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)教育知識的靜態(tài)結(jié)論，而且也能夠幫助學(xué)生了解它的起源、動態(tài)發(fā)生演變，同時還可以揭露科學(xué)的思想，而不僅僅是書本知識。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)知識轉(zhuǎn)移到法國的科學(xué)教育中[1]。這種方法引起了社會尖銳的批評，并且針對實(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，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.加深對化學(xué)知識的理解

所謂關(guān)于化學(xué)知識就是這門學(xué)科理論或者一些相關(guān)教材之中所包含的定律，雖然這些知識可以說在某種程度上是絕對真理，但是它們卻并非永遠(yuǎn)是正確的、不會被推翻的。現(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“三個小數(shù)點(diǎn)”“螺旋形圖”“六個元素表”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，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)燃燒的知識時，我們可以通過闡述相關(guān)的歷史知識來幫助理解。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。隨著人類社會發(fā)展、對未知領(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)者甚至推測在將來未能學(xué)習(xí)使用科學(xué)方法的人們就是文盲。化學(xué)史就記載了這門科學(xué)的各個研究手段和方法。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，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，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，使得他們對自己的祖國更加熱愛。比如通過講解我國古時候青銅器的誕生過程、西漢時候人們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)造紙技術(shù)、唐朝時期火藥技術(shù)的運(yùn)用以及春秋時代冶煉鐵的技術(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)也是一個走在世界前列的國家，并且為整個人類的發(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。從上古時期人類學(xué)會使用火之后，其文明就開始慢慢形成了，隨后人類不僅學(xué)會了冶煉鐵，制造陶器、玻璃等，而且還學(xué)會制造紙張、火藥等，人類對于自然和世界的認(rèn)識也在不斷發(fā)展。可以說在這一過程中化學(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)家的勵志故事，特別是著重講解這些偉大的人物在自己年輕時候所取得的成就，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)溴時也只不過22歲。Weiler也是在28歲時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。對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)史知識的講解，對學(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，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可以就各個元素分別講解下各個元素被發(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、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，而且從另外一個角度來說，學(xué)生對化學(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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[3]王秀紅，于建軍.中學(xué)化學(xué)史教育教學(xué)問題及影響因素分析[J].化學(xué)教育，2009，30（2）：71-73.

[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）