化學(xué)史教育與教學(xué)

林海辰

? 一、引言

實(shí)際上任何科學(xué)的誕生都不是偶然，它們的發(fā)展和成熟都有著可以追尋的規(guī)律，即使是化學(xué)也是如此。而反映化學(xué)這門科學(xué)的誕生、發(fā)展乃至成熟的就是化學(xué)史，而本文研究的就是化學(xué)史教學(xué)。

講解化學(xué)歷史在化學(xué)史教育體系之中還是很重要的，它不僅可以幫助學(xué)生建立關(guān)于化學(xué)教育知識(shí)的靜態(tài)結(jié)論，而且也能夠幫助學(xué)生了解它的起源、動(dòng)態(tài)發(fā)生演變，同時(shí)還可以揭露科學(xué)的思想，而不僅僅是書本知識(shí)。結(jié)果，學(xué)生接受了各種教育，并訓(xùn)練學(xué)生以獨(dú)立和創(chuàng)新的精神工作。

? 二、化學(xué)史教育問題的提出和現(xiàn)狀

20世紀(jì)初始，學(xué)者們逐漸看重將化學(xué)史運(yùn)用到化學(xué)教育之中。Langevin（1904）極力提倡將歷史方法運(yùn)用到一些科學(xué)的教學(xué)過程中去，然后把關(guān)于理論和實(shí)踐的科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)移到法國的科學(xué)教育中[1]。這種方法引起了社會(huì)尖銳的批評(píng)，并且針對(duì)實(shí)用、教條主義提出了一些克制方法。盡早加強(qiáng)教學(xué)過程。郎志萬等人將1926年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法運(yùn)用到了科學(xué)教育，但卻遭到了一些思想保守的學(xué)者的反對(duì)，盡管這些人不愿接受郎志萬的想法，但最終有些國家還是采納了他的想法。許多學(xué)校都實(shí)踐過HO SC教學(xué)。換句話說，科學(xué)史運(yùn)用到科學(xué)教學(xué)中的試驗(yàn)最終取得了驚人的成果。日本在美國的影響之下開始發(fā)展化學(xué)史教育，最開始它的學(xué)者引進(jìn)并且推廣來自康奈爾大學(xué)的相關(guān)研究，包括理論、著作等。隨后在1982年為了繼續(xù)推進(jìn)化學(xué)史教育的發(fā)展，其政府已經(jīng)在地方開始設(shè)立有關(guān)課程。現(xiàn)如今化學(xué)史教育逐漸受到了更多學(xué)者的關(guān)注，將化學(xué)史教育運(yùn)用到化學(xué)科學(xué)教學(xué)之中也成為這門科學(xué)發(fā)展的趨向之一。因此我國應(yīng)該要充分重視化學(xué)史教育。

實(shí)際上我國在20世紀(jì)50年代還是很注重化學(xué)史教育，并且在教學(xué)大綱中也設(shè)置了相關(guān)的教學(xué)規(guī)定。1956年頒布的《中學(xué)化學(xué)教學(xué)綱要》就規(guī)定了，老師們需使用相應(yīng)的教材，幫助學(xué)生們了解中國人民在過去化學(xué)學(xué)科發(fā)展以及生產(chǎn)上所做出的杰出貢獻(xiàn)和幫助他們進(jìn)一步了解相關(guān)科學(xué)的發(fā)展以及獲得的成就，最終進(jìn)一步提升他們的愛國主義情懷，鼓勵(lì)他們繼續(xù)為我國發(fā)展做出努力[2]。在教學(xué)過程中引領(lǐng)學(xué)生去了解那些為化學(xué)做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家，比如門捷列夫、居里夫人等的感人并且勵(lì)志的故事，可以起到培養(yǎng)學(xué)生為祖國發(fā)展、人民幸福、科學(xué)發(fā)展貢獻(xiàn)力量的寶貴品質(zhì)的重要作用。在長達(dá)十年的災(zāi)難中，化學(xué)史的資料成為批評(píng)的主題[3]。在改革開放的20年中，中國化學(xué)教育重新強(qiáng)調(diào)了化學(xué)教育的歷史，當(dāng)前的化學(xué)教科書都在關(guān)注化學(xué)教育的歷史，在各種教科書中引用或散布了一些化學(xué)史資料的內(nèi)容。

