化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的作用

楊蘭芬 董待詩

摘要：化學(xué)史是人類在長期的社會實踐中，對大自然的化學(xué)知識的系統(tǒng)的歷史的描述。它不僅忠實地記錄了化學(xué)科學(xué)的孕育、產(chǎn)生、發(fā)展的整個過程及演變的規(guī)律，而且體現(xiàn)了、化學(xué)科學(xué)家們的科學(xué)思想、意志品質(zhì)、敬業(yè)精神等許多精神財富。在化學(xué)教學(xué)過程中適當滲透一定的化學(xué)史，對學(xué)生的知識、能力及精神的培養(yǎng)，有相當?shù)淖饔谩?/p>

關(guān)鍵詞：化學(xué)史;化學(xué)教學(xué);作用

著名化學(xué)家喬治·薩頓曾說：“科學(xué)史是人類統(tǒng)一的歷史，人類的崇高目標的歷史和人類逐漸得到拯救的歷史”[1] 。表明了科學(xué)史在人類文名中的重要作用?；瘜W(xué)的歷史淵源非常古老，可以說從人類學(xué)會使用火，就開始了最早的化學(xué)實踐活動。我們的祖先鉆木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驅(qū)趕猛獸，充分利用燃燒時的發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象。當時這只是一種經(jīng)驗的積累?；瘜W(xué)知識的形成、化學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長而曲折的道路。它伴隨著人類社會的進步而發(fā)展，是社會發(fā)展的必然結(jié)果。而它的發(fā)展，又促進生產(chǎn)力的發(fā)展，推動歷史的前進。我國著名化學(xué)家傅鷹曾經(jīng)說過：“化學(xué)史不僅可以給人以知識，還可以給人以智慧?！痹谡n程改革和學(xué)科交叉的今天，課堂教學(xué)已經(jīng)不僅僅知識單純知識點的講授，而更重視學(xué)生在理解書本知識的同時學(xué)到更多。全面的化學(xué)教育必須是知識與能力并重。既要傳授系統(tǒng)的化學(xué)知識和技能，更需要培養(yǎng)科學(xué)的思維方法，同時注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神品質(zhì)。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中，注意化學(xué)史的滲透，對學(xué)生的知識、能力與精神的培養(yǎng)等方面都是有益的。

1知識方面

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)史知識也是化學(xué)學(xué)科知識的重要內(nèi)容之一。它反映了現(xiàn)代知識經(jīng)濟觀的4類知識即“知道是什么的知識”、“知道為什么的知識”、“知道怎樣做的知識”、“知道是誰的知識”，是通過教學(xué)的知識而形成教學(xué)的發(fā)展鏈，引導(dǎo)學(xué)生追蹤化學(xué)發(fā)展的科學(xué)足跡，拓展視野，在實踐和探索中了解知識的形成過程。

1.1 有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師?！毙睦韺W(xué)認為，興趣是指一個人力求認識、掌握某種事物，并經(jīng)常參與該種活動的心理傾向[2] ?；瘜W(xué)教學(xué)的過程應(yīng)該是積極的誘導(dǎo)和啟發(fā)，讓學(xué)生對化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。通過對化學(xué)史的學(xué)習(xí)，學(xué)生會慢慢發(fā)現(xiàn)，書本上的知識將不再那么枯燥和抽象。那些元素符號和化學(xué)公式仿佛鮮活起來，每一個性質(zhì)的描述，都是化學(xué)家們智慧的結(jié)晶，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在化學(xué)教學(xué)過程中，為了更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可以將日常生活、生產(chǎn)時間中的現(xiàn)象及產(chǎn)生的問題與教材緊密聯(lián)系起來，使學(xué)生認識到化學(xué)的現(xiàn)實意義。還可以適時帶入化學(xué)史，讓學(xué)生仿佛親身經(jīng)歷了那些化學(xué)的發(fā)明發(fā)現(xiàn)歷程，感受化學(xué)家們的失落、困惑、成功與喜悅，同時獲得啟示，使學(xué)生積極主動的進行化學(xué)學(xué)習(xí)。

