孔祥斌
【摘 要】現行的化學教材中科學史的教學被越來越注重,融入化學史教育的關鍵是在課堂中利用化學發展中的重要史實、相關概念、科學技術的變遷過程,對學生進行知識與技能、過程與方法和情感態度與價值觀等方面的培養,具有積極的實踐意義。
【關鍵詞】化學史;化學教育;課堂教學;科學思維及方法
我國著名教育家、化學家傅鷹教授曾多次講過:“一門科學的歷史是那門科學中最寶貴的一部分,因為科學只能給我們知識,而歷史卻能給我們智慧”。在化學教學過程中我們容易忽視的一點是“化學教育不僅傳授化學知識、技術,更要訓練科學思維和科學方法,培養科學精神和科學品德”(無機化學家、化學教育家戴安邦語)。對任何一本化學教材,如果我們只是從中、高考角度去研究他,就失去了他的內在價值。作為一名化學教育者,在實施新課程化學教育的諸多途徑中,我們該做的事就是去挖掘教材中可以培養學生科學思維、科學方法、科學精神和科學品德的內容。
任何一位科學家能夠取得的卓越的成績,都是在正確的科學思想指導下、運用科學方法取得的。作為教師應該合理的引導學生從中獲得啟發,學到有利的學科思想和學科方法。因此在化學教學中,結合化學知識進行化學史教育,對激發學生化學學習興趣、訓練科學方法、啟迪科學思維、培養科學和創新精神、激發愛國熱情等方面具有獨特的教育功能。
一、化學史是一份培養科學思維及方法的藍圖
一門學科成為科學的標志是定量化、數學化。在有些情況下,定性描述不明確,必須引入定量關系。比如,定性判斷化學平衡移動的方向用的是“勒夏特列原理”,而若要定量判斷平衡的移動方向及平衡移動的程度,則需要應用化學平衡常數。講到此處可以介紹個歷史小故事:英國化學工程師曾耗資巨大建造高大煉鐵爐,設想通過增加CO與鐵礦石的接觸時間來提高CO的轉化率,結果卻徒勞無功。但正是可敬的冶金工程師們在不斷的探究中積累下來大量的實驗數據以及經驗和教訓,最后促成了化學平衡理論的形成和廣泛應用。
在蘇教版《化學反應原理》中,同樣也介紹了判斷化學反應方向的焓判據及熵判據,但沒有進一步介紹吉布斯能變化。人教版《化學反應原理》在“科學視野”欄目中介紹了公式:△G =△H -T△S。實際上用此公式,不但能判定反應的方向,而且還能確定反應的限度。
由此可見,在各位化學“建筑師”、“地圖師”等大師中,我們看得的是他們的不懈努力,看不到的是他們背后默默的付出。這就是一種對科學執著的精神,在他們身上我們可以尋找到科學的思維及方法,這都可以激發學生對化學學科的熱情。
二、化學史是一本培養科學精神的范本
化學反應是化學的核心內容,化學反應知識同樣展現出化學的歷史進程。比如,最早引起化學家興趣的化學反應——燃燒反應,對其認識歷程便是化學科學的重大事件。從燃素說(燃燒反應就是可燃物失去燃素的反應,可燃物質量減輕)到氧化說(燃燒是可燃物與空氣中氧氣的結合,可燃物質量增加)稱得上是化學革命;從氧氣到氯氣、氮氣、二氧化碳、二氧化氮、高錳酸鉀、氯酸鉀這些擴展了的氧化劑(火箭發射是肼在二氧化氮中燃燒提供的推力)是視野的拓展;對氧化劑與還原劑的認識得到升華。如,對酸堿反應(酸堿理論的發展)、氧化還原反應(從得氧失氧到電子轉移,從電池到電解)、配位反應、有機反應等都有豐富的內涵可供挖掘。
同樣在元素化學物質的教學中,特別是關于元素的發現史或者說血淚史可以告之學生,如,在氮族元素中,磷的知識比較簡單,完全可以補充磷的發現故事。德國布蘭德(最后一個煉金術士)以為黃色的尿液中可能含有黃金(生活經驗:黃金顯黃色),于是把尿液蒸干并灼燒,結果黃金沒有制得,卻發現了磷。這是在錯誤假設之下的意外之喜!在講ⅥA族元素時,可以介紹居里夫人發現新的放射性元素并命名為“釙”的拳拳愛國之情。
美國著名科學史家G·薩頓曾經給科學史這樣定義:如果把科學定義為系統化的實證知識,或者看做是在不同時期不同地點所系統化的這樣一種知識,那么科學史就是這種知識發展的描述和說明。化學史是科學史的一個分支。在課堂中引入化學史的內容也必然在潛移默化地培養學生的科學精神及素養。
三、化學史是一位神奇的德育教育者
我國古代在世界化學史上取得過輝煌的成績,給五千年的文明史添光爭彩。英國著名科學史家李約瑟對中國古代煉丹家的地位做了充分的肯定:“整個化學最重要的根源之一,是地地道道從中國傳出去的。”為此我們感到自豪和驕傲。自北宋以后,由于歷史的原因,我國長期處于落后狀態,我國的近代化學發展明顯的衰落了。至新中國成立前,在世界近現代化學蓬勃發展的歷史中幾乎是交了白卷。現代化學發展過程中,我們起步較晚,但不可否認的是我們還是有一定的貢獻。在近代也涌現出一批愛國的化學家,徐壽(近代化學的啟蒙者)、吳蘊初(化工抗日的味精大王)、范旭東(中國名族化學工業之父)和侯德榜(我國制堿工業的先驅)等化學家也是我國人民的驕傲。
化學史以其豐富的內容為培養和提學生的科學素養提供了生動有趣、充滿哲理的素材,它在激發學習興趣、擴大知識視野、加強對化學的理解等方面都能起到良好作用。在化學教學中增強化學史教育是可行的,也是必要的。以上內容可以利用學校的文藝節、科技節等機會,組織專題講座或影片觀摩,還可以開發成校本課程走進課堂。
【參考文獻】
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(作者單位:福建省泉州市泉秀路泉州實驗中學)