中國較早的化學(xué)家和教育家非常重視化學(xué)的歷史。20世紀(jì)30年代開始丁緒賢率先于北大設(shè)置了關(guān)于化學(xué)史的課，同時(shí)自己負(fù)責(zé)講授。到了50年代，袁翰青在北師大的化學(xué)史教學(xué)中向?qū)W生們講授我國化學(xué)的發(fā)展史，這門課在當(dāng)時(shí)很受歡迎。發(fā)展到現(xiàn)今，更多的大學(xué)也要求學(xué)習(xí)化學(xué)的大學(xué)生們必須要修習(xí)化學(xué)史課程。

? 三、化學(xué)史教育在化學(xué)教學(xué)中的作用

? 1.加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解

所謂關(guān)于化學(xué)知識(shí)就是這門學(xué)科理論或者一些相關(guān)教材之中所包含的定律，雖然這些知識(shí)可以說在某種程度上是絕對(duì)真理，但是它們卻并非永遠(yuǎn)是正確的、不會(huì)被推翻的?，F(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)用的相關(guān)教材并未詳細(xì)闡述一些理論的來源，僅僅只是告訴了他們最終的結(jié)論。這就造成了一些學(xué)生在就讀大學(xué)之后錯(cuò)誤判斷自己過去被傳授的一些觀念和觀點(diǎn)是不正確的。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，主要還是因?yàn)橹爸袑W(xué)教學(xué)中使用的教材太強(qiáng)調(diào)記憶化學(xué)概念和規(guī)律，對(duì)它們誕生的歷史過程未有清晰的闡述。例如，元素周期理論和化學(xué)教科書都介紹了元素周期理論。實(shí)際上，元素周期的發(fā)現(xiàn)一直在發(fā)展過程中。1789年Lavoisier對(duì)元素進(jìn)行了劃分，分為4類。在3年之后德貝萊娜（Debellena）提出了“三個(gè)少數(shù)群體”，1829年，尚庫爾特瓦（Shangkultwa）提出了螺旋圖，1862年，奧德林（Odelin）提出了元素清單，Mayr接著于1864年發(fā)布自己的研究——六元素表，紐蘭又于一年之后公布了“八度音階”，4年之后我們熟知的元素周期律誕生了，它是由門捷列夫和邁爾提出的。沒有“三個(gè)小數(shù)點(diǎn)”“螺旋形圖”“六個(gè)元素表”和“八度”，就沒有基于元素分類工作的門捷列夫定律。我們熟知的這一定律就是對(duì)前任思想的繼承和創(chuàng)新，隨后后來的學(xué)者不斷補(bǔ)充和完善它。例如1894年Ramsay先后發(fā)現(xiàn)了氬氣、氦氣等，隨即對(duì)元素周期表進(jìn)行了補(bǔ)充，添加了零基團(tuán)，并將氬氣、氦氣等安放在了這里。1913年Moseley對(duì)原子序數(shù)進(jìn)行了重新研究，并發(fā)現(xiàn)影響原子排列順序的實(shí)際上是原子序數(shù)，并非原子量。時(shí)至今日，許多人仍在研究周期定律，并且出現(xiàn)了各種周期表，例如Werner長形式、Porta形式等。這樣從元素周期律誕生、發(fā)展的角度去為學(xué)生講述這一知識(shí)，不僅可以使他們理解和運(yùn)用這一定律，而且還可以使他們更加充分地知道這一定律是如何形成，又是如何發(fā)展，以及現(xiàn)狀如何。

? 2.有助于學(xué)生思想品德教育

化學(xué)史不僅記載了化學(xué)理論誕生、演變的整個(gè)過程，而且還展示了相關(guān)科學(xué)研究思想的變化過程。在教授學(xué)生化學(xué)知識(shí)的過程中巧妙結(jié)合化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，可以幫助他們從化學(xué)知識(shí)中引發(fā)提升自身的思維。在教學(xué)之中結(jié)合思想上的教育可以發(fā)揮微妙的作用。

