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化學(xué)史論文:結(jié)合化學(xué)史的實(shí)際 教好初中化學(xué)課程
結(jié)合化學(xué)史的實(shí)際 教好初中化學(xué)課程
一、化學(xué)史在化學(xué)教科書中的地位和作用
化學(xué)史就是化學(xué)科學(xué)的形成、產(chǎn)生和發(fā)展及其演變規(guī)律的反映,是人類在漫長的社會實(shí)踐中對大自然化學(xué)知識的歷史論述,是化學(xué)家不斷探索、創(chuàng)新的歷史,也是科學(xué)思想取得勝利的歷史。化學(xué)史教育是指在化學(xué)教學(xué)中根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)卮┎寤瘜W(xué)史進(jìn)行的一種教學(xué)活動,1904年,法國著名的科學(xué)家郎之萬(langevin 1872—1946)首先提倡在科學(xué)教學(xué)中運(yùn)用歷史的方法。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中結(jié)合化學(xué)史教育有助于學(xué)生加深對化學(xué)知識的理解,培養(yǎng)科學(xué)的精神和掌握科學(xué)的方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;可進(jìn)行愛國主義教育,增強(qiáng)民族自豪感,培養(yǎng)民族自尊心;結(jié)合化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的人文精神,以樹立正確的人生觀、世界觀和道德觀,簡而言之,化學(xué)史教育在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中能起到知識教育、創(chuàng)造教育、德育、美育等素質(zhì)教育功能。所以,化學(xué)史在初中化學(xué)教科書中占有重要的地位和作用。
二、化學(xué)史在初中化學(xué)教科書中的滲透情況
我國20多年來人教版的初中化學(xué)教科書中都滲透了化學(xué)史教育的內(nèi)容,而且化學(xué)史內(nèi)容都占了一定的比例。人教版初中化學(xué)教科書中化學(xué)史的滲透,主要有以下幾個特點(diǎn):
1.教科書中滲透化學(xué)史的內(nèi)容逐年增多。對比幾種教科書,不難看出,不同版本的教科書中滲透化學(xué)史內(nèi)容的章節(jié)所占比例逐年遞增,1978年版的教科書中化學(xué)史才占5%,而2001年版新課程標(biāo)準(zhǔn)教科書中化學(xué)史則占到50%。90年代以來,特別是九年義務(wù)教育,初中化學(xué)教學(xué)要貫徹“教育要面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來”的方針,強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)素質(zhì)教育,要提高學(xué)生的各方面素質(zhì),教科書中化學(xué)史內(nèi)容滲透逐年增多,說明初中化學(xué)教科書正努力反映素質(zhì)教育的思想和要求,化學(xué)史在教科書中占到比較重要的位置。同時,也說明化學(xué)課程在提供給學(xué)生最基本的化學(xué)知識、技能和方法的同時,努力使每一個學(xué)生在現(xiàn)有基礎(chǔ)上得到發(fā)展,獲得更多的真正有用的化學(xué)知識,這些知識也是培養(yǎng)學(xué)生情感、態(tài)度和價值觀的重要載體,以適應(yīng)21世紀(jì)公民科學(xué)素養(yǎng)的要求和社會發(fā)展的需要。
2.教科書中滲透化學(xué)史的內(nèi)容所涉及的面越來越寬。1978年版的教科書只是略介紹化學(xué)的發(fā)展,隨后幾種版本的教科書,除化學(xué)史上的一些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明、重要的實(shí)驗(yàn)方法外,也介紹了一些著名的化學(xué)家及其對化學(xué)的重要貢獻(xiàn),化學(xué)史的滲透雖有了較大進(jìn)步,但這些化學(xué)史料只是緊扣所學(xué)內(nèi)容,沒有進(jìn)行擴(kuò)展,這樣學(xué)生的知識面相對來說還是比較窄。而2001年版的課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書,增加了化學(xué)與社會、技術(shù)、生活相聯(lián)系的學(xué)習(xí)內(nèi)容,既介紹了早期化學(xué)史實(shí),又涉及到了19世紀(jì)的經(jīng)典化學(xué)和20世紀(jì)的現(xiàn)代化學(xué),化學(xué)史內(nèi)容所涉及的面有化學(xué)家及科學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料、能源、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、國情知識等諸多方面,化學(xué)史得到進(jìn)一步的滲透。透過化學(xué)史實(shí),學(xué)生可以了解到科學(xué)技術(shù)發(fā)生的重大變化和飛速發(fā)展,同時能讓學(xué)生知道化學(xué)在實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處過程中的重要作用。也能夠讓教師在授課時,注意學(xué)科間知識的綜合,從科學(xué)、技術(shù)、社會相聯(lián)系的角度引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)與材料、能源、健康、環(huán)境等方面的關(guān)系,逐步使學(xué)生形成綜合的科學(xué)觀,提高科學(xué)素養(yǎng)。
3.教科書中滲透化學(xué)史的形式也越來越多樣化。對比幾種教科書,90年代前的教科書,多是以文字?jǐn)⑹龌瘜W(xué)史,形式單一,90年代后的教科書中介紹化學(xué)史時,在原來基礎(chǔ)了增加了一些插圖,化學(xué)史呈現(xiàn)的形式有一定變化。而2001年新課程標(biāo)準(zhǔn)教科書,化學(xué)史呈現(xiàn)的形式更多樣、內(nèi)容更豐富,在文內(nèi)增加了不少插圖和實(shí)物照片,如彩陶、古畫、雕像、透明金剛石薄膜等,圖文并茂,通過真實(shí)的圖片、鮮艷的色
彩、具體的數(shù)據(jù)、重要的史實(shí),再加上適當(dāng)?shù)奈淖终f明或描述,把化學(xué)史知識融匯在各單元各課題中,畫面色彩明麗,其真實(shí)、直觀、親切、深刻,比文字更具有說服力,使得化學(xué)史知識更直觀、易懂,更接近于生活,能提高初中學(xué)生的閱讀興趣和豐富他們的想象力,起到啟發(fā)思維的作用,便于學(xué)生有效地學(xué)習(xí)、理解和掌握。
三、化學(xué)史教育在初中化學(xué)教學(xué)中將越來越受到重視
化學(xué)已發(fā)展成為材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源科學(xué)的重要基礎(chǔ),成為推進(jìn)現(xiàn)代社會文明和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要力量,并正在為解決人類面臨的一系列危機(jī),如能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)和糧食危機(jī)等,做出積極的貢獻(xiàn)。作為科學(xué)教育的重要組成部分,新的化學(xué)課程倡導(dǎo)從學(xué)生和社會發(fā)展的需要出發(fā),發(fā)揮學(xué)科自身的優(yōu)勢,將科學(xué)探究作為課程改革的突破口,引入和穿插化學(xué)史教育,激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)新意識,促使學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)。初中化學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的啟蒙階段,趣味化和過程化是十分重要的,在初中化學(xué)教科書的編排時應(yīng)增強(qiáng)教材的可讀性,可通過滲透化學(xué)史來提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。讓學(xué)生在了解化學(xué)的發(fā)展歷史以及化學(xué)與人類進(jìn)步和社會發(fā)展關(guān)系的同時,更好地了解化學(xué)的本質(zhì)和價值。教師結(jié)合化學(xué)史進(jìn)行教學(xué),可以使化學(xué)教學(xué)不只局限于現(xiàn)成知識的靜態(tài)結(jié)論,還可追溯到它的來源和動態(tài)演變;不只局限于書本知識,還可揭示出其中的科學(xué)思想和科學(xué)方法,使學(xué)生受到多方面的教育,同時培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維能力和創(chuàng)造精神。隨著化學(xué)教育現(xiàn)代化的發(fā)展,化學(xué)教科書會不斷改變,不斷進(jìn)步,化學(xué)史的滲透也會不斷增加,化學(xué)史教育也將越來越受到廣泛重視,在化學(xué)教育中重視化學(xué)史教育將成為化學(xué)教育發(fā)展的一種趨勢。
化學(xué)史論文:化學(xué)史中科學(xué)精神
化學(xué)史不僅忠實(shí)地記錄了化學(xué)科學(xué)的孕育、產(chǎn)生、發(fā)展過程和演變的規(guī)律,而且它以不可代替的獨(dú)特方式積累體現(xiàn)了人類精神文明的成分,是科學(xué)精神最集中的載體。學(xué)習(xí)化學(xué)史對高校學(xué)生人文道德的提高與智力的發(fā)展可以起到同等重要的促進(jìn)作用。
科學(xué)精神是在科學(xué)發(fā)展的歷程中,科學(xué)界逐漸形成的一些傳統(tǒng)規(guī)矩、指導(dǎo)原則,這就是科學(xué)精神,是貫穿于整個科學(xué)發(fā)展歷程中的具有普遍意義的意識,是人們在從選題到應(yīng)用的全部科學(xué)活動中的所采取的態(tài)度。科學(xué)精神作為促進(jìn)科學(xué)活動的精神動力,其內(nèi)涵包括:求真務(wù)實(shí)的精神、競爭協(xié)作的精神、繼承創(chuàng)新的精神、敬業(yè)獻(xiàn)身的精神等等,隨著科學(xué)的發(fā)展和社會歷史條件的變化,這些精神不斷豐富、不斷拓展、不斷向社會滲透、輻射而成為一種時代精神。本文僅從化學(xué)史的角度對這幾種精神做如下探析:
1.求真務(wù)實(shí)的精神
科學(xué)是以求真務(wù)實(shí)為天職和靈魂的,科學(xué)的本征也表現(xiàn)在它堅持真理這一品格上。一代代科學(xué)家正是堅守著求真務(wù)實(shí)的品格,才越來越多地認(rèn)識了周圍的種種真實(shí)存在和客觀規(guī)律。19世紀(jì)30~40年代,格羅夫、焦耳、邁爾、赫姆霍茲等科學(xué)家,在不同的國度、不通信息的情況下差不多同時關(guān)注能量與質(zhì)量的相互關(guān)系,各自進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、分析,卻得出了大致相同的結(jié)論。1828年德國的維勒首次用無機(jī)物合成了尿素,使人們信奉百年之久的“生命力論”受到?jīng)_擊,當(dāng)維勒將成果報告給他的老師、化學(xué)貝采里烏斯時,卻受到了老師的極力反對,但維勒用古希臘大學(xué)者亞里士多德的千古名句“吾愛吾師,吾更愛真理”道出了他對真理的摯愛和虔誠,他以大量事實(shí)證明了自己理論的真理性,并將“生命力論”掃出了歷史舞臺。
科學(xué)研究以客觀實(shí)踐活動為基礎(chǔ),憑科學(xué)事實(shí)立論,以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為檢驗(yàn)理論正確與否的標(biāo)準(zhǔn)。1911年英國化學(xué)家盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的“行星式模型”,而他的學(xué)生玻爾將普朗克的量子論和愛因斯坦的光子說引入了原子模型,提出了著名的玻爾原子模型,并得到了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,正因?yàn)檫@一點(diǎn),盧瑟福不但不反對,反而頂住種種壓力親自推薦其,并勇于修正自己的論點(diǎn),還鼓勵玻爾繼續(xù)研究,以完善新理論,充分表現(xiàn)出盧瑟福唯事實(shí)、唯真理是從的大科學(xué)家風(fēng)范。
求真與務(wù)實(shí)在具體的科學(xué)過程中是統(tǒng)一的,那就是實(shí)事求是的精神,它是科學(xué)之所以是科學(xué)、科學(xué)區(qū)別于宗教迷信和偽科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。前蘇聯(lián)的勒伯辛斯卡婭聲稱用人工方法培育了“活細(xì)胞”;朝鮮金鳳漢宣布發(fā)現(xiàn)了“經(jīng)絡(luò)小體”,但他們的結(jié)果都經(jīng)不起實(shí)踐的檢驗(yàn)。就科學(xué)而言,實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)指的是科學(xué)實(shí)驗(yàn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須遵循一套嚴(yán)密的程序和規(guī)范。如某“特異功能大師”聲稱從2000km以外的廣州乃至大洋彼岸的美國“發(fā)功”到北京某實(shí)驗(yàn)室,竟然改變了放射性物質(zhì)的衰變率,該實(shí)驗(yàn)據(jù)云有教授級的科學(xué)家參加、有精密的儀器設(shè)備、有設(shè)計、有數(shù)據(jù)、有分析、有結(jié)論、有報告,被稱為“高層次”、“突破性”實(shí)驗(yàn),但卻經(jīng)不起科學(xué)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),如沒有遵循起碼的“雙盲”準(zhǔn)則,不屬于科學(xué)意義上的事實(shí)。所以科學(xué)活動中的“眼見為實(shí)”與實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)有著本質(zhì)的區(qū)別:前者是膚淺的經(jīng)驗(yàn)論,后者是馬克思主義的命題。
2.競爭協(xié)作的精神
科學(xué)在追求真理和創(chuàng)新的歷程中,向來充滿競爭,“并逐曰競,對辯曰爭”,競爭是科學(xué)發(fā)展的重要動力。20世紀(jì)50年代,鮑林、威爾金斯和沃森、克里克等人為揭示dna的結(jié)構(gòu)曾展開了激動人心的“雙螺旋競爭”。桑格、鮑林、佩魯斯、肯德魯?shù)热艘苍鵀榻忾_蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎進(jìn)行過緊張的角逐。
人類對紛紜浩淼的自然界的認(rèn)識是一個復(fù)雜的過程,通過不同觀點(diǎn)、不同學(xué)派的交鋒,人類的認(rèn)識才會由淺入深、由表及里、由片面到,才能愈來愈接近真理,對同一事物從不同角度、用不同方法去研究,有利于將問題引向深入,有利于更深刻地揭示其規(guī)律,有力地促進(jìn)科學(xué)地發(fā)展。在有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的初期,核團(tuán)學(xué)說與二元論的爭論、一元論與二元論的爭論引發(fā)了取代學(xué)說和類型論的提出。18世紀(jì)末意大利的加法尼與伏打之間的“蛙腿之爭”,使伏打電池研制成功,并由此引發(fā)了電動勢的研究,為電化學(xué)誕生奠定了基礎(chǔ)。19世紀(jì)末,德英科學(xué)家之間關(guān)于陰極射線本質(zhì)的“波動說”和“粒子說”持續(xù)爭論了幾十年,以克魯克斯為代表的德國學(xué)者普遍認(rèn)為陰極射線是一種帶負(fù)電的電磁波;而英國學(xué)者們則認(rèn)為陰極射線是一種粒子流。1894年湯姆遜用實(shí)驗(yàn)證明了陰極射線是帶負(fù)電的粒子,即“電子”,似已結(jié)束了此爭論,但1924年法國的德布羅意又提出了微觀粒子波粒二象性的假說,使人們更深刻地認(rèn)識了微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律和原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
不同觀點(diǎn)和學(xué)派的自由競爭可以激發(fā)人們探索真理的積極性,使研究充滿活力和生氣,誰經(jīng)受不住競爭熔爐的錘煉,誰就會被淘汰,這種無情的壓力所帶來的動力是巨大的,它導(dǎo)致了人才的脫穎而出,也“在相當(dāng)廣闊的范圍內(nèi)培植進(jìn)取心、毅力和大膽首創(chuàng)精神”。①如:沃森和克里克在“雙螺旋競爭”時只是30歲左右名不見經(jīng)傳的小人物,而對手鮑林、威爾金斯等是卓有成就的大科學(xué)家,但他們不懼怕,堅持自己的觀點(diǎn),在競爭中成為分子生物學(xué)的開創(chuàng)者。
科學(xué)上任何形式的學(xué)閥作風(fēng)和以行政手段壓制別人觀點(diǎn)的做法都是與科學(xué)精神相違背的。19世紀(jì)中葉,法國的杜馬因年青化學(xué)家羅朗和日拉爾提出了與自己觀點(diǎn)不同的理論,便橫加指責(zé),并對他們進(jìn)行人身侮辱、壓制和排擠,導(dǎo)致兩位科學(xué)家英年早逝,也極大地妨礙了科學(xué)的發(fā)展。
在科學(xué)還是個人或少數(shù)人活動的“小科學(xué)”時期,許多發(fā)明和創(chuàng)造可能是個人或少數(shù)人的行為;現(xiàn)在科學(xué)已發(fā)展到國家規(guī)模乃至國際規(guī)模,科學(xué)研究的日趨復(fù)雜、學(xué)科間的相互滲透日益明顯,單靠一個人、一項專長已難有所作為,需要依靠集體的智慧和力量去完成。所以“現(xiàn)在科學(xué)的大規(guī)模性,面貌一新且強(qiáng)而有力,使人們以‘大科學(xué)’一詞來美譽(yù)之。”②化學(xué)史上團(tuán)結(jié)協(xié)作、日臻進(jìn)益的例子舉不勝舉。20世紀(jì)60年代我國幾十位化學(xué)家共同努力,完成了含有51個氨基酸的結(jié)晶牛胰島素的全合成。1975年諾貝爾化學(xué)獎獲得者、澳大利亞的康福斯與生物化學(xué)家普杰克長達(dá)20年的緊密合作,共研究出了13個反應(yīng)的立體化學(xué)機(jī)制,并因此雙雙聞名于世。美國化學(xué)家穆爾和坦斯終生合作,碩果累累,并由于對核糖核酸化學(xué)結(jié)構(gòu)和催化活力的研究成果共獲了1972年諾貝爾化學(xué)獎。
縱觀諾貝爾化學(xué)獎百年獲獎歷史,在1901—1930年間共頒獎26次,授獎28人,其中合作獲獎的只有1929年英國的哈登和瑞典的奧伊勒.凱爾平1項;1931—1960年間共頒獎26次,授獎35人,其中7項為合作授獎;1961—2000年間共頒獎40次,有69人獲獎,其中19項為合作授獎。當(dāng)代科學(xué)前沿重大課題,小至粒子大到浩瀚宇宙,復(fù)雜至生物基因重組,都愈來愈成為全人類的共同問題,成為時代的課題,例如要解決環(huán)境、資源、人口等問題,更要求跨國界的科學(xué)共同體通力合作。正如愛因斯坦深刻指出:“不管你們喜歡不喜歡,科學(xué)是,而且永遠(yuǎn)是國際的。”③
3.繼承創(chuàng)新的精神
在1995年全國科學(xué)技術(shù)大會上的講話中指出:“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。”科學(xué)作為一種精神生產(chǎn),與物質(zhì)生產(chǎn)的較大區(qū)別就是它不能重復(fù)生產(chǎn)老產(chǎn)品,必須不斷創(chuàng)造新產(chǎn)品。提出新理論、解決新問題、探索新領(lǐng)域、得出新成果,這是科學(xué)的本質(zhì)表現(xiàn),也是衡量科學(xué)有無價值和價值大小的尺度。科學(xué)歷來著重“首次”、“及時”,在科學(xué)史上充滿了為“優(yōu)先權(quán)”而展開的激烈爭論,這也是科學(xué)的創(chuàng)新要求所引發(fā)的一道獨(dú)特的風(fēng)景線。
科學(xué)的懷疑精神是創(chuàng)新的前提,它對于現(xiàn)有的認(rèn)識都要問一個為什么?看看是否真的有根據(jù)?根據(jù)是否充分?如何尋求更新的突破……大量事實(shí)證明:懷疑批判的頭腦是科學(xué)家的另一個“重要儀器”。近代化學(xué)奠基人波義耳如果沒有敢于懷疑的精神,就不可能促成化學(xué)從醫(yī)藥和煉金術(shù)中剝離出來成為一門獨(dú)立的學(xué)科。雷利、巴拉爾如果不對研究中的異常現(xiàn)象產(chǎn)生懷疑,就不可能發(fā)現(xiàn)元素氬和溴;而李比希和維勒卻由于沒有用懷疑的眼光去審視已觀察到的異常,才使他們與發(fā)現(xiàn)元素溴和釩失之交臂。拉瓦錫正是由于不盲從、敢于懷疑,才打破了統(tǒng)治化學(xué)界百年之久的“燃素說”,掀起了一場史無前例的“化學(xué)革命”;而普里斯特列和舍勒雖先于拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了氧氣,但他們囿于傳統(tǒng)的束縛,竟使“真理從鼻尖溜走”。
科學(xué)是一個知識累積、智力接力的過程,雛鳳清于老鳳聲,后人能夠超越前人,是因?yàn)檎驹谇叭说慕K點(diǎn)起跑,所以繼承是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。居里夫人是在倫琴發(fā)現(xiàn)x射線和貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾放射線的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)鐳的,所以貝克勒爾于1903年與居里夫婦共享了諾貝爾獎;居里夫人的女兒伊來納、女婿約里奧也正是繼承和發(fā)展了母親對人工放射性的研究,才測定了放射性元素的半衰期和進(jìn)行放射性的合成,而獲1935年諾貝爾獎的。在元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程中,如果沒有德貝萊納提出的“三元素組”、邁爾的“六元素表”、紐蘭茲的“八音律”等元素分類工作的基礎(chǔ),就不會有門捷列夫的元素周期律,在此基礎(chǔ)上,周期表又經(jīng)過了零族的增加、莫斯萊的原子序數(shù)等不斷的發(fā)展和完善過程,直到今天仍有許多人在研究周期律,周期表也出現(xiàn)了維爾納式、波爾塔式等多種形式。
科學(xué)的繼承不是消極的前后相繼和兼收并蓄,而是取其精華、棄其糟粕,批判地繼承、辯證地?fù)P棄。如:“燃素說”雖是一種錯誤的理論,但其中也包含著某些合理因素,它所提供的實(shí)驗(yàn)材料、公式、定律和方法仍可被利用。正如恩格斯所說:“在化學(xué)中,燃素說經(jīng)過百年的實(shí)驗(yàn)工作提供了這樣一些材料,借助于這些材料,拉瓦錫才能在普里斯特列制出的氧氣中發(fā)現(xiàn)了幻想的燃素的真實(shí)對立物,因而推翻了全部的燃素說。但燃素說者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不因此而被排除……它們還保持著自己的有效性。”④
4.敬業(yè)獻(xiàn)身精神
科學(xué)研究的主體為求真而研究,不以科學(xué)發(fā)現(xiàn)以外的因素為目的,它排斥私欲的惡性膨脹、財迷心竅以及見利忘義的行為,這是一種較高遠(yuǎn)的境界。當(dāng)科學(xué)家認(rèn)定自己所從事的是人類最偉大的事業(yè)、并愿為之獻(xiàn)身時,科學(xué)就被注入了永不衰竭的生命活力。
科學(xué)家的獻(xiàn)身精神首先體現(xiàn)在對待科研成果的態(tài)度上。美國女科學(xué)家羅莎琳.弗蘭克林為華生等人攻克dna的雙螺旋體結(jié)構(gòu)難題而獲得諾貝爾獎提供關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。當(dāng)居里夫人得知鐳可以用于放射性治療癌癥后,毅然放棄了申請專利的權(quán)利,將其貢獻(xiàn)給人類。中國化工專家侯德榜留美8年,為發(fā)展祖國化工事業(yè),他放棄了國外優(yōu)厚待遇,回國后發(fā)明了“侯氏制堿法”,并將索爾維制堿技術(shù)公諸于眾,造福全人類。
勇往直前、不怕犧牲、勇于獻(xiàn)身,這是科學(xué)精神的較高表現(xiàn)。正是科學(xué)家的無私奉獻(xiàn),才譜寫了科學(xué)不朽的詩篇,才換得科學(xué)的永恒。“科學(xué)是要求人們?yōu)樗暙I(xiàn)畢生的,就是有兩次生命也不夠用”。⑤道爾頓一生淡泊名利,為了科學(xué),他要求自己堅持永遠(yuǎn)不能找到時間去結(jié)婚。因氟研究而獲1906年化學(xué)諾貝爾獎的穆瓦桑明知氟的毒害很大,仍不顧危險反復(fù)實(shí)驗(yàn),終致受害而英年早逝。居里夫人由于長期與放射性物質(zhì)接觸而以身殉職。
科學(xué)精神是無數(shù)科學(xué)家在從事科學(xué)活動中代代承傳的一筆巨大的精神財富,也是啟迪后人不斷實(shí)踐創(chuàng)新的標(biāo)范和動力,同時,科學(xué)精神自身也在其承前啟后的過程中得以充實(shí)和拓展。學(xué)習(xí)化學(xué)史的目的不僅在于了解化學(xué)發(fā)展中的具體史實(shí)和歷史變遷過程,更重要的是融會和繼承前輩化學(xué)家的科學(xué)精神,從而使我們的教與學(xué)、科研與實(shí)踐、開拓與創(chuàng)新攀上一個新的境界。
化學(xué)史論文:化學(xué)史在中學(xué)化學(xué)教學(xué)的應(yīng)用
摘要:化學(xué)史在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用主要集中在化學(xué)課程、化學(xué)教學(xué)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用以及對學(xué)生身心發(fā)展的促進(jìn)等方面。隨著化學(xué)史在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的研究越來越深入,教師在實(shí)際教學(xué)中越來越看重利用化學(xué)史來進(jìn)行有效教學(xué),新時期我們有必要對化學(xué)史在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用進(jìn)行回顧與反思,以適應(yīng)當(dāng)前學(xué)校廣泛應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等教學(xué)模式,探索對化學(xué)史實(shí)際應(yīng)用的新的模式,促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展,進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:化學(xué)史;中學(xué)化學(xué);化學(xué)教學(xué);研究綜述