例如，在講酸堿指示劑的時候就可引入石蕊發(fā)現(xiàn)的趣聞：英國著名科學(xué)家波義耳非常喜愛鮮花，有一天，去實驗室的路上園丁送給了他一束紫羅蘭。他一邊欣賞一邊走向?qū)嶒炇?，將花放在桌子上他便開始了自己的實驗，當他向瓶中傾倒鹽酸時，不小心將鹽酸濺出少許，正好都濺在了紫羅蘭上。他在可惜之余將花拿去用水沖洗，卻發(fā)現(xiàn)被濺到鹽酸的花瓣都變成了紫色。波義耳由此受到啟發(fā)，叫來助手兩人一起用不同試液做起了實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酸都能是紫羅蘭花瓣變成紫色。由于用花瓣做實驗不討方便又浪費，他們又制取鮮花浸出液，發(fā)現(xiàn)他遇酸變紅遇堿變藍。從那時起，石蕊試液就被作為酸堿指示液確定下來。

1.2有利于學(xué)生對知識的理解

一個科學(xué)理論不可能輕而易舉的得出且獲得承認。從化學(xué)史中追蹤科學(xué)家為捍衛(wèi)自己的成果所付出的努力與艱辛，往往比讓學(xué)生死記硬背公式、概念和定律有趣得多，而且更利于對知識的理解。

另外，人類對知識的認識活動往往是相同的，科學(xué)家和學(xué)生一樣，也不例外。因此，歷史上科學(xué)家在進行科學(xué)實驗或總結(jié)化學(xué)規(guī)律的過程中所遇到的困難和曾產(chǎn)生過的錯誤觀點，學(xué)生也會遇到，阻礙學(xué)生對知識的理解與運用。所以，恰當?shù)叵驅(qū)W生介紹化學(xué)史上經(jīng)典的錯誤理論并引導(dǎo)學(xué)生對其進行分析與對比，也可以幫助學(xué)生理解知識，加深印象。

例如，燃素說認為可燃物中都含有燃素，燃燒是釋放燃素的過程?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生利用所學(xué)來判斷這一結(jié)論的正確性，并展開討論。舉出反例，如金屬燃燒和金屬化合物分解的質(zhì)量變化。加深學(xué)生對燃燒本質(zhì)的理解，鍛煉了學(xué)生對所學(xué)知識的運用能力。學(xué)生從中還能體會到培根的方法論名言：“真理從錯誤中比從混亂中更容易出現(xiàn)”[3] 。

2能力方面

化學(xué)史是歷史學(xué)科漫長發(fā)展歷史的記述，同時也是對古往今來中外歷代化學(xué)家們不斷探索、創(chuàng)新的辛勤勞作過程的記載與再現(xiàn)。在化學(xué)教學(xué)過程中加入化學(xué)史教育能有效地啟發(fā)學(xué)生、開發(fā)學(xué)生個人潛力。

2.1有利于提高學(xué)生對科學(xué)方法的理解與應(yīng)用

科學(xué)方法是科學(xué)家們在長期的研究過程中總結(jié)出的解決問題的方法，是人類改造自然、發(fā)現(xiàn)真理的橋梁和工具?！度罩屏x務(wù)教育化學(xué)課程標準（實驗稿）》闡述了對學(xué)生運用科學(xué)方法的預(yù)期[4] —“凡是知識點的建立、引申和擴展，知識點以及知識點的連接處一定存在科學(xué)方法的因素”[5] ，這在理論上詮釋了化學(xué)史在科學(xué)方法教學(xué)中的地位。化學(xué)教育的目的，不僅在于教會學(xué)生書本上的知識，還要通過各種手段和方式來培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)方法的理解和運用。即不僅要“授之以魚”，更要“授之以魚”。在教學(xué)中，教師只要用生動跌宕的化學(xué)史中一個個理論的發(fā)現(xiàn)與驗證過程將科學(xué)方法呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)會以史為鑒，認識到科學(xué)的方法論對于真理的重要性，提高學(xué)生應(yīng)用科學(xué)方法的自覺性并借鑒化學(xué)家們的經(jīng)驗和教訓(xùn)，總結(jié)出自己的學(xué)習(xí)和研究方法。

如，門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律的過程、雷利對氬氣的發(fā)現(xiàn)史等等。研究這些過程，學(xué)生可以從中獲得多種科學(xué)方法上的啟示：如科學(xué)實驗往往遵循發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、實驗探究、得到結(jié)論的過程、如與人合作、如解決問題的各種小技巧等等，繼而加深學(xué)生對科學(xué)方法的理解與應(yīng)用。