比如當(dāng)我們介紹氧氣的屬性以及有關(guān)燃燒的知識(shí)時(shí)，我們可以通過闡述相關(guān)的歷史知識(shí)來幫助理解。1773年，將舍勒（Scheler）加熱并用硝酸鉀和氧化汞分解以產(chǎn)生氧氣。但遺憾的是“這種可能推翻燃料元素理論的元素和革命性化學(xué)方法并沒有取得成果”（馬克思）。

Lavoisier建議，著名的專職化學(xué)家Boyle重復(fù)Starr的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，并且自己進(jìn)行大量的精確定量實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)分析并反轉(zhuǎn)燃料元素理論，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)史上的深刻革命。

這樣，學(xué)生可以從Scheler、Priestley的失敗以及Lavoisier的成功中學(xué)到正確的科學(xué)思維對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。只有在正確的思想指導(dǎo)下，人們才能發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理并獲得成功。

? 3.培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法

科學(xué)方法是人們提出、發(fā)展理論的媒介。隨著人類社會(huì)發(fā)展、對(duì)未知領(lǐng)域的不斷深入以及技術(shù)手段的不斷先進(jìn)，培養(yǎng)科學(xué)教學(xué)方法就顯得十分重要了[4]。部分學(xué)者甚至推測(cè)在將來未能學(xué)習(xí)使用科學(xué)方法的人們就是文盲?；瘜W(xué)史就記載了這門科學(xué)的各個(gè)研究手段和方法。將化學(xué)史教育運(yùn)用到相關(guān)教學(xué)之中，既可以幫助學(xué)生掌握知識(shí)，而且可以幫助他們掌握科學(xué)的研究方法。

例如，當(dāng)談?wù)撛永碚摃r(shí)，您可以學(xué)習(xí)如何結(jié)合該理論來思考科學(xué)抽象思維。道爾頓在1803年提出了科學(xué)原子性。之所以提出這樣的理論，是因?yàn)樗M(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合自身的想象力和理論思維，并充分發(fā)揮了科學(xué)思維方法的作用。由此可知傳統(tǒng)的固定思維的科學(xué)方法是行不通的，這是由于經(jīng)驗(yàn)主義只愿意相信淺顯可知的、或者經(jīng)驗(yàn)得到的結(jié)論，并且不愿承認(rèn)事物背后的真實(shí)情況。

? 4.對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育

化學(xué)教學(xué)之中還要重視愛國主義情懷的教育。在教學(xué)過程中注重化學(xué)史教育，它可以通過講解一些化學(xué)歷史故事來進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷，使得他們對(duì)自己的祖國更加熱愛。比如通過講解我國古時(shí)候青銅器的誕生過程、西漢時(shí)候人們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)造紙技術(shù)、唐朝時(shí)期火藥技術(shù)的運(yùn)用以及春秋時(shí)代冶煉鐵的技術(shù)，還例如通過講解我國是如何開采并使用煤炭、石油、天然氣和如何發(fā)明瓷器、如何釀酒、染色等，來讓學(xué)生了解我國曾經(jīng)也是一個(gè)走在世界前列的國家，并且為整個(gè)人類的發(fā)展貢獻(xiàn)了不可忽視的力量。現(xiàn)如今我國通過幾十年的、幾代人的不懈努力，也在落后的情況下在化學(xué)領(lǐng)域取得了巨大的成就，這一點(diǎn)有很多的證據(jù)可以證明。通過講解這一段的歷史也可以激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，鼓勵(lì)他們?yōu)槲磥碜鎳l(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

