發學生的學習興趣，還可以培養學生的科學探究能力和勇于質疑的精神，同時可提高學生的實驗能力。

關鍵詞 化學史教育 科學探究能力 質疑精神 化學教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

Practice and Reflection of Chemical History Blend in Chemistry Teaching

ZHANG Liping

(Fuzhou Environmental Protection Secondary Vocational School， Fuzhou， Fujian 350002)

AbstractChemistry history education blend in Chemistry teaching not only can stimulate students' interest in study， but also can cultivate students' science inquisition ability and the courage to the spirit of questioning， meanwhile can improve students' experiment ability.

Key wordsChemistry history education; science inquisition ability; spirit of questioning; Chemistry teaching

1851年，英國科學促進會（BAAS）主席在一次演講中呼吁，我們要教給年輕人的，與其說是科學結論不如是科學方法，更不如說是科學史。科學史作為人類長期以來認識自然、征服自然的真實記錄，每個章節都留下了先行者探索的足跡，字里行間都流露出前人的卓越智慧。①因此，科學史能從科學的方法、精神和態度等方面培養學生的創新精神和實踐能力。科學史還能從科學家的人格魅力等人文精神等方面的陶冶學生的情操，對學生綜合素質的提高具有不可替代的重要作用，同時科學史能讓教師在每一個偉大的歷史瞬間中得到自我充實并提高。②

化學史作為科學史的一個重要分支，是人類在長期的社會實踐過程中，對大自然中相關的化學知識的系統描述，它是從化學發展的歷史角度，對化學科學孕育、產生和發展過程的真實記錄。③在化學教學中，通過化學史的講述，可讓學生們知道，他們所學的知識點并非憑空出現的，不是純粹偶然的，而是科學家經過長期研究得出的。再現這些化學探究過程，也是幫助學生學習相關知識點的過程，可使學生掌握事物發展的一般規律，提高他們發現問題、分析問題、解決問題的科學能力，活躍了課堂教學氣氛，也能充分調動學生的學習積極性，激發學習熱情，提高學習效率，從而提高了教學效果。④以下是筆者聯系教學實際，有關化學史融入課堂教學的幾點思考：

1 通過化學史教育培養學生的學習興趣

應該采取一切可能的方法去在孩子們身上把求知與求學的欲望激發出來。捷克教育學家夸美紐斯的這句話說的含義是用盡一切辦法去培養孩子的學習興趣。⑤在化學課堂教學中，通過對學生介紹那些古往今來偉大的化學家成功的事跡，是誘發學習動機的一個極好的動因。教師可利用化學史上的故事，引導學生去尋覓化學家成長的足跡，追溯化學歷史發展的長河，把學生引進化學家進行科研創造的實驗室之中，了解每個科學成果背后或辛酸、或感人、或有趣的故事，從而積極有效地調動他們學習化學的積極性。

例如：在鹵素的教學中，可以向學生介紹氯氣在第一次世界大戰中作為化學武器的歷史故事。1915年，伊普爾前線陣地上，德軍和英法聯軍兩軍對陣，英法聯軍指揮官通過陣前觀察，發現德軍陣地上出現大量的 “啤酒桶”，頓時感到大惑不解，竊以為德軍在開玩笑，遂不以為然，掉以輕心。甚至，指揮官還說：“打贏了大家就有啤酒喝了！”話音剛落，只見德軍戰壕里許多士兵迅速擰開了“啤酒桶”桶蓋。在綿延幾公里長的戰線上，所有的“啤酒桶”全被打開了，冒出來的非但不是啤酒反而是濃濃的黃綠色的煙。頓時，在風的推動下，一人多高的黃綠色氣浪緊貼地面，像潮水一樣撲向英法聯軍陣地。跟在黃色煙霧后面的德國軍隊，沒有開一槍打一炮，就輕松地突破了英法聯軍防線，把整個戰線向前推進了至少4公里，重新占領了失去的一些重要的戰略要塞。在這次毒氣襲擊中，英法聯軍死傷慘重，這是人類戰爭史上的一個悲劇，僅僅是由于這個簡單的分子式：Cl2。通過這簡單介紹歷史史實，使學生認識到氯氣的毒性。不僅可以活躍課堂，還可以激發學生學習化學的興趣，使學生喜歡上化學課，提高化學教學質量。

因此，在化學教學中恰到好處地引入化學史教育，可以強化學生學習化學的興趣，激發珍貴的求知欲望。通過化學史料故事的催化，培養并保持學習化學的熱情，使之成為學生自主學習的原動力。

