論文關(guān)鍵詞化學(xué)史教育科學(xué)探究能力質(zhì)疑精神化學(xué)教學(xué)

論文摘要在化學(xué)教學(xué)中融入化學(xué)史教育不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和勇于質(zhì)疑的精神，同時(shí)可提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

1851年，英國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（BAAS）*在一次演講中呼吁，我們要教給年輕人的，與其說是科學(xué)結(jié)論不如是科學(xué)方法，更不如說是科學(xué)史。科學(xué)史作為人類長(zhǎng)期以來認(rèn)識(shí)自然、征服自然的真實(shí)記錄，每個(gè)章節(jié)都留下了先行者探索的足跡，字里行間都流露出前人的卓越智慧。①因此，科學(xué)史能從科學(xué)的方法、精神和態(tài)度等方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。科學(xué)史還能從科學(xué)家的人格魅力等人文精神等方面的陶冶學(xué)生的情操，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高具有不可替代的重要作用，同時(shí)科學(xué)史能讓教師在每一個(gè)偉大的歷史瞬間中得到自我充實(shí)并提高。②

化學(xué)史作為科學(xué)史的一個(gè)重要分支，是人類在長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐過程中，對(duì)大自然中相關(guān)的化學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)描述，它是從化學(xué)發(fā)展的歷史角度，對(duì)化學(xué)科學(xué)孕育、產(chǎn)生和發(fā)展過程的真實(shí)記錄。③在化學(xué)教學(xué)中，通過化學(xué)史的講述，可讓學(xué)生們知道，他們所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)并非憑空出現(xiàn)的，不是純粹偶然的，而是科學(xué)家經(jīng)過長(zhǎng)期研究得出的。再現(xiàn)這些化學(xué)探究過程，也是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的過程，可使學(xué)生掌握事物發(fā)展的一般規(guī)律，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科學(xué)能力，活躍了課堂教學(xué)氣氛，也能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率，從而提高了教學(xué)效果。④以下是筆者聯(lián)系教學(xué)實(shí)際，有關(guān)化學(xué)史融入課堂教學(xué)的幾點(diǎn)思考：

1通過化學(xué)史教育培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

應(yīng)該采取一切可能的方法去在孩子們身上把求知與求學(xué)的欲望激發(fā)出來。捷克教育學(xué)家夸美紐斯的這句話說的含義是用盡一切辦法去培養(yǎng)孩子的學(xué)習(xí)興趣。⑤在化學(xué)課堂教學(xué)中，通過對(duì)學(xué)生介紹那些古往今來偉大的化學(xué)家成功的事跡，是誘發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的一個(gè)極好的動(dòng)因。教師可利用化學(xué)史上的故事，引導(dǎo)學(xué)生去尋覓化學(xué)家成長(zhǎng)的足跡，追溯化學(xué)歷史發(fā)展的長(zhǎng)河，把學(xué)生引進(jìn)化學(xué)家進(jìn)行科研創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)室之中，了解每個(gè)科學(xué)成果背后或辛酸、或感人、或有趣的故事，從而積極有效地調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。因此，在化學(xué)教學(xué)中恰到好處地引入化學(xué)史教育，可以強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，激發(fā)珍貴的求知欲望。通過化學(xué)史料故事的催化，培養(yǎng)并保持學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，使之成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的原動(dòng)力。

2通過化學(xué)史教育培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

科學(xué)探究是指科學(xué)家們用于研究自然，對(duì)所獲得的證據(jù)提出解釋的多種不同途徑。⑥利用化學(xué)史料，使學(xué)生重復(fù)化學(xué)家曾經(jīng)經(jīng)歷過的、成功的研究途徑和采用的科學(xué)方法。從提出問題開始，到提出假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、收集實(shí)驗(yàn)事實(shí)、處理與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)、運(yùn)用一系列的邏輯方法進(jìn)行科學(xué)抽象，直到得到規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，再用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)成果。這種做法易使學(xué)生產(chǎn)生親臨其境的感覺，把自己放在科學(xué)發(fā)展的過程之中，這就使學(xué)生在積極主動(dòng)、生動(dòng)活潑的氣氛中受到科學(xué)方法的教育，從中學(xué)習(xí)科學(xué)家從事科學(xué)研究的正確方法。苯的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是怎樣的？如果在座的各位是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，根據(jù)你們所學(xué)的知識(shí)能不能推測(cè)出苯分子可能的結(jié)構(gòu)？提出問題后，將學(xué)生分成若干小組進(jìn)行討論，在學(xué)生熱烈的討論過程中，實(shí)時(shí)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)而培養(yǎng)他們分析問題的能力，然后不失時(shí)機(jī)地再引入化學(xué)史。在1858年，這個(gè)時(shí)間距苯的分子式被確定已有二十多年了，德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒集中所有精力，花了七年的時(shí)間，對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行系統(tǒng)分析了之后，終于在1865年，對(duì)苯的結(jié)構(gòu)提出兩個(gè)大膽的假設(shè)：（1）苯的6個(gè)碳原子形成了環(huán)狀閉鏈，即面六角閉鏈；（2）原子之間存在著單、雙鍵交替形式。在座的“科學(xué)家們”，如果你們真的在當(dāng)時(shí)知道了這些，如何驗(yàn)證凱庫(kù)勒所提出的結(jié)構(gòu)是否正確？

