培養學生科學素養的有效策略

陳慶華

摘要：眾所周知，在化學教學中，恰當運用化學史，可以使教學不僅不會局限于知識的本身，還可以揭示出其中的科學思想和方法，從而使學生受到科學素養的熏陶。

關鍵詞：高中化學；化學史；學生；科學素養

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）05-0046

一、化學史教育在高中化學教學中的作用

1. 對學生進行科學研究方法的培養

化學家探索化學規律的思維方式與化學理論一樣，是留給人類的寶貴財富。教師把敘述化學概念的發展過程（化學史）和講解化學概念的基本內容結合起來，讓學生了解科學家發現化學規律的過程，并沿著科學家的思維方法和探索途徑來“發現”化學規律，由此學生就受到科學研究方法的熏陶。例如，元素周期表的形成，它是隨著生產和科學技術的發展，新的元素不斷被發現而逐步形成的。當人們運用新元素的性質來研究材料時，為了尋找元素性質間的內在聯系，許多化學家對元素進行了分類研究，但各種元素性質變化規律仍然是一個謎。1869年，俄國化學家門捷列夫在前人探索的基礎上，發現了元素性質與相對原子質量之間周期性變化規律，制成了第一個元素周期表。受時代的局限，門捷列夫未能揭示元素內在聯系的規律，直到20世紀，人們對原子結構有了更深刻的認識，元素性質周期性的變化才定位于原子的內部結構—核電荷數與核外電子的關系，據此，科學家對元素周期律、周期表作了一定的改進，成為目前的形式。元素周期表的發現與形成是化學發展史上的一個重要里程碑，對化學科學的發展有著很大的影響。

2. 有利于激發學生學習化學的興趣

學習興趣是指學生對學習活動產生心理上的愛好和追求傾向，是推動學生學習的內部動力。教學過程應該是積極的誘導、啟發，讓學生對所學科目產生濃厚的興趣。在化學教學中，適時地穿插一些與化學知識有關的趣聞軼事，引導學生追尋化學知識的來源以及化學家們成長的足跡，使學生對化學產生親近感，增強學生的求知欲是非常重要的。如苯分子結構的討論，它的不飽和程度大，但又不易發生加成反應。為了解釋這一現象，德國化學家凱庫勒終日苦思冥想。一天晚上在書房打瞌睡時，眼前出現了旋轉的碳原子，碳原子的長鏈像蛇一樣盤繞卷曲，頭尾相連，他猛地驚醒，由此聯想到苯分子是由6個碳原子單、雙鍵交替結合而形成的環狀結構。夢中的啟發使他成功地提出了苯分子的結構，這“夢”來自于對科學的執著追求和不懈的努力，只要我們去努力、去奮斗，就會結出豐碩的果實。

3. 培養學生的科學世界觀

教師不僅僅是傳授知識和技能，而且還要注重培養學生良好的科學素質和正確的人生觀、世界觀。任何一項發明、創造都不是一帆風順的，都是經過了漫漫探索的道路。著名的化學家諾貝爾，經歷了無數次的失敗，飽嘗了失去親人的痛苦以及外界對他的不公正待遇，最終發明了安全炸藥、無煙炸藥等，促進了人類文明的發展；身后他用自己的財富設置了諾貝爾獎，獎勵那些造福人類的有識之士，并激勵著一代又一代學者為之奮斗。

4. 結合我國化學的發展史，激發學生的愛國熱情

化學史是在化學教學過程中結合愛國主義教育的最好素材。在學習到化學知識與生產和應用結合時，可以介紹介紹我國燦爛的古代文明和古代化工的成就，介紹近年來，特別是建國以來化學科學的迅速發展以及科學家對化學發展的偉大貢獻，會深深打動他們的心靈，激發他們愛國主義情懷，使他們從感知愛國素材到領悟愛國精神，進而追求愛國行動。比如，結合硅酸鹽內容的教學，告訴學生大約在公元800年前我國就能制作陶瓷，英語中“china”一詞就是西方對我國人民發明瓷器的永恒紀念，此外，我國人民春秋晚期冶鐵，戰國末期煉鐵，宋初冶金，西漢發明造紙術等史實寓于教學內容中，足以使每一個炎黃子孫為之驕傲。我國的化學史為我們提供了豐富的愛國主義教育素材。如果能把化學史教育和愛國主義教育相互滲透，并且融入到化學教學中去，對于提高學生的民族自豪感和激發學生的愛國主義熱情有著非常大的現實意義，也能極大地調動學生刻苦學習的積極性。

