化學史在高中化學教學中的使用策略

魯衍旭

[摘 要]

化學史是對化學科學的形成、產生和發展及其演變規律的反映，是人類在漫長的社會實踐中對化學知識系統的、歷史的描述。現行的教材中編排了不少化學史實，而當今教學卻忽略這一重要資源。本文以蘇教版必修Ⅰ教材為例，介紹如何用好化學史，讓化學史更好地發揮作用。

[關鍵詞]

應用現狀；教材分布；使用策略

一、問題提出

（一）化學史在高中化學教學中的應用現狀令人堪憂

教師對化學史知之甚少。調查表明，大多數中學化學教師很少關注本學科或者所講知識的發展歷史，教師本身就對化學史的了解不多。

教師利用化學史的意識不強。高中化學教學中，不少教師關注的是最終的考試成績，忽視對學生化學學習素養的培養。教學多以知識和練習為主線，忽視知識的來龍去脈研究，課堂教學遇到化學史實則一帶而過，或者布置學生課后閱讀。

學生缺少研讀化學史的耐心。雖然化學對推動人類社會進步起關鍵作用，但是受高考政策的影響，學生對化學學科的學習興趣普遍越來越低，對化學學科的重視程度也越來越低，對考試中難得碰到的化學史內容缺乏研讀的耐心。

（二）化學史在高中化學教學中的地位作用不可或缺

我國著名化學家傅鷹教授曾講過：“一門科學的歷史是這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”。化學史是人類對化學知識系統的、歷史的描述，化學教育發展的一種重要趨向就是化學教學與化學史的有效結合。高中化學新課程的基本任務之一，就是“結合人類探索物質及其變化的歷史與化學科學發展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和基本方法，形成科學的世界觀”。在化學教學中，結合化學史進行講授，不但有助于提高學生的人文素養和科學素養，還能極大地提高學生對化學學習的興趣，加深學生對相關化學知識的認知，拓展學生的知識視野。可以這樣說，沒有化學史的化學教學是不完整的。

（三）化學史在高中化學教材中分布廣泛

現行的各種版本的教材中均滲透不少關于化學史的內容，在我們的教學參考書中還補充了大量的化學史實，下表僅僅統計蘇教版必修Ⅰ教材中呈現的化學史實性知識。

從上述統計中可以看出，教材的每個單元都會出現史實性材料，這就要求我們要弄清化學史的作用與功能，知道化學史的應用策略。

二、使用策略

（一）利用化學史，創設化學學習的情境

學習情境能夠引導學生思考，使學生積極地面對新內容的學習，把學生的無意注意及時轉換到有意注意上來。化學史實可以為學生提供問題情景，有利于激發學生的認知沖突，調動學生積極思維，從而獲得真知。以“史”為“境”，設計相應的教學情境，是一種常用的方法。

在進行專題四第二單元《氮肥的生產與使用》時，為了讓學生知道氮肥的重要性以及氮肥合成的艱巨性，掌握氮肥的合成方法，教師提供了如下史實：（1）法國化學家勒夏特里是第一個嘗試進行“高壓合成氨的實驗”的人，但是由于氮氣、氫氣混和氣中混進了氧氣，結果發生了爆炸，使他放棄了這一危險的實驗。（2）1795年有人嘗試在常壓下進行氨氣的合成，失敗了，接下來又有人嘗試在50個大氣壓下進行試驗，結果也失敗了。（3）德國化學家哈伯決心攻克這一令人生畏的難題。經過不斷地實驗和計算，哈伯終于在1909年得到產率約為8%的合成氨。后來哈伯又進行了6500次試驗，測試了2500種不同的配方，最后選定了含鉛鎂促進劑的鐵催化劑，1913年，一個日產30噸的合成氨工廠建成并投產。

要求學生通過上述史實思考：（1）為什么氨氣如此重要？（2）目前，合成氨選擇的條件是什么？很自然地從“史”轉入新知識的學習。

（二）利用化學史，激發化學學習的興趣

愛因斯坦曾說過，“興趣是最好的老師”。有很多化學史生動有趣、“充滿了傳奇”，教師要善于適時地用以創設情景，以激發學生的學習興趣，使之樂學、善學。在進行專題三第一單元《從鋁土礦到鋁合金》教學時，教師介紹了“金屬鋁史話”。100多年前，為了表彰門捷列夫對化學的杰出貢獻，英國皇家學會不惜重金制作了一個比黃金還要貴重的獎杯──鋁杯，贈送給門捷列夫。法國皇帝拿破侖三世為了顯示自己的尊貴，用鋁做了一頂頭盔，成為轟動一時的新聞。每逢盛大國宴，別人都用銀制餐具，而他獨自使用一套鋁制餐具。

通過上述情境的創設，引導學生思考、交流、討論：（1）鋁在地殼中含量如何？（2）為什么100多年前，鋁比黃金珍貴？讓學生知道鋁是現代文明不可缺少的物質基礎，也很好地激發了學生探究鋁的性質和制取方法的欲望。