2004年《高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》中所制定的課程基本理念提到:立足于學(xué)生現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要,著眼于提高21世紀(jì)公民的科學(xué)素養(yǎng),構(gòu)建“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”相融合的高中化學(xué)課程的目標(biāo)體系[1]。結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展趨勢,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和基本方法,形成科學(xué)的世界觀。《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)了三維目標(biāo)教學(xué)以及化學(xué)史融入教學(xué)對學(xué)生科學(xué)的世界觀養(yǎng)成的重要性。十余年過去了,相關(guān)的研究也呈現(xiàn)出繁榮的景象,對其進(jìn)行必要的梳理,歸納和總結(jié),有利于正確認(rèn)識并推動我國中學(xué)化學(xué)教育沿著健康理性的軌道進(jìn)行[2]。古人提倡“以史為鑒”,“以史明理”。我國著名教育家、化學(xué)家傅鷹教授也曾多次講過:“一門學(xué)科的歷史是那門科學(xué)中最寶貴的一部分,因?yàn)榭茖W(xué)只給我們知識,而歷史卻能給我們智慧。基于化學(xué)史的教學(xué),首先是將其融入到中學(xué)化學(xué)教科書中,一方面通過“科學(xué)視眼”、“化學(xué)史話”能欄目來呈現(xiàn),以學(xué)生自行閱讀為主[3]。另一方面則通過教師的口述、資料呈現(xiàn)等方式,傳達(dá)給學(xué)生,讓學(xué)生了解相關(guān)知識點(diǎn)背后的歷史事件。這些教學(xué)方式及研究目前已趨于成熟。其次,在化學(xué)教學(xué)方面,國內(nèi)學(xué)者更多的是研究化學(xué)史在教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用,而對于新媒體及網(wǎng)絡(luò)興起的當(dāng)前形勢下,對于化學(xué)史教學(xué)如何利用新媒體及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳授,則無多少涉及。,基于化學(xué)史的教學(xué),應(yīng)該迎合新時代的需求,尤其是社會節(jié)奏越來越快,教學(xué)工具的改進(jìn),學(xué)生知識接受層面越來越多元化,以往所研究的基于化學(xué)史教學(xué)應(yīng)用的理論、內(nèi)容是否契合時代的發(fā)展要求和學(xué)生心理變化?這都是我們需要進(jìn)一步厘清的地方。擬對近十年來化學(xué)史在我國中學(xué)化學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)行回顧和反思,力求今后該教學(xué)方式在我們中學(xué)化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用更加實(shí)際、理性。
1研究現(xiàn)狀分析
1.1研究現(xiàn)狀的統(tǒng)計分析
為更好地總結(jié)近十年來化學(xué)史教學(xué)的應(yīng)用所取得的成績和不足,以“化學(xué)史教學(xué)”為主題詞,以2006年至2016年為事件限制條件,對中國知網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,共檢索到114篇文獻(xiàn)。分別為期刊、博士、碩士及會議論文。《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》6篇,《化學(xué)教育》5篇,《考試周刊》4篇,《廣東化工》4篇,其余均分布在各大學(xué)學(xué)報及相關(guān)期刊上。其中被引及下載次數(shù)最多的為2011年孟獻(xiàn)華發(fā)表的《基于化學(xué)史教學(xué)的理論與實(shí)踐研究》博士論文[4]。
1.2研究的主要內(nèi)容和主要觀點(diǎn)
1.2.1化學(xué)史與學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)新一輪的教材改革要求對學(xué)生有情感、態(tài)度和價值觀的教育,將提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)觀作為教學(xué)的一個重要的部分。在傳統(tǒng)封閉的教學(xué)模式中,“科學(xué)素質(zhì)”僅僅被理解為科學(xué)知識的本身,在現(xiàn)在開放的教學(xué)模式中,“科學(xué)素質(zhì)”不僅僅是“科學(xué)知識”量的簡單積累,更是對知識的理解內(nèi)化和激活[5]。研究者們通過將化學(xué)史融入到中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,利用化學(xué)史教學(xué),從而使學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)得到提升,發(fā)表了一些看法,主要有以下觀點(diǎn):(1)滲透化學(xué)史教學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力、質(zhì)疑和批判的精神。中學(xué)化學(xué)教材的知識源于時代化學(xué)家們的努力探索,科學(xué)任務(wù)是探索未知,通過對化學(xué)教材分析的同時引入化學(xué)史知識,培養(yǎng)起學(xué)生獨(dú)立思考的能力,科學(xué)的發(fā)展總體上前進(jìn)的,但道路是曲折、迂回的。這少不了很多化學(xué)家質(zhì)疑和批判的精神,學(xué)生在了解、吸收化學(xué)家們反復(fù)嘗試、不斷進(jìn)取、質(zhì)疑的事跡后,自己也會受到啟發(fā),敢于去質(zhì)疑所學(xué)的知識,養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣,不怕錯誤和失敗。(2)滲透化學(xué)史教學(xué),有利于培養(yǎng)學(xué)生的審美觀,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造美的熱情。化學(xué),不僅僅是科學(xué),也是一門藝術(shù)。化學(xué)知識了展示很多自然界簡單、和諧、對稱的美,追求美不僅是情感的需求,更是科學(xué)家從事科學(xué)活動內(nèi)在驅(qū)動力之一。化學(xué)家從發(fā)現(xiàn)元素周期表、苯環(huán)結(jié)構(gòu)等化學(xué)史料,也能從一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的審美觀,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造美的熱情。(3)滲透化學(xué)史教學(xué),有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。化學(xué)的很多發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,無一不閃現(xiàn)著化學(xué)家們智慧、創(chuàng)新的火花,循著化學(xué)史的足跡,啟發(fā)學(xué)生大膽猜想,能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新意識[6]。1.2.2化學(xué)史與化學(xué)教學(xué)主要應(yīng)用于實(shí)際教學(xué),如姜鵬等的《關(guān)于“質(zhì)量守恒定律”化學(xué)史教學(xué)的幾個問題的討論》、秦雪兒的《關(guān)于“元素周期表”中學(xué)化學(xué)史教學(xué)的幾點(diǎn)思考》等,研究者們從中學(xué)教材出發(fā),聯(lián)系教材內(nèi)容,非常直觀形象地將化學(xué)史融入到實(shí)際教學(xué)中去,能更好地指導(dǎo)中學(xué)教師如何進(jìn)行化學(xué)史教學(xué),也為此類教學(xué)提供了理論依據(jù)[7]。針對于化學(xué)史與化學(xué)教學(xué),研究者主要從以下方面出發(fā):(1)以教材知識點(diǎn)作為切入點(diǎn),收集與其相關(guān)的化學(xué)史素材,實(shí)際應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)。如具體到“元素周期表”章節(jié)內(nèi)容的講授上,從元素周期表的發(fā)現(xiàn)者、發(fā)現(xiàn)時間和發(fā)現(xiàn)過程出發(fā),進(jìn)行元素周期表化學(xué)史教學(xué)視角的分析。人教版高中化學(xué)必修二教科書對于元素周期表這一歷史事件是按“時間、地點(diǎn)、人物、事件”的敘述順序一句話就描述完成的,學(xué)生無法理解其事件的來龍去脈,這之中的經(jīng)歷也無從了解,所謂從發(fā)現(xiàn)者、發(fā)現(xiàn)時間和發(fā)現(xiàn)過程出發(fā),是要求深刻挖掘其中的歷史素材,經(jīng)過提煉后融入到化學(xué)教學(xué)中。(2)化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)的應(yīng)用方面,也體現(xiàn)在化學(xué)教學(xué)模式的改變上。新課程教學(xué)要求從知識與技能,態(tài)度與方法,情感、態(tài)度、價值觀三個維度出發(fā),促進(jìn)學(xué)生身心發(fā)展,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。化學(xué)史融入具體教學(xué)后,逐漸改變了以往重知識、技能等基本要素,忽略學(xué)生在情感、態(tài)度、價值觀等方面的發(fā)展的局面,更好地由應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育。同時,學(xué)者們也在探索新的化學(xué)史教育模式,如對“IHV歷史探究教學(xué)模式”的引入,進(jìn)行實(shí)證研究,并加以改造,使之適用于中學(xué)教學(xué)。(3)化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用的調(diào)查研究。從教師和學(xué)生兩個角度出發(fā)對化學(xué)史教學(xué)進(jìn)行實(shí)證研究,來了解當(dāng)前中學(xué)教學(xué)中化學(xué)史的具體應(yīng)用情況、實(shí)施方法及學(xué)生反映情況等[8]。通過實(shí)證調(diào)查,研究者們也發(fā)現(xiàn)其中存在的很多問題,如化學(xué)史教學(xué)的實(shí)施難度,關(guān)乎哪些因素,教師自身的知識儲備,學(xué)生的興趣傾向等,針對這些問題,提出了一些改善措施,這些措施來源于實(shí)踐,是先前理論的進(jìn)一步升華,有利于教師改善教學(xué),促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識。
2研究反思與展望
近十年來,學(xué)者們研究化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用大部分都集中在化學(xué)教學(xué)改進(jìn)、教師專業(yè)發(fā)展及學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高等方面,這方面的研究已經(jīng)趨于成熟,經(jīng)過學(xué)者們的實(shí)證研究,中學(xué)教師運(yùn)用化學(xué)史教學(xué)的意識越來越強(qiáng)烈,學(xué)生對于化學(xué)史的興趣一直有增未減[9]。目前,全國大部分小學(xué)已經(jīng)開設(shè)自然科學(xué)課程,這為學(xué)生學(xué)習(xí)初中、高中乃至大學(xué)的自然科學(xué)課程起到了重要的啟蒙作用。學(xué)校多媒體教學(xué)的普及、校園網(wǎng)絡(luò)的興起、智能手機(jī)的普及都為自然科學(xué)的學(xué)習(xí)起到了良好的促進(jìn)作用,未來對于化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方面,其傳授內(nèi)容應(yīng)該基于學(xué)生已有的知識基礎(chǔ),順應(yīng)時展需要,剔除陳舊的、已不適合部分化學(xué)史,同時以更新穎的方式呈現(xiàn)給學(xué)生。我們應(yīng)該從以下方面出發(fā),例如“如何利用新媒體進(jìn)行化學(xué)史教學(xué)?”“化學(xué)史與當(dāng)今現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合的方式對中學(xué)化學(xué)教學(xué)的促進(jìn)”等等,從而使化學(xué)史教學(xué)更契合時展的需要,對教師及學(xué)生帶來的幫助也更大,這或許是今后應(yīng)該重點(diǎn)探索的方向[10]。
作者:歐陽學(xué)浩 劉杰 單位:湖南科技大學(xué)教育學(xué)院
化學(xué)史論文:生物科學(xué)史中的問題化學(xué)習(xí)研究
摘要:生物科學(xué)史教學(xué)在目前高中生物課堂中往往是史實(shí)介紹有余、思維訓(xùn)練不足,達(dá)不到課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)史的學(xué)習(xí)目標(biāo)要求。問題化學(xué)習(xí)助于解決這一難題。
關(guān)鍵詞:生物科學(xué)史教學(xué);問題化學(xué)習(xí);探究能力
生物科學(xué)史在很大程度上就是實(shí)驗(yàn)探究史,其中多數(shù)實(shí)驗(yàn)在高中課堂上是無法體驗(yàn)和再現(xiàn)的。學(xué)生對于平鋪直敘的實(shí)驗(yàn)史實(shí)不可能感興趣,也不能拓展學(xué)生的思維和提高實(shí)驗(yàn)探究能力。如果將生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)問題化,讓科學(xué)家的思維滲透在問題中,學(xué)生就可以在嘗試解決問題的過程中體驗(yàn)科學(xué)家探究之路,從而提升思維品質(zhì)和探究能力。
1.學(xué)習(xí)目標(biāo)問題化
生物科學(xué)史教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生了解知識發(fā)現(xiàn)的過程,體會科學(xué)家的思維方式和科學(xué)研究方法。如果將這些學(xué)習(xí)目標(biāo)以告知的方式簡單地呈現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生會認(rèn)為這些東西離自己太遙遠(yuǎn),而且面對已知結(jié)論的科學(xué)探究,學(xué)生不會激起探究的欲望。如果我們將這些學(xué)習(xí)目標(biāo)隱性化、問題化,將其轉(zhuǎn)變成學(xué)生身邊的問題,甚至是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)、提出的問題,從而激發(fā)學(xué)生嘗試解決問題的欲望,變被動接受為主動探索,學(xué)習(xí)目標(biāo)便會水到渠成。高中生物教材中科學(xué)史的學(xué)習(xí)目標(biāo)大同小異,主要是讓學(xué)生了解科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路,體會實(shí)驗(yàn)設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。將學(xué)習(xí)目標(biāo)問題化后,可以將學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)史轉(zhuǎn)變成設(shè)計科學(xué)實(shí)驗(yàn),這樣,學(xué)生就由被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變成科學(xué)發(fā)現(xiàn)的參與者和創(chuàng)造者,學(xué)習(xí)積極性自然大不相同。同時在參與和設(shè)計實(shí)驗(yàn)的過程中又會發(fā)現(xiàn)新的問題,學(xué)生的思維將得到充分發(fā)展和提升,學(xué)習(xí)目標(biāo)也將上升到更高的層次。
2.學(xué)習(xí)過程問題化
生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)過程是一種比較特殊的學(xué)習(xí)體驗(yàn),由于條件所限,在課堂上進(jìn)行完整的全程探究活動較難做到。因此,在生物科學(xué)史教學(xué)中的探究性學(xué)習(xí)更多的是思想實(shí)驗(yàn)。在思想探究中簡單的對話式或呈現(xiàn)式教學(xué),對學(xué)生缺乏有效的刺激,教學(xué)效果不佳。這就要求學(xué)生將生物科學(xué)史學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化成以一條核心問題為主線,并圍繞核心問題自我構(gòu)建一系列的問題系統(tǒng),并通過小組合作形式解決這些問題,最終形成完整的科學(xué)發(fā)展脈絡(luò)。要讓學(xué)生建立起這樣的問題系統(tǒng),可以從以下幾個方面嘗試。
2.1角色扮演策略
每一個科學(xué)知識的發(fā)現(xiàn),放在其學(xué)科歷史脈絡(luò)中都有其特有的時代性,學(xué)生只有站在當(dāng)時科學(xué)家的角度才可能發(fā)現(xiàn)有價值的問題,才可能體會當(dāng)時科學(xué)家的思維方式。所以鼓勵學(xué)生進(jìn)行角色扮演,使學(xué)生提出有價值探究問題的有效策略。如遺傳基本規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中,可以進(jìn)行如下教學(xué)片斷設(shè)計。師:讓我們將目光聚焦到160多年前那個在學(xué)術(shù)界雜交試驗(yàn)盛行的年代里,如果你就是當(dāng)時年輕的孟德爾,現(xiàn)在有一堆雜交試驗(yàn)的結(jié)果擺在你的面前,你會有什么樣的苦惱,你又想知道哪些問題?生:為什么子一代只有一種性狀?為什么子二代又有兩種性狀?為什么子二代的性狀比總是接近3:1……師:以你現(xiàn)有的知識理論可以解決這些問題嗎?生:不能。師:不錯。當(dāng)年的孟德爾就和你們現(xiàn)在一樣,面對這么多的問題無從下手,因?yàn)闆]有任何現(xiàn)成的理論可以解決他產(chǎn)生的疑問。那么你現(xiàn)在能提出解決辦法嗎?(學(xué)生隨后討論并嘗試解決問題的辦法。)通過這一角色扮演后,學(xué)生將自己放在研究者的角色上,以研究者的身份思考問題、解決問題,真切體會到科學(xué)研究的艱辛與不易,才能真正走進(jìn)科學(xué)家的思維世界,提升自己的思維品質(zhì)。
2.2實(shí)驗(yàn)改進(jìn)策略
從生物學(xué)科的歷史發(fā)展脈絡(luò)看,每一位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計都會受到當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制,一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計會存在不足和缺陷,而這恰好是激發(fā)學(xué)生問題意識、構(gòu)建問題系統(tǒng)的好資源。如促胰液素發(fā)現(xiàn)中,沃泰默限于當(dāng)時主流認(rèn)知的影響,并沒有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行大膽分析,也沒有設(shè)計更合理的實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步研究遇到的問題,而是歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)操作中的不可抗拒因素。教師此時可以不展示斯他林和貝利斯的實(shí)驗(yàn),而是利用這一契機(jī)引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新的問題系統(tǒng):沃泰默實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問題出在什么地方?如何徹底排除神經(jīng)系統(tǒng)的干擾?如何設(shè)計對照實(shí)驗(yàn),讓實(shí)驗(yàn)更有說服力?學(xué)生將這些實(shí)驗(yàn)思路問題化以后提出自己的改進(jìn)措施進(jìn)行新的研究。在交流評價的基礎(chǔ)上,教師再展示斯他林和貝利斯的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行對比,提升學(xué)生的成就感和探究知識的熱愛。
2.3自我反思追問策略
在生物科學(xué)史學(xué)習(xí)過程中,自我反思追問策略是構(gòu)建問題化學(xué)習(xí)方式的較高階段。該策略更多的是在解決某一問題以后,引導(dǎo)學(xué)生回顧自己的思考?xì)v程,從而獲得這種思考?xì)v程的經(jīng)驗(yàn)提升。在教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會追問自己:就這一內(nèi)容我是如何發(fā)現(xiàn)問題的?我發(fā)現(xiàn)了哪些問題?對于這些問題我是從哪些角度思考的?我又是采用什么方法解決的?我生物科學(xué)史中的問題化學(xué)習(xí)(常州市北郊高級中學(xué),江蘇常州213031)金交通摘要:生物科學(xué)史教學(xué)在目前高中生物課堂中往往是史實(shí)介紹有余、思維訓(xùn)練不足,達(dá)不到課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)史的學(xué)習(xí)目標(biāo)解決問題的方法與其他同學(xué)的不同之處在哪?有沒有更好的解決辦法……自我反思和追問不僅僅是一種構(gòu)建問題系統(tǒng)的策略,更是一種良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在反思與追問中,學(xué)生往往能發(fā)現(xiàn)新的、有價值的問題,從而開展新一輪探索。
3.問題化學(xué)習(xí)的關(guān)鍵與注意事項
基于問題化學(xué)習(xí)的生物科學(xué)史教學(xué)關(guān)鍵是師生根據(jù)情境創(chuàng)設(shè)以問題主線為核心的問題系統(tǒng)。教師在實(shí)施的過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①教師應(yīng)放下包袱,實(shí)現(xiàn)思想和教學(xué)方式的雙重轉(zhuǎn)變,要讓學(xué)生真正提出自己的問題;②讓學(xué)生提出問題不是天馬行空,而是圍繞課題基礎(chǔ)問題展開,同時教師和學(xué)生要對學(xué)生提出的問題進(jìn)行一定的篩選,確定問題的主線;③問題化學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生,只有真正投入問題的發(fā)現(xiàn)和探究中才能提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和思維能力,教師在這個過程中應(yīng)是引導(dǎo)者和領(lǐng)航者。
作者:金交通
化學(xué)史論文:化學(xué)史教學(xué)設(shè)計模型與應(yīng)用
摘要:利用學(xué)科發(fā)展史進(jìn)行教育由來已久,但也受到多方面的質(zhì)疑。針對提出的普遍性問題,回顧或建立了5種化學(xué)史教學(xué)模型:歷史探究模型、科學(xué)故事模型、概念轉(zhuǎn)變模型、科學(xué)論證模型和課程開發(fā)模型,結(jié)合具體案例闡述了化學(xué)史教學(xué)的操作策略,指出今后發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:化學(xué)史;科學(xué)哲學(xué);科學(xué)教育;教學(xué)設(shè)計;理論模型
將科學(xué)發(fā)展歷史融入理科教學(xué)的主張可以追溯到19世紀(jì)中葉的哲學(xué)家、歷史學(xué)家威廉?惠威爾(WilliamWhewell,1704-1866),他利用科學(xué)史論述自己的科學(xué)哲學(xué)觀及其在教育中的作用,這對后來的科學(xué)教育產(chǎn)生了積極影響[1]。20世紀(jì)中期以來,科學(xué)哲學(xué)家們越來越多地關(guān)注科學(xué)教育領(lǐng)域,大大促進(jìn)了這一研究的發(fā)展。但關(guān)于在教學(xué)中“為什么以及如何使用科學(xué)史”的爭議從未停止,不同學(xué)科背景的研究人員激烈論爭,其核心觀點(diǎn)隨時代變遷也在不斷變化。科學(xué)哲學(xué)家認(rèn)為,理科教師普遍沒有接受過正規(guī)的科學(xué)哲學(xué)學(xué)習(xí),他們不了解科學(xué)本質(zhì)方面的內(nèi)容,在教學(xué)實(shí)踐中常常傳播一些錯誤的觀點(diǎn):理科教學(xué)中教師都會強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究的規(guī)范性,但許多研究表明,科學(xué)的發(fā)現(xiàn)并沒有一套嚴(yán)格的科學(xué)方法或操作程序,相反,科學(xué)家們常常以主觀的方式進(jìn)行工作。如門捷列夫(ДмйтрийИвáновичМенделéев,1834-1907)一生都堅持認(rèn)為,原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒,它不可再分[2]。所以,要通過化學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史,解釋“什么是科學(xué)方法”或者“哪些理論是科學(xué)的”,是十分困難的。科學(xué)史研究者認(rèn)為,科學(xué)研究方法和歷史研究方法不同:科學(xué)研究的目的在于探究自然現(xiàn)象發(fā)生的本質(zhì)原因,一般不需要考慮科學(xué)發(fā)展過程中的偶然因素或科學(xué)家個人特質(zhì);歷史研究則恰恰相反,只有詳細(xì)記錄考查事件的所有細(xì)節(jié),才能從歷史中得出有價值的結(jié)論。一些研究者進(jìn)一步指出,科學(xué)教育中使用的科學(xué)史根本不可能是真正的歷史:由于為了達(dá)到科學(xué)教育的目標(biāo)或說明科學(xué)理論的正確,理科教師會從大量科學(xué)歷史中選取符合現(xiàn)代科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象解釋或標(biāo)準(zhǔn)步驟,有意地忽略不符合當(dāng)代科學(xué)理論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。所以,理科課堂中的科學(xué)史只能是教師按照主觀意愿“虛構(gòu)”的準(zhǔn)科學(xué)史或虛假的科學(xué)史[3]。學(xué)習(xí)心理研究者認(rèn)為,有趣的歷史軼事和偶發(fā)性事件,或許能夠吸引學(xué)生暫時的興趣,但不能幫助學(xué)生理解復(fù)雜的科學(xué)知識。例如,歷史上化學(xué)家們遇到的問題,今天的學(xué)生未必感興趣或無法理解:古代學(xué)者為了證明空氣的存在耗費(fèi)了近600年時間,今天的學(xué)生已經(jīng)不會對這一問題產(chǎn)生疑問[4]。可以看出,在化學(xué)教學(xué)中融入本學(xué)科發(fā)展的歷史不是一件容易的事情。一方面,它要求化學(xué)教師能夠以歷史唯物主義的觀點(diǎn)審視學(xué)科的發(fā)展過程、學(xué)科方法的演變和思想觀念的進(jìn)步———門捷列夫在從事科學(xué)活動之初就接受了原子論,但沒有受傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)論和形而上學(xué)的束縛,而是注重理論與實(shí)驗(yàn)的辯證統(tǒng)一,找到了化學(xué)過程的合理解釋[5]。另一方面,教師需要研究化學(xué)史在教材中的地位、呈現(xiàn)方式、學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)等要素,以此為基礎(chǔ)選擇或形成有效的教學(xué)模型。從而提高教學(xué)設(shè)計和課堂活動有效性,實(shí)現(xiàn)化學(xué)史的教學(xué)價值。近年來國內(nèi)對基于化學(xué)史的教學(xué)研究關(guān)注較多,但多數(shù)局限于化學(xué)史教學(xué)功能與價值的說明,而實(shí)踐層面關(guān)注較少[6],更缺乏從哲學(xué)層面對“化學(xué)學(xué)科方法”“學(xué)科思想發(fā)展”和“化學(xué)與社會之間的關(guān)系”等相關(guān)問題的反思,也就難以通過化學(xué)史的教學(xué)使學(xué)生真正理解科學(xué)本質(zhì)。正因?yàn)榇耍尸F(xiàn)基于化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)的常見模型,以期為這一研究領(lǐng)域提供一個值得參考的發(fā)展方向。