? 5.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

化學(xué)史專門顯示了化學(xué)的狀態(tài)和作用。從上古時(shí)期人類學(xué)會(huì)使用火之后，其文明就開始慢慢形成了，隨后人類不僅學(xué)會(huì)了冶煉鐵，制造陶器、玻璃等，而且還學(xué)會(huì)制造紙張、火藥等，人類對(duì)于自然和世界的認(rèn)識(shí)也在不斷發(fā)展?？梢哉f在這一過程中化學(xué)扮演著極為重要的角色。它不僅幫助人類進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了世界，而且還可以解決很多人類在發(fā)展過程中遇見的難題，比如現(xiàn)今我們所面臨的環(huán)境惡化、食物及能源短缺等問題。

教師在教學(xué)之中適當(dāng)向?qū)W生講述一些化學(xué)科學(xué)家的勵(lì)志故事，特別是著重講解這些偉大的人物在自己年輕時(shí)候所取得的成就，一方面可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興致，另一方面也可以鼓勵(lì)學(xué)生自己專注于化學(xué)的研究。例如， David就在自己29歲左右發(fā)現(xiàn)了諸多元素，例如鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、鎂和硼，Ballar發(fā)現(xiàn)溴時(shí)也只不過22歲。Weiler也是在28歲時(shí)證明了可以用氰化銨來制造尿素，從而突破了無機(jī)物和有機(jī)物間的界限。這些科學(xué)家本身對(duì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度就可以發(fā)揮極好的教育作用。例如，Rayleigh開始時(shí)發(fā)現(xiàn)來自空氣和來自化合物的氮的質(zhì)量不一樣，前者比后者差了0.0067克，隨后他繼續(xù)刨根問底，最終發(fā)現(xiàn)了稀有氣體，從而就有了稀有元素。

? 四、化學(xué)史教育與化學(xué)史教學(xué)

雖然說化學(xué)史教育在教學(xué)過程中很重要，但是現(xiàn)實(shí)中仍有不少大學(xué)并未為學(xué)生設(shè)置此類選修課，我們應(yīng)該對(duì)此給予充分的重視。在這些院校里特別是師范類院校，應(yīng)該增加設(shè)立此類課程，向?qū)W生講授相關(guān)的化學(xué)史知識(shí)。對(duì)于一些專科或者職業(yè)院校來說，可以不單獨(dú)設(shè)立此類課程，但是教師應(yīng)該在相關(guān)課程中插入化學(xué)史知識(shí)的講解，對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的教育[5]。

常見的化學(xué)史教育的形式有如下幾種：

1.集中形式。在講解某一定律時(shí)可以系統(tǒng)地講述下它的發(fā)現(xiàn)、形成過程，比如當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時(shí)，教師就可以詳細(xì)闡述下它被發(fā)現(xiàn)的歷史等。

2.分散形式。教師在講解元素周期表中的元素時(shí)可以就各個(gè)元素分別講解下各個(gè)元素被發(fā)現(xiàn)的歷史。

3.課外閱讀討論。教師亦可以通過布置一些課后作業(yè)比如要求學(xué)生閱讀相關(guān)的書籍、資料，然后在課堂上自主發(fā)言講述自己所收集的資料來幫助他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的歷史。這樣的作業(yè)形式包括課堂教學(xué)、課外活動(dòng)、化學(xué)教科書、課堂教學(xué)，以及關(guān)于化學(xué)史的跨學(xué)科講座等，此外課外活動(dòng)是化學(xué)史教學(xué)的實(shí)用且易于使用的形式。

在教學(xué)中滲透或相交化學(xué)史教育既能夠幫助學(xué)生了解、運(yùn)用相關(guān)的知識(shí)，而且從另外一個(gè)角度來說，學(xué)生對(duì)化學(xué)歷史的了解程度是衡量他們素質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

參考文獻(xiàn)

[1]陳耀亭，梁慧姝.論化學(xué)史教育[J].化學(xué)教育，1982，3（6）：27-30.

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[4]梁建軍.化學(xué)史教育：理解科學(xué)本質(zhì)的切入口[J].滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，3（1）：71-72.

[5]石華軍.基于化學(xué)史教育的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐[D].山東師范大學(xué)，2013.

（作者單位：南京市金陵中學(xué)高三（14）班）