高中化學課堂中融合化學史教學的嘗試

宋凡凡

（南京航空航天大學附屬高級中學 江蘇 南京 210007）

高中化學課堂中融合化學史教學的嘗試

宋凡凡

（南京航空航天大學附屬高級中學 江蘇 南京 210007）

我國著名教育家、中國科學院院士楊叔子說過：“科學求真，人文求善，現(xiàn)代教育應是科學教育與人文教育相融而形成一體的綠色教育。”化學科學的歷史，不僅僅是化學發(fā)展事件的記錄和復原，也是化學思想演變的反映和再現(xiàn)，它觸及到科學家的生平和思想的逐漸演變，化學史既是一部記載化學發(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。怎樣在化學課堂教學中穿插化學史的教育呢？我進行了以下的思考與嘗試。

美國著名科學史家薩頓說：“科學史能夠幫助我們達到教學的主要目的，它能夠說明科學之意義，科學之功能和方法，科學之邏輯的、心理的和社會的含義，科學之深刻的人性，以及科學對于思想凈化和文化整體化之重要意義”在新課程改革中，化學教材的編寫已注重了化學史融合在課程中的滲透，但離真正意義上的化學史與化學教學的融合還是有一定的距離的。筆者認為在設立一些化學課堂教學中融入化學史的學習是相當有必要的。

在《普通高中化學課程標準（實驗）》中要求教學目標分為三個層次：知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀。歷史上真實發(fā)生過得化學史實是教學中最有說服力的教學情境，學生從化學發(fā)展的歷史可以感受到化學發(fā)展的艱辛、化學家們實事求是的科學態(tài)度嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和無私無畏的精神及他們強大的人格魅力。其中蘊含的科學知識和人文精神正是達成情感態(tài)度價值觀的良好載體，可以彌補化學學科教學的不足，更好地提高學生的科學素養(yǎng)。

但是在現(xiàn)實的中學化學課堂中，化學史教學一直處在一種尷尬的地位，因為教學時間緊任務重常常是被忽略的部分亦或是老師讓學生自學再不然就讓一個學生起來把“科學史話”讀一遍了事。化學發(fā)展史的部分片斷作為可有可無的“花絮”穿插在化學知識的教學中，它所包含的巨大價值的教育資源則被忽略。為什么會這樣呢？筆者考慮有以下兩個原因：一是在化學發(fā)展的曲折道路上，科學家為了探索化學的奧秘，費盡一生心血。在每一個改變?nèi)祟惏l(fā)展的科學成果背后，都是一條充滿荊棘而閃爍著智慧光芒的探索之路；化學發(fā)展的歷史長河中無不是化學家們勤奮、求真、發(fā)人深省的人生經(jīng)歷。然而，教材中通常對“化學家”的描述是簡單化的；對“科學發(fā)現(xiàn)”的過程往往就是幾個時間段一帶而過，使得有血有肉充滿探索激情的化學家成為了書上一張張呆板僵硬的圖片，這樣的描述很難激起師生學習的興趣，自然也很難達到應有的教學效果。二是化學史教學的手段過于陳舊。歷史的枯燥敘述、使得化學史教學乏味而沉悶。要讓化學史教學展示新的活力，就要拋棄舊的教學手段，讓那些過往的人物和他們奮斗的故事地活生生展現(xiàn)在學生眼前，去撼動學生的心靈；就要讓化學史教學走出學生自學或簡單閱讀的單調(diào)形式，變得更加開放、自由和多元，這樣才能打動學生。

基于這樣的思索，筆者在高中化學化學課堂中開展了融合豐富化學史教學的嘗試。希望以化學發(fā)展史為載體，采用豐富多樣的課堂形式，力求展示化學學科的人文性，將科學和人文有機地結合起來。