1歷史-探究模型:展示科學(xué)方法
自從施瓦布(JosephJ.Schwab)1962年發(fā)表其代表作《作為探究的教學(xué)》以來,“探究教學(xué)”已成為科學(xué)教育改革的重要標(biāo)志。但當(dāng)時的理科教學(xué)普遍存在“科學(xué)探究形式化”的傾向:一種形式是探究過程被設(shè)計成對科學(xué)理論的驗(yàn)證過程,學(xué)生遵照“測量數(shù)據(jù)-計算結(jié)果-與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較-驗(yàn)證理論”的固定步驟學(xué)習(xí),科學(xué)教育變成了技能訓(xùn)練和公式記憶;另一種是缺乏指導(dǎo)的課堂教學(xué),即由學(xué)生提出假說,設(shè)計實(shí)驗(yàn),至于這種開放性的學(xué)習(xí)對學(xué)生的發(fā)展價值,部分教師甚至認(rèn)為無論探究結(jié)果正確與否,學(xué)生都能學(xué)會科學(xué)研究的方法。科普尼斯(Kipnis)認(rèn)為,這2種方式既不符合科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)情況,也無法滿足學(xué)生發(fā)展的需要,即使學(xué)生體驗(yàn)了整個科學(xué)的學(xué)習(xí)步驟,卻無法解決簡單的實(shí)際問題。為了真正達(dá)到理科教學(xué)的目標(biāo),他提出“歷史-探究”(Historical-Investigative)教學(xué)模式(圖1)。復(fù)演科學(xué)史中的著名實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的實(shí)際過程。如波義爾(Boyle,1627-1691)將濃鹽酸濺到紫羅蘭上,發(fā)現(xiàn)紫羅蘭變成了紅色。其后波義爾將藥草、牽牛花、苔蘚、月季花、樹皮和各種植物根作為變量1,不同的酸、堿溶液作為變量2,通過實(shí)驗(yàn)提出了酸堿指示劑測定溶液酸堿性的理論。歷史-探究教學(xué)模型展示了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的以下特點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)與理論之間的關(guān)系。很多時候,科學(xué)家提出多種假說并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,歸納出科學(xué)理論,這一特點(diǎn)在20世紀(jì)前尤為明顯。常見的課堂教學(xué)卻體現(xiàn)出理論在前的特點(diǎn):教師先告訴學(xué)生酸堿指示劑的概念,學(xué)生以實(shí)驗(yàn)的形式證明理論的正確,這種做法不利于學(xué)生形成良好的科學(xué)觀。(2)歸納和演繹法的關(guān)系。“歷史-探究”的教學(xué)設(shè)計中,學(xué)生利用簡單的材料模擬歷史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),形成科學(xué)概念。這樣的學(xué)習(xí)是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)各種變量之間的關(guān)系,積累足夠的感性經(jīng)驗(yàn),避免早早進(jìn)入抽象的理論學(xué)習(xí)。表1是初中化學(xué)“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)中,基于化學(xué)史材料的教學(xué)設(shè)計分析。
2科學(xué)故事模型:體現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)背景
將科學(xué)史改編為戲劇或故事進(jìn)行教學(xué)的實(shí)踐由來已久,它能夠提供學(xué)科知識整合的應(yīng)用背景,促使學(xué)生思考現(xiàn)實(shí)情境中的問題。早在1859年英國皇家學(xué)會(RoyalSociety)的圣誕講座上,法拉第(Faraday,1791-1867)就表演了化學(xué)劇《蠟燭的化學(xué)歷史》,形象生動地闡釋了化學(xué)反應(yīng)基本原理,特別適合孩子和初學(xué)者[9]。萬德斯(Wandersee)等開發(fā)和使用互動歷史故事(InteractiveHistoricalVignettes,簡稱IHV)技術(shù):圍繞化學(xué)課程每一單元核心概念,搜集歷史資源,精心設(shè)計一系列互動歷史故事視頻短片(大約15min),并將這些材料融入正式的化學(xué)教學(xué)(圖2)。IHV的制作包括以下步驟:(1)選擇一個合適的IHV事件,準(zhǔn)備一系列問題,這些問題將在故事呈現(xiàn)后由教師提出,引導(dǎo)學(xué)生有意義地討論;(2)精心撰寫一段有“情節(jié)背景”的、符合科學(xué)概念發(fā)展的紀(jì)實(shí)電視劇本,它提供了理解科學(xué)知識所需要的問題情境;(3)撰寫科學(xué)發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)的“事件腳本”,在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)該在此處打斷故事,要求學(xué)生對科學(xué)研究的結(jié)果加以預(yù)測和探討;(4)編寫呈現(xiàn)“事件結(jié)果的腳本”,即在這里將由教師以合適的方式揭示科學(xué)故事的真實(shí)結(jié)果;(5)搜集原始資料,包括歷史圖片、科學(xué)家手稿、影視作品等,編輯制作成錄像片或視頻材料。原則上,整件IHV(包括在選擇點(diǎn)的停頓和學(xué)生討論)所花的課堂時間不要超過7min,也不要連續(xù)介紹3個以上的故事。為了保障學(xué)習(xí)的有效性,這種方法要求教師本人撰寫科學(xué)歷史故事:選擇自己最感興趣并與所教學(xué)科課程相關(guān)的內(nèi)容;閱讀文獻(xiàn)資料,尋找科學(xué)史中最引人入勝、具有關(guān)鍵作用的事件,包括科學(xué)家面臨的難題,運(yùn)用已有知識解決問題或提出新的科學(xué)理論;將科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生可以參與研究的問題(表2)。
3概念轉(zhuǎn)變模型:引導(dǎo)學(xué)生思維
概念轉(zhuǎn)變理論認(rèn)為,學(xué)生帶著不同概念進(jìn)入課堂,其中包括大量的錯誤概念或樸素概念,科學(xué)教學(xué)的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)學(xué)生錯誤概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化。心理學(xué)家皮亞杰(Piaget,1896-1980)提出,學(xué)生的錯誤概念很大程度上和古代科學(xué)家提出的錯誤理論一致,科學(xué)史是理解學(xué)生科學(xué)思維形成過程的有益資源[12]。諾曼(Norman)利用社會建構(gòu)主義理論和科學(xué)模型的方法,建立了科學(xué)知識發(fā)展史中科學(xué)模型演變和課堂教學(xué)中學(xué)生認(rèn)識發(fā)展階段之間的類比(圖3)。(1)智力模型。科學(xué)家個人或某個科學(xué)團(tuán)體在研究中提出的概念模型。(2)表述模型。科學(xué)家通過演講、出版等形式,將智力模型轉(zhuǎn)變?yōu)楣┢渌后w認(rèn)知的模型。(3)一致性模型。一致性模型分為2種:①一定時期內(nèi)被多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為正確的概念;②學(xué)生通過學(xué)習(xí)形成的新概念。(4)歷史模型。隨著科學(xué)認(rèn)識發(fā)展,大多數(shù)曾經(jīng)被接受的模型會被新的科學(xué)模型代替,從而成為歷史模型。(5)教師模型。教師在課堂上提供給學(xué)生的概念模型。(6)學(xué)生模型。隨著學(xué)生科學(xué)認(rèn)識水平的提高,頭腦中逐漸形成更為科學(xué)的概念模型。探究每一種歷史模型提出過程中理論和實(shí)驗(yàn)之間的邏輯關(guān)系,或者對幾種歷史模型進(jìn)行比較和研討,是在化學(xué)教學(xué)中融入化學(xué)史行之有效的教學(xué)策略(圖4)。以化學(xué)微粒觀的形成為例,抽象的化學(xué)概念是導(dǎo)致學(xué)生感到化學(xué)學(xué)習(xí)困難的主要原因。與之對應(yīng)的是,人類對微觀世界的探索也經(jīng)歷了數(shù)千年。微粒概念形成歷史能夠體現(xiàn)學(xué)生概念形成特點(diǎn),為教學(xué)設(shè)計提供有益啟示(表3)。概念轉(zhuǎn)化的教學(xué)設(shè)計中,教師要做好3方面工作:(1)研究具體科學(xué)概念形成的歷史條件,如當(dāng)時的認(rèn)識困難、社會文化觀念、語言特征、科學(xué)知識的結(jié)構(gòu)與體系等;(2)分析學(xué)生思維的特點(diǎn),如預(yù)測他們的認(rèn)知困難、學(xué)習(xí)的能力起點(diǎn)、思維論證特點(diǎn)等;(3)把這些條件改造并融入到課堂活動中,如分析歷史情境與課堂情境的異同,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略,采用恰當(dāng)?shù)脑J(rèn)知水平指導(dǎo)等。
4科學(xué)論證模型:形成批判思維
奧斯本(Osborn)提出,應(yīng)該讓學(xué)生參與歷史上科學(xué)家的問題解決過程,以此體會科學(xué)方法。具體教學(xué)實(shí)施流程。這一教學(xué)模式適用于物理、化學(xué)、生物等不同學(xué)科,它強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)證據(jù)對科學(xué)解釋的支持性。課堂上,教師的工作就是鼓勵學(xué)生提出盡可能多的、不同于他人的觀點(diǎn),并適時提供其他的解釋參與討論;對學(xué)生而言,這種討論能力是他們未來參與社會決策、做出合理判斷所必需的。具體到化學(xué)學(xué)科,這一教學(xué)模型能夠體現(xiàn)當(dāng)代教育關(guān)注的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容,促使學(xué)生批判思維的形成:(1)同樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)有不同的理論解釋或支持不同理論,如過渡態(tài)理論和碰撞理論都能夠解釋化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,雜化軌道理論和價層電子互斥理論也都可用于解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(2)歷史表明,即使后來被普遍接受的科學(xué)理論,至少在開始階段并不是很容易被人接受。化學(xué)發(fā)展史上電離理論建立之初就受到水合理論的質(zhì)疑,雙方圍繞氯化鈉等電解質(zhì)溶于水中是否發(fā)生電離、溶液中存在的是離子還是分子等問題,不斷提出新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和解釋[16]。
5課程開發(fā)模型:提供教師發(fā)展
科學(xué)史融入教學(xué)實(shí)踐不是一個直接簡單的移植應(yīng)用過程,它還包括教師的解釋過程。尼爾斯(Niels)給出了一個將科學(xué)史轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)踐或課程開發(fā)的雙循環(huán)模型,又稱為雙循環(huán)解釋學(xué)模型[17](圖6)。在教師的教學(xué)解釋模型中,T-C1-I循環(huán)是一般教師教學(xué)所經(jīng)歷的思考過程,即由教材內(nèi)容向教學(xué)實(shí)踐的轉(zhuǎn)化過程。當(dāng)教師考慮在教學(xué)中使用科學(xué)史的內(nèi)容時,必須經(jīng)歷C2循環(huán),此時教師有2個方面的工作:(1)領(lǐng)會過去的科學(xué)家們通過科學(xué)現(xiàn)象建立理論的過程,并經(jīng)過教學(xué)加工,呈現(xiàn)于教學(xué)之中;(2)考慮C1和C2間的聯(lián)系,避免陷入瑣碎的歷史細(xì)節(jié),影響科學(xué)知識的形成和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在C1和C2間的關(guān)系上,教師可以選擇不同的路徑,如T-C1-I-C2-I-C1-I的路徑是從教材入手,尋求可以利用的科學(xué)史,然后思考C1和C2間的聯(lián)系;T-C2-I-C1-I-C2-I的路徑是從科學(xué)歷史發(fā)展開始,思考融入教學(xué)的合適角度,然后尋求C1和C2間的聯(lián)系。這一模型重要的是以科學(xué)思想的發(fā)展歷史提供有關(guān)“為什么”的解釋和引導(dǎo)。教學(xué)設(shè)計包含4個步驟:(1)教師掌握教材中有關(guān)主題的學(xué)科概念體系和知識的歷史演進(jìn);(2)選取學(xué)科知識發(fā)展的關(guān)鍵步驟,如關(guān)鍵性思想、理論遇到的困難和重要性問題解決等;(3)對這些關(guān)鍵步驟加以改編,便于在課堂上使用;(4)為關(guān)鍵性步驟配備難度遞增的系列問題。4個步驟中,教師和學(xué)生都要很好地理解教材內(nèi)容要求和科學(xué)史材料:第(2)(3)步要求教師熟悉科學(xué)發(fā)展中的困難以及學(xué)生理解上的障礙,在歷史的啟發(fā)下選擇驅(qū)動性問題,激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。第(3)(4)步中,科學(xué)史融入有2種方式,顯性融入:按照歷史事件組織教學(xué),描述不同時期的科學(xué),展示科學(xué)的演化和發(fā)展的主要階段;隱性融入:不必考慮歷史順序,目標(biāo)始終放在現(xiàn)代形式的科學(xué)理解上,對科學(xué)史材料的考察也只要運(yùn)用現(xiàn)代的概念和邏輯。這一解釋學(xué)模型以學(xué)科知識教學(xué)與課程開發(fā)為目標(biāo),重視科學(xué)的知識學(xué)習(xí)和方法論意義。把科學(xué)史作為有意義學(xué)習(xí)的支撐,具體給出了將學(xué)科史融入實(shí)際教學(xué)的途徑和方法,體現(xiàn)出化學(xué)史教學(xué)對教師專業(yè)發(fā)展的價值(表5)教學(xué)設(shè)計模型能夠溝通理論與實(shí)踐2個方面,就進(jìn)一步發(fā)展而言,這些教學(xué)模型給我們以下啟示:(1)充分發(fā)揮化學(xué)史的教育教學(xué)價值化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用模型演化,明顯體現(xiàn)出的特征是:①將化學(xué)史內(nèi)容整合到化學(xué)課程或教學(xué)過程中,而不是作為一項額外的任務(wù);②教學(xué)突出對科學(xué)方法的重視、教學(xué)的探究性和學(xué)生理性思維能力的養(yǎng)成;③突出以學(xué)生為中心的思想,在展現(xiàn)科學(xué)知識形成過程中,促進(jìn)學(xué)生積極思考,參與知識的建構(gòu)和問題解決,形成動態(tài)的、變化的知識觀,理解科學(xué)與哲學(xué),提升問題解決能力。(2)探討化學(xué)史教學(xué)模式的有效性多角度分析教學(xué)策略是學(xué)科史融入化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵,基于化學(xué)史的教學(xué)設(shè)計需要考慮多方面的因素。包括:①化學(xué)發(fā)展史的本體研究,如化學(xué)理論發(fā)展與實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系,科學(xué)家進(jìn)行問題解決時的推理過程,與其他科學(xué)家相互交流、啟發(fā)形成新觀點(diǎn)的過程,只有對化學(xué)發(fā)展歷史本身的深入掌握,才能科學(xué)地對其使用;②化學(xué)史教學(xué)問題研究,如化學(xué)教材選擇化學(xué)歷史內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)、呈現(xiàn)的方式等,以此為基礎(chǔ),選擇或制定有效的教學(xué)模型。(3)化學(xué)史應(yīng)成為學(xué)科教師教育的重要內(nèi)容學(xué)科發(fā)展歷史融入化學(xué)教育,不僅有益于教學(xué)方法和教學(xué)模式創(chuàng)新,還是理科教師專業(yè)發(fā)展的一個途徑。一般的理科教師教育不太重視科學(xué)史,職前職后教育也缺乏這一部分內(nèi)容,導(dǎo)致教師對本學(xué)科發(fā)展歷史重視程度不夠,應(yīng)用學(xué)科史教學(xué)的自覺意識不強(qiáng)[18]。科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會學(xué)等內(nèi)容應(yīng)作為教師教育的組成部分,加強(qiáng)學(xué)科史的教育,開展基于學(xué)科史的教學(xué)研究,能夠有效促進(jìn)化學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展。
作者:孟獻(xiàn)華 倪娟 單位:南通大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院 江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室
化學(xué)史論文:化學(xué)史對科學(xué)素養(yǎng)的影響
運(yùn)用科學(xué)方法,提高探究能力
就是要讓學(xué)習(xí)者經(jīng)歷科學(xué)家研究科學(xué)的過程,了解科學(xué)知識形成的歷史;不僅知道最終的研究結(jié)果和結(jié)論,而且要了解推導(dǎo)過程,從而真正掌握科學(xué)知識;這正是提高科學(xué)修養(yǎng)、理解科學(xué)本質(zhì)的重要過程。化學(xué)史的本質(zhì)就是一部研究化學(xué)方法、運(yùn)用化學(xué)智慧的歷史。結(jié)合化學(xué)史進(jìn)行化學(xué)教學(xué),不僅可以學(xué)到作為認(rèn)識活動結(jié)果的知識,而且可以學(xué)到反映在認(rèn)識活動過程中的研究方法,從而提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、創(chuàng)造發(fā)明的能力。
化學(xué)教學(xué)不僅要使學(xué)生知道是什么知識,還要知道為什么被提出來、又是如何解決的。在教學(xué)過程中結(jié)合化學(xué)史展現(xiàn)化學(xué)家探索知識的過程,展現(xiàn)重要概念和規(guī)律是如何發(fā)展和完善起來的,即它們是怎樣從事實(shí)或?qū)嶒?yàn)中總結(jié)出來的,又是怎樣為更新的事實(shí)或?qū)嶒?yàn)所補(bǔ)充和修正的全過程。比如人們對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的探索過程,從湯姆生到盧瑟福到玻爾,后來者怎樣一次又一次地將原子結(jié)構(gòu)理論推向前進(jìn)。讓學(xué)生跟隨化學(xué)家親身體驗(yàn)研究的歷程:提出問題、假設(shè)和猜想,設(shè)計適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想,處理分析實(shí)驗(yàn)事實(shí),運(yùn)用一系列的邏輯方法進(jìn)行科學(xué)抽象,猜想、假設(shè)可能是錯誤的,這就需要進(jìn)行反思和評價,進(jìn)行修正,直到得到規(guī)律性的知識,再用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)認(rèn)識成果的正確性,經(jīng)過這樣的方式,學(xué)生模擬體驗(yàn)了科學(xué)研究的全過程,獲得科學(xué)思想和科學(xué)方法的熏陶,培養(yǎng)和提高了科學(xué)研究的能力。
培植科學(xué)情感,構(gòu)建正確的人生觀和價值觀
化學(xué)史中蘊(yùn)藏著科學(xué)思想、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)觀念,能啟迪引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的情感態(tài)度和價值觀,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。
1進(jìn)行愛國主義教育
化學(xué)史教學(xué)能讓學(xué)生了解我國在化學(xué)發(fā)展史上光輝燦爛的科技成就,如造紙、制火藥、燒瓷器、冶鐵煉鋼、釀酒等化學(xué)工藝曾經(jīng)舉世聞名,這些生動事例能增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。對近現(xiàn)代中國科技落后的狀況和原因的探討,可以激發(fā)學(xué)生立志奮發(fā)圖強(qiáng)的愛國熱情,樹立推進(jìn)我國化學(xué)工業(yè)趕超世界先進(jìn)水平的責(zé)任感和進(jìn)取心。許多中外化學(xué)家的愛國言行,也給學(xué)生樹立了愛國的榜樣。
2初步建立辯證唯物主義觀念
化學(xué)發(fā)展過程充滿著豐富的唯物主義和辯證法思想。例如許多化學(xué)的發(fā)現(xiàn)貌似起緣于偶然,其實(shí)背后無一例外有著必然,是科學(xué)家經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)驗(yàn)證得出來的,是從量變到質(zhì)變、從特殊到一般的過程。只有掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和科學(xué)的方法,善于從偶然現(xiàn)象中找出內(nèi)在必然,才能在科學(xué)研究上有所作為。比如拉姆齊一個人發(fā)現(xiàn)了除氡之外所有的稀有氣體,這并不是偶然巧合,是他的努力,是堅持謹(jǐn)慎的邏輯思維和對未知事物堅定的探索精神引導(dǎo)他走向成功。又如波義耳注意到紫羅蘭花瓣因?yàn)闉R上酸液而變紅,從而發(fā)現(xiàn)了酸堿指示劑。這正是他一貫細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn),尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的良好習(xí)慣的必然結(jié)果。另外,今天看起來很簡單的化學(xué)知識,也許經(jīng)歷了幾代人的奮斗,有些先驅(qū)者當(dāng)時得出的結(jié)論現(xiàn)在看來似乎是錯誤的,但也不能一概否定,要運(yùn)用辯證唯物主義的觀點(diǎn)既看到它的不足,又要對它在歷史上起過的作用給予肯定。前人的勞動成果永遠(yuǎn)給后繼者以借鑒,后人正是以此為階梯去探索真理的。
3發(fā)展不畏艱險、追求真理,、善于合作、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神
現(xiàn)代學(xué)生的成長過程,受到的關(guān)愛太多,挫折失敗經(jīng)歷太少。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)中不能也不肯吃苦,一點(diǎn)點(diǎn)小小的失敗就視作末日來臨,缺乏堅韌不拔的意志和精神。化學(xué)史教育可以讓學(xué)生知道,每一個發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,無不聚集著化學(xué)家的千辛萬苦和勞動汗水,其中包含著他們在漫長的探索道路上遇到的無數(shù)次失敗挫折、種種困難和打擊。比如金屬鈦的提取過程,經(jīng)歷了一百多年的艱苦探索,憑著數(shù)代化學(xué)家的努力甚至獻(xiàn)身,才得以實(shí)現(xiàn)。
還有,居里夫婦在簡陋的實(shí)驗(yàn)室里,從1899年到1902年,1400多天,5677次實(shí)驗(yàn),終于從8噸鈾瀝青礦渣中提取到了0.1克氯化鐳。“科學(xué)家成功的道路上流的不是汗水而是鮮血,他們的名字不是用筆而是用生命寫成的。”
在原子結(jié)構(gòu)的探索過程中,雖然許多科學(xué)家都做出了杰出貢獻(xiàn),但只有盧瑟福一人被譽(yù)為“原子之父”。這位1908年諾貝爾獎獲得者,一生先后培養(yǎng)出了11位諾貝爾獎獲得者,無人比肩。他為人坦誠忠厚,謙虛謹(jǐn)慎,從不妒嫉別人的成就,他把身邊的年輕人看作是自己的接班人,他的指導(dǎo)思想是讓每個人發(fā)揮他的較大才智,作出他希望的較大成果。他的友愛寬容、善于合作的精神令后人由衷敬佩。
科學(xué)家追求真理的艱辛歷程,他們自身的謙虛寬容的態(tài)度,勤于思考、善于合作的精神,關(guān)心社會造福人類的社會責(zé)任感,他們擁有的人性光輝、人格魅力對學(xué)生的影響是潛移默化,不可估量的。在科學(xué)研究日趨復(fù)雜、學(xué)科間的交叉滲透日益加深的當(dāng)代,更加需要學(xué)生具有善于合作的精神,凝聚集體的智慧和力量在日后實(shí)現(xiàn)新的發(fā)明創(chuàng)造,新的突破,實(shí)現(xiàn)人生的價值。
關(guān)注社會,關(guān)注未來,增強(qiáng)社會責(zé)任感