2 通過化學史教育培養學生的科學探究能力

科學探究是指科學家們用于研究自然，對所獲得的證據提出解釋的多種不同途徑。⑥利用化學史料，使學生重復化學家曾經經歷過的、成功的研究途徑和采用的科學方法。從提出問題開始，到提出假說、設計實驗、實施實驗、收集實驗事實、處理與分析化學實驗事實、運用一系列的邏輯方法進行科學抽象，直到得到規律性的認識，再用實驗檢驗認識成果。這種做法易使學生產生親臨其境的感覺，把自己放在科學發展的過程之中，這就使學生在積極主動、生動活潑的氣氛中受到科學方法的教育，從中學習科學家從事科學研究的正確方法。

例如在《苯的結構和性質》這節課教學過程中，可以將講述苯的結構課堂教學做如下設計，將課本知識還原為發現這一知識的歷史背景中。19世紀的歐洲，在電燈還未被發明的年代里，許多國家尋常百姓家里都使用煤氣照明，煤氣儲存和運輸通常都是壓縮在桶里，用了一段時間后，桶里總會產生一種油狀液體，但這一現象長時間被人忽視。1825年，英國科學家法拉第發現這一現象后，立即對這種液體產生濃厚的興趣，為了提取這種液體花費了法拉第整整五年的時間，當時他把這種液體命名為“氫的重碳化合物”。直到近十年后的1834年，德國科學家米希爾里希通過蒸餾苯甲酸和石灰的混合物，得到了與法拉第所制取的液體相同的一種物質，并把它命名為苯。此后，隨著有機化學中的正確的分子式概念的建立，法國化學家日拉爾等人又確定了苯的相對分子質量為78，分子式為C6H6。其中碳的組成含量如此之高，使化學家們感到困惑。如何確定它的結構式呢？當時包括凱庫勒在內的化學家們都倍感為難。

苯的結構應該是怎樣的？如果在座的各位是當時的科學家，根據你們所學的知識能不能推測出苯分子可能的結構？提出問題后，將學生分成若干小組進行討論，在學生熱烈的討論過程中，實時啟發學生進而培養他們分析問題的能力，然后不失時機地再引入化學史。在1858年，這個時間距苯的分子式被確定已有二十多年了，德國化學家凱庫勒集中所有精力，花了七年的時間，對大量的實驗事實進行系統分析了之后，終于在1865年，對苯的結構提出兩個大膽的假設：（1）苯的6個碳原子形成了環狀閉鏈，即平面六角閉鏈；（2）原子之間存在著單、雙鍵交替形式。在座的“科學家們”， 如果你們真的在當時知道了這些，如何驗證凱庫勒所提出的結構是否正確？

學生們紛紛發表自己的意見，其中有些學生提出用實驗來驗證，結果發現這個結構式存在不合理之處。肯定了同學們的觀點之后，講述化學史上被人津津樂道的凱庫勒關于蛇形苯環的奇幻故事，據凱庫勒自己的描述這源自一個夢。那時他任教于比利時的根特大學，某天晚上，又是用功了一整天之后，犯困的他趴在書桌上打起了瞌睡，眼前立刻浮現出不停旋轉的碳原子。碳原子構成的長鏈就像是一條蛇盤繞彎曲，突然這條蛇不顧一切地咬住了自己的尾巴，不停地盤旋在天空中。就在這時他觸電般地清醒了，又繼續工作了一夜，提出了苯環結構這個極具創意的假說。但是，苯分子的真實結構應當是：六個碳連成環狀，苯分子中，既沒有單鍵，也沒有雙鍵，而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵。凱庫勒的這個結構式雖然是錯的，但卻是一個美麗的錯誤，后人為了紀念他在苯結構探究中的巨大貢獻，至今一直沿用了他的結構式。

通過講述這樣不朽的傳奇故事，學生不僅理解了苯的抽象結構，也深刻領悟到苯分子結構的發現絕非偶然，而是科學家們敢于質疑、勤于思考，忠于實驗，勇于探究的必然結果，這能使學生深刻理解科學探究的內涵，并迸發出學習化學的熱情。

3 通過化學史教育提高學生的實驗能力

化學是實現中學化學教學目的的重要且有效的途徑和方法，貫穿于中學化學教學全過程。⑦實驗是一種探究性活動，是有效實施中學化學教學目標的重要且必要的前提條件，對學生科學素養的培養有著重要的、不可替代的地位和作用。科學試驗由兩個步驟組成：對實驗現象的觀察和理解。科學家在實驗中觀察到的不是對象的自然變化，而是人造變化。通過觀察這些變化來認識對象的客觀性質，對實驗作出解釋，而解釋的前提是理解。同科學觀察一樣，科學實驗也必須遵循客觀性原則，必須實事求是地對實驗結果進行觀察和理解，切忌主觀主義。