2.2 有利于培養(yǎng)學(xué)生以探究為主的多種能力

科學(xué)探究是一種系統(tǒng)的調(diào)查研究活動，其目的在于發(fā)現(xiàn)并描述物體和事物之間的關(guān)系[6] 。隨著人類科學(xué)技術(shù)水平和知識水平的不斷發(fā)展和飛躍，科學(xué)理論也經(jīng)歷著不斷被推翻、被矯正、被創(chuàng)新的過程。正是在這力量的推動下，科學(xué)理論才不斷被更新和完善?；瘜W(xué)作為一門不斷發(fā)展的科學(xué)體系，教師在教學(xué)中也應(yīng)該注意，不僅僅是單單講解一個現(xiàn)有的知識結(jié)論，而應(yīng)該借助化學(xué)史中的化學(xué)史實試著去闡述這個化學(xué)理論的產(chǎn)生和發(fā)展。這樣一來，學(xué)生不僅從宏觀的角度全面的理解整個理論的知識，而且能從發(fā)展的眼光看待整個化學(xué)科學(xué)的未來，激發(fā)學(xué)生驗證和完善科學(xué)理論的志趣，從而培養(yǎng)其探究能力。

酸堿理論的發(fā)展史實就是一個很好的例子。從波義耳開創(chuàng)性的“紫羅蘭”指示劑開始。法國科學(xué)家拉瓦錫提出氧是所有酸中不可或缺的元素，被英國的化學(xué)家用“鹽酸中不含氧”這一事實給推翻。隨后，阿倫尼烏斯在電離理論基礎(chǔ)上提出酸堿理論：酸、堿是一種電解質(zhì)，它們在水溶液中會離解，能離解出氫離子的物質(zhì)是酸;能離解出氫氧根離子的物質(zhì)則是堿。之后，被布倫斯惕和勞里補充完善成：凡是能夠釋放出質(zhì)子（H+）的物質(zhì)，無論它是分子、原子或離子，都是酸;凡是能夠接受質(zhì)子的物質(zhì)，無論它是分子、原子或離子，都是堿。然而，這一理論遇到了不少解決不了的問題。在此基礎(chǔ)上，路易斯則提出他的電子理論解釋了一些問題。這一理論從結(jié)構(gòu)上為酸和堿做了闡述：堿是具有孤對電子的物質(zhì)，這對電子可以用來使別的原子形成穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)。酸則是能接受電子對的物質(zhì)，它利用堿所具有的孤對電子使其本身的原子達到未定的電子層結(jié)構(gòu)。后來，皮爾孫又提出由性質(zhì)的不同將酸堿分為軟硬兩類的理論……化學(xué)理論就是這樣不斷發(fā)展前進的。

2.3 有利于培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義觀點

科學(xué)的發(fā)展歷史，總的來說，就是一部唯物主義與唯心主義、辯證法與形而上學(xué)不斷斗爭的歷史，在其發(fā)展過程中，難免出現(xiàn)一些唯心的、錯誤的觀點與理論，但是，最終總會被唯物主義的真理所推翻?；瘜W(xué)史作為化學(xué)科學(xué)的分支之一，自然也不例外。一部化學(xué)史，貫穿了許多唯物主義的觀點。通過對化學(xué)史的學(xué)習(xí)，有利于對學(xué)生辯證唯物主義的培養(yǎng)。

任何事物都是一分為二的，化學(xué)的發(fā)展無疑史我們的世界得到進步，但是也曾給人類帶來災(zāi)難。如對二氯苯基三氯乙烷（DDT）被米勒發(fā)現(xiàn)并作為有機氯農(nóng)藥的代表，因其良好的殺蟲效果曾在世界各國大力推廣。米勒也因此而獲得1948年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。然而，20世紀70年代卻被證實其強穩(wěn)定性使其在人和動物體內(nèi)不斷積累致?lián)p害健康且破壞環(huán)境而被禁用。

3 素質(zhì)方面

化學(xué)史有效地融合了與化學(xué)有關(guān)的自然學(xué)科及與人類思想、社會歷史等有關(guān)的多學(xué)科知識，學(xué)習(xí)化學(xué)史有助于學(xué)生良好道德情操的養(yǎng)成，并在培養(yǎng)學(xué)生各種新時代精神方面發(fā)揮著獨特的作用。