現(xiàn)在,化學(xué)與自然、社會、人類的關(guān)系呈現(xiàn)前所未有的密切,人人都在享受著化學(xué)的成果與恩惠。但是人們對化學(xué)的誤解、淡漠與隔膜也日趨嚴(yán)重,甚至有人談化學(xué)而色變,將化學(xué)與污染、有害、危險等同起來。為了消除這種誤解,有必要通過化學(xué)史教育,引導(dǎo)學(xué)生接受并欣賞化學(xué)的創(chuàng)造發(fā)明對改善人類生活的積極作用,對人類社會的進(jìn)步的推動作用。讓學(xué)生認(rèn)識到,那些曾經(jīng)發(fā)生的和化學(xué)相關(guān)的污染事故,無一不是人們過度甚至濫用化工產(chǎn)品,對化工生產(chǎn)控制不當(dāng)乃至失控而引起的。教育學(xué)生樹立合理使用化學(xué)物質(zhì)的意識,即要綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)效益,及對生態(tài)環(huán)境和人體健康潛在的長遠(yuǎn)的影響。認(rèn)識到消除污染,保護(hù)環(huán)境同樣需要化學(xué)知識。
西塞羅說過:“一個人不了解他出生之前的事情,那他始終只是個孩子。”樹立歷史意識是一個人、一個民族成熟的標(biāo)志。培根說:“讀史使人明智。”在化學(xué)教學(xué)中,加強(qiáng)化學(xué)史教育,能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),使學(xué)生多方位地發(fā)展,以適應(yīng)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)和社會可持續(xù)發(fā)展的需要,成為符合時代要求的高素質(zhì)人才。
作者:楊蓓單位:中學(xué)一級教師
化學(xué)史論文:初中化學(xué)史教學(xué)現(xiàn)狀及建議
摘要:初中化學(xué)史教學(xué)在新課程改革的今天占據(jù)著一席之地,筆者經(jīng)過大量的實(shí)際調(diào)查和研究,分析我國初中化學(xué)史教學(xué)現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上提出建議,期待對改進(jìn)我國初中化學(xué)史教學(xué)有所幫助。
關(guān)鍵詞:化學(xué)史教學(xué)現(xiàn)狀建議
化學(xué)史是人類在長期的生產(chǎn)勞動過程中對化學(xué)知識是怎樣產(chǎn)生的、如何發(fā)展的、后來又如何演變的總結(jié),是人類一代代相傳而產(chǎn)生的一種講述化學(xué)科學(xué)的特殊歷史科學(xué)。20世紀(jì)初法國的科學(xué)家郎之萬建議在科學(xué)教學(xué)的過程中采取歷史的方法進(jìn)行教學(xué),我國的傅鷹教授也曾提出相似的觀點(diǎn),他在各種不同的場合曾提出這樣一個觀點(diǎn),一門學(xué)科的歷史是非常寶貴的,因?yàn)閷W(xué)科的歷史可以給我們智慧的啟迪。新課程改革的今天化學(xué)史占據(jù)著化學(xué)教學(xué)的一席之地,它對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性方面具有重要的作用。促進(jìn)學(xué)生從發(fā)展上掌握知識,對所學(xué)知識保持深刻理解;培養(yǎng)科學(xué)精神和掌握科學(xué)研究方法;對于學(xué)生的愛國情懷和民族自豪感的培養(yǎng)具有重要意義,培養(yǎng)民族自尊性;還可以培養(yǎng)學(xué)生人文精神,樹立起學(xué)生的世界觀和價值觀,對新課改的落實(shí)發(fā)揮重要的作用。
1我國化學(xué)史教育的回顧
化學(xué)家與化學(xué)教育家張子高是我國化學(xué)史研究的奠基人,早在20世紀(jì)20年代他就對化學(xué)史進(jìn)行過很詳細(xì)的研究,并且把我國的化學(xué)史劃分為了兩個階段,古代史和近代史。丁旭賢教授在北大開設(shè)相關(guān)的課程,同時他還編寫了《化學(xué)史通考》作為學(xué)生的教材。袁翰青中國化學(xué)史研究的積極倡導(dǎo)者和實(shí)踐者,他對中國古代眾多化學(xué)歷史做過深入的考證,在高校中開設(shè)了中國化學(xué)史的課程來進(jìn)行講授。我國在上個世紀(jì)五十年代才開始對化學(xué)史教育進(jìn)行真正的重視,在1956年頒發(fā)的《中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱》中對化學(xué)史的教育進(jìn)行了明確的要求。在隨后的幾十年的時間中,國家一直處于動蕩和不安定的環(huán)境中,有關(guān)化學(xué)史的內(nèi)容在教材中消失的無影無蹤。在上個世紀(jì)八十年代,隨著對化學(xué)史教育在教學(xué)中的作用的深入認(rèn)識,化學(xué)史教育才重新被人們接納,20世紀(jì)90年代教科書中開始逐漸出現(xiàn)一些與普通化學(xué)知識相關(guān)的科學(xué)家的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,學(xué)生在學(xué)習(xí)之余開始有一些趣味性的閱讀材料。在新的世紀(jì),化學(xué)教育事業(yè)有了長足的發(fā)展和進(jìn)步,化學(xué)教育界普遍認(rèn)可化學(xué)史教育的重要性。
2我國初中化學(xué)史教學(xué)現(xiàn)狀的分析
2.1國家層面:我國20多年來人教版初中化學(xué)教科書中都滲透了化學(xué)史教育的內(nèi)容,而且都占一定比例。人教版初中化學(xué)教科書中化學(xué)史的滲透主要有以下幾個特點(diǎn):
2.1.1教科書中滲透化學(xué)史的內(nèi)容逐漸增多從表中不難看出,不同版本化學(xué)教科書中化學(xué)史內(nèi)容章節(jié)所占比例逐年增多,從1978年5%到2006年50%,說明國家對化學(xué)史教育重視程度在增加。
2.1.2教科書中滲透化學(xué)史的內(nèi)容所涉及面越來越寬:1978年版的教科書只是簡略介紹化學(xué)的發(fā)展,隨后幾種版本的教科書,除化學(xué)史上的一些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明重要實(shí)驗(yàn)方法外,也介紹了一些著名化學(xué)家及其對化學(xué)的貢獻(xiàn),化學(xué)史滲透雖有較大進(jìn)步,但這些化學(xué)史料緊扣所學(xué)內(nèi)容,沒有進(jìn)行擴(kuò)展,這樣學(xué)生知識面相對來說比較窄,而2001版的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書,增加了化學(xué)與社會、技術(shù)和生活相聯(lián)系的學(xué)習(xí)內(nèi)容,即介紹了早期化學(xué)史實(shí),又涉及了19世紀(jì)的經(jīng)典化學(xué)和20世紀(jì)現(xiàn)代化學(xué),化學(xué)史內(nèi)容涉及的面有化學(xué)家及科學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料、能源環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、國情知識等諸多方面,化學(xué)史進(jìn)一步得到滲透。
2.1.3教科書中滲透化學(xué)史形式也越來越多樣化:對比幾種教科書,90年代前的教科書,多以文字?jǐn)⑹龌瘜W(xué)史,形式單一,90年代后的教科書中介紹化學(xué)史時,在原來基礎(chǔ)上增加了一些插圖,化學(xué)史呈現(xiàn)的形式有一定變化。2001年新課程標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)教科書,化學(xué)史呈現(xiàn)的形式更多樣化,內(nèi)容更豐富,在文字內(nèi)增加了不少插圖和實(shí)物照片,如彩陶、古畫、雕像、透明金剛石薄膜,圖文并茂。
2.2教學(xué)層面
2.2.1大部分教師用化學(xué)史引起學(xué)生興趣得心應(yīng)手,但是作為學(xué)生理解知識的方法和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究方法,沒有這個意識。
2.2.2教師片面的追求教學(xué)成績和教學(xué)任務(wù),對于考試不考的內(nèi)容不予傳授,認(rèn)為是白費(fèi)時間,對學(xué)生毫無用處。
2.2.3部分教師對應(yīng)用的化學(xué)史料缺乏考證。教師在教學(xué)中引入教科書外的化學(xué)史料的話,會涉及到很多方面的論證,因?yàn)樵诓煌氖妨现嘘P(guān)于同一個問題的說法可能有許多種,教師要通過多種途徑查閱文獻(xiàn)資料,保障講授的內(nèi)容是無誤的,如果因?yàn)楦鞣N原因不能得出正確結(jié)論,也要交代學(xué)生。
2.2.4許多教師介紹方法的平鋪直敘。許多教師在傳授化學(xué)史過程中平鋪直敘,沒有起到啟發(fā)學(xué)生思考的目的,學(xué)生會覺得知識原本就是這樣的,只要記住就行了,只有科學(xué)家才能提出那些理論,我們自己不能。其實(shí)不然,科學(xué)家也是普通人,只是善于觀察、勤于思考而已,故講授中要注意啟發(fā)學(xué)生。
2.2.5成功的案例對學(xué)生的培養(yǎng)。一個理論的形成是很多人努力的結(jié)果,需要大量的實(shí)驗(yàn)、思考和探討,其中經(jīng)歷無數(shù)次的失敗才能得出最終理論,我們今天學(xué)到的理論看似平常,其實(shí)得來不易,許多科學(xué)家做了很多的工作,但最終沒有得出世人肯定的結(jié)論,這些巨人同樣值得我們關(guān)注,例如氧氣的發(fā)現(xiàn)制取,在拉瓦錫制取氧氣發(fā)現(xiàn)燃燒本質(zhì)之前,舍勒和普利斯特在同一個時期同時發(fā)現(xiàn)了得到氧氣的方法,但當(dāng)時主流的說法是燃素說,他們對自己的試驗(yàn)結(jié)果沒有堅持下去,而拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了燃燒本質(zhì),功成名就,這個故事是有名的唯物主義和唯心主義形而上學(xué)的碰撞,可以對學(xué)生進(jìn)行唯物主義人生觀和世界觀教育,也讓學(xué)生明白每一種理論來之不易。
2.2.6大部分教師評價化學(xué)家時表現(xiàn)出“英雄崇拜”,科學(xué)探究的道路上有許多像普利斯特里這樣的人物,人們在肯定拉瓦錫的同時都否定勒普利斯特里的研究方法,這種做法都是“英雄崇拜”的情緒,這是教師在教學(xué)過程中經(jīng)常犯的錯誤,這會使學(xué)生變得思想偏激,成功就會盲目自大,不成功就會萎靡頹廢,這將對學(xué)生的發(fā)展是不利的。所以在講授科學(xué)家成敗應(yīng)給予正確評價。
3在教學(xué)過程中按課型有以下具體建議
3.1新課中以化學(xué)史創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境:新課,新課中以化學(xué)史創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,可以通過一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境和討論情境,以此導(dǎo)入新課,或穿插在新課的講授當(dāng)中引導(dǎo)學(xué)生思考探究。例如在常見酸堿一節(jié),可以講授一下酸堿指示劑的歷史。教師可以此史實(shí)導(dǎo)入新課,再顯波義耳在實(shí)驗(yàn)室中將酸滴到紫羅蘭花上的情景,這一現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生思考,并驗(yàn)證學(xué)生提出的推斷是否正確,引導(dǎo)學(xué)生得出和波義耳一樣的結(jié)論,這樣學(xué)生會有極大的興趣,并為有科學(xué)家一樣的結(jié)論而滿足。
3.2習(xí)題課上講解與化學(xué)史聯(lián)系生活的習(xí)題:近些年與化學(xué)史有關(guān)的聯(lián)系生活實(shí)際的題目在中考中也占了一定的比重,把這些題目通過以選擇題和問答題的方式給學(xué)生作答,這樣的題目與傳統(tǒng)的直接問問題的題目有所不同,通常會使學(xué)生手足無措,故教師在平時的練習(xí)中有計劃的加入一些化學(xué)史的題目,讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)化學(xué)知識的目的是為了人類生存而服務(wù)的,不只是為了考試升學(xué)。
3.3實(shí)驗(yàn)課中加入化學(xué)史的內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)課是化學(xué)教學(xué)的重要課型,在實(shí)驗(yàn)課中加入化學(xué)史內(nèi)容,例如在探究濃硫酸和濃鹽酸性質(zhì)時可以提出王水,有兩位科學(xué)家勞厄和弗蘭克,曾得到1914年和1925年的諾貝爾物理學(xué)獎,二戰(zhàn)時期德國納粹政府要沒收他們的諾貝爾獎牌,玻爾為了保護(hù)純金獎牌,讓在實(shí)驗(yàn)室工作的匈牙利化學(xué)家赫維西(1943年諾貝爾化學(xué)漿得主)幫他們想了個好主意,將獎牌放入“王水”中,純金獎牌便溶解了。玻爾將溶液放在實(shí)驗(yàn)室架子上,來搜查的納粹士兵果然沒有發(fā)現(xiàn)這個秘密。戰(zhàn)爭結(jié)束后,溶液里的黃金被還原出來,送到斯德哥爾摩,按當(dāng)年的模子重新鑄造,1949年完璧歸趙。這樣的故事孩子們非常感興趣,感到化學(xué)知識的神奇,對濃硫酸濃鹽酸性質(zhì)探究更用心。
3.4培養(yǎng)學(xué)生自主課外活動探究能力:上課時間有限,那么學(xué)生課外活動探究顯得很有意義,學(xué)生可以充分挖掘出自己的興趣愛好,并且通過教師的指導(dǎo),來搜集資料,自主探究,例如波義耳無意中發(fā)現(xiàn)石蕊的故事,學(xué)生在課外搜集一些花朵,驗(yàn)證波義耳的實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)其他植物與酸堿反應(yīng)的情況,學(xué)生非常感興趣,并培養(yǎng)自主探究能力。
4結(jié)語
古人提倡以史為鑒,回首過往的歷史文明,對新課改的目標(biāo)要求有了更明確的概念,每一位化學(xué)教育者工作者高度重視化學(xué)史教育,充分發(fā)揮教學(xué)智慧,挖掘化學(xué)史寶藏,恰到好處的將化學(xué)史滲透到教育的各個環(huán)節(jié),發(fā)揮化學(xué)史的作用,更好的提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
作者:姬發(fā)錦 單位:甘肅省永靖縣第八中學(xué)
化學(xué)史論文:化學(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用
由于化學(xué)是以人類不斷探索為基礎(chǔ)的自然科學(xué),因此化學(xué)史作為人類探索的歷史,具有重要作用。這也是人類向文明進(jìn)化的一種有效途徑。而化學(xué)史對于學(xué)生在化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中,也是有很大的積極作用。首先,化學(xué)史可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。化學(xué)史里有一些著名科學(xué)家的趣聞軼事,這在很大程度上調(diào)動了學(xué)生的積極性。一方面激發(fā)了學(xué)生的好奇心,增強(qiáng)了學(xué)生的課外知識;另一方面對學(xué)生研究化學(xué)給予了正確的引導(dǎo)和鼓勵,有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀。其次,化學(xué)史有利于培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷。因?yàn)楹芏嗷瘜W(xué)發(fā)明離不開中國這個文化古國勞動人民的智慧。比如在講金屬時可以通過中國古代煉金術(shù)、煉丹術(shù)等向?qū)W生展示中華民族的燦爛文化,增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感,從而培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷。而化學(xué)史還有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維方式,通過對化學(xué)史的學(xué)習(xí),可以掌握基本的研究化學(xué)的方式方法,對學(xué)生今后的發(fā)展大有益處。而化學(xué)史從最基本的層面看,還有利于學(xué)生加強(qiáng)對化學(xué)學(xué)科知識的理解和掌握。因?yàn)檫@些知識源自于化學(xué)史一步一步地發(fā)展。而通過講解化學(xué)史,讓學(xué)生不再與現(xiàn)實(shí)脫節(jié),可以更深刻地掌握相關(guān)知識點(diǎn)。反觀現(xiàn)在的化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀,雖然化學(xué)史有諸多益處,但是教師和學(xué)生對化學(xué)史都不夠重視。而在教材的編排上,化學(xué)史這一部分也有待改變。在教材中化學(xué)史大多以資料的形式向我們呈現(xiàn),缺少相應(yīng)的描述,同時也不足以引起學(xué)生的重視,因此對于如何將化學(xué)史應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中,我有以下幾點(diǎn)建議:
一、以化學(xué)史作為課程導(dǎo)入
教師在授課時常常會設(shè)計教學(xué)情境,對課程進(jìn)行導(dǎo)入。而用化學(xué)史創(chuàng)設(shè)問題導(dǎo)入新課來引起學(xué)生的思考則是一個不錯的選擇。比如,在講有機(jī)物時,便可以通過德國化學(xué)家凱庫勒的生平提出苯的結(jié)構(gòu)式這一故事進(jìn)行導(dǎo)入。這樣通過化學(xué)史方式的課程導(dǎo)入,既可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的化學(xué)史知識,又可以讓課堂環(huán)環(huán)相扣、緊密結(jié)合,達(dá)到高效課堂。
二、將化學(xué)史融入習(xí)題
由于化學(xué)史逐漸被重視,近些年在考試中越來越多和化學(xué)史息息相關(guān)的題目出現(xiàn)在了考卷上。不論是為了學(xué)生化學(xué)的綜合水平還是應(yīng)試能力,教師在設(shè)置習(xí)題時,都應(yīng)選擇將相關(guān)的化學(xué)史題目融入習(xí)題中,這樣不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識,還可以將德育滲透到化學(xué)教學(xué)中,讓學(xué)生在均衡的教育培養(yǎng)下不斷成長。
三、把化學(xué)史領(lǐng)進(jìn)實(shí)驗(yàn)課堂
實(shí)驗(yàn)課是化學(xué)學(xué)科教育最重要的部分之一,因此在實(shí)驗(yàn)室中可以適當(dāng)引入化學(xué)史相關(guān)內(nèi)容,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性,提高教學(xué)效率。比如,在酸堿中和滴定這個實(shí)驗(yàn)中,教師可以在實(shí)驗(yàn)的過程中引入酸堿相關(guān)的化學(xué)史,例如,波義耳研究酸堿的故事。通過化學(xué)史,可以讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握學(xué)科知識,便于學(xué)生今后對化學(xué)等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。
四、把化學(xué)史延伸到課外探究
由于課堂教學(xué)的時間較短,因此,化學(xué)的實(shí)踐與探究則需要在課外體現(xiàn)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生,讓學(xué)生以化學(xué)史為基礎(chǔ),搜集相應(yīng)材料進(jìn)行自主探究,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,并培養(yǎng)學(xué)生自主探究和獨(dú)立思考的能力。
作者:吳來圓 單位:山東省棗莊市第十六中學(xué)
化學(xué)史論文:中學(xué)化學(xué)史下的化學(xué)教學(xué)論文
一、中學(xué)化學(xué)教學(xué)問題存在的特征
化學(xué)學(xué)科主要起源于西方教育體系,在清朝晚期由洋務(wù)運(yùn)動將其引入到中國的教育課程體系之中,是作為一門重要的自然科學(xué)課程供學(xué)生學(xué)習(xí)的。所以從某種意義上來說,化學(xué)是一個舶來品,在中國的教育歷史上明顯要晚于西方發(fā)達(dá)國家。除了歷史原因之外,由于現(xiàn)實(shí)條件所囿,我國中學(xué)階段的化學(xué)教學(xué)也是出現(xiàn)了很多問題。
1.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中缺乏化學(xué)史教育
培根說,讀史可以明智。其實(shí),我們不應(yīng)該狹隘的認(rèn)為這里的歷史只是人文歷史,事實(shí)上,科學(xué)歷史也是人類歷史的重要組成部分。然而,在我國“中學(xué)化學(xué)教學(xué)中卻只將化學(xué)中出現(xiàn)的客觀概念和知識作為必學(xué)的內(nèi)容,而對化學(xué)的科學(xué)歷史或者發(fā)展史則提的較少,許多教師對課本中的化學(xué)史內(nèi)容,只是簡單布置學(xué)生課后看一看。他們認(rèn)為化學(xué)史提高不了學(xué)生考分,對升學(xué)率不起作用,甚至對化學(xué)史提也不提”[2]。這種情況具體主要表現(xiàn)在兩個方面:及時,缺乏專門的化學(xué)史課程。化學(xué)史展示的是整個化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程,是化學(xué)體系脈絡(luò)再次展現(xiàn)。化學(xué)的知識只有放置于整個歷史發(fā)展歷程的背景才是生動且有魅力的。然而當(dāng)下中學(xué)化學(xué)課程中并沒有包含這一塊內(nèi)容。第二,化學(xué)家的片段性介紹,完整性不足。其實(shí)無論科技多么先進(jìn)發(fā)達(dá),起到主宰作用的還是人。在化學(xué)學(xué)科中,如果離開了偉大的化學(xué)家而講化學(xué)是沒有多大意義的。然而中學(xué)化學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)的化學(xué)家一來數(shù)量較少,而來介紹的情節(jié)也較為簡潔。除了展現(xiàn)化學(xué)家突出的個人貢獻(xiàn)外,對其生平歷程,尤其是如何與化學(xué)結(jié)緣以及學(xué)習(xí)化學(xué)過程中所遇到的各種困難的描寫還非常欠缺。簡而言之,個性化的化學(xué)家形象并沒有很好的展現(xiàn)。
2.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中缺乏思想教育
學(xué)者廖正衡指出,“研究化學(xué)思想的發(fā)展或化學(xué)理性認(rèn)識的發(fā)展,主要是化學(xué)理論和概念的演化過程,將有助于進(jìn)一步把握化學(xué)的發(fā)展規(guī)律,深刻JournalofCurriculumandInstrution?課程教學(xué)研究理解化學(xué)的理論和概念,汲取有益的歷史經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),促進(jìn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展”[3]。化學(xué)思想主要以物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)等三大理論體系為支撐的。這三點(diǎn)雖然在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中有所提及,例如,簡單介紹物質(zhì)的組成,H2O是由H和O組成的。然而這只是知識性的介紹,對化學(xué)如何通過宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象切入到微觀世界中的反應(yīng)機(jī)理卻沒有深刻的解釋。這就造成了學(xué)生的困惑,我學(xué)習(xí)這個知識有什么用?因?yàn)閷W(xué)習(xí)這樣的知識事實(shí)上對顯見的生活并沒有多大的意義。然而其背后卻有這樣深刻的含義,這是一種思維的拓寬和機(jī)理的再創(chuàng)。我們在學(xué)習(xí)這些早已生成并無多大現(xiàn)實(shí)意義的知識時,如果不挖掘化學(xué)知識背后的深刻思想價值,那么學(xué)習(xí)會陷入一種自我虛無的狀態(tài),導(dǎo)致了認(rèn)同的偏差,也失去了學(xué)習(xí)化學(xué)的本質(zhì)意義,即獲得一種新的思想。
3.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中缺乏情感態(tài)度與價值觀教育
在新的課程體系下,教學(xué)中的情感態(tài)度與價值觀的教育成了重中之重,是課程三維目標(biāo)的核心之一。然而在學(xué)者調(diào)查中學(xué)實(shí)際教學(xué)情況時卻“發(fā)現(xiàn)三維目標(biāo)中情感態(tài)度與價值觀教學(xué)目標(biāo)落實(shí)得不是很好,有些教師為了趕教學(xué)進(jìn)度,在教學(xué)過程中首先想到了砍掉情感態(tài)度與價值觀教學(xué)目標(biāo),認(rèn)為它可有可無;有的教師在制訂教學(xué)目標(biāo)時就直接從教學(xué)參考書上照搬,課堂實(shí)際教學(xué)中并不進(jìn)行落實(shí);有的教師落實(shí)情感態(tài)度與價值觀教學(xué)目標(biāo)的隨意性很大,往往受突發(fā)事件的影響而實(shí)施……”[4]調(diào)查雖然并不是直接的針對化學(xué)教學(xué),然而根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),這些現(xiàn)象在化學(xué)教學(xué)顯然也是普遍存在的。事實(shí)上在化學(xué)教學(xué)中加入情感態(tài)度的教育也是對德育重要的支持,是實(shí)現(xiàn)中學(xué)德育的有效載體之一。然而,在中學(xué)化學(xué)教學(xué)的普遍缺乏情感態(tài)度的教育則會對學(xué)生未來的人生觀、世界觀和價值觀的形成產(chǎn)生一定的影響,這一點(diǎn),目前無論是在化學(xué)教學(xué)思想意識上還是在行為實(shí)踐上都存在的很大的不足。
二、中學(xué)化學(xué)教學(xué)問題形成的原因
中學(xué)化學(xué)教學(xué)出現(xiàn)前文所描述的各種問題其原因是多方面的。教學(xué)過程中的教育觀念落后、評價機(jī)制僵化以及應(yīng)試心態(tài)過重都是催生教學(xué)問題的重要因素。
1.中學(xué)化學(xué)教學(xué)問題的根本原因:教育觀念落后