學(xué)生們紛紛發(fā)表自己的意見，其中有些學(xué)生提出用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)式存在不合理之處。肯定了同學(xué)們的觀點(diǎn)之后，講述化學(xué)史上被人津津樂道的凱庫(kù)勒關(guān)于蛇形苯環(huán)的奇幻故事，據(jù)凱庫(kù)勒自己的描述這源自一個(gè)夢(mèng)。那時(shí)他任教于比利時(shí)的根特大學(xué)，某天晚上，又是用功了一整天之后，犯困的他趴在書桌上打起了瞌睡，眼前立刻浮現(xiàn)出不停旋轉(zhuǎn)的碳原子。碳原子構(gòu)成的長(zhǎng)鏈就像是一條蛇盤繞彎曲，突然這條蛇不顧一切地咬住了自己的尾巴，不停地盤旋在天空中。就在這時(shí)他觸電般地清醒了，又繼續(xù)工作了一夜，提出了苯環(huán)結(jié)構(gòu)這個(gè)極具創(chuàng)意的假說。但是，苯分子的真實(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是：六個(gè)碳連成環(huán)狀，苯分子中，既沒有單鍵，也沒有雙鍵，而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨(dú)特的鍵。凱庫(kù)勒的這個(gè)結(jié)構(gòu)式雖然是錯(cuò)的，但卻是一個(gè)美麗的錯(cuò)誤，后人為了紀(jì)念他在苯結(jié)構(gòu)探究中的巨大貢獻(xiàn)，至今一直沿用了他的結(jié)構(gòu)式。"

通過講述這樣不朽的傳奇故事，學(xué)生不僅理解了苯的抽象結(jié)構(gòu)，也深刻領(lǐng)悟到苯分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)絕非偶然，而是科學(xué)家們敢于質(zhì)疑、勤于思考，忠于實(shí)驗(yàn)，勇于探究的必然結(jié)果，這能使學(xué)生深刻理解科學(xué)探究的內(nèi)涵，并迸發(fā)出學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。

3通過化學(xué)史教育提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

化學(xué)是實(shí)現(xiàn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)目的的重要且有效的途徑和方法，貫穿于中學(xué)化學(xué)教學(xué)全過程。⑦實(shí)驗(yàn)是一種探究性活動(dòng)，是有效實(shí)施中學(xué)化學(xué)教學(xué)目標(biāo)的重要且必要的前提條件，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有著重要的、不可替代的地位和作用。科學(xué)試驗(yàn)由兩個(gè)步驟組成：對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和理解。科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中觀察到的不是對(duì)象的自然變化，而是人造變化。通過觀察這些變化來認(rèn)識(shí)對(duì)象的客觀性質(zhì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)作出解釋，而解釋的前提是理解。同科學(xué)觀察一樣，科學(xué)實(shí)驗(yàn)也必須遵循客觀性原則，必須實(shí)事求是地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察和理解，切忌主觀主義。通過結(jié)合化學(xué)家的真人真事進(jìn)行化學(xué)史教育，不但可以使學(xué)生重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)，還可以使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，在沒有通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)之前，絕不要輕易下結(jié)論，更不能用肉眼代替實(shí)驗(yàn)。從而在上重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察認(rèn)真體驗(yàn)科學(xué)家們的科學(xué)觀察、科學(xué)談究的過程，可以逐步提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

4通過化學(xué)史教育培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神

學(xué)則需疑：于不疑處有疑，方是進(jìn)矣，宋人張載這句話指的是，做學(xué)問必須敢于質(zhì)疑，勇于提出問題，從事科學(xué)研究，問題意識(shí)極為重要。只有敢于懷疑，勇于向所謂的權(quán)威提出不同意見，勤于思考，對(duì)事情有自己的見解，才有可能提和明確存在的問題。因此有人說，質(zhì)疑是探求發(fā)展真理的前提和基礎(chǔ)。將化學(xué)史教育融入化學(xué)教學(xué)中，有助于培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的懷疑精神。每個(gè)化學(xué)史上偉大的發(fā)現(xiàn)，或多或少都起源于懷疑精神，質(zhì)疑或許有時(shí)也會(huì)有出錯(cuò)，但是，只有經(jīng)過千百次的錘煉，在不斷糾正錯(cuò)