在浩瀚的化學史料中，教師必須進行認真學習，精心篩選。知道化學史上有哪些重大發(fā)現(xiàn)固然很重要，但是，更重要的是了解科學研究的艱難過程。化學家是怎樣探索發(fā)現(xiàn)的？他們做了怎樣的科學研究？他們的研究的手段是什么？化學家是不是天才，是不是也會犯錯？在科學探索的道路上遇到什么困難？有沒有留下遺憾？這些問題中不但蘊含了科學的思維方式、實驗的設計和手段、數(shù)據(jù)的分析，也包含有化學家的勇氣或軟弱、創(chuàng)新或固執(zhí)、成功或失敗。

例如，筆者圍繞“拉瓦錫和燃燒學說”組織的史料。從1703年斯塔爾將“油土”的燃燒說演進為“燃素說”開始，一大批的燃素學說支持者在氣體化學中取得了重大成就。卡文迪許的氫氣，布拉克的二氧化碳，盧瑟福的氮氣，舍勒和普里斯特里的氧氣等，使人們知道了空氣的組成。隨著科學實驗成果不斷累積，“燃素論”陷入了無法自圓其說的境地，便孕育化學革命的土壤。十八世紀末法國出現(xiàn)了大批杰出的化學家和生物學家。法國科學界的威望大為提高，歐洲其他國家的科學家都贊同法國科學家所提出的許多發(fā)現(xiàn)和新的科學原理。羅蒙諾索夫所處的俄國就遠離當時科學的中心，對他的發(fā)現(xiàn)歐洲科學家了解的人很少。這一切又為拉瓦錫的成果很快為世人所接受奠定了基礎。通過大量的史料，學生對化學史上的這次革命有了完整真實的認識。這里有拉瓦錫嚴謹求實的實驗研究、不迷信權威的科學態(tài)度；有舍勒、普利斯特里固守燃素說而留下的遺憾；還有俄國化學家羅蒙諾索夫的不為人知的落寞；更有化學家對科學知識的執(zhí)著探求。化學研究不再是冰冷的抽象概念，而是真實的、富有人性的。

化學家是化學發(fā)展史的真正主角，化學學科的發(fā)展離不開所有為之奮斗的化學家。因此，化學史教學是離不開化學家的。化學家應該是不食人間煙火的“天才”，還是有感情、有弱點、有血有肉的的人？正確的答案當然應該是后者，只有這樣才能反映出科學和人文的內(nèi)涵，才能起到教育學生的作用。例如，法拉第出身于貧苦家庭。他從一個窮鐵匠的兒子，經(jīng)過自己的艱苦努力，克服了重重困難，成長為一位為人類作出巨大貢獻的科學大師。他那種堅韌不拔、不斷追求科學真理的大無畏精神；那種一切從客觀實踐出發(fā)，重視科學實驗的唯物主義態(tài)度；以及他不盲目崇拜權威，不囿于傳統(tǒng)觀念，敢于提出獨特見解的創(chuàng)新精神，體現(xiàn)了一個科學家的優(yōu)秀品格，永遠值得后人學習和敬仰。化學的進步將推動社會向前發(fā)展，社會變革也同樣影響化學發(fā)展和化學家的個人命運。所以化學研究不僅會打上化學家的印記，也會打上當時時代的烙印。拉瓦錫僅為追求更多金錢擔任包稅官使名譽受到玷污，在法國大革命中慘遭處死；哈伯被盲目的愛國熱情深深地卷入戰(zhàn)爭的漩渦，他所領導的實驗室成了為德軍服務的重要軍事機構：他曾錯誤地認為，毒氣進攻乃是一種結束戰(zhàn)爭、縮短戰(zhàn)爭時間的好辦法，從而在一次大戰(zhàn)中擔任了大戰(zhàn)中德國施行毒氣戰(zhàn)的負責人。門捷列夫的是在書桌前去世的，而當時，他的筆還緊握在手中，他在科學上的巨大貢獻和無與倫比的個人魅力，對他所生活的時代都產(chǎn)生巨大而深遠的影響。居里夫人科學功勛蓋世，然而她卻極端藐視名利，在鐳提煉成功以后，有人勸她向政府申請專利權，壟斷鐳的制造以此發(fā)大財。居里夫人對此說：“那是違背科學精神的，科學家的研究成果應該公開發(fā)表，別人要研制，不應受到任何限制。何況鐳是對病人有好處的，我們不應當借此來謀利。”化學和化學家一定是歷史的、社會的，只有把他們放在當時的社會現(xiàn)實中，才會變得生動而真實起來。