3.1使學(xué)生獲得愛國主義教育，有利于激發(fā)其社會主義責任感

我國作為世界四大文明古國之一，有著悠久的歷史和燦爛的文化。在化學(xué)方面，無論古代還是近代都有許多重要的發(fā)明創(chuàng)造和影響深遠的輝煌成就。化學(xué)史，可以幫助學(xué)生了解我國悠久的化學(xué)歷史和文化底蘊。

從古代四大發(fā)明中的火藥、造紙術(shù)的發(fā)明，戰(zhàn)國時期的生鐵煉鋼，至今任享譽全球的景德鎮(zhèn)瓷器，食鹽的提煉與運用、最早發(fā)現(xiàn)并使用煤、石油、天然氣等等。到近代，侯氏制堿法、1965年牛胰島結(jié)晶的首次人工合成、80年代我國首次合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸等等。這些創(chuàng)造與成果，無一不彰顯著我國在化學(xué)史上曾取得的無可比擬的輝煌成就，將使學(xué)生獲得無數(shù)次愛國主義教育，從而增強學(xué)生的民族自豪感和自信心[7] 。另外，在此基礎(chǔ)上結(jié)合一些我國當前在技術(shù)利用與資源開發(fā)等方面與發(fā)達國家存在的差距，給予學(xué)生以危機意識，無形中將激發(fā)學(xué)生的社會責任意識，引導(dǎo)學(xué)生積極投身到祖國建設(shè)的大流中去。

3.2 有利于提升學(xué)生科學(xué)的創(chuàng)新精神

江澤民曾在1995年全國科學(xué)技術(shù)大會上的講話中指出：“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力?！笨茖W(xué)歷史的發(fā)展也表明了：只有創(chuàng)新，科學(xué)才會有所進步。同樣的，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生也應(yīng)具有一定的創(chuàng)新意識，敢于探索、勇于創(chuàng)新才會有所提高。而現(xiàn)代的教育模式容易養(yǎng)成學(xué)生的依賴心理，死記硬背知識點，加上教材中給出的知識內(nèi)容都是經(jīng)過檢驗的、現(xiàn)成的知識，學(xué)生容易僵化地學(xué)習(xí)知識。然而，書本上的知識雖然經(jīng)過實驗驗證，現(xiàn)在看來似乎是正確的，但并不代表它就是一成不變的真理。隨著科學(xué)研究的不斷深入和發(fā)展，將會不斷被修改和完善?；瘜W(xué)史的滲透，可以很好的證明這一點。歷史上，很多化學(xué)理論都是突破原有理論的禁錮才獲得承認的。如，阿累尼烏斯的電離子說的提出就曾遭到許多著名科學(xué)家的反對，但他并沒有放棄。反而繼續(xù)潛心研究，最終用大量實驗數(shù)據(jù)和資料得到了科學(xué)界的肯定。引入這些史實，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造精神，同時叫道學(xué)生要堅持正確的觀點，不要人云亦云。

3.3 有利于培養(yǎng)學(xué)生的人文精神

人文精神是一種普遍的人類自我關(guān)懷，表現(xiàn)為對人的尊嚴、價值、命運的維護、追求和關(guān)切，對人類遺留下來的各種精神文化現(xiàn)象的高度珍視，對一種全面發(fā)展的理想人格的肯定和塑造。化學(xué)史中的經(jīng)典事例，閃耀著人文精神的光輝。

例如，居里夫人為研究鐳元素嘔心瀝血、廢寢忘食，幾乎付出生命的代價，最終獲得成功并獲得諾貝爾獎。但她卻沒有為此發(fā)現(xiàn)申請專利而是選擇將之公之于眾，推動放射學(xué)的發(fā)展;盧瑟福積極鼓勵和潛心指導(dǎo)，先后培育出十多位諾貝爾獎獲得者…這些化學(xué)家們的敬業(yè)精神和人格魅力，對學(xué)生而言，無疑史最好的人文價值體驗，不斷培養(yǎng)他們良好的人文精神。

3.4 有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度及實事求是的治學(xué)精神

科學(xué)史實早已向我們證明，科學(xué)理論的得出不是一帆風(fēng)順、一蹴而就的，是在前人研究的基礎(chǔ)上通過不斷探索與努力而得出的。這些，與科學(xué)家們嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和實事求是的治學(xué)態(tài)度是分不開的。