（三）利用化學史，拓展化學學習的視野

化學學習不能局限于教材，還應關注教材外的知識，從課外知識中進一步理解化學的核心知識、主要原理、重要應用，了解科學的前沿知識。例如，復分解反應原理在初、高中化學中都是常見的反應，學生對其反應條件也是了然于心。在高一化學學習中，遇到飽和Na2CO3中通入CO2氣體為什么會有渾濁，許多同學無法解釋。我們借助于“侯氏制堿法”能夠很好地加以解釋。提供如下史實：侯德榜早年留學美國，為我國的制堿工業做出了卓越的貢獻，是世界著名的制堿專家。1925年國產“紅三角”牌純堿在美國費城博覽會上榮獲金質獎章。他寫的《制堿》一書1932年在美國出版，這是世界上第一部有關純堿工業生產的專著。1939年侯德榜首先提出聯合制堿的連續工程，在世界上被稱為“侯氏制堿法”，他制堿的原理就是將CO2通入氨的飽和NaCl溶液中。該法的特點是將制堿廠、合成氨廠、石灰廠聯合了起來，降低了成本，提高了利用率，制堿的同時生產化肥（NH4Cl）。這是世界制堿工藝上的重大突破，對制堿和化肥工業做出了杰出貢獻。

通過以上介紹，讓學生：（1）寫出侯氏制堿法的化學方程式；（2）討論，生成物是難溶物嗎，為什么能夠發生此反應？學生經過討論后，發現復分解反應并不一定都是有難溶物生成，而是只要生成溶解度更小的物質即可，那么飽和Na2CO3中通入CO2氣體有渾濁也就可以理解了。通過這一化學史實，讓學生對復分解反應發生的條件理解得更全面、更深刻。

（四）利用化學史，體驗科學探究的艱辛

“任何一個科學發現和發明，無不凝結著化學家的千辛萬苦和勞動汗水。其中包含著他們在漫長道路上遇到的無數次失敗、挫折，以及種種困難和犧牲”。科學家不畏艱辛、勇于探索的科學精神就是很好的教育素材，也是高中生需要具有的科學素養。

在講授專題二第一單元《氯、溴、碘及其化合物》時，我們補充了同族的氟元素的發現史：被稱為“死亡元素”的氟，是非金屬元素中化學性質最活潑的。由于它性格暴烈，有劇毒以及令人毛骨悚然的傷害作用，要制備單質氟非常的困難，為了獲得單質氟，化學家們付出了極為慘痛的代價。愛爾蘭科學院的諾克斯兄弟為研制氟，其中一個不幸殉難，另一個被迫去療養；戴維曾經因氟中毒而病了好幾個月；英國化學家哥爾在研制氟時發生爆炸；然而，就是在這種情況下，法國科學家莫瓦桑仍不怕犧牲、不畏艱險，在他身體因中毒受到危害時，仍以頑強的毅力克服困難，終于在1886年獲得成功，征服了“死亡元素”氟。氟的發現可以稱得上是化學史上一段最為悲壯的歷史，這些科學家們的可歌可泣的事跡，正是他們可貴精神的真實反映。這些內容都能給學生以深刻的教育，在化學教學中利用這些化學史，不但可以起到潛移默化的教育作用，又能使學生樹立嚴謹的科學態度和獻身科學的精神。

（五）利用化學史，感悟科學探究的真諦

科學探究與發現一直伴隨著人類，因為有了科學，人類才從愚昧走向文明。然而科學的發現發展并不是一帆風順的道路，科學的道路充滿著曲折、荊棘、坎坷與艱辛。未知的科學領域探究一直是科學家們的使命，我們需要從前人的探究、發現中感悟真諦，提高科學探究的本領。

例如，在講授專題一第三單元《原子結構模型的演變》時，展示原子結構發現的編年史。19世紀初，英國科學家道爾頓總結了一些元素的質量比例關系，提出了原子學說。1897年，英國物理學家湯姆生發現電子，認為原子的模型為“葡萄干蛋糕”模型。整個原子就像一塊蛋糕，電子好像嵌在這塊蛋糕中的葡萄干。但隨著科學的發展，證明這個模型是不能成立的。在1909年至1911年，湯姆生的學生——英國物理學家盧瑟福通過——粒子的散射實驗，（電子的運動就像行星繞著太陽運動一樣）提出了原子結構的核式結構學說才逐步揭開了‘原子宮殿奧秘。1913年，丹麥物理學家玻爾根據人們對氫原子光譜的研究，引入量子論觀點，大膽提出了新的原子結構模型。

從這些史實材料中，我們引導學生思考、感悟：（1）繼承、積累、突破和革命是認識發展的形式，也是化學認識發展的形式；（2）實驗方法是科學研究的一種重要方法，實驗手段的不斷進步是化學發展的一個關鍵；（3）科學研究、科學發現是無止境的。

三、結語

化學史以其豐富的內容為培養和提高學生的科學素養提供了生動有趣、充滿哲理的素材。我們在教學實踐中要靈活地運用化學史料，讓學生沿著化學家的足跡，體驗化學家在探究過程中所采用的科學思想和科學方法，并體驗化學家在探索過程中的艱辛與樂趣，從而轉變學生的學習方式，進一步提升學生的科學素養。

應用化學史進行教學過程中，還要特別注意引導學生用歷史的、唯物的、辯證的觀點進行評價，只有這樣才能讓學生真正體驗科學的探究過程，才能對科學家在化學史上的作用和貢獻作出客觀、公正的評價，才能培養學生的科學意識和科學品質。

[參 考 文 獻]

[1]林新珠.讓化學史在化學課堂中煥發出獨特的魅力[J].福建教育學院學報，2013（2）.

[2]普通高中課程標準實驗教科書化學必修Ⅰ[M].南京：江蘇教育出版社，2009.

[3]普通高中課程標準實驗教科書教學參考書化學必修Ⅰ[M].南京：江蘇教育出版社，2009.

（責任編輯：張華偉）