例如：1822年，在著名化學家巴拉爾發現元素溴的前四年，德國著名化學家李比希收到德國商人給他的海藻灰的濾液，分析這瓶浸泡過海藻植物的溶液成分，借助當時李比希的實驗設備和技術，完全有能力也有條件通過化學分析實驗，從這瓶液體中發現新元素溴。但是，李比希在沒有做任何系統詳細的實驗情況下，只用眼睛觀察，就急于下結論，認為瓶中之物是氯化碘，然后隨手將這瓶液體放入實驗柜里，這一放可就是四年。1826年，法國化學家巴拉爾宣布，發現了新元素溴這種元素性質介于氯和碘之間，這一重大發現震驚了化學界。李比希看到了巴拉爾的報告以后，立即想起那四年前被他放進實驗柜里的氯化碘，他急忙翻箱倒柜，把那瓶棕色液體找出來，認認真真的做起化學分析實驗，確定這瓶棕色液體既不含氯，更不含碘，也絕非他所猜測的氯化碘，這正是巴拉爾所發現的新元素溴。如果四年前李比希采取嚴格的科學態度，認真通過實驗分析那瓶棕色液體，那么發現元素溴的不是巴拉爾，而將是李比希。也許那時他只要通過實驗驗證一下自己的判斷，不輕易下結論，這個重大的科學發現不會與他失之交臂。

通過結合化學家的真人真事進行化學史教育，不但可以使學生重視化學實驗，還可以使學生養成嚴謹的科學態度，在沒有通過實驗檢驗之前，絕不要輕易下結論，更不能用肉眼代替實驗。從而在思想上重視化學實驗，培養學生仔細觀察認真體驗科學家們的科學觀察、科學談究的過程，可以逐步提高學生的科學實驗能力。

4 通過化學史教育培養學生的質疑精神

學則需疑：于不疑處有疑，方是進矣，宋人張載這句話指的是，做學問必須敢于質疑，勇于提出問題，從事科學研究，問題意識極為重要。只有敢于懷疑，勇于向所謂的權威提出不同意見，勤于思考，對事情有自己的見解，才有可能提和明確存在的問題。因此有人說，質疑是探求發展真理的前提和基礎。將化學史教育融入化學教學中，有助于培養學生形成科學的懷疑精神。每個化學史上偉大的發現，或多或少都起源于懷疑精神，質疑或許有時也會有出錯，但是，只有經過千百次的錘煉，在不斷糾正錯誤中探尋真理，才有可能獲得科學上的重大突破。因此，只有在懷疑中學會思考，才能提高學生對科學研究過程的認識，從而有利于學生養成嚴謹認真的科學態度，為今后的學習和工作打下良好的基礎。

例如：近代化學的奠基者、懷疑派化學家波義耳如果沒有強烈的創造愿望和敢于懷疑的創新精神，便不可能促使化學從醫藥和煉金術中分離成一門獨立的學科；德國化學家維勒、柯爾柏也正是因敢于懷疑“生命力”學說，先后合成尿素、醋酸，打破了“生命力”學說的神話，推動有機化學的迅速崛起。然而德國化學家李比西、維勒卻由于一時的疏忽，使他們與溴、釩元素的發現失之交臂，遺憾終生；普利斯特里雖已發現并制出氧氣，但受傳統的“燃素學說”束縛，讓真理從自己的鼻尖下溜走了。

這一個個生動的例子，不僅讓學生意識到質疑精神在科學發明和創造中所起到的重要作用。同時，還可以給學生在今后的學習生活中如何質疑提供了認識論的指導。如果學生們了解到科學史上許多當時的權威科學家，都曾犯過較為嚴重的甚至有些愚蠢的錯誤時，這難道不會大大增強他們質疑前人的勇氣和信心。

古羅馬西塞羅說過，如果一個人不知道他出生之前發生過什么事情，在生活中就會像一個無知的孩童。這個道理非常正確，西塞羅指出了歷史對于一個人的重要性。而化學的歷史則是化學學科中最寶貴的一部分，因為科學只能給我們知識，而歷史卻能給我們智慧。因此，在中學化學教學中，把化學史引進課堂，結合化學史進行教學，對培養學生的綜合素質和探索精神，啟迪學生的思維和智慧，實驗科學的教育目的有著不可忽視的作用。

注釋

①張日華.試論在化學教學中學生創新精神的培養[J].考試周刊，2008(28):181.

②龐正龍.化學教育中滲透化學史教育的研究[R].武漢:華中師范大學教育碩士論文，2007.

③孫建新.談高中新課程化學史滲透教學的策略[J].廣東化工，2008.34(10):124-127.

④宋付州.化學史教育在化學教學中的應用研究[R].山東:山東師范大學教育碩士論文，2003.

⑤張家治.化學史教程[M].山西:山西教育出版社，2004.

⑥張子高.中國化學史稿(古代之部)[M].北京:科學出版社，1964.

⑦郭保障.20世紀化學史[M].廣西:廣西教育出版社，1998.