在我國的傳統(tǒng)教育觀念中,教育的核心功能在于傳遞知識。“傳統(tǒng)教育的基本特征是以知識的傳授為中心。培養(yǎng)出的學(xué)生因受傳統(tǒng)教育的影響,只能在家長或教師劃定的條條框框內(nèi)進(jìn)行,不敢越雷池半步,致使學(xué)生過于嚴(yán)謹(jǐn),尊崇,思維定勢,創(chuàng)造性思維薄弱。學(xué)生被動學(xué)習(xí),成了裝知識的容器,忽略了主觀能動性,阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。”[5]同樣,這樣的觀念價值也滲透在化學(xué)的學(xué)科教學(xué)中。首先,將化學(xué)的學(xué)習(xí)簡化為化學(xué)知識的學(xué)習(xí)。化學(xué)是一門科學(xué),除了顯性的化學(xué)知識以外,還有隱性的化學(xué)學(xué)科思維和化學(xué)科學(xué)精神的培養(yǎng)和塑造。然而,在我們中學(xué)化學(xué)的過程中,卻有意無意的將后者忽略,這明顯是一個重大的失誤。其次,化學(xué)教學(xué)規(guī)避了創(chuàng)新與挑戰(zhàn)。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為核心內(nèi)容的基礎(chǔ)學(xué)科。然而除了實(shí)驗(yàn)以外,化學(xué)還有“試驗(yàn)”,就是對已知實(shí)驗(yàn)之外的創(chuàng)新挑戰(zhàn)。然而在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中,要么以安全為理由,要么以考試為借口,總是在逃避培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的精神,將試驗(yàn)拋之腦后。,將化學(xué)教學(xué)與實(shí)際生活相隔離。學(xué)習(xí)化學(xué)就是為了更好的生活質(zhì)量而服務(wù)的。然而化學(xué)教師在教學(xué)的過程中常常缺乏對現(xiàn)實(shí)生活的具體考量,而將化學(xué)中各種問題進(jìn)行理想化的處理,比如不計成本的來消除污染顯然不符合生活常理,然而卻時常將這樣的選擇方式置于教學(xué)之中,顯然沒有注意到對學(xué)生實(shí)際生活思考能力的培養(yǎng)。
2.中學(xué)化學(xué)教學(xué)問題的關(guān)鍵原因:評價機(jī)制僵化
化學(xué)教學(xué)并不是一個自由散漫、隨心所欲的行為過程,其有著外在較強(qiáng)的約束和控制。目前,在新課改的要求下對學(xué)生的學(xué)習(xí)評價體系呈現(xiàn)多元化的趨勢。然而事實(shí)上傳統(tǒng)的評價方式仍然在起著主導(dǎo)的地位和作用。“紙筆測試歷來是簡單有效的評價方式,但在命題時我們的教師受傳統(tǒng)教學(xué)的影響根深蒂固,往往不自覺的就以舊教材的教學(xué)要求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組卷,甚至直接從網(wǎng)絡(luò)下載試題,不做任何修改。這樣既不能達(dá)到教學(xué)信息反饋的目的,同時也打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。也有教師認(rèn)為新課改的紙筆測試就是個形式,命題時全部選用教材原課程教學(xué)研究?JournalofCurriculumandInstrution題,原封不動的照搬,這樣的測試,同樣也會挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。”[6]由此可見,評價機(jī)制的固化僵化對化學(xué)教學(xué)情況的改善起到了強(qiáng)烈的阻礙作用。由于對化學(xué)教學(xué)的核心價值存在判斷誤區(qū),認(rèn)為化學(xué)學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試,導(dǎo)致“有些教師對教材的深廣度把握不當(dāng),仍然按照原來的高考標(biāo)準(zhǔn)和課程要求來處理必修教材中出現(xiàn)的知識內(nèi)容,隨意擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容和提高教學(xué)要求的現(xiàn)象時有發(fā)生,‘越位’的情況很普遍”[7]。所以,中學(xué)化學(xué)教學(xué)中問題頻發(fā),可以說評價機(jī)制的僵化是逃脫不了責(zé)任的,這需要多方共同努力來打破舊有的評價體系,使得教學(xué)評價能夠走向真正的合理和多元。
3.中學(xué)化學(xué)教學(xué)問題的直接原因:應(yīng)試心態(tài)過重
有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),目前在我國化學(xué)教學(xué)中存在著過度教學(xué)的問題。這個問題的重要推力之一就是應(yīng)試的功利心態(tài)。“應(yīng)試功利心態(tài)使學(xué)校、家長和社會對化學(xué)教師的過度期望是化學(xué)過度教學(xué)的又一個原因。”[8]其實(shí)從歷史的角度看,追求應(yīng)試的能力是一貫而傳承之的。我國歷來有“學(xué)而優(yōu)則仕”的傳統(tǒng),對于讀書人來說,通過考試并成為國家的官員是每個人終極的夢想。倘若不能將自己平生所學(xué)兜售于“帝王之家”,人生便是失敗的了。其次,教育演變發(fā)展到今天,固然在形式上發(fā)生了眾多的變化,但是其根本用意或許還是沿襲了傳統(tǒng)的要求,只不過演化為“讀書改變命運(yùn)”了。但是改變命運(yùn)是普遍的愿望,大家需要一個相對公平的競爭手段,于是考試就成為了一個必然的選擇。考試一方面是較為有效的手段,另一方面考試將相對公平做到了,得到了普遍的承認(rèn)。化學(xué)雖然是近代新興的學(xué)科,但是引入中國之后事實(shí)上并不能逃脫這樣的藩籬,仍然被同化到如此的體系之下。不過這其實(shí)是一個誤區(qū),所有的課程教學(xué)都面臨著深刻的改革,以往靈光的方法一直在遭受著其是否科學(xué)的質(zhì)疑,如果化學(xué)仍然寄生于這樣的思維之中,不能不說這是一種赤裸裸的踐踏和貶低。
三、中學(xué)化學(xué)教學(xué)問題解決的策略
研究或許有批判的必要和解構(gòu)的價值,但是根本所追尋的還是走向建構(gòu)。對中學(xué)化學(xué)教學(xué)中存在的種種問題的描述和造成問題原因的分析其最終走向還是渴望可以為中學(xué)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行策略構(gòu)建。
1.結(jié)合素材,進(jìn)行情感態(tài)度與價值觀教學(xué)
《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》把課程目標(biāo)劃分為三個領(lǐng)域,知識與技能,過程與方法,情感態(tài)度與價值觀。其中情感態(tài)度與價值觀一方面包含對自然科學(xué)和物質(zhì)形態(tài)的理性認(rèn)知,另一方面也是對人文社會和自身發(fā)展方面的觀照情懷。可以說新課程背景下的情感態(tài)度與價值觀教育將化學(xué)教學(xué)的目的提升到了一個新的層次。再具體教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)者吳燕娜認(rèn)為主要可以利用“興趣教育;熱愛祖國、熱愛集體教育;社會責(zé)任感的教育;意志教育;辯證唯物主義觀點(diǎn)教育;安全教育以及社會熱點(diǎn)教育”[9]的手段來開展和進(jìn)行。具體展開來看,情感態(tài)度與價值觀主要包括三個方面。及時,情感態(tài)度與價值觀的辯證思維。化學(xué)的發(fā)展那一方面給人類生活質(zhì)量的提升提供了幫助,另一方面也給人類生存環(huán)境的破壞帶來了巨大的威脅。所以,化學(xué)是一把雙刃劍,在化學(xué)的教學(xué)過程中一定要把握好其雙面特征,偏向任何一方都是不太妥當(dāng)?shù)摹5诙楦袘B(tài)度與價值觀的目標(biāo)追求。盡管化學(xué)給人類的生存環(huán)境的安全性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。但是要解決這個問題并不是簡單粗暴的將化學(xué)棄之不顧,從本源上來看,最終還是要依賴化學(xué)解決化學(xué)問題。對于已然造成的空氣污染、水污染和土壤污染等問題,其根本還是需要利用化學(xué)手段來解決。所以,化學(xué)帶來的問題只是暫時性的,關(guān)鍵還是在于人對化學(xué)的掌控和把握。第三,情感態(tài)度與價值觀的落實(shí)途徑。情感態(tài)度與價值觀的生成還是較為抽象的,如果需要中學(xué)生對其能有效的進(jìn)行把握還是需要一定載體加以支撐。但是載體的選擇方式一定要突破以往思維的藩籬,例如單純以考試或者安全為導(dǎo)向的,這里不是說考試或者安全不重要,而是說對考試和安全能夠進(jìn)行積極的為學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中的發(fā)展和進(jìn)步服務(wù)。
2.聯(lián)系過往,增加化學(xué)歷史教學(xué)的內(nèi)容
化學(xué)科學(xué)帶來的是知識,而化學(xué)史則給予人以人生的智慧和力量。此外,“化學(xué)史也是一部化學(xué)研究方法的歷史,結(jié)合化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,運(yùn)用化學(xué)史實(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法、科學(xué)思想是很好的材料”[10]。要做好化學(xué)史教學(xué)的工作,一般遵循幾個步驟:及時,注重整理化學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵歷史節(jié)點(diǎn)。化學(xué)的發(fā)展主要是經(jīng)過了古代化學(xué)、近代化學(xué)和現(xiàn)代化學(xué)三個階段。古代化學(xué)主要以實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)為主,是一種較為感性的化學(xué)認(rèn)知。而走向近代化學(xué)則經(jīng)歷了16世紀(jì)末到19世紀(jì)初長達(dá)兩百多年的時間,其中逐漸擺脫了煉金術(shù)的束縛走向了系統(tǒng)化的元素理論。而進(jìn)入20世紀(jì)以后,由于物理學(xué)的介入,化學(xué)就更加的微觀化、精密化和定量化了,發(fā)生了深刻的變革。這些歷史節(jié)點(diǎn)都是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的重要動力。第二,注重化學(xué)家的完整介紹。縱觀我國的化學(xué)教材,對化學(xué)家的介紹只是簡單限于其貢獻(xiàn)在哪里,而其生平乃至個人遇到的挫折甚至是缺點(diǎn)等都非常少的提及。這使得學(xué)生普遍認(rèn)為化學(xué)家離自己較為遙遠(yuǎn),失去了奮斗的動力。第三,注重化學(xué)失敗的教育學(xué)習(xí)。化學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),是為了探索未知的世界,失敗自然不可避免。然而我們所涉及的化學(xué)史教學(xué)大多是成功的歷史,對其中曲折困難則提及的較少。這使得學(xué)生對化學(xué)的認(rèn)識過于簡單化了,缺乏合理的認(rèn)知態(tài)度。
3.發(fā)展導(dǎo)向,注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識
從教育本質(zhì)屬性來看,教學(xué)的真正目的既不是單純的傳授知識,也不是簡單的應(yīng)付考試,而是為了學(xué)生的發(fā)展。這樣來看,學(xué)生就成了主體,我們的教學(xué)不在于告訴學(xué)生應(yīng)該知道什么,而是自己能提出什么樣的問題。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一項精密的操作,條件的略微改變也會發(fā)生較大的變化。此外,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物以及條件也是遵循著節(jié)約便利的道路不斷改進(jìn),化學(xué)其實(shí)不是靜態(tài)而是不斷發(fā)展的。因此,學(xué)生對于化學(xué)的學(xué)習(xí)應(yīng)該最主要的就是“能不能換個條件呢”,或者“這樣為什么不可以”,而不是“哦,我知道了”。要培養(yǎng)學(xué)生如此的問題意識,就要做到幾點(diǎn):及時,營造課堂民主的氛圍。很多在學(xué)生在自我問題意識方面其實(shí)有著很強(qiáng)的主動性,然而由于整體的課堂氛圍缺乏民主氣氛,教師的一言堂行為傾向比較明顯,導(dǎo)致學(xué)生出生有疑問卻不敢言出的擔(dān)心。所以培養(yǎng)學(xué)生敢于提出問題的勇氣,“教師要多一點(diǎn)寬容,少一點(diǎn)譏笑;當(dāng)學(xué)生所提問題讓教師難堪時,要多一點(diǎn)理解,少一點(diǎn)責(zé)備;當(dāng)學(xué)生為了表達(dá)一個問題急得面紅耳赤時,要多一點(diǎn)鼓勵,少一點(diǎn)不耐煩”[11]。第二,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)問的能力。問題的提出是認(rèn)真思考的結(jié)果,而不是隨意的表達(dá)。在化學(xué)教學(xué)中新知識的不斷涌現(xiàn),學(xué)生可能在接受消化化學(xué)知識的時候出現(xiàn)困難。但需要強(qiáng)調(diào)的是提出高質(zhì)量的問題并不只是簡單的態(tài)度問題,同時需要大量技巧的培訓(xùn)。中學(xué)化學(xué)思維是新的比較獨(dú)特的邏輯體系,教師如果不對學(xué)生發(fā)問的能力進(jìn)行提升,那么學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量很可能就要大打折扣了。故發(fā)問的能力是培養(yǎng)學(xué)生問題意識的重要環(huán)節(jié)。第三,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)好的動力來源,也是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的基礎(chǔ)條件。在化學(xué)課堂上,教師要全力激發(fā)學(xué)生提問的興趣,引發(fā)認(rèn)知之間的沖突,使之形成問題意識,讓學(xué)生感到確實(shí)有問題要問,并且勇于問,喜于問。
作者:王祖亮王麗娜工作單位:華東師范大學(xué)教育經(jīng)濟(jì)與管理專業(yè)碩士研究生
化學(xué)史論文:巧用化學(xué)史料培育科學(xué)方法
摘要:化學(xué)史料會揭示出化學(xué)家們?nèi)绾紊朴谧プC(jī)遇,怎樣運(yùn)用想象力,如何進(jìn)行縝密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計,如何進(jìn)行科學(xué)的邏輯思維和推理,會給我們提供眾多極生動、極形象的學(xué)習(xí)典范。這是我們在化學(xué)教育中強(qiáng)調(diào)化學(xué)史學(xué)習(xí)的重要理由。科學(xué)思想方法是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的靈魂。化學(xué)研究中的思想方法主要有以下幾種:觀察、想像、調(diào)查研究、模擬、分解與組合、實(shí)驗(yàn)、推理等。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)有三個重要因素:科學(xué)知識、科學(xué)思想方法和科學(xué)精神。其中科學(xué)思想方法是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的靈魂。
縱觀宛如繁星的化學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明事實(shí)可以看出,化學(xué)家們所應(yīng)用的思想方法,既包含一般科學(xué)共同適用的研究方法,也包括具有化學(xué)學(xué)科特色的研究方法,它們都是寶貴的精神財富。如果我們在教學(xué)中運(yùn)用好化學(xué)史料,可以培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思想方法。
化學(xué)家們所采取的思想方法主要有以下幾種:觀察、想像、調(diào)查研究、模擬、分解與組合、實(shí)驗(yàn)、推理等。
一、觀察——化學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)
所謂觀察是人們通過看、聽、嘗、聞、摸等動作,對大千世界多彩多姿的事物和千變?nèi)f化的現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)識的過程。許多化學(xué)研究是在觀察中進(jìn)行的。
在課堂教學(xué)中,我們主要是通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的。化學(xué)史料的應(yīng)用可讓學(xué)生進(jìn)一步深刻體會觀察的重要意義。例如:酸堿指示劑的發(fā)現(xiàn),是波義耳在發(fā)明一種鑒定土壤酸堿性的新方法時不小心將鹽酸噴濺在紫羅蘭花,他感到很惋惜,便順手用水沖洗。過了一會,他驚奇地發(fā)現(xiàn)紫羅蘭的藍(lán)紫色變成了鮮艷的紅色。波義耳興奮極了,真是“踏破鐵鞋無覓處,得來全不費(fèi)功夫”。他立即動起手來,用幾種酸和幾種堿對紫羅蘭花瓣進(jìn)行試驗(yàn),觀察花瓣顏色的變化。終于研制出了酸堿指示劑。
再如:味精的發(fā)現(xiàn)源于池田菊苗教授喝湯中的靈敏味覺和敏銳的洞察力。1908年的24小時晚上,日本東京大學(xué)化學(xué)家池田菊苗教授忙碌了24小時,回到家中,池田夫人為了消除丈夫的勞累急忙端上了飯菜。
池田坐下來,喝了一口湯說:“這湯是用什么做的?”
“怎么啦?”池田夫人驚奇地問。
“這湯的味道不一般,其味特殊鮮美!”
“可能是你太餓的緣故吧,所以吃起飯菜來感到特別香!”
“不!這湯的味道就是不一樣,請你趕快告訴我,它究竟是用什么佐料做成的?”
“沒加什么特別佐料,只是用海帶絲和黃瓜片做成的。”
池田感覺到湯里一定有學(xué)問,扔下飯碗,帶著做湯的海帶絲去了實(shí)驗(yàn)室,決心用實(shí)驗(yàn)搞清鮮湯之謎。功夫不負(fù)有心人,經(jīng)過半年的辛苦研究,他終于從海帶中發(fā)現(xiàn)了可以大大增加鮮味的物質(zhì)——谷氨酸鈉。從這里也可以看出,成功永遠(yuǎn)屬于那些善于從細(xì)微的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題且認(rèn)真思索的人們。
二、想像——化學(xué)發(fā)現(xiàn)的精靈
想像是人類所特有的能力。它是依據(jù)已有知識和經(jīng)驗(yàn),發(fā)揮人的抽象、聯(lián)想、猜想和幻想的能力,超脫客觀條件的限制,去構(gòu)思未知事物的形象,未知的變化過程和變化規(guī)律的創(chuàng)造性思維活動。
在化學(xué)史上采用想像的方法實(shí)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造的事例很多,運(yùn)用想像道爾頓構(gòu)建了原子論、阿弗加德羅創(chuàng)立了分子學(xué)說、凱庫勒確立了苯環(huán)結(jié)構(gòu)等等。
三、調(diào)查——化學(xué)發(fā)現(xiàn)的探測器
“沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)。”它是化學(xué)研究經(jīng)常采用的方法。
例如化學(xué)家從對葡萄園的調(diào)查研究中發(fā)明了波爾多液。
法國的梅杜克地區(qū)是盛產(chǎn)葡萄的地方,每年因?yàn)槠咸训呢S收給當(dāng)?shù)乩习傩諑砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和豐收的喜悅。
然而,1878年的秋天卻災(zāi)禍蔓延,過去那種葡萄豐收的景象蕩然無存,掛滿枝頭的葡萄尚未成熟就裂口腐爛,到處飄蕩著的是葡萄樹的黃葉。莊園主們心急如焚、無計可施,眼看著到手的“珍珠”就這樣白白地爛掉了!
不過,梅杜克地區(qū)的波爾多城有一片莊園卻是另一番景象。在那里,葡萄樹枝繁葉茂,串串葡萄像瑪瑙、似翡翠,掛滿了枝頭。
為什么在同一地區(qū)種植的葡萄,在同一季節(jié)里卻出現(xiàn)反差如此大的不同景象:一個是葡萄豐收、景象喜人,一個是枯黃腐爛、慘不忍睹?這一奇怪的現(xiàn)象,使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民百思而不得其解。
這種反常現(xiàn)象,也引起了波爾多大學(xué)植物學(xué)教授米勒特的極大關(guān)注。他決心深入實(shí)際調(diào)查研究,以便把問題弄個水落石出,為農(nóng)民排憂解難。
米勒特不愧是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的科學(xué)家,他對波爾多城那片豐收的葡萄園調(diào)查得異常細(xì)致,查了種子,查了土,查了肥,查了水,又查了耕作方法……經(jīng)過調(diào)查,他感到這一切與其他地方并無不同。問題究竟出在哪里呢?他陷入了深深的思考之中。
接著,他又對莊園主進(jìn)行了更詳細(xì)的詢問。莊園主想了又想說,自己在耕作和管理上確實(shí)沒有什么獨(dú)特的地方,只是因葡萄靠近馬路,為了防止過路人糟蹋葡萄,便用石灰水和硫酸銅溶液噴灑了葡萄。這種藥液白不白、藍(lán)不藍(lán),很醒目,還有點(diǎn)怪味。噴灑后果然很奏效,不僅沒人再偷吃葡萄,而且葡萄一點(diǎn)也不腐爛!
米勒特教授聽后,茅塞頓開,他終于找到了葡萄不腐爛的奧秘所在。驚喜之后,他立即回到了實(shí)驗(yàn)室,對這種藥液進(jìn)行了深入的研究。就這樣,一種新的殺菌劑誕生了,這就是今天還在沿用的波爾多液。波爾多液是以石灰和硫酸銅及水按下列比例配合而成的。
半量式:0.5:1:100,適用于對石灰敏感的茄科、葫蘆科、葡萄等。
等量式:1:1:100,適用于蘋果、麻、豆科植物等。
倍量式:2:1:100,適用于對銅敏感的李子、桃子、鴨梨、白菜等。
再例如:治療瘧疾病的奎寧藥物的發(fā)現(xiàn)、醫(yī)治腳氣病的維生素B1的發(fā)現(xiàn),以及日本水誤病的病因研究,都是科學(xué)家們通過調(diào)查研究完成的。
四、模擬——化學(xué)創(chuàng)造的有效途徑
從構(gòu)造相似或形象相似的事物中獲得啟示進(jìn)行創(chuàng)造的方法,稱為模擬創(chuàng)造法。
例如:化學(xué)上模擬生物過程,發(fā)明了人造棉、人造絲、人造毛,生產(chǎn)出許多合成纖維、合成塑料、合成像膠。1965年我國科學(xué)家仿照生物蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu),合成了結(jié)晶牛胰島素等。
五、分解與組合——化學(xué)創(chuàng)造的金鑰匙
創(chuàng)造原理的一個很重要的方面就是對信息的分解與組合。把集中的信息分解開來,就是一種創(chuàng)造;按新的要求把有關(guān)信息有效地組合起來,更是一種創(chuàng)造。
在化學(xué)上,利用分解組合方法獲得的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明不勝枚舉。例如,電解食鹽水制得氫氣、氯氣和氫氧化鈉,利用兩種或兩種以上的金屬制造合金,利用不同的親水基和親油基組合成多種多樣的表面活性劑,利用不同材料制造各種復(fù)合材料……這一切,都是巧妙地進(jìn)行分解、組合的結(jié)果。
六、實(shí)驗(yàn)——化學(xué)發(fā)現(xiàn)之本
化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),它的發(fā)生和發(fā)展離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
通過實(shí)驗(yàn),化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多元素和化合物;通過實(shí)驗(yàn),拉瓦錫發(fā)現(xiàn)氧氣并創(chuàng)立了燃燒的“氧化學(xué)說”;通過實(shí)驗(yàn),維勒合成了尿素,粉碎了“生命力”枷鎖等等。下面再舉氬的發(fā)現(xiàn)這一例子來說明實(shí)驗(yàn)的重要性。
1892年9月29日,英國出版的《自然》(Nature)雜志上刊出當(dāng)時英國物理學(xué)家雷利勛爵的來信:“我對最近測定氮?dú)饷芏鹊慕Y(jié)果很迷惑,如果讀者能指出原因,將十分感謝。由于兩種制取方法的不同,我得到不同的數(shù)值,相差大約是千分之一,不大,在實(shí)驗(yàn)的誤差范圍之外,可能只是由于氣體的性質(zhì)不同。”
雷利是在長期反復(fù)測定各種氣體的密度后給《自然》雜志投寄這封信的。他測定了從空氣中除去氧氣、二氧化碳以及水蒸氣后獲得的氮?dú)饷芏仁?.3102,而從氨(NH3)取得的氮?dú)饷芏仁?.2990,二者相差0.0012,大約是千分之一。
他重復(fù)實(shí)驗(yàn)、測定,仍然如此。這使他迷惑不解。他作出了各種可能的解釋:由空氣取得的氮?dú)庵锌赡苓€含有微量的氧氣;由氨制得的氮?dú)庵锌赡芑祀s有氫氣;由空氣所制得的氮?dú)饣蛟S含有類似臭氧的N3分子;由氨取得的氮?dú)饪赡苡腥舾煞肿右呀?jīng)解離成原子。
及時個假設(shè)經(jīng)過分析后肯定是不可能的,因?yàn)檠鯕夂偷獨(dú)獾拿芏认嗖钌跷ⅲ仨氹s有很大量的氧氣才會產(chǎn)生這樣的差異。雷利又用實(shí)驗(yàn)證明由氨所取得的氮?dú)庵胁缓袣錃狻5谌齻€假設(shè)又通過實(shí)驗(yàn)否定了,他往這種氮?dú)庵幸腚娀鸹ǎ@是生成臭氧O3的條件,結(jié)果它的體積一點(diǎn)也沒有縮小,密度一點(diǎn)也沒有增加。第四種情況也缺乏實(shí)驗(yàn)根據(jù)。
這樣,雷利只得把問題提交給《自然》的讀者。《自然》是很有聲望的雜志,不僅在英國,就是在全世界,不僅是青年人,就是許多科學(xué)家都會閱讀它。可是誰也沒有給雷利回信,誰也沒有能解釋這種原因。
1894年4月19日,雷利在英國皇家學(xué)會上宣讀了他的實(shí)驗(yàn)報告,會后倫敦大學(xué)化學(xué)教授拉姆賽找到雷利。他認(rèn)為來自空氣中的氮?dú)饫锟赡芎幸环N較重的未知?dú)怏w。他表示愿意和雷利共同尋找答案。于是他們再走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,分頭解決這個問題。
在這次會后,英國皇家研究院化學(xué)教授杜瓦還向雷利提供了一個線索。早在1785年,發(fā)現(xiàn)氫氣的英國科學(xué)家卡文迪西為了研究氮?dú)猓M(jìn)行過一個實(shí)驗(yàn)。他用一個U形管,管中充滿氧氣和空氣,將管的兩端分插進(jìn)兩個裝有堿液的酒杯中,然后在混合氣體中進(jìn)行火花放電,讓管中的氮?dú)夂脱鯕饣仙勺厣趸獨(dú)怏w,被堿液吸收,并連續(xù)通入氧氣,一直到不再生成二氧化氮?dú)鉃橹埂_€向管內(nèi)注入硫化鉀溶液以吸收多余的氧氣。最終被聽收的堿液并未充滿管內(nèi),仍留下一個小氣泡,約為原來氣體的1/120。他認(rèn)為這是不同于氮?dú)獾囊徊糠謿怏w。
這給雷利啟發(fā)。他組裝了一套實(shí)驗(yàn)裝置,利用一個燒瓶,將兩根導(dǎo)線通過瓶塞插進(jìn)瓶中。他將氮?dú)夂脱鯕馔ㄈ肫恐校油娏鳎績?nèi)兩導(dǎo)線的頂端之間產(chǎn)生火花,使氮?dú)夂脱鯕饣铣傻难趸铩=又帽猛績?nèi)灌入氫氧化鈉溶液,把生成的氮的氧化物吸收,沿著另一根管子通出來。