在高中化學教學中引入化學史，可以開闊學生的思路，樹立辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀點，用唯物辯證法的觀點解決實際問題。同時還可以學習科學家們堅忍不拔、吃苦耐勞的優良品質，從中了解到科學的方法和手段在知識形成和發展中所起的巨大作用。

二、化學史教育在高中化學教學中與科學素養相關的內容

科學文化素質是指在一定的科學知識的基礎上所形成的適應人類社會發展所需要的基本品質和能力。如科學的態度、科學的方法、科學的思維等。提高學生科學素質是素質教育的重要目標之一，通過化學史實對學生進行科學素質的教育，培養學生熱愛科學、追求科學、獻身科學的良好科學素質。

科學方法貫穿于科學認識的始終，是認識主體正確反映認識客體的主觀手段。在化學史的教育中，要讓學生知道化學家不是盲目地進行研究，而是有一定的科研方法：觀察、假設、實驗、記錄、數據處理、發現規律、用規律反過來指導實驗等。通過仿照化學家的研究方法，重復化學家曾走過的路，如模仿拉瓦錫研究空氣組成的鐘罩實驗等，使學生掌握科學方法，即使將來他們離開了學校，也會借助于科學方法去思考和解決問題，并能在科學知識不斷更新中運用科學方法進行再學習。

三、化學史教育滲透化學教學的方法

1. 結合教材，適時滲透

化學教學本身就應滲透化學史教育，二者必須同步進行，協調一致，做到相互促進，相互滲透。教材中經常有些理論、定律、實驗、現象、儀器、方法等以科學家的名字命名，例如門捷列夫周期律、丁達爾現象、侯氏制堿法等。無機化學中許多元素的發現，有機化學中許多化合物的發現，許多規律的發現都包含很多有趣的故事，在每個章節開始時往往都有引言，如能講述這部分內容的發展史，將有利于學生完整地、系統地握知識。這些內容可根據教學情況而適時插入。

2. 追蹤歷史，設置情景，模擬過程

在教學中可選擇化學史上著名的實驗或著名的發現事例，經教師歸納、設計、整合后，編成富有啟發性的村料，讓學生“追蹤”當年科學家發現的思路，模擬一遍科學家發現的過程。這樣做雖然算不上真正的科學研究，但這種探索過程是具有創造意義的，它為學生今后創造性地解決問題提供了科學的思維方式。教師要盡可能創造各種條件和機會，應用化學史知識設置故事情境，既滲透化學史教育，既激發了學生的興趣，又以“趣”陶冶情操，培養學生的科學精神。在講解原子結構時，結合盧瑟福試驗，講述嚴密的科學抽象和邏輯思維能力，加上精確的試驗，使他成功地打開了原子神秘大門的豐富史實。這樣，使學生大開眼界，在興奮不已的同時陶冶了情操，鼓舞了斗志，培養了學生的科學思維。

3. 課堂內外相結合，多種形式，開設專題

化學知識的教學中應貫穿、滲透化學史的教育，必要的時候，我校專門開設專題講座和化學社，讓學生從這些講座和自己設計的探究性實驗中認識到化學家是在怎樣的歷史條件下，通過什么實驗方怯，提出過哪些大膽設想，克服過哪些困難險阻，最后才創建新的學說、理論或取得成果。以講述某一問題或知識的發展、發現過程，使學生在頭腦中形成網絡，把化學史同化學知識聯系起來，提高學生學習的興趣。這方面的專題也是很多的，中央電視臺科教頻道的原來如此、探索與發現等，大到化學分支的發展史，小到一個科學家的生平、一個定律的發現，都可以作為專題內容。同時讓學生明白一個道理：任何一個發明創造都必須付出辛勤的汗水和勞動。

總之，高中化學教學同化學發展史的結合，對于改善教學效果、提高化學教學質量具有十分重要的意義。作為化學教學改革的一個重要方面，應該引起廣大化學教師的重視。

參考文獻：

[1] 劉宗寅，呂志清.化學發現的藝術[M].青島：中國海洋大學出版社，2003.

[2] 鐘啟泉，吳剛平.普通高中新課程方案導讀[M].上海：華東師范大學出版社，2003.

（作者單位：廣西桂林市桂林中學 541000）