化學史在高中化學教學中的功能及實施途徑

化學史在高中化學教學中的功能及實施途徑

常彥春

(遼寧省撫順縣高級中學，遼寧撫順113125)

化學史是化學科學的形成、產(chǎn)生和發(fā)展及其演變規(guī)律的歷史，是從歷史的視角對大自然的化學知識的系統(tǒng)描述．近年來，隨著新課程改革的實施，化學史在教科書中所占的比例在逐年增加，化學史教育在化學教學中的作用日益重要，但是新課標下化學史在化學教學中的更深層次的功能和實施途徑仍有待發(fā)掘和研究．

一、新課標下化學史在化學教學中的功能

(一)有助于學生加深對化學知識的理解和把握

任何一門科學知識都是在不斷發(fā)展中形成的，作為充滿生機和活力的化學學科尤其如此．教學過程中如果基于理論產(chǎn)生的歷史背景適當引入相關(guān)的史實，不僅可以使學生從理論的孕育、產(chǎn)生和發(fā)展的過程中更加全面、深刻地加深對化學學科知識的理解和把握，而且可使學生體會到人們對客觀事物的認識是螺旋式上升的，化學知識是有階段性的，同一概念在不同的認識階段其內(nèi)涵是不同的，從而培養(yǎng)他們從發(fā)展的高度把握化學知識的能力．

例如，在講授高中化學有機化學基礎(chǔ)知識的時候，可以選擇性介紹有機化學的發(fā)展簡史，從古代人們利用谷物釀酒制醋，利用植物提取藥物，發(fā)明造紙術(shù)到近代對純有機物的提取分離；從以化學家柏則里為代表的“生命力學說”到維勒第一個人工合成有機物等．這些化學史案例不僅可以使學生理解有機化學相關(guān)知識，也使學生對有機化學的孕育、產(chǎn)生和發(fā)展的脈絡(luò)有一個非常清晰的了解．

(二)有助于學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)

化學史是一部創(chuàng)造、發(fā)明的演化史，學習化學家發(fā)現(xiàn)問題，進行推理判斷以及驗證的完整過程，可以提高學生進行綜合分析、解決化學問題的能力，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，對學生未來的思想發(fā)展也會產(chǎn)生深遠影響．例如，介紹元素周期律的發(fā)現(xiàn)時，可以講述門捷列夫在批判地繼承前人工作基礎(chǔ)上通過艱難的探索，以驚人的洞察力抓住相對原子質(zhì)量和化學性質(zhì)的兩條主線，并創(chuàng)造性地堅持以化學性質(zhì)為主修正相對原子質(zhì)量，進而采取比較的方法尋找元素間的規(guī)律，從元素外在的多樣性看到了內(nèi)在的規(guī)律性，作出了元素周期表，并預測了新元素及其性質(zhì)．像這種通過化學史的滲透教學，可以使學生清楚而深刻地認識科學研究的一般方法及科學研究的一般過程，即提出問題—收集信息—科學假設(shè)—事實驗證—科學結(jié)論，這將對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)產(chǎn)生積極的影響．

(三)有助于學生人文素質(zhì)的培養(yǎng)

人文素質(zhì)表現(xiàn)為一個人的綜合品質(zhì)，主要體現(xiàn)在情感、意志和性格等方面．高中化學新課標將學生情感態(tài)度價值方面的發(fā)展作為教學目標，通過人文素質(zhì)教育使學生的理性、情感、意志等方面的素養(yǎng)得以提高．化學史是一部記載著人類文明進步和無數(shù)化學家們及勞動人民不息奮斗的科學史，它蘊含著無窮的智慧和精神力量，是我們的知識寶庫，有效發(fā)掘和利用化學史料中豐富的資源可促進學生人文素質(zhì)的提高．

化學史利于對學生進行愛國主義教育．例如，我國古代勞動人民在化學史上曾創(chuàng)造過輝煌的化學成就，如西漢造紙術(shù)、宋代火藥的發(fā)明與運用等，但也曾經(jīng)經(jīng)歷過近代化學工業(yè)發(fā)展相對落后的屈辱時期．在化學教學中，利用這些史實資料對學生進行思想教育，可以激發(fā)學生的愛國熱情和振興中華民族的使命感，有利于學生人文素質(zhì)的培養(yǎng)．

化學史利于激發(fā)學生的學習動機和學習興趣．興趣作為一種非智力的心理因素，它是激發(fā)學生主動學習的催化劑，是調(diào)動學生學習自覺性的一種內(nèi)在動力，是實施素質(zhì)教育的有效途徑之一．教學過程中適時地穿插一些與化學知識相關(guān)的趣聞逸事，引導學生追尋化學發(fā)展的歷程，從中獲得智慧與思辨的享受，從而激發(fā)對化學學科的熱愛，增強學習的興趣和動力．

化學史利于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識．在全球污染日益嚴重的今天，關(guān)注生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，促進學生的環(huán)保意識是公民人文素質(zhì)的重要體現(xiàn)．在人類文明發(fā)展進程中，化學科技尤如一把“雙刃劍”，在推動科技進步的同時，大量的有機污染物排放到大氣和土壤或水域中 ,造成嚴重的環(huán)境污染．人類直接或間接地受到了這些污染的傷害 ，“馬斯河谷事件 ”“多諾拉煙霧事件”等，在教學中有機地結(jié)合這些史實將有助于增強學生的社會責任感和環(huán)保意識．