經(jīng)過幾小時后,瓶中所有氮?dú)舛寂c氧氣化合了,并且隨著氫氧化鈉溶液一起流出瓶外。根據(jù)氣壓計的測量,表明瓶內(nèi)還有氣體存在。
雷利仔細(xì)地把這個氣體通過赤熱的銅屑,除去可能挾帶的水分和哪怕是極少量的氧氣。
拉姆賽設(shè)計了另一套實(shí)驗(yàn)裝置。他將空氣先通過赤熱的銅屑,除去氧氣,然后通過五氧化二磷(P2O5),除去水分;再通過加熱的銅和銅的氧化物;以氧化有機(jī)灰塵和沾污物;通過堿石灰,吸收二氧化碳?xì)猓煌ㄟ^赤熱的金屬鎂,除去氮?dú)猓呋铣涉V的氮化物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有1/80的氣體沒有被通過的任何物質(zhì)吸收。這樣,拉姆賽也找到了他們所要尋找的氣體。
兩位科學(xué)家共同研究新發(fā)現(xiàn)的氣體,測定了它的密度,幾乎是氮?dú)獾囊槐栋搿_@樣,來自空氣中的氮?dú)夂蛠碜园钡牡獨(dú)庵g重量的差異就迎刃而解了。
他們還對這個氣體進(jìn)行了光譜檢驗(yàn),看到橙色和綠色的各組明線,是當(dāng)時已知一切元素光譜中所沒有見到過的。他們還對這個氣體進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),證明它在化學(xué)性質(zhì)方面正如所預(yù)料的,是極不活潑的。
1894年8月13日,英國科學(xué)協(xié)會在牛津開會,雷利作報告,根據(jù)主席馬丹的建議,把它叫做氬(argon)。在希臘文中,“a-”表示“不”“ergon”表示“工作”。二者結(jié)合就是“不工作”、“懶惰”,就是“惰性氣體”一詞的由來。氬的元素符號Ar也正是從這一詞而來。
1895年1月31日,拉姆賽又向皇家學(xué)會宣讀了他和雷利聯(lián)名的報告。
當(dāng)然,今天我們清楚,雷利和拉姆賽當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的氬,實(shí)際上是氬和其他惰性氣體的混合氣體。正是因?yàn)闅逶诳諝庵写嬖诘亩栊詺怏w中的含量占優(yōu)勢,所以他先作為惰性氣體的代表被發(fā)現(xiàn)。
氬的發(fā)現(xiàn)是從千分之一微小的差別開始的,是從許多嚴(yán)密的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的。
七、推理——化學(xué)發(fā)現(xiàn)的橋梁
我們知道,觀察、想像、猜測等屬于直覺思維的范疇,而推理則屬于邏輯思維的范疇。所謂推理,是從一個或一些已知的判斷推出另一個新判斷的邏輯思維形式。推理一般是由前提和結(jié)論兩部分組成的。前提可以是一個,也可以是若干個,它是作為推理依據(jù)的判斷,結(jié)論則是由前提推出的新判斷。推理是人們間接地認(rèn)識現(xiàn)實(shí)、獲取新知識的邏輯方法。例如,銅能導(dǎo)電,鐵能導(dǎo)電,鋁能導(dǎo)電,銅、鐵、鋁又都是金屬,因此可得出“凡是金屬都能導(dǎo)電”的結(jié)論。這就是推理方法的具體運(yùn)用。
在化學(xué)探索中,運(yùn)用推理的方法實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明的事例也很多,如盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型的建立、勒?夏特里化學(xué)平衡移動原理的發(fā)現(xiàn)、施陶丁格高分子學(xué)說的創(chuàng)立等。
以上列舉的一些在化學(xué)探索中的思想方法,是一些最主要、最基本的方法,絕不是化學(xué)思想方法的全部。而這些基本思想方法,也是互相聯(lián)系、互相滲透的。對每一項重要的化學(xué)發(fā)現(xiàn)來說,往往不是只由一種思想方法完成的,而是多種思想方法作用的結(jié)果。
總之,化學(xué)史料以它特有的魅力在化學(xué)教學(xué)中大有可為。學(xué)生可以從中汲取豐富的智力和非智力營養(yǎng),分享到科學(xué)研究的喜怒哀樂;領(lǐng)略到學(xué)習(xí)化學(xué)的無窮樂趣;經(jīng)受獻(xiàn)身科學(xué)精神的真切感染;接受科學(xué)態(tài)度和優(yōu)良品質(zhì)的熏陶等。化學(xué)史料在潛移默化之中,還對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā),成就動機(jī)的培養(yǎng),健康情感的確立,心理品質(zhì)的形成都有著不可估量的作用。
化學(xué)史論文:化學(xué)史中科學(xué)精神的探析
化學(xué)史不僅忠實(shí)地記錄了化學(xué)科學(xué)的孕育、產(chǎn)生、發(fā)展過程和演變的規(guī)律,而且它以不可代替的獨(dú)特方式積累體現(xiàn)了人類精神文明的成分,是科學(xué)精神最集中的載體。學(xué)習(xí)化學(xué)史對高校學(xué)生人文道德的提高與智力的發(fā)展可以起到同等重要的促進(jìn)作用。
科學(xué)精神是在科學(xué)發(fā)展的歷程中,科學(xué)界逐漸形成的一些傳統(tǒng)規(guī)矩、指導(dǎo)原則,這就是科學(xué)精神,是貫穿于整個科學(xué)發(fā)展歷程中的具有普遍意義的意識,是人們在從選題到應(yīng)用的全部科學(xué)活動中的所采取的態(tài)度。科學(xué)精神作為促進(jìn)科學(xué)活動的精神動力,其內(nèi)涵包括:求真務(wù)實(shí)的精神、競爭協(xié)作的精神、繼承創(chuàng)新的精神、敬業(yè)獻(xiàn)身的精神等等,隨著科學(xué)的發(fā)展和社會歷史條件的變化,這些精神不斷豐富、不斷拓展、不斷向社會滲透、輻射而成為一種時代精神。本文僅從化學(xué)史的角度對這幾種精神做如下探析:
1.求真務(wù)實(shí)的精神
科學(xué)是以求真務(wù)實(shí)為天職和靈魂的,科學(xué)的本征也表現(xiàn)在它堅持真理這一品格上。一代代科學(xué)家正是堅守著求真務(wù)實(shí)的品格,才越來越多地認(rèn)識了周圍的種種真實(shí)存在和客觀規(guī)律。19世紀(jì)30~40年代,格羅夫、焦耳、邁爾、赫姆霍茲等科學(xué)家,在不同的國度、不通信息的情況下差不多同時關(guān)注能量與質(zhì)量的相互關(guān)系,各自進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、分析,卻得出了大致相同的結(jié)論。1828年德國的維勒首次用無機(jī)物合成了尿素,使人們信奉百年之久的“生命力論”受到?jīng)_擊,當(dāng)維勒將成果報告給他的老師、化學(xué)貝采里烏斯時,卻受到了老師的極力反對,但維勒用古希臘大學(xué)者亞里士多德的千古名句“吾愛吾師,吾更愛真理”道出了他對真理的摯愛和虔誠,他以大量事實(shí)證明了自己理論的真理性,并將“生命力論”掃出了歷史舞臺。
科學(xué)研究以客觀實(shí)踐活動為基礎(chǔ),憑科學(xué)事實(shí)立論,以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為檢驗(yàn)理論正確與否的標(biāo)準(zhǔn)。1911年英國化學(xué)家盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的“行星式模型”,而他的學(xué)生玻爾將普朗克的量子論和愛因斯坦的光子說引入了原子模型,提出了著名的玻爾原子模型,并得到了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,正因?yàn)檫@一點(diǎn),盧瑟福不但不反對,反而頂住種種壓力親自推薦其,并勇于修正自己的論點(diǎn),還鼓勵玻爾繼續(xù)研究,以完善新理論,充分表現(xiàn)出盧瑟福唯事實(shí)、唯真理是從的大科學(xué)家風(fēng)范。
求真與務(wù)實(shí)在具體的科學(xué)過程中是統(tǒng)一的,那就是實(shí)事求是的精神,它是科學(xué)之所以是科學(xué)、科學(xué)區(qū)別于宗教迷信和偽科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。前蘇聯(lián)的勒伯辛斯卡婭聲稱用人工方法培育了“活細(xì)胞”;朝鮮金鳳漢宣布發(fā)現(xiàn)了“經(jīng)絡(luò)小體”,但他們的結(jié)果都經(jīng)不起實(shí)踐的檢驗(yàn)。就科學(xué)而言,實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)指的是科學(xué)實(shí)驗(yàn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須遵循一套嚴(yán)密的程序和規(guī)范。如某“特異功能大師”聲稱從2000km以外的廣州乃至大洋彼岸的美國“發(fā)功”到北京某實(shí)驗(yàn)室,竟然改變了放射性物質(zhì)的衰變率,該實(shí)驗(yàn)據(jù)云有教授級的科學(xué)家參加、有精密的儀器設(shè)備、有設(shè)計、有數(shù)據(jù)、有分析、有結(jié)論、有報告,被稱為“高層次”、“突破性”實(shí)驗(yàn),但卻經(jīng)不起科學(xué)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),如沒有遵循起碼的“雙盲”準(zhǔn)則,不屬于科學(xué)意義上的事實(shí)。所以科學(xué)活動中的“眼見為實(shí)”與實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)有著本質(zhì)的區(qū)別:前者是膚淺的經(jīng)驗(yàn)論,后者是馬克思主義的命題。
2.競爭協(xié)作的精神
科學(xué)在追求真理和創(chuàng)新的歷程中,向來充滿競爭,“并逐曰競,對辯曰爭”,競爭是科學(xué)發(fā)展的重要動力。20世紀(jì)50年代,鮑林、威爾金斯和沃森、克里克等人為揭示dna的結(jié)構(gòu)曾展開了激動人心的“雙螺旋競爭”。桑格、鮑林、佩魯斯、肯德魯?shù)热艘苍鵀榻忾_蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎進(jìn)行過緊張的角逐。
人類對紛紜浩淼的自然界的認(rèn)識是一個復(fù)雜的過程,通過不同觀點(diǎn)、不同學(xué)派的交鋒,人類的認(rèn)識才會由淺入深、由表及里、由片面到,才能愈來愈接近真理,對同一事物從不同角度、用不同方法去研究,有利于將問題引向深入,有利于更深刻地揭示其規(guī)律,有力地促進(jìn)科學(xué)地發(fā)展。在有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的初期,核團(tuán)學(xué)說與二元論的爭論、一元論與二元論的爭論引發(fā)了取代學(xué)說和類型論的提出。18世紀(jì)末意大利的加法尼與伏打之間的“蛙腿之爭”,使伏打電池研制成功,并由此引發(fā)了電動勢的研究,為電化學(xué)誕生奠定了基礎(chǔ)。19世紀(jì)末,德英科學(xué)家之間關(guān)于陰極射線本質(zhì)的“波動說”和“粒子說”持續(xù)爭論了幾十年,以克魯克斯為代表的德國學(xué)者普遍認(rèn)為陰極射線是一種帶負(fù)電的電磁波;而英國學(xué)者們則認(rèn)為陰極射線是一種粒子流。1894年湯姆遜用實(shí)驗(yàn)證明了陰極射線是帶負(fù)電的粒子,即“電子”,似已結(jié)束了此爭論,但1924年法國的德布羅意又提出了微觀粒子波粒二象性的假說,使人們更深刻地認(rèn)識了微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律和原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
不同觀點(diǎn)和學(xué)派的自由競爭可以激發(fā)人們探索真理的積極性,使研究充滿活力和生氣,誰經(jīng)受不住競爭熔爐的錘煉,誰就會被淘汰,這種無情的壓力所帶來的動力是巨大的,它導(dǎo)致了人才的脫穎而出,也“在相當(dāng)廣闊的范圍內(nèi)培植進(jìn)取心、毅力和大膽首創(chuàng)精神”。①如:沃森和克里克在“雙螺旋競爭”時只是30歲左右名不見經(jīng)傳的小人物,而對手鮑林、威爾金斯等是卓有成就的大科學(xué)家,但他們不懼怕,堅持自己的觀點(diǎn),在競爭中成為分子生物學(xué)的開創(chuàng)者。
科學(xué)上任何形式的學(xué)閥作風(fēng)和以行政手段壓制別人觀點(diǎn)的做法都是與科學(xué)精神相違背的。19世紀(jì)中葉,法國的杜馬因年青化學(xué)家羅朗和日拉爾提出了與自己觀點(diǎn)不同的理論,便橫加指責(zé),并對他們進(jìn)行人身侮辱、壓制和排擠,導(dǎo)致兩位科學(xué)家英年早逝,也極大地妨礙了科學(xué)的發(fā)展。
在科學(xué)還是個人或少數(shù)人活動的“小科學(xué)”時期,許多發(fā)明和創(chuàng)造可能是個人或少數(shù)人的行為;現(xiàn)在科學(xué)已發(fā)展到國家規(guī)模乃至國際規(guī)模,科學(xué)研究的日趨復(fù)雜、學(xué)科間的相互滲透日益明顯,單靠一個人、一項專長已難有所作為,需要依靠集體的智慧和力量去完成。所以“現(xiàn)在科學(xué)的大規(guī)模性,面貌一新且強(qiáng)而有力,使人們以‘大科學(xué)’一詞來美譽(yù)之。”②化學(xué)史上團(tuán)結(jié)協(xié)作、日臻進(jìn)益的例子舉不勝舉。20世紀(jì)60年代我國幾十位化學(xué)家共同努力,完成了含有51個氨基酸的結(jié)晶牛胰島素的全合成。1975年諾貝爾化學(xué)獎獲得者、澳大利亞的康福斯與生物化學(xué)家普杰克長達(dá)20年的緊密合作,共研究出了13個反應(yīng)的立體化學(xué)機(jī)制,并因此雙雙聞名于世。美國化學(xué)家穆爾和坦斯終生合作,碩果累累,并由于對核糖核酸化學(xué)結(jié)構(gòu)和催化活力的研究成果共獲了1972年諾貝爾化學(xué)獎。
縱觀諾貝爾化學(xué)獎百年獲獎歷史,在1901—1930年間共頒獎26次,授獎28人,其中合作獲獎的只有1929年英國的哈登和瑞典的奧伊勒.凱爾平1項;1931—1960年間共頒獎26次,授獎35人,其中7項為合作授獎;1961—2000年間共頒獎40次,有69人獲獎,其中19項為合作授獎。當(dāng)代科學(xué)前沿重大課題,小至粒子大到浩瀚宇宙,復(fù)雜至生物基因重組,都愈來愈成為全人類的共同問題,成為時代的課題,例如要解決環(huán)境、資源、人口等問題,更要求跨國界的科學(xué)共同體通力合作。正如愛因斯坦深刻指出:“不管你們喜歡不喜歡,科學(xué)是,而且永遠(yuǎn)是國際的。”③
3.繼承創(chuàng)新的精神
在1995年全國科學(xué)技術(shù)大會上的講話中指出:“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。”科學(xué)作為一種精神生產(chǎn),與物質(zhì)生產(chǎn)的較大區(qū)別就是它不能重復(fù)生產(chǎn)老產(chǎn)品,必須不斷創(chuàng)造新產(chǎn)品。提出新理論、解決新問題、探索新領(lǐng)域、得出新成果,這是科學(xué)的本質(zhì)表現(xiàn),也是衡量科學(xué)有無價值和價值大小的尺度。科學(xué)歷來著重“首次”、“及時”,在科學(xué)史上充滿了為“優(yōu)先權(quán)”而展開的激烈爭論,這也是科學(xué)的創(chuàng)新要求所引發(fā)的一道獨(dú)特的風(fēng)景線。
科學(xué)的懷疑精神是創(chuàng)新的前提,它對于現(xiàn)有的認(rèn)識都要問一個為什么?看看是否真的有根據(jù)?根據(jù)是否充分?如何尋求更新的突破……大量事實(shí)證明:懷疑批判的頭腦是科學(xué)家的另一個“重要儀器”。近代化學(xué)奠基人波義耳如果沒有敢于懷疑的精神,就不可能促成化學(xué)從醫(yī)藥和煉金術(shù)中剝離出來成為一門獨(dú)立的學(xué)科。雷利、巴拉爾如果不對研究中的異常現(xiàn)象產(chǎn)生懷疑,就不可能發(fā)現(xiàn)元素氬和溴;而李比希和維勒卻由于沒有用懷疑的眼光去審視已觀察到的異常,才使他們與發(fā)現(xiàn)元素溴和釩失之交臂。拉瓦錫正是由于不盲從、敢于懷疑,才打破了統(tǒng)治化學(xué)界百年之久的“燃素說”,掀起了一場史無前例的“化學(xué)革命”;而普里斯特列和舍勒雖先于拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了氧氣,但他們囿于傳統(tǒng)的束縛,竟使“真理從鼻尖溜走”。
科學(xué)是一個知識累積、智力接力的過程,雛鳳清于老鳳聲,后人能夠超越前人,是因?yàn)檎驹谇叭说慕K點(diǎn)起跑,所以繼承是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。居里夫人是在倫琴發(fā)現(xiàn)x射線和貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾放射線的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)鐳的,所以貝克勒爾于1903年與居里夫婦共享了諾貝爾獎;居里夫人的女兒伊來納、女婿約里奧也正是繼承和發(fā)展了母親對人工放射性的研究,才測定了放射性元素的半衰期和進(jìn)行放射性的合成,而獲1935年諾貝爾獎的。在元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程中,如果沒有德貝萊納提出的“三元素組”、邁爾的“六元素表”、紐蘭茲的“八音律”等元素分類工作的基礎(chǔ),就不會有門捷列夫的元素周期律,在此基礎(chǔ)上,周期表又經(jīng)過了零族的增加、莫斯萊的原子序數(shù)等不斷的發(fā)展和完善過程,直到今天仍有許多人在研究周期律,周期表也出現(xiàn)了維爾納式、波爾塔式等多種形式。
科學(xué)的繼承不是消極的前后相繼和兼收并蓄,而是取其精華、棄其糟粕,批判地繼承、辯證地?fù)P棄。如:“燃素說”雖是一種錯誤的理論,但其中也包含著某些合理因素,它所提供的實(shí)驗(yàn)材料、公式、定律和方法仍可被利用。正如恩格斯所說:“在化學(xué)中,燃素說經(jīng)過百年的實(shí)驗(yàn)工作提供了這樣一些材料,借助于這些材料,拉瓦錫才能在普里斯特列制出的氧氣中發(fā)現(xiàn)了幻想的燃素的真實(shí)對立物,因而推翻了全部的燃素說。但燃素說者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不因此而被排除……它們還保持著自己的有效性。”④
4.敬業(yè)獻(xiàn)身精神
科學(xué)研究的主體為求真而研究,不以科學(xué)發(fā)現(xiàn)以外的因素為目的,它排斥私欲的惡性膨脹、財迷心竅以及見利忘義的行為,這是一種較高遠(yuǎn)的境界。當(dāng)科學(xué)家認(rèn)定自己所從事的是人類最偉大的事業(yè)、并愿為之獻(xiàn)身時,科學(xué)就被注入了永不衰竭的生命活力。
科學(xué)家的獻(xiàn)身精神首先體現(xiàn)在對待科研成果的態(tài)度上。美國女科學(xué)家羅莎琳.弗蘭克林為華生等人攻克dna的雙螺旋體結(jié)構(gòu)難題而獲得諾貝爾獎提供關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。當(dāng)居里夫人得知鐳可以用于放射性治療癌癥后,毅然放棄了申請專利的權(quán)利,將其貢獻(xiàn)給人類。中國化工專家侯德榜留美8年,為發(fā)展祖國化工事業(yè),他放棄了國外優(yōu)厚待遇,回國后發(fā)明了“侯氏制堿法”,并將索爾維制堿技術(shù)公諸于眾,造福全人類。
勇往直前、不怕犧牲、勇于獻(xiàn)身,這是科學(xué)精神的較高表現(xiàn)。正是科學(xué)家的無私奉獻(xiàn),才譜寫了科學(xué)不朽的詩篇,才換得科學(xué)的永恒。“科學(xué)是要求人們?yōu)樗暙I(xiàn)畢生的,就是有兩次生命也不夠用”。⑤道爾頓一生淡泊名利,為了科學(xué),他要求自己堅持永遠(yuǎn)不能找到時間去結(jié)婚。因氟研究而獲1906年化學(xué)諾貝爾獎的穆瓦桑明知氟的毒害很大,仍不顧危險反復(fù)實(shí)驗(yàn),終致受害而英年早逝。居里夫人由于長期與放射性物質(zhì)接觸而以身殉職。
科學(xué)精神是無數(shù)科學(xué)家在從事科學(xué)活動中代代承傳的一筆巨大的精神財富,也是啟迪后人不斷實(shí)踐創(chuàng)新的標(biāo)范和動力,同時,科學(xué)精神自身也在其承前啟后的過程中得以充實(shí)和拓展。學(xué)習(xí)化學(xué)史的目的不僅在于了解化學(xué)發(fā)展中的具體史實(shí)和歷史變遷過程,更重要的是融會和繼承前輩化學(xué)家的科學(xué)精神,從而使我們的教與學(xué)、科研與實(shí)踐、開拓與創(chuàng)新攀上一個新的境界。
化學(xué)史論文:推進(jìn)化學(xué)史走進(jìn)中學(xué)化學(xué)課堂的實(shí)踐與探索
(溫州大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院,浙江 溫州 325035)
摘 要:將化學(xué)史融入到中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中,可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。要以化學(xué)史為中心,以創(chuàng)新性、實(shí)用性為兩個基本點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)教學(xué)設(shè)計。文章從潛入化學(xué)史、潤物細(xì)無聲,深知化學(xué)史、當(dāng)春乃發(fā)生,妙用化學(xué)史、只為成就你等方面,研究如何推進(jìn)化學(xué)史走進(jìn)中學(xué)化學(xué)課堂。
關(guān)鍵詞:化學(xué)史;課堂教學(xué);教學(xué)設(shè)計;科學(xué)素養(yǎng)
化學(xué)史是人類對化學(xué)知識系統(tǒng)的、歷史的描述,在中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中滲透化學(xué)史,可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。利用化學(xué)史,能夠幫助學(xué)生更好地了解化學(xué)概念的形成和發(fā)展,認(rèn)識實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要作用。本文從潛入化學(xué)史、深知化學(xué)史、妙用化學(xué)史等方面,研究如何推進(jìn)化學(xué)史走進(jìn)中學(xué)化學(xué)課堂。
一、潛入化學(xué)史,潤物細(xì)無聲
我國著名教育家、化學(xué)家傅鷹教授曾說過,一門科學(xué)的歷史是那門科學(xué)中最寶貴的一部分,因?yàn)榭茖W(xué)只能給我們知識,而歷史卻能給我們智慧。若教師能夠博古通今,融會貫通,就會改變單一、枯燥的“讀”史實(shí)的教學(xué)方式,而從海量的化學(xué)史實(shí)中摘選出代表性強(qiáng),能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究精神的有效信息,再加以藝術(shù)手法的渲染,使史實(shí)具有代入性,讓學(xué)生慢慢領(lǐng)悟并學(xué)習(xí)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度,在潛移默化中明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)對生產(chǎn)、生活的重要意義。
以黃綠色氣體“氯氣”的發(fā)現(xiàn)過程為例:舍勒發(fā)現(xiàn)一種黃綠色氣體,受當(dāng)時流行的燃素說的影響,未能確認(rèn)這種黃綠色氣體的“廬山真面目”拉瓦錫認(rèn)為“一切酸中都含有氧”,認(rèn)為這種黃綠色氣體是“氧化的鹽酸”戴維證明了這種黃綠色的氣體不是含氧的化合物,并大膽推測該氣體是一種單質(zhì),他將這一新發(fā)現(xiàn)的元素命名為 chlorine(中文譯名為“氯”)。對于氯氣這部分知識的學(xué)習(xí),如果教師能夠?qū)⑦@些史實(shí)和實(shí)際教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起,就會達(dá)到1+1>2的效果。因?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)不再只是看著課本機(jī)械地“照方抓藥”,而是沿著歷史的足跡和杰出的化學(xué)家們一起來探究這種黃綠色的氣體究竟是什么,它的性質(zhì)又是怎么一波三折地被發(fā)現(xiàn)的。由表及里,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下可以順利得出科學(xué)研究的一般過程,即題提出――信息搜集――科學(xué)假設(shè)――實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證――科學(xué)結(jié)論。以化學(xué)史為基礎(chǔ)來學(xué)習(xí)“氯”,學(xué)生除了可以學(xué)習(xí)相關(guān)學(xué)科知識外,還能夠懂得以下道理。及時,真理一開始往往掌握在少數(shù)人手中。舍勒由于不能沖破前人的“枷鎖”,不敢質(zhì)疑前人的結(jié)論,而與成功失之交臂。其實(shí),有些研究結(jié)論只是一種假說,我們不能迷信,要勇于向說“不”。第二,科學(xué)的發(fā)展不是一帆風(fēng)順的,而是曲折反復(fù)的。科學(xué)史記錄了化學(xué)家們“披荊斬棘”逐漸向真理邁進(jìn)的過程,比如拉瓦錫對氧氣性質(zhì)的深入研究使其對推翻燃素說做出了貢獻(xiàn),但他對這種黃綠色氣體的“偏見”,也阻礙了他人對其進(jìn)一步研究。第三,化學(xué)家們對科學(xué)的熱愛和持之以恒的探索精神,值得我們學(xué)習(xí)。
二、深知化學(xué)史,當(dāng)春乃發(fā)生
教師深入了解化學(xué)學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò),是用好化學(xué)史的必要條件。要深入了解化學(xué)史,需要做到以下幾點(diǎn)。及時,運(yùn)籌帷幄。瀏覽某一知識點(diǎn)相關(guān)史實(shí),對這一歷史發(fā)現(xiàn)有一個全局的把握。第二,熟記于心。深入細(xì)研化學(xué)史,做到手中無史,心中有史。第三,不拘泥于表面。歷史的發(fā)展是動態(tài)的、的,牽一處而動全身。第四,你中有我,我中有你。像學(xué)生一樣思考,像學(xué)生一樣去讀史實(shí),想象他們能讀到什么程度。
針對某一具體學(xué)科知識點(diǎn)需要用到的某一特定史實(shí),教師要進(jìn)行自問自答。可作如下設(shè)問:這一科學(xué)結(jié)論的得出,有多少位科學(xué)家做了努力,每位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)之間又有著怎樣“千絲萬縷”的聯(lián)系?運(yùn)用什么樣的教學(xué)策略將化學(xué)史與化學(xué)教學(xué)結(jié)合起來,使化學(xué)史釋放出更旺盛的生命力?化學(xué)史與化學(xué)教材之間如何進(jìn)行“無縫銜接”?化學(xué)史的引入所能體現(xiàn)出的創(chuàng)新點(diǎn)在哪里?如何能夠吸引學(xué)生的眼球?化學(xué)史的導(dǎo)入可以提高百分之幾的學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?