即使具備大量的史實，要想取得預期的教學效果還是不夠的。化學理論與日常生活還是有不小的距離；而化學家歷史背景和社會狀況離學生也很遙遠。在教學中還是沒有設身處地的感受理解。為此，在教學實踐中，筆者運用還原實驗的手段以及圖片、影視等多媒體元素。

并不是所有的化學家的實驗都能被還原，教師要選擇較為簡單的實驗，讓學生按照當時化學家的方法重新演繹；而比較復雜、難以再現(xiàn)的，可利用多媒體進行模擬。例如，舍勒關于氯氣的實驗、拉瓦錫關于氧氣的實驗、波義耳的一些實驗，讓學生感受伽伐尼的青蛙腿的顫抖，用波義耳的方法制作酸堿指示劑。

影視素材的運用也能使化學史的教育達到很好的效果。可以用電影的片斷再現(xiàn)當時的歷史背景。例如有關第一次世界大戰(zhàn)毒氣戰(zhàn)的片斷可以讓學生更客觀評價哈伯；影片《居里夫人》讓學生看到了功勛顯赫的居里夫婦在簡陋的實驗室中艱苦地工作，學生看到了這樣偉大的科學家做實驗的竟是熟悉的溶解、加熱、過濾、結晶；久遠的歷史場景被影片真實地重現(xiàn)了，而學生的被深深感染了。

化學史素材的挑選中，應采用學生比較熟悉的史實。在課堂討論中，相關的知識理論不應成為討論重點，而化學家在科學前進的道路上如何發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、科學思維、實驗設計和堅韌不拔的毅力和不懼權威的科學態(tài)度可以成為討論的重點。例如，對凱庫勒的環(huán)狀碳鏈理論不必過多討論。由于學生對放射性元素有一定的了解，他們理解居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳的過程沒有任何障礙。筆者就把凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結構的曲折過程作為討論的重點。

在化學史中反映科學的人文性的素材比比皆是，巴拉爾23歲時發(fā)現(xiàn)了單質(zhì)溴。李比希并沒有進行細致的研究，就斷定溴是“氯化碘”，可以讓學生討論“怎樣才能把握發(fā)現(xiàn)真理的機遇”；法拉第報童－學徒－仆人－給人類帶來光明動力的科學家的一生，引發(fā)學生思考“人在逆境中如何把握自己的命運”；哈伯在一次大戰(zhàn)中的表現(xiàn)，則可以引發(fā)學生討論“人的社會責任和良知”也讓學生知道科學是一把雙刃劍就看以何種態(tài)度對待它；居里夫人驚人的毅力和金子般的心靈，更可以引發(fā)學生思考“什么樣的生活才是真正的幸福生活？”

法國著名科學家朗之萬所說：“在科學教育中，加入歷史的觀點是有百利而無一弊的。”中國古人也提倡“以史為鑒，以史明理”。筆者不斷探索，對史料進行了學習挖掘，大量生動的素材豐富了教學內(nèi)容；多種教學手段的靈活運用和精心創(chuàng)設的學習情景，激發(fā)了學生的思維，打動了他們的心靈，一個個鮮活的歷史人物，一段段有趣的科學佳話，使化學這門學科不再是冷冰冰的理論和方程式，激發(fā)了學生學習化學的熱情和興趣。移默化地促進學生非智力因素的發(fā)展。

1008-0546（2011）08-0026-02

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10.3969/j.issn.1008－0546.2011.08.011