二、化學史在化學教學中的實施途徑

(一)加大化學史課程資源的開發(fā)力度

化學史是一個動態(tài)的、發(fā)展的知識體系，由于教材內(nèi)容有其時間、地域的局限性，不可能面面俱到，與學科知識和教育理論的前沿也有一定的時間差，所以應(yīng)結(jié)合教學實際加大化學史課程資源的開發(fā)力度．一是要深入研究化學史的發(fā)展過程，在學習化學發(fā)展歷史的過程中，對各個時期的化學知識狀況進行歷史分析，判明重大發(fā)明和研究方向產(chǎn)生的原因和前提條件，客觀分析和評價過去科學家的理論和實驗研究．二是深入了解化學家的生平及研究成果，因為任何一位化學家在某個特定時期的研究成果都能夠?qū)瘜W領(lǐng)域的發(fā)展起到促進作用，化學歷史的發(fā)展方向，在很大程度上取決于訓練有素的化學家隊伍，取決于他們對學科的領(lǐng)導組織才能以及他們的個人品質(zhì)，這些資源的開發(fā)有利于培養(yǎng)學生科學的創(chuàng)新精神．三是深入挖掘化學史故事，在教學中，將化學發(fā)展的主要階段按年代和理論與實驗發(fā)展情況進行描述，將其中所發(fā)生的動人故事系統(tǒng)地串聯(lián)起來加以講述，用講故事的方法談化學的歷史，這樣更符合學生的學習、認知的心理，更能激發(fā)學生學習化學的興趣和求知欲．

(二)優(yōu)化化學史的教學組織形式

化學史教學的組織形式從教學實施的場所可分為課堂教學和課外活動兩種教育形式．

對于化學史課堂教學，從時間分配角度又可分為集中式與分散式兩種教育形式．采用集中教育形式是指所介紹的化學史實，在內(nèi)容上較為系統(tǒng)和完整，需要集中一定的課堂教學時間進行較全面的介紹和評價．例如，學習原子結(jié)構(gòu)時，系統(tǒng)講原子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)史、元素周期律發(fā)現(xiàn)史等都可以采用這種集中的教育形式．分散教育形式是指結(jié)合化學基礎(chǔ)知識和基本技能的教學，適當、靈活地穿插引進化學史的一種教育形式．化學史料中有許多科學探究的生動事例，比如侯氏制堿，玻爾的諾貝爾獎?wù)?，張青蓮與相對原子質(zhì)量測定等．教師在教學中可以根據(jù)需要采用分散教學形式引入這些歷史素材，設(shè)計課堂教學，提升教學效果．

課外活動是對學生進行化學史教育的另一種有效、可行的組織形式．圍繞化學教材，選擇適當?shù)念}目和資料，引導學生閱讀化學史書籍、科普資料，以及有關(guān)的科學史書刊．在信息發(fā)達的今天，計算機網(wǎng)絡(luò)逐步普及，極大地豐富了教育資源和教育手段，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)渠道收集材料，整理后通過個人主頁、討論版、共享、信箱等多種形式發(fā)布，教師也可以向?qū)W生推薦一些有用的化學網(wǎng)站，引導學生通過網(wǎng)絡(luò)進行學習．一般來說，引導學生進行化學史的學習內(nèi)容大致有科學方法的介紹，科學家的介紹，化學發(fā)展的規(guī)律、化學概念、學說、理論的提出、發(fā)展和演變，我國古代的科學技術(shù)和化學文化，元素化合物發(fā)現(xiàn)、研究的歷史等．通過開展這些行之有效的課外活動，能有效地達到學習化學史的目的．

在整個高中化學知識的教學過程中，不斷實踐和探索，不斷優(yōu)化化學史的教學組織形式，對于化學知識的教學規(guī)律的把握和學生學習化學知識興趣的提高都將起到巨大的推動作用．

(三)優(yōu)化教學的設(shè)計、方法和過程

教材中的知識往往是按照其邏輯順序呈現(xiàn)的，教師作為課程的二次開發(fā)者，需在認真研究學生和教學內(nèi)容的基礎(chǔ)上，力求教學設(shè)計、方法和過程的優(yōu)化．例如，關(guān)于合成氨知識的教學，在講授方式上可以充分利用多媒體，采用講座的方式進行教學，用PPT作為主要內(nèi)容的展現(xiàn)形式，用Flash動畫展示合成氨工藝流程等．在教學過程中可以以合成氨化學史為載體進行教學設(shè)計：①哈伯的生平簡介為主題的切入點．②哈伯與合成氨工藝為重點，包括介紹合成氨工藝哈伯法產(chǎn)生的歷史背景．19世紀初，人們就認識到氮肥在農(nóng)業(yè)中的巨大作用，為了解決有機肥短缺的問題，很多化學家致力于合成氨研究，但研究曾一度陷入低潮，連曾經(jīng)的諾貝爾化學獎獲得者勒夏特列在合成氨實驗中也因危險而放棄研究；哈伯不迷信權(quán)威、勇于探索，發(fā)明了合成氨工藝；介紹合成氨工藝哈伯法反應(yīng)原理、條件及特點等，提及博施對哈伯法中催化劑的成功改進；哈伯和博施在合成氨工業(yè)上的巨大貢獻使得他們分別獲得了1918年和1931年的諾貝爾獎．③合成氨工業(yè)與第一次世界大戰(zhàn)．④現(xiàn)代合成氨工藝及發(fā)展前景．⑤展開討論與反思．基于化學史角度的合成氨教學設(shè)計使學生掌握合成氨知識的同時，更深刻地理解合成氨工業(yè)的用途．同時可以使學生更好地汲取其中所蘊含的科學精神，尤其是科學對社會發(fā)展的“雙刃劍”作用，幫助學生樹立科學的世界觀以及正確的科學倫理道德觀．