三、妙用化學(xué)史,只為成就你
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn),教師在整體感知、深入了解化學(xué)史實(shí)的基礎(chǔ)上,要研究如何將化學(xué)史和化學(xué)教學(xué)結(jié)合在一起呈現(xiàn)給學(xué)生,以實(shí)現(xiàn)“不是單純地教史實(shí),而是史實(shí)在潛移默化地教”的目的。
及時回合:山是山,水是水――教師要會“品”史實(shí)
“山是山,水是水”表明教師在讀史實(shí)時要反復(fù)誦讀,多次體會,思考它和教材的銜接之處在哪里,并形成自己獨(dú)到的見解。要達(dá)到此種境界,教師需要學(xué)會“品”史實(shí)。品史實(shí)意味著教師要做到不顯山不露水,心中自有丘壑,而不是“喝茶解渴”,要帶著自己的目標(biāo),有目的地進(jìn)行細(xì)細(xì)品味。“品”史實(shí)和平日所講“讀”史實(shí)不同,讀史實(shí)只是把史實(shí)內(nèi)容映入眼中,未必放在心里,只為達(dá)到原封不動地復(fù)述給學(xué)生,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生雙基以及三維目標(biāo)進(jìn)行培養(yǎng)的目的,而品史實(shí)則是教師對史實(shí)內(nèi)容進(jìn)行多方位、多層次、多角度的深度剖析,能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì),將史實(shí)與化學(xué)學(xué)習(xí)三維目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的匹配,以達(dá)到更深層次地對學(xué)生知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀進(jìn)行培養(yǎng)的目的。
第二回合:山不是山,水不是水――教師要會“拼”史實(shí)
“山不是山,水不是水”表明教師在深度挖掘史實(shí)與教學(xué)任務(wù)的關(guān)聯(lián)后,還要能夠從中跳出來,避免“一葉障目不見泰山”。人們常說,數(shù)理化不分家。科學(xué)的發(fā)展,絕不是一枝獨(dú)秀,而是各門學(xué)科齊頭并進(jìn)。因此,教師要打開學(xué)科之間那道虛掩著的玻璃門,讓不同學(xué)科之間任意碰撞,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不只拘泥于一門學(xué)科的精通。要達(dá)到此種境界,教師就要學(xué)會“拼”史實(shí)。拼史實(shí)可以理解為對史實(shí)不以時間的先后為主線進(jìn)行教學(xué);拼史實(shí)也可以理解為將所需要用到的各類史實(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐帕薪M合,交叉融合,以更加精彩紛呈的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前;“拼史實(shí)”還可以理解為將一小段史實(shí)進(jìn)行拆分,從不同的角度去分析,在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生能夠?qū)W會辯證和地思考問題。新一輪的課改將知識作為方法的載體,而拼史實(shí)就是立足于知識,通過更為合理的安排,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。教師像品史實(shí)那樣讀懂歷史,分析歷史,然后像拼史實(shí)那樣分解歷史,呈現(xiàn)歷史,其最終目的是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法,感悟科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度。
第三回合:山還是山,水還是水――教師要會“采”史實(shí)
“山還是山,水還是水”表明教師在對史實(shí)有了一定的積淀以后,要能夠再回到原來的史實(shí)里,回到學(xué)習(xí)任務(wù)里,無論走多遠(yuǎn),都不能忘記從哪里出發(fā)。先走出去,開拓思路,再走回來,不失本心。要達(dá)到此種境界,教師就要學(xué)會“采”史實(shí),采史實(shí)可以理解為在達(dá)到前面兩種境界之后,對于“果實(shí)”的采摘。化學(xué)教學(xué)過程中,要想將化學(xué)史實(shí)和化學(xué)教學(xué)任務(wù)地糅合在一起,教師要對教材、對史實(shí)“吃透”,在一個宏觀的層面上進(jìn)行重組。
四、反思與評價
“教育者先受教育”,如何提高未來化學(xué)教師的化學(xué)素養(yǎng),使其接受科學(xué)教育,已成為當(dāng)前師范教育面臨的一個重要問題。由于化學(xué)史課程內(nèi)容相對枯燥無味,部分教師授課形式一成不變,只注重結(jié)果而忽視過程的學(xué)術(shù)化傾向,使師范生對學(xué)習(xí)化學(xué)史的價值并不明確,導(dǎo)致很少有師范生對此感興趣。“化學(xué)史”作為一門選修課,甚至由于所選學(xué)生少而不能順利開課,使得“化學(xué)史”在本科師范教育中被打入“冷宮”。塞萬提斯曾說過:“歷史孕育了真理,它能和時間抗衡,能把逸聞舊事保藏下來,它是往古的跡象,當(dāng)代的鑒戒,后世的教訓(xùn)。”因此,讓化學(xué)史走入中學(xué)化學(xué)課堂勢在必行。
化學(xué)史論文:化學(xué)史中的素質(zhì)教育
[摘要]自上世紀(jì)90年代初,我國教育界提出學(xué)校教育要從“應(yīng)試教育”轉(zhuǎn)向“素質(zhì)教育”,“素質(zhì)教育”一詞就成為廣大教育工作者的自覺宣言。素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)以人為對象,以人的自身發(fā)展為目的的教育。把學(xué)生看做能動的主體,根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和需求,以學(xué)生的發(fā)展為本位。同樣,在化學(xué)教育教學(xué)中,貫穿化學(xué)史的素質(zhì)教育,可以讓學(xué)生不同的特點(diǎn)受到尊重,在課程設(shè)置、教學(xué)形式、評價方式等各個方面為學(xué)生的個性發(fā)展創(chuàng)造條件。
[關(guān)鍵詞]化學(xué)史 素質(zhì)教育 作用
化學(xué)學(xué)科知識是發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ),化學(xué)史知識是化學(xué)學(xué)科知識的重要內(nèi)容之一。我國著名化學(xué)家傅鷹說過:“化學(xué)可以給人以知識,化學(xué)史可以給人以智慧”。化學(xué)史是化學(xué)學(xué)科的形成、產(chǎn)生和發(fā)展及其演變規(guī)律的歷史。化學(xué)史不僅如實(shí)地記錄了影響化學(xué)發(fā)展的重要事件,系統(tǒng)地闡述了化學(xué)發(fā)展的歷程,而且向人們展示了化學(xué)家們揭開化學(xué)現(xiàn)象背后的規(guī)律所進(jìn)行的思維活動和所采用的科學(xué)方法,以及他們所具備的科學(xué)精神,所呈現(xiàn)的科學(xué)道德。在化學(xué)教學(xué)過程中貫穿化學(xué)史,可以使教學(xué)部局限于現(xiàn)成知識本身的靜態(tài)結(jié)論,可追溯到它的來源和動態(tài)演變,揭示出認(rèn)識過程中的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思想,使學(xué)生學(xué)到發(fā)展知識和運(yùn)用知識的科學(xué)方法,潛移默化地促進(jìn)學(xué)生非智力因素發(fā)展,使學(xué)生具有科學(xué)精神和科學(xué)品德,培養(yǎng)學(xué)生的各種能力,使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到發(fā)展。
一、在化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行化學(xué)史的教育,使學(xué)生的認(rèn)知過程符合辯證思維,使學(xué)生掌握知識的基本結(jié)構(gòu)
化學(xué)學(xué)科的研究對象是組成自然界的物質(zhì),化學(xué)學(xué)科的發(fā)展中存在唯物主義與唯心主義、辯證法與形而上學(xué)的矛盾沖突和斗爭,有時不免會出現(xiàn)唯心主義和形而上學(xué)的觀點(diǎn)和方法,但最終還是唯物辯證法取得勝利。不少化學(xué)家本來是想回避哲學(xué)的,但他們每個人都不得不受著他們那個時代哲學(xué)觀念的影響,以此可以啟發(fā)學(xué)生樹立自覺的辯證唯物主義觀點(diǎn),并用來指導(dǎo)理解、掌握化學(xué)知識。如能在教學(xué)中有計劃地補(bǔ)充一些化學(xué)史的基本規(guī)律,與教學(xué)內(nèi)容能得到相得益彰的效果。例如,講氧氣反應(yīng)時,介紹由“燃素說”到“氧化說”的演變,從而闡述人類對燃燒想象逐步認(rèn)識的辯證過程。
二、讓學(xué)生逐步建立自然科學(xué)方法論
戴安邦教授指出:“的化學(xué)教育不僅傳授化學(xué)知識、技術(shù),更要訓(xùn)練科學(xué)思維和科學(xué)方法”。自然科學(xué)方法論是關(guān)于自然科學(xué)一般研究方法規(guī)律的理論,是從自然科學(xué)長期發(fā)展過程中抽象、概括出來的理論。通過化學(xué)史的事例,從變化到發(fā)展的過程中學(xué)習(xí),就能達(dá)到生動、直觀的學(xué)習(xí)化學(xué)家的科學(xué)思想和科學(xué)方法,對它們的研究和挖掘可以啟迪學(xué)生的智慧、發(fā)展學(xué)生的思維。可使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題----進(jìn)行推理判斷----又提出假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證的完整過程,逐步樹立自然科學(xué)方法論,使學(xué)生學(xué)到動態(tài)的不斷充實(shí)發(fā)展的基礎(chǔ)知識,以提高解決化學(xué)問題的實(shí)際能力。特別對學(xué)生參與“研究性學(xué)習(xí)”有非常好的指導(dǎo)作用。
三、使學(xué)生的非智力因素得到發(fā)展和促進(jìn)
學(xué)習(xí)動機(jī)中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的成分是認(rèn)識興趣,它是學(xué)生力求知識世界,渴望獲得知識、不斷探索真理而帶有感情色彩的一種意向活動,它可以對學(xué)習(xí)活動起到直接的推動作用,促使學(xué)生積極克服所遇到的妨礙學(xué)習(xí)活動的阻力和困難。當(dāng)講到基本理論和基礎(chǔ)知識時,學(xué)生容易感到枯燥、乏味而產(chǎn)生厭倦情緒。如能恰到好處地把某些化學(xué)史實(shí),以化學(xué)小故事或化學(xué)趣聞的形式介紹給學(xué)生,就能消除“填鴨式”的弊病。另外,通過給學(xué)生介紹化學(xué)世界的發(fā)展趨勢和美好前景,可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,開闊學(xué)生的思路、視野,使學(xué)生更深入地認(rèn)識客觀世界,把學(xué)習(xí)動機(jī)和遠(yuǎn)大目標(biāo)緊密地結(jié)合起來。在化學(xué)史教學(xué)中更應(yīng)該注重愛國主義情感的教育,使他們真正了解我們祖國的悠久歷史和燦爛文化,正視我們偉大祖國的現(xiàn)狀和光輝未來,以提高他們的民族自信心,認(rèn)識我到作為“龍的傳人”無尚光榮和自豪。利用我國化學(xué)工藝上的發(fā)明創(chuàng)造(如舉世聞名的火藥和造紙術(shù)的發(fā)明、瓷器的制造、食鹽的利用、侯德榜博士等人的愛國事跡)使學(xué)生感到我們中華民族是勤勞勇敢的而且是充滿智慧的民族,以此來影響和感染學(xué)生。
四、培養(yǎng)學(xué)生的自覺性、果斷性、堅韌性和自制力,發(fā)展學(xué)生的堅強(qiáng)意志
化學(xué)史的教育有助于學(xué)生良好的道德情操和價值觀的養(yǎng)成,化學(xué)史的教育有效融合與化學(xué)有關(guān)的自然科學(xué)以及與人類思想、社會歷史有關(guān)的多學(xué)科的知識,并在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中的感情態(tài)度和價值觀方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用。堅強(qiáng)的意志是克服困難、完成整個學(xué)習(xí)活動的重要條件,它包括自覺性、果斷性、堅韌性和自制力。自覺性是指一個人在行動中具有明確的目的性,并充分認(rèn)識行動的社會意義,使自己的行動服從于社會的要求方面的品質(zhì),它是產(chǎn)生堅強(qiáng)意志的源泉。居里夫人還是學(xué)生時,就以一種驚人的自覺性放棄了其他青年拼命追尋的歡樂,將自己的全部身心投入到她永遠(yuǎn)感到親切的科學(xué)領(lǐng)域中,以發(fā)狂般的英勇氣概去研究、探索,終于取得了偉大的成就,為祖國贏得的榮譽(yù)。果斷性是一種明辨是非迅速而合理地采取決定并實(shí)現(xiàn)所決定的品質(zhì)。自制力是指能夠自覺、靈活地控制自己的情緒,約束自己的動作和語言方面的品質(zhì)。為近代化學(xué)史奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)的英國化學(xué)家道爾頓把自己的成就歸結(jié)為“不屈不撓”。像這樣的事例,可以教育學(xué)生培養(yǎng)自己的堅韌性,一種在執(zhí)行決定時能夠堅持到底,在行動中能夠長期保持充沛的精力、堅韌的毅力,勇往直前,頑強(qiáng)地克服達(dá)到目的的途中的重重困難的品質(zhì),在自己的學(xué)習(xí)中不斷努力,持之以恒,終會有“鍥而不舍,金石可鏤”的收效。
在課堂中滲透化學(xué)史教育,對學(xué)生的化學(xué)成績、科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和整體素質(zhì)都有不同程度的提高,切實(shí)體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維目標(biāo),所以課堂中滲透化學(xué)史教育史應(yīng)該被大力提倡的。在化學(xué)教學(xué)中貫穿化學(xué)史教育,對重要的化學(xué)基礎(chǔ)知識產(chǎn)生的原因、形成、經(jīng)過及發(fā)展加以分析,闡述繼承與創(chuàng)新的關(guān)系,使學(xué)生從總體上有機(jī)地把握化學(xué)這門學(xué)科;在化學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識的教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充有關(guān)化學(xué)史知識,若講得生動形象,就能引起學(xué)生的注意和興趣,激發(fā)學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí),還可加深學(xué)生所學(xué)知識的印象、加強(qiáng)記憶、開闊學(xué)生的眼界。同時在化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行化學(xué)史教育,應(yīng)做到選材得當(dāng),實(shí)時補(bǔ)充,遵循化學(xué)學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律,才能起到強(qiáng)化基礎(chǔ)知識和技能的教學(xué)作用,讓學(xué)生的綜合素質(zhì)得到發(fā)展。
(作者單位:云南省魯?shù)榭h及時中學(xué))
化學(xué)史論文:借助化學(xué)史,培養(yǎng)人文精神
摘 要:人文精神是精神文明的主要內(nèi)容,是精神世界的產(chǎn)物,它蘊(yùn)含于人的內(nèi)心世界,見之于人的行為動作及其結(jié)果中。闡述了中學(xué)生為什么要有人文精神,利用化學(xué)史對培養(yǎng)中學(xué)生的人文精神有何作用及培養(yǎng)的途徑等。試圖以此倡導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教師在教學(xué)中應(yīng)挖掘出化學(xué)史的人文內(nèi)涵,注重培養(yǎng)學(xué)生的人文精神,更好地落實(shí)三維教學(xué)目標(biāo)中的情感態(tài)度與價值觀。
關(guān)鍵詞:化學(xué)史;培養(yǎng);人文精神
“人文精神”作為精神世界的產(chǎn)物,自20世紀(jì)90年代以來成為社會廣為關(guān)注的論題。迄今為止,人文精神還沒有的定義,梳理各種內(nèi)涵,筆者贊同人文精神主要是指知識、能力、觀念、情感和意志等多種因素綜合而成的一個人的內(nèi)在品質(zhì)。因此,在化學(xué)教學(xué)中教師應(yīng)重視化學(xué)史的隱性教學(xué),它是培養(yǎng)中學(xué)生人文精神的“心靈雞湯”,教師應(yīng)更好地挖掘它的價值,發(fā)揮其功能。
一、化學(xué)史中蘊(yùn)含的人文精神
人文精神培養(yǎng)的目的主要是引導(dǎo)學(xué)生如何做人,包括處理人對自然、人與社會、人與人的關(guān)系以及自身的理性、情感、意志等方面的問題。在現(xiàn)代的化學(xué)教學(xué)中,如何以化學(xué)知識為載體,挖掘知識的本質(zhì)內(nèi)涵,進(jìn)而體現(xiàn)化學(xué)知識價值的多元性?如何將科學(xué)價值與人文價值相整合,構(gòu)建符合中學(xué)生化學(xué)教育目的和任務(wù)的價值取向?如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會生存、學(xué)會生活、學(xué)會做人等已是我們教師面臨的挑戰(zhàn)。縱觀古今中外的化學(xué)家,他們奉獻(xiàn)的不僅僅是科學(xué)研究的成果,還有寶貴的人文精神財富,他們熱愛生活、興趣廣泛、善于互助合作。
二、化學(xué)史對中學(xué)生人文精神的培養(yǎng)的作用
在化學(xué)教學(xué)中恰當(dāng)運(yùn)用化學(xué)史,可以使教學(xué)不只局限于現(xiàn)成知識的靜態(tài)結(jié)論,還可有溯本求源的動態(tài)過程。它不只局限于知識本身,還可揭示出其中的科學(xué)思想和科學(xué)方法,啟迪后人不斷實(shí)踐創(chuàng)新的標(biāo)范和動力,達(dá)到雛鳳清于老鳳聲、長江后浪推前浪的效果。
在中學(xué)階段的學(xué)生,他們的知情意行諸方面的發(fā)展比較迅速,并且愈形成復(fù)雜的矛盾。在化學(xué)教學(xué)中適時地引入化學(xué)史可取得以下的作用:
1.在認(rèn)知領(lǐng)域中培養(yǎng)學(xué)生求真創(chuàng)新的人文品質(zhì)
化學(xué)史不僅忠實(shí)地記錄了整個化學(xué)事件,同時也展示了化學(xué)家們堅持真理,憑科學(xué)立論,唯事實(shí)、唯真理是從的大科學(xué)家風(fēng)范。拉瓦錫這位左手輕拿盛著水銀的曲頸甑,右手長伸指向天平的定量化學(xué)之父,他的名字在九年級化學(xué)上冊(人教版)課本中共出現(xiàn)了4次(分別是第26、48、92、94頁),是本冊教科書上出現(xiàn)過最多次名字的化學(xué)家。1777年9月5日,拉瓦錫向法國科學(xué)院提交了劃時代的《燃燒概論》,代之而來的是以新元素氧為核心的生機(jī)勃勃的燃燒學(xué)說。利用這一系列的化學(xué)史實(shí)可以給學(xué)生心靈上一次次撞擊,使其樹立追求真理、不畏、敢于質(zhì)疑的人文品質(zhì)。
2.在考察知識發(fā)展的過程中,讓學(xué)生體會到科學(xué)研究永無止境
如講授原子的構(gòu)成,可介紹發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過程,是科學(xué)家不斷發(fā)展新問題、不斷研究新問題的過程。它是從道爾頓的“實(shí)心球型”原子,發(fā)展到“棗糕型”原子,再到盧瑟福“行星式模型”原子,到玻爾的原子模型,最終證實(shí)了原子是由居于原子中心帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成。從變動和發(fā)展的角度去闡述,就會使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)本質(zhì)是一種探究活動,它是要變化發(fā)展的,當(dāng)前公認(rèn)的理論也可能在某24小時被更改甚至拋棄,學(xué)生領(lǐng)悟到這一點(diǎn),他們的思想就不會停滯不前,理解問題會更深入一層。
3.以科學(xué)家的人格魅力引起學(xué)生的共鳴,激發(fā)他們追求高尚的人文情操
青少年正處于探索人生之路,崇拜榜樣的好時期,榜樣對他們有很大的感染力和說服力。如,我國制堿工業(yè)的先驅(qū)侯德榜懷著為振興祖國民族工業(yè)的決心和信心,放棄了國外優(yōu)厚的待遇,回到了國內(nèi)出任永利堿業(yè)公司總工程師,開始了艱難的創(chuàng)業(yè)之路。科學(xué)家的大度、豁達(dá)、淡泊名利、放眼全世界的崇高品質(zhì)有力地抨擊了那些“享樂主義者”“功利主義者”,讓他們的內(nèi)心得到震撼,激勵他們努力學(xué)習(xí)知識的同時,樹立正確的人生觀,報效社會。
4.利用化學(xué)史記載的化學(xué)發(fā)展的曲折過程,提高學(xué)生的抗壓能力
有些學(xué)生意志薄弱,經(jīng)不起挫折,學(xué)習(xí)上怕苦怕累。教師可不失時機(jī)地穿插一些化學(xué)發(fā)展中的曲折艱辛的事例,從反面激發(fā)學(xué)生思考,人生發(fā)展的道路也四處充滿矛盾、挑戰(zhàn)和競爭,幫助他們認(rèn)識人生的客觀規(guī)律,選擇正確的人生道路,不怕困難,勇于攀登,促進(jìn)身心健康成長。
三、開展化學(xué)史教育的途徑
化學(xué)史教育的途徑多種多樣,在結(jié)合化學(xué)知識、技能的課堂教學(xué)中,適時引入化學(xué)史料和化學(xué)家的逸事,讓學(xué)生去尋覓化學(xué)發(fā)展的足跡,追溯化學(xué)的源泉,使枯燥的學(xué)習(xí)變成聽故事一樣有趣,使學(xué)生在不知不覺中掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識的同時又進(jìn)行一次次心靈的洗禮,使學(xué)生的心智得到的發(fā)展。這種途徑是教師常用的,因?yàn)樗休^好的時效性、針對性。除此之外,我們還可以采用以下途徑:(1)建設(shè)校園文化;(2)開展講座;(3)舉辦讀書報告會;(4)參觀博物館。
化學(xué)史是一幅多彩的畫卷,在人類漫長的幾千年歷史長河中,化學(xué)家播下了點(diǎn)點(diǎn)慧光,照耀著人類文明的進(jìn)程。培養(yǎng)學(xué)生的人文精神不是一兩節(jié)課也不是講一兩個科學(xué)家的故事就能解決的,需要廣大教育工作者長期堅持、共同努力。
(作者單位 廣東省韶關(guān)市武江區(qū)龍歸中學(xué))
化學(xué)史論文:運(yùn)用化學(xué)史教學(xué)促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展
摘 要: 化學(xué)史是指化學(xué)學(xué)科發(fā)展的歷史,加強(qiáng)化學(xué)史教學(xué),能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,打造高效課堂,可以促進(jìn)學(xué)生非智力因素的發(fā)展,有助于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的形成和發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 化學(xué)史教學(xué) 高效課堂 非智力因素 創(chuàng)新思維
化學(xué)史是化學(xué)作為一門獨(dú)立的自然學(xué)科的形成、發(fā)展和演變的歷史。英國著名哲學(xué)家、思想家弗朗西斯?培根說:“讀史使人明智,讀詩使人聰慧。”長期以來,由于受到應(yīng)試教育的影響,學(xué)校片面追求升學(xué)率,化學(xué)史在高中化學(xué)教學(xué)中的作用被忽視。在化學(xué)教學(xué)中,教師引用化學(xué)史配合教學(xué),不但可以增加課堂的趣味性,增強(qiáng)課堂教學(xué)效果,而且能對學(xué)生進(jìn)行德育教育,促進(jìn)學(xué)生非智力因素的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生頑強(qiáng)的意志品質(zhì)。同時,化學(xué)史揭示了化學(xué)學(xué)科的發(fā)展過程,體現(xiàn)了自然科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律和化學(xué)對人類社會發(fā)展的突出貢獻(xiàn),對化學(xué)家的功過進(jìn)行了評析,有利于學(xué)生形成辯證唯物主義思想,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識和運(yùn)用化學(xué)知識解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是高中化學(xué)教學(xué)的主要任務(wù),是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。運(yùn)用化學(xué)史進(jìn)行教學(xué),將超越化學(xué)知識本身,揭示其中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和方法,體現(xiàn)化學(xué)發(fā)展的科學(xué)精髓。化學(xué)史中不但隱藏著化學(xué)家的天才智慧,更重要的是蘊(yùn)含科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,對真理不懈追求的執(zhí)著精神。通過化學(xué)史的教學(xué),能促進(jìn)學(xué)生思維能力的成長,提高辯證思維能力。
一、運(yùn)用化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)能強(qiáng)化課堂教學(xué)效果,有利于打造高效課堂。
化學(xué)課應(yīng)該豐富多彩、五顏六色、色彩絢麗,即使沒有化學(xué)實(shí)驗(yàn),也應(yīng)該借助化學(xué)史及一些著名案例活躍課堂氣氛。在化學(xué)教學(xué)中,由于許多化學(xué)物質(zhì)和現(xiàn)象離學(xué)生的日常生活很遠(yuǎn),學(xué)生缺乏感官印象,無從聯(lián)想,許多物質(zhì)的性質(zhì)又必須掌握,于是只能死記硬背,因此除了偶爾的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o化學(xué)課堂增添色彩之外,化學(xué)課顯得機(jī)械、呆板,缺乏生氣,學(xué)生由最初的興趣盎然逐漸變得興趣索然。教師如果能在課堂上恰當(dāng)?shù)卮┎寤瘜W(xué)史,如化學(xué)原理發(fā)現(xiàn)的曲折過程、物質(zhì)組成的測定實(shí)驗(yàn)、化學(xué)家們艱苦卓絕的工作和平易近人的性格、獨(dú)特的生活經(jīng)歷和個性等,就能吸引學(xué)生的注意力,在學(xué)生意興闌珊,即將神游于課堂之外時將其重新引導(dǎo)到正確的學(xué)習(xí)軌道上,使學(xué)生能夠始終保持注意力集中,從而打造高效課堂。
二、化學(xué)史教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生非智力因素的發(fā)展。
教育學(xué)告訴我們,學(xué)習(xí)不僅僅是智力因素的比拼,更重要的是非智力因素,非智力因素在學(xué)生的成長過程中起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在的高中生都是“90后”,他們的體力和智力比起父輩有了很大的進(jìn)步,但是非智力因素的發(fā)展卻較為滯后,具體表現(xiàn)為頑強(qiáng)的毅力、耐心和韌勁,經(jīng)不起打擊,心理非常脆弱,因此迫切需要加強(qiáng)對學(xué)生非智力因素的培養(yǎng)。在化學(xué)課堂教學(xué)中,通過講述、圖片展示、視頻、文字等多種途徑進(jìn)行化學(xué)史教學(xué),能夠再現(xiàn)自然科學(xué)發(fā)展的坎坷過程,重現(xiàn)化學(xué)家艱苦卓絕的工作歷程,用鮮活的事實(shí)教育學(xué)生:科學(xué)的道路從來沒有坦途,只有不畏艱險、勇于登攀的人才能到達(dá)科學(xué)的頂峰。用生活實(shí)例對學(xué)生進(jìn)行思想教育,避免了單純說教的空洞。例如我在講“元素周期表”這一節(jié)時,讓學(xué)生記住7個主族的元素不是一件容易的事,如何給學(xué)生介紹這些陌生又拗口的元素呢?我事先查了很多資料,找到一些典型元素的發(fā)現(xiàn)者和發(fā)現(xiàn)過程,并將其展示給學(xué)生,在學(xué)習(xí)第ⅥA族元素釙時我做了重點(diǎn)介紹,它是居里夫人發(fā)現(xiàn)的,并且以她的祖國波蘭的前兩個字母命名。學(xué)生都知道居里夫人發(fā)現(xiàn)了鐳,不知道她還發(fā)現(xiàn)了釙,因此注意力一下就集中起來。我又給學(xué)生講解了釙的發(fā)現(xiàn)過程:由于釙元素含量極低,大約三十噸瀝青中才有1克,想提煉出純凈的釙,難度可想而知,居里夫人和她的丈夫在一個非常簡陋的工棚中,在沒有任何助手、沒有任何機(jī)械助力的情況下,自己動手,花了四年時間,終于提煉出0.6克純凈的釙。由于她杰出的貢獻(xiàn),她又一次被授予了諾貝爾獎。有一個富商想以100萬法郎收購這0.6克釙,被居里夫人婉言謝絕了,她說:“這不是我個人的,這是全人類的財富。”她將這0.6克釙無償捐獻(xiàn)給了法蘭西博物院。通過居里夫人發(fā)現(xiàn)釙事跡的介紹,許多同學(xué)深受感動,紛紛表示要以其為榜樣,不怕苦、不怕累,努力學(xué)習(xí)。
三、化學(xué)史教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。