如英國科學(xué)家雷利與塞姆“第三位小數(shù)的勝利”，再如李比希武斷的“氯化碘”與發(fā)現(xiàn)溴元素擦肩而過的失敗。這些例子，讓學(xué)生體會到實事求是的嚴謹?shù)膽B(tài)度將是科學(xué)探索路上必不可少的精神。

3.5 有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力及質(zhì)疑和批判精神

科學(xué)的目的就是探索未知，“學(xué)會學(xué)習(xí)”就是在不斷和問題糾結(jié)的過程中總結(jié)出的經(jīng)驗。教師不僅應(yīng)讓學(xué)生懂得知識，還要通過獨立思考，敢于質(zhì)疑和批判，提出新的見解。古語有云：學(xué)起于思，思源于疑。一切思維活動都是從問題開始的，如果總是墨守成規(guī)、機械地、被動地接受書本知識，那么永遠也不會獲得成功。

化學(xué)史上就有很多例子。最經(jīng)典的莫過于體現(xiàn)“四代師生的創(chuàng)新”的原子結(jié)構(gòu)認識論：湯姆生、盧瑟福、玻爾、海森堡四人均為諾貝爾獎獲得者，前者是后者的學(xué)生。他們勇于懷疑“定論”與權(quán)威，最終達到了“青出于藍而勝于藍”的超越。另外，還有燃素學(xué)說見證了之于舍勒和普利斯特里的失敗和拉瓦錫的成功。這些事例，向?qū)W生說明了“質(zhì)疑”在化學(xué)科學(xué)發(fā)展進程中的重要作用。

4 化學(xué)史在化學(xué)教學(xué)中的運用

化學(xué)課程指向于學(xué)生未來發(fā)展必備的化學(xué)知識、技能和方法以及探究能力的提高。化學(xué)史中情感價值的體驗?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情;以探究為手段復(fù)演人類科學(xué)知識形成歷程的片段，使科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)與學(xué)生的發(fā)展融為一體。學(xué)習(xí)過程中涉及提出假說、驗證猜測、尋求支持與交流等一系列科學(xué)方法的要素，可引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地“學(xué)材”[8] 。還可以設(shè)計一些環(huán)節(jié)，如：“想一想”、“看一看”、“找一找”、“等一等”、“做一做”[9] 等，引起學(xué)生興趣并讓學(xué)生進行自我反思評價以使學(xué)習(xí)更有針對性和實效性。

另外，新課程強調(diào)教師依據(jù)課程標準創(chuàng)造性地使用教材。而化學(xué)史是對教材的有效擴展，教師可以從內(nèi)容選擇、教學(xué)方式等方面做不同的嘗試，豐富教學(xué)資源。實現(xiàn)“改變課程過于注重知識傳授的傾向，強調(diào)形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得基礎(chǔ)知識與基本技能的過程同時成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確的價值觀的過程”[10] 。

在化學(xué)教學(xué)過程中適當結(jié)合化學(xué)史教育，可以使教學(xué)不只局限于知識本身，還可以揭示出其中的科學(xué)思想和科學(xué)方法，使學(xué)生受到教益，同時可以把化學(xué)邏輯的推演通人們認識化學(xué)的過程聯(lián)系起來，達到邏輯和歷史的辯證統(tǒng)一，真正揭示出化學(xué)發(fā)展的科學(xué)精髓。趣味性也會一改傳統(tǒng)課堂的沉悶氣氛，使學(xué)生有飽滿的熱情投入化學(xué)學(xué)習(xí)中去。

綜上所述，在化學(xué)教學(xué)中適當引入化學(xué)史教學(xué)，通過化學(xué)史實的講解，讓學(xué)生了解化學(xué)科學(xué)的發(fā)展過程，認識并學(xué)習(xí)他們的科學(xué)他們的科學(xué)思想與方法，對學(xué)生知識與能力的培養(yǎng)及情感的塑造都有著不可忽視的作用。

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作者簡介：

楊蘭芬（1983-），女，碩士研究生，講師，研究方向：分析化學(xué)教學(xué)與研究。

（作者單位：德宏師范高等?？茖W(xué)校理工系）