張俊鵬

化學史是化學學科的形成、產生和發展及其演變規律的歷史。化學史不僅如實地記錄了影響化學發展的重要事件,系統地闡述了化學發展的歷程,而且向人們展示了化學家們揭開化學現象背后的規律所進行的思維活動和所采用的科學方法,以及他們所具備的科學精神,所呈現的科學道德。因此,充分認識化學史教育在化學教學中的地位和作用,采用多種有效途徑和方法讓學生掌握化學史知識,對于提高化學教學質量,培養學生核心素養有著至關重要的意義。
例如,在“物質構成的奧秘”的教學中,教師都會講到“有些物質是由分子構成的,而分子又是由相應的原子構成的”。這時有的學生會有這樣的想法:“物質由分子構成,而分子又是由原子構成的,為什么不直接說物質由原子構成的呢?”對于這個問題,教師可以根據學生的實際情況進行如下化學史的介紹:1803年,道爾頓首先提出了原子論,認為物質都是由原子構成的,在氯氣和氫氣反應生成氯化氫的過程中,氯原子和氫原子反應生成氯化氫原子,各種原子的個數比為1∶1∶1。而同一時期的法國科學家蓋·呂薩克通過實驗測定做出推論:相同溫度和壓強下,相同體積的氣體具有相同的原子數。綜合兩位科學家的結論可以知道,上述反應各物質的原子數比為1∶1∶1,體積比也應該是1∶1∶1,而實際測出的結果卻出乎意料,體積比為1∶1∶2。究竟是哪里出錯了呢?兩位科學家互相指責,都認為對方的觀點是錯誤的。針對這種情況,意大利科學家阿伏伽德羅進行深入的思考,他指出:并不是所有的物質都是由原子構成的,應該有一個由原子構成的結構單元,阿伏伽德羅把它稱為分子。比如反應中的氫氣和氯氣就是由雙原子構成的分子,即氫氣分子和氯氣分子構成的,而氯化氫是由氯原子和氫原子構成的氯化氫分子構成的。同時阿伏伽德羅將蓋·呂薩克的推論中的原子改為分子,成功地解決上述問題,使道爾頓的原子論完善為分子—原子學說。
通過上述化學史的介紹,學生意識到了物質的性質并不是都能由原子直接體現的,所以必須有分子這一結構單元。同時學生也了解到,在不能被直接觀測到的微觀粒子性質的研究上,科學家是如何通過推論、假設、驗證等方法來得出結論的。
又如,在化學肥料的教學中,教師可介紹化學家李比希對肥料工業的貢獻:千百年來,普遍的觀念認為人和動物總是以有機物為食物,莊稼也應該是以有機物為食物。但是,人們往田里施綠肥、施糞肥時,莊稼的產量并沒有明顯的提高。為了探索莊稼的秘密,李比希雇人開墾荒地,種上莊稼,并給莊稼施用各種無機鹽,根據哪塊地里的莊稼長得茂盛,就能知道莊稼喜歡“吃”什么。很快,李比希發現,莊稼非常喜歡“吃”鉀和磷。在農業化學上,這是具有重大歷史意義的發現。為了給莊稼大量供應鉀肥,李比希辦起了鉀肥廠。李比希還發明了制造磷肥的方法。如果說,許多化學家所研究的定律、結構、化學成分等還只有理論意義的話,那么李比希的這些研究具有重大的實際意義。李比希的研究工作,使莊稼的產量成倍增長,造福于全人類,這不能不說是他的巨大貢獻。顯然,這樣的化學史實介紹比空洞的口號更能激起學生崇尚科學的情感。
化學史上人才輩出,科學家們崇高的品德、高尚的情操和他們熱愛祖國的高尚品質,更是對學生進行人生觀教育的良好素材。
(作者單位:華容縣第一中學)