人類社會進(jìn)步離不開科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)發(fā)展需要不斷打破舊觀念、突破傳統(tǒng)思想的束縛,只有敢于質(zhì)疑才能有突破和創(chuàng)新,只有創(chuàng)新才能有未來。化學(xué)發(fā)展史上這樣的經(jīng)典事例很多,化學(xué)的發(fā)展史就是一部創(chuàng)新思維的活教材。通過化學(xué)史的教學(xué),使學(xué)生認(rèn)識到?jīng)]有永恒的真理,要相信自己,要有敢于質(zhì)疑的勇氣和精神,要有所創(chuàng)新,就一定要反復(fù)論證,認(rèn)真研究,敢于提出新觀點(diǎn)和看法。例如:在法國著名化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)燃燒的原理之前,人們一直都信奉燃素學(xué)說,認(rèn)為可以燃燒的物質(zhì)中都有一種特殊的元素――燃素。拉瓦錫卻不這樣認(rèn)為,他通過實(shí)驗(yàn)指出,燃燒應(yīng)該有氧氣參與,物質(zhì)中并沒有什么燃素。他的觀點(diǎn)一經(jīng)發(fā)表,立刻在當(dāng)時引起了軒然大波,人們紛紛指責(zé)只有25歲的拉瓦錫是神經(jīng)病、瘋子。在這種情況下,他沒有氣餒,下定決心要將燃燒的秘密弄清楚。他投身化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,夜以繼日,勤奮工作,做了大量的相關(guān)實(shí)驗(yàn),最終用著名的拉瓦錫實(shí)驗(yàn)證明了自己的觀點(diǎn)。盡管還有一些著名的化學(xué)家反對他的說法,如普利斯特,但在鐵一樣的事實(shí)面前,拉瓦錫關(guān)于物質(zhì)燃燒本質(zhì)的理論逐漸被人們接受。通過拉瓦錫的故事告訴學(xué)生,在學(xué)習(xí)中要善于逆向思維,要堅持自己的想法和觀點(diǎn),不要人云亦云,只有這樣才會有所創(chuàng)新和突破。
在課堂教學(xué)中加強(qiáng)化學(xué)史的教學(xué)不但能夠活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,打造高效課堂,而且能夠?qū)W(xué)生非智力因素的發(fā)展起到潛移默化的作用,有助于培養(yǎng)學(xué)生頑強(qiáng)的意志品質(zhì)。通過化學(xué)史的教學(xué)能使學(xué)生建立辯證唯物主義思想,真正做到不唯上,不唯書,只唯實(shí),為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。
化學(xué)史論文:論化學(xué)史對培養(yǎng)中學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的作用
摘 要:素質(zhì)教育是現(xiàn)代教育所提倡的,它更加注重學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、道德素質(zhì)以及個人發(fā)展等。就中學(xué)化學(xué)教學(xué)而言,其首要目的是培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。化學(xué)是一種多思想、多學(xué)科相互滲透的綜合性學(xué)科,這一特性決定了化學(xué)史教學(xué)在培養(yǎng)中學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)方面的重要作用。本文首先分析了在現(xiàn)代中學(xué)生化學(xué)教學(xué)中引入化學(xué)史教學(xué)的理論依據(jù),然后從四個方面對其作用進(jìn)行了分析與闡述。
關(guān)鍵詞:中學(xué)化學(xué)教育;化學(xué)素養(yǎng);化學(xué)史
中學(xué)化學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)方法和化學(xué)理論的認(rèn)知,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的提升。相較于其他學(xué)科而言,化學(xué)學(xué)科教學(xué)又具有其自身的特殊性,該特殊性的形成與顯現(xiàn)是通過一代又一代的歷史演化過程來聚集和實(shí)現(xiàn)的。將中學(xué)化學(xué)教學(xué)與化學(xué)史進(jìn)行融合不僅可以讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)科發(fā)展與深化的意義,還能夠輔助教師在教學(xué)中對已知的化學(xué)學(xué)習(xí)方法進(jìn)行分類與總結(jié),促進(jìn)化學(xué)教學(xué)向更加、更加綜合的方向發(fā)展。
一、將化學(xué)史引入到化學(xué)教學(xué)中的理論依據(jù)
皮亞杰曾經(jīng)說過:“傳統(tǒng)的認(rèn)知通常集中在認(rèn)知的結(jié)果方面,而忽視了認(rèn)知的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)過程,但是這一過程才恰恰是人們認(rèn)知形成與發(fā)展的主要推動力。”讓青少年接受教育本質(zhì)就是培養(yǎng)學(xué)生形成和完善對某一學(xué)科、某一學(xué)習(xí)方法的認(rèn)知體系構(gòu)建的過程。具體到中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,教育的目的在于讓學(xué)生掌握更具適用性和普遍性的化學(xué)學(xué)習(xí)方法并不斷對其進(jìn)行歸納和擴(kuò)充,因此,化學(xué)教學(xué)不僅需要向?qū)W生傳授理論知識,還應(yīng)盡量讓學(xué)生了解這些知識的由來、形成與完善,幫助學(xué)生更加深刻地理解這些知識,以便于更加靈活地將其應(yīng)用到實(shí)際問題中。如在化學(xué)元素周期律的教學(xué)中,教師可按照由淺入深的方式先后對元素原子核外的電子排布特性、元素所構(gòu)成的物質(zhì)的性質(zhì)變化等進(jìn)行分析,然后給出元素周期律的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。這些內(nèi)容較為抽象,若能利用周期律的發(fā)現(xiàn)史對學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知擴(kuò)展,則能夠讓學(xué)生理解周期律的作用以及發(fā)展歷程,進(jìn)而掌握其內(nèi)在的應(yīng)用本質(zhì)。
二、化學(xué)史對培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的作用
1.化學(xué)素養(yǎng)的范疇及其結(jié)構(gòu)
化學(xué)素養(yǎng)是指在化學(xué)相關(guān)知識學(xué)習(xí)與理解、化學(xué)現(xiàn)象認(rèn)知與闡述過程中所形成的一種內(nèi)稟特質(zhì)。這種特質(zhì)的形成需要長時間的化學(xué)教育與實(shí)踐,可用于培養(yǎng)人們認(rèn)知化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)解決實(shí)際問題、在化學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)與總結(jié)新規(guī)律、新性質(zhì)的能力。化學(xué)素養(yǎng)主要可分為四個方面:化學(xué)知識、化學(xué)能力與方法、化學(xué)意識以及化學(xué)品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)是中學(xué)生化學(xué)教育的主要內(nèi)容之一。教師在向?qū)W生傳授化學(xué)知識的同時,應(yīng)幫助學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識,探索由學(xué)科內(nèi)向?qū)W科外全過程的知識探求轉(zhuǎn)變。
2.化學(xué)史教育對中學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)形成的作用
化學(xué)史對于自然發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步等都有非常積極的推動作用,含有豐富的物質(zhì)、精神內(nèi)涵和成果,對于啟迪思維、開發(fā)文化教育價值等都具有十分重要的意義。
(1)重視化學(xué)史教育可以加快學(xué)生掌握化學(xué)知識的速度,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,推動教學(xué)模式改革,增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)知識、技能以及方法的理解與應(yīng)用。相對于枯燥的知識而言,化學(xué)史更加具有趣味性和吸引力,既可以用于活躍課堂氛圍,還能夠通過化學(xué)研究提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。特別是某些化學(xué)家在某一階段的發(fā)現(xiàn)、某些化學(xué)理論的建立等,不僅可以拉近教師與學(xué)生之間的距離,還能夠增添趣味性,讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)內(nèi)容。
(2)重視化學(xué)史教育可以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)能力及方法,提高學(xué)生的觀察力,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力,鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新,提高學(xué)生的化學(xué)能力。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,也是培養(yǎng)化學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。若能夠在動手實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行分析、概括和抽象,對中學(xué)生的發(fā)展具有非常積極的作用。例如:化學(xué)理論的形成經(jīng)歷了尿素、醋酸的合成實(shí)現(xiàn)階段,經(jīng)過漫長的發(fā)展,進(jìn)一步發(fā)展到酸堿理論,最終形成更為完善的電子理論,這都與現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容相輔相成,學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)史的同時即可形成有利于自身發(fā)展的化學(xué)能力。
(3)重視化學(xué)史教育可以增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)意識,幫助學(xué)生探索化學(xué)研究方法、提高化學(xué)思維能力,提升學(xué)生應(yīng)用化學(xué)思維分析問題、解決問題的能力,同時形成正確的科學(xué)觀、世界觀。在化學(xué)教學(xué)中,以物質(zhì)為教學(xué)核心向?qū)W生教授物質(zhì)的合成與分解、氧化與還原、動態(tài)平衡、可逆反應(yīng)的化學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)習(xí)的統(tǒng)一性與矛盾性,以積極有效的主觀能動性對化學(xué)相關(guān)問題進(jìn)行分析與討論不僅可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具針對性,還能夠進(jìn)一步提升學(xué)生的哲學(xué)修養(yǎng)。
(4)重視化學(xué)史教育可以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)品質(zhì)。科學(xué)排斥自私自利、目的與動機(jī)不純的行為,向?qū)W生傳授化學(xué)發(fā)展史可以將化學(xué)家的獻(xiàn)身精神、探索精神、不為外力所屈等精神傳遞給學(xué)生,這是學(xué)生形成良好科學(xué)品質(zhì)的保障和重要精神支柱。
化學(xué)史是化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷史的記錄,對揭示和傳遞化學(xué)規(guī)律的內(nèi)涵具有極其重要的作用。在初中化學(xué)教學(xué)中開展化學(xué)史教育,不僅可以讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍下理解和學(xué)習(xí)化學(xué)規(guī)律與化學(xué)理論,還能夠幫助學(xué)生形成正確的道德觀和方法論。作為化學(xué)學(xué)科素質(zhì)教育的重要組成部分,化學(xué)史教育對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)具有非常積極的推動作用。
化學(xué)史論文:淺談高中化學(xué)中化學(xué)史教學(xué)的實(shí)施策略
摘 要:"以史為鑒,可知興衰;以史為器,可啟心智。"研究者和教師花費(fèi)大量心血,使化學(xué)史真正實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用價值。教學(xué)改革須依據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)不斷調(diào)整教學(xué),這需研究者和教師不斷探究。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué) 化學(xué)史 教學(xué)策略
我國高中化學(xué)史教育理論依據(jù)
1.建構(gòu)主義
建構(gòu)主義的理論及思想來源,論說紛呈。建構(gòu)主義的介入給教學(xué)開辟了教學(xué)設(shè)計新思路,其根本信條是:學(xué)習(xí)是一個主動建構(gòu)知識,而不是被動接受知識的過程;教學(xué)是支持學(xué)生理解、建構(gòu)知識,而不是純粹灌輸知識的過程。[1]
2.學(xué)習(xí)心理學(xué)
高中生的抽象思維明顯占優(yōu)勢,學(xué)生可以運(yùn)用理論假設(shè)進(jìn)行思維。提出問題、分析問題、作出假設(shè)、制訂解決問題的方案、實(shí)施方案、驗(yàn)證假設(shè)去解決學(xué)習(xí)中的課題,這正是科學(xué)家所采用的普遍研究方法。
3.科學(xué)認(rèn)識論
觀察、推理、假設(shè)等是現(xiàn)代科學(xué)探究中采用的一些科學(xué)步驟,在科學(xué)探究的過程中更重要的是用邏輯、想象及基于證據(jù)的思維方式來形成或修正科學(xué)并捍衛(wèi)科學(xué)結(jié)論。我們應(yīng)該從科學(xué)認(rèn)識論的角度讓學(xué)生理解科學(xué)及科學(xué)的本質(zhì)。如:問題是怎樣產(chǎn)生的?有何方法解決這些問題?結(jié)論是如何得到的?是否存在異議等。
4 科學(xué)重演論
學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是對事物認(rèn)識過程的重演,現(xiàn)代的認(rèn)知發(fā)展都是在前人認(rèn)識的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展而來。著名心理學(xué)家皮亞杰就曾寫到:學(xué)生對知識的建立過程和前人對概念的形成過程有著驚人的相似性。科學(xué)史中蘊(yùn)含著深厚的科學(xué)哲學(xué),重演歷史的發(fā)展教給學(xué)生的不僅是知識,更是方法論。
實(shí)施化學(xué)史教育教學(xué)的策略分析
化學(xué)史的教學(xué)目的在于提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)踐能力。筆者針對目前教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行教學(xué)策略分析,以期在化學(xué)史的教學(xué)上有新的突破。[2]
1.利用化學(xué)史進(jìn)行信息素養(yǎng)教育
現(xiàn)實(shí)生活中,化學(xué)往往被“危險”、“有毒”、“污染環(huán)境”、“致癌”等名詞代替,這是對化學(xué)極不公平待遇,實(shí)際上在化學(xué)還未成為一門專門科學(xué)之前,這些化學(xué)物質(zhì)就已經(jīng)存在并影響著人們的生活,只是那時候人們的認(rèn)識水平有限罷了。
了解化學(xué)的發(fā)展歷史,學(xué)生更能了解化學(xué),認(rèn)知化學(xué),為學(xué)習(xí)化學(xué)打下良好的心理基礎(chǔ)。如布朗現(xiàn)象、丁達(dá)爾效應(yīng)等能讓學(xué)生直觀的感受到化學(xué)來源于真實(shí)的生活,“阿伏加德羅定律”、“元素周期表”的發(fā)現(xiàn)又讓學(xué)生能感受到化學(xué)的發(fā)現(xiàn)高于生活,而“煉鐵高爐尾氣之謎”則讓學(xué)生懂得學(xué)習(xí)化學(xué)能解決生活中的問題,給我們的生活帶來益處。化學(xué)史的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生正確對待化學(xué),能通過自己所學(xué)化學(xué)知識剖析社會對化學(xué)的不良看法,翻開化學(xué)的真實(shí)頁碼。
2.利用化學(xué)史培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的信息處理能力
在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天,了解和知道信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,我們必須有敏銳的思維和的判斷能力尋找有用的。化學(xué)史作為歷史遺留的資料,更是寶貴的資源,從中我們可以深切體悟到科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和令人驚嘆的頭腦,從而引導(dǎo)我們通往成功的道路。
有人說得好:“在科學(xué)方面,拉瓦錫雖然是一個偉大的建筑師,但他在采石場的勞動是很少的;他的材料大都是別人整理而他不勞而獲的,他的技巧就表現(xiàn)在把他們編排和組織起來。”
我們應(yīng)該學(xué)習(xí)拉瓦錫的科學(xué)精神,他曾為科學(xué)事業(yè)而獻(xiàn)身的崇高思想值得我們欽佩和學(xué)習(xí)。
3.利用化學(xué)史進(jìn)行愛國主義和社會責(zé)任感教育
美國是世界強(qiáng)國,科學(xué)技術(shù)處于經(jīng)驗(yàn)豐富的地位,然而當(dāng)他們得知世界上及時例腎臟移植手術(shù)被印度人奪走時,全醫(yī)學(xué)界的人都為此悲痛欲絕,“腎臟移植”手術(shù)的成功,受益者將是全球人類,但美國人又為何因?yàn)椴皇羌皶r個成功進(jìn)行腎臟移植者而痛苦呢?這是一種情懷,一種愛國主義情懷,它來自我們的內(nèi)心世界,流淌在每一個人濃濃的血液中。
四大發(fā)明的歷史源遠(yuǎn)流長,震撼世界,胰島素的合成解決了科學(xué)界的一道道難題,神舟號飛船的升空讓國人在宇宙增添了一雙明輝的眼睛,同樣讓世人矚目,中國在走一條繁榮昌盛的強(qiáng)國道路,為全國人民的幸福在努力奮斗。
翻開化學(xué)史冊,在1765年 至1964年的兩百年里,化學(xué)史上未曾留下中國人的足跡,這是否是遺憾呢,中國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),但中國并未有自己的原始科技資源,這是在有限的資源里與他國爭取自己利益的一大法寶,我們沒有。[3]
中學(xué)生是朝氣蓬勃、富于挑戰(zhàn)精神的一代,是祖國未來的棟梁。當(dāng)他們帶著純潔的思想走進(jìn)課堂的時候,我們應(yīng)該教給他們什么呢。科學(xué)研究的方法,科學(xué)研究的精神我們都讓他們領(lǐng)悟到,同時我們應(yīng)該讓他們知道科學(xué)是無國界的,科學(xué)的成果應(yīng)該惠及全人類。
化學(xué)史在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的作用
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于新課程理念指出:“結(jié)合人類探索物質(zhì)及變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和基本方法,形成科學(xué)的世界觀。”以及“在人類文化背景下構(gòu)建高中化學(xué)課程體系,充分體現(xiàn)化學(xué)課程的人文內(nèi)涵,發(fā)揮化學(xué)課程對培養(yǎng)學(xué)生人文精神的積極作用。”縱觀初高中所有的化學(xué)教材,我們可以發(fā)現(xiàn)各種化學(xué)教材結(jié)合不同的化學(xué)知識內(nèi)容,有目的地引入了很多相關(guān)的化學(xué)史料。如何在化學(xué)教學(xué)中巧妙地利用相應(yīng)的化學(xué)史,以更好地培養(yǎng)出具有創(chuàng)新思維、有創(chuàng)造能力的發(fā)展的學(xué)生呢?本人結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,談?wù)剛€人的看法。
一、利用化學(xué)史激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
古代教育家孔夫子說:“知之者不如好之者,好知者不如樂之者”,只有對知識發(fā)生興趣,才能孜孜以求,自覺探索。在化學(xué)教學(xué)中,利用化學(xué)史來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣就是一種行之有效的方法。如我在講高中選修教材原電池這節(jié)課時,是這樣引入的:“同學(xué)們請注意,動物電來了。”引入故事:1780年,意大利解剖學(xué)和醫(yī)學(xué)教授伽伐尼在一次解剖青蛙中,獲得了一個偶然的發(fā)現(xiàn):當(dāng)時,他的妻子遵照醫(yī)囑,需要食用青蛙腿做菜肴,他將剝?nèi)テさ那嗤芊旁趯?shí)驗(yàn)桌上的金屬板上,金屬板在起電機(jī)(這是當(dāng)時大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都有的時髦裝置)的旁邊,他的妻子在取一把解剖刀時偶然觸及了青蛙的腿神經(jīng),這時起電機(jī)剛好打出一個火花,同時,青蛙的腿猛烈地抽搐了一下。妻子驚訝的叫聲引起了伽伐尼的注意,他立即抓住這一現(xiàn)象重復(fù)這個實(shí)驗(yàn),還發(fā)現(xiàn)了用金屬接觸青蛙神經(jīng)才有電火花,以后他又用各種不同的物體做實(shí)驗(yàn),但是當(dāng)用玻璃、橡膠、松香、石頭和干木頭等代替金屬導(dǎo)體時,就不發(fā)生上述現(xiàn)象。針對這些現(xiàn)象,伽伐尼猜想,在動物體內(nèi)存在著某種電,如果使神經(jīng)和肌肉同兩種不同的金屬相接觸,再使這兩種金屬相連接,這種電就會被激發(fā)出來,所以這很可能是從神經(jīng)傳到肌肉的特殊的“電流質(zhì)”引起的“動物電”。消息傳到意大利帕維亞大學(xué),當(dāng)時伏打教授也贊成伽伐尼的觀點(diǎn),稱贊這是“在物理學(xué)和化學(xué)史上足以稱得上劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)之一。”伏打決心重新研究這個現(xiàn)象。他想,如果用兩種不同的金屬,再加上動物體內(nèi)的某種什么東西,就可以產(chǎn)生電流,那么這種東西是什么呢?通過分析,他終于想到這種物質(zhì)可能是食鹽溶液,因?yàn)槭雏}溶液廣泛地存在于生物體內(nèi)。伏打著手用食鹽水和金屬制作電池。為了縮小體積和增強(qiáng)效果,他用銅和鋅做成了許多小圓片,然后按銅片、吸水紙、鋅片、銅片、吸水紙、鋅片、……的順序疊成一摞,其中每張吸水紙都飽含食鹽水,,用一根電線接在最下面的銅片上成為正極,一根電線接在最下面的鋅片上成為負(fù)極,于是世界上及時個電池便誕生了。
通過原電池發(fā)現(xiàn)史的故事,即吸引了學(xué)生的注意力,調(diào)動了學(xué)生的情緒,還在這良好的課堂氣氛中使學(xué)生認(rèn)識到要構(gòu)成原電池,不僅要有兩種不同材料的金屬做電極,而且還要有電解質(zhì)溶液等條件,從中不僅學(xué)習(xí)到原電池的科學(xué)理論方面的知識,還讓學(xué)生真真切切的感受到化學(xué)來源于生活,體會到學(xué)習(xí)化學(xué)的意義及重要性。
二、利用化學(xué)史,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識
九年級化學(xué)及時章第三節(jié)《怎樣學(xué)習(xí)和研究化學(xué)》教材強(qiáng)調(diào),學(xué)習(xí)和研究化學(xué)要進(jìn)行科學(xué)探究。如何進(jìn)行科學(xué)探究呢?科學(xué)探究始于提出問題,發(fā)現(xiàn)問題。縱觀科學(xué)史,每一次重大發(fā)現(xiàn)幾乎都是從質(zhì)疑開始的。愛因斯坦曾說過,“我并沒有什么特殊的才能,我只不過喜歡尋根問底地追究問題罷了。”化學(xué)教學(xué)實(shí)踐也表明,在教學(xué)過程中只有想方設(shè)法增強(qiáng)學(xué)生的問題意識,調(diào)動學(xué)生提出問題的積極性,方可讓學(xué)生變被動接受“靜態(tài)”的化學(xué)結(jié)論為主動探索,研究“動態(tài)”的化學(xué)過程,從而真正成為學(xué)習(xí)的主人,成為知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者。因此,講這節(jié)內(nèi)容時,我是這樣引入的:每當(dāng)夜晚,城市處處閃耀著五光十色的霓虹之光,車站、碼頭、機(jī)場那炫目的紅色指示燈,忠實(shí)地為夜航的飛機(jī)和車船站崗導(dǎo)航。當(dāng)你看到這一切時,你是否會想到那在盡責(zé)地為人類服務(wù)的物質(zhì)是怎樣被發(fā)現(xiàn)的嗎?那是在1892年,英國科學(xué)家瑞利多次實(shí)驗(yàn)測定氮?dú)饷芏葧r發(fā)現(xiàn),從空氣中得到的氮?dú)饷可?.2572克,從氮?dú)獾难趸镏械玫降牡獨(dú)饷可?.2506克,兩者在第三位小數(shù)上存在差異,相差0.0066克,相當(dāng)一個跳蚤的質(zhì)量。瑞利沒有忽略這一差異,他既沒有輕信某些化學(xué)家的關(guān)于存在“輕氮”和“重氮”的假設(shè),更不認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)本身的“誤差”而加以“修正”,而是對“為什么用不同方法制備出來的氮?dú)獾拿芏葧胁顒e?”這一問題抓住不放,制定周密的研究計劃不斷地進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn),終于發(fā)現(xiàn)了一種稀有的氣體元素氬,從而發(fā)現(xiàn)了其它的稀有氣體元素。當(dāng)時人們普遍認(rèn)為對空氣的研究早已詳盡無遺,但卻萬萬沒有想到在大家自以為最熟悉的空氣中竟隱藏著這么多在漆黑夜晚能為人類導(dǎo)航的一整族的未知元素組成的物質(zhì)。
通過科學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)稀有氣體元素的故事,讓學(xué)生切實(shí)地感受到這過程就是從提出問題開始,然后作出與問題相關(guān)的猜測,再制定出解決問題的思路與方案,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),通過分析、歸納、推理和論證,得出結(jié)論:空氣中存在一大族沒被發(fā)現(xiàn)的稀有氣體元素。學(xué)生不但從中認(rèn)識了科學(xué)探究的基本過程,還感受到不迷信和傳統(tǒng)、勇于探索是走向成功的必經(jīng)之路,激發(fā)學(xué)生敢于置疑,敢于否定,敢于創(chuàng)新的勇氣。更有利于幫助剛剛進(jìn)入化學(xué)這門新學(xué)科學(xué)習(xí)的學(xué)生形成樂于探究的意識。
三、利用化學(xué)史,幫助學(xué)生端正學(xué)習(xí)動機(jī)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)意志
中學(xué)生由于心理上有情感不穩(wěn)定、意志力較差的弱點(diǎn),如果學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣只停留在對化學(xué)知識好奇的興趣上,隨著知識層次的加深,一旦遇到抽象、理論性較強(qiáng)的知識,他們的興趣就會銳減,所以還必須將學(xué)生的心理狀態(tài)引向更深層次:端正其學(xué)習(xí)動機(jī),強(qiáng)化其學(xué)習(xí)意志,有了正確的動機(jī)才能產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力和意志。學(xué)生的動機(jī)和意志力不是教師所能強(qiáng)加給的,它需要在長期的教學(xué)過程中加以引導(dǎo)潛移默化的形成。巧妙利用化學(xué)教材中的化學(xué)史,也是端正學(xué)習(xí)動機(jī)、培養(yǎng)學(xué)生意志力的一條有效途徑。例如,我在講授九年級教材“常見酸、堿、鹽的應(yīng)用”時,引入侯德榜先生的故事:侯德榜先生少年時期刻苦學(xué)習(xí),學(xué)有所成后他卻毅然放棄國外優(yōu)越的工作環(huán)境,懷著為振興祖國民族工業(yè)的決心和信心回國,通過自己的刻苦鉆研,最終發(fā)明了“侯氏制堿法”,打破了英國一家公司制堿業(yè)的壟斷,贏得了國際化工屆的高度評價。侯德榜的故事,讓學(xué)生感悟到明確的目標(biāo)是侯德榜取得成功的動力。
化學(xué)史既是一部記載化學(xué)發(fā)展的歷史,也是一部動人的歷史畫卷,每一頁都有著豐富的內(nèi)涵。著名心理學(xué)家贊可夫說:“教學(xué)法一旦觸及學(xué)生的情緒和意志領(lǐng)域,觸及學(xué)生的精神需要,這種教學(xué)法就能發(fā)揮高度、有效的作用”。化學(xué)家的故事非常多,在教學(xué)中教師要善于在適當(dāng)?shù)膬?nèi)容中融入化學(xué)家們的經(jīng)典故事,充分挖掘其有用成分,為提高學(xué)生的整體素質(zhì)服務(wù)。這對培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維,有創(chuàng)造能力的發(fā)展的學(xué)生能起到不可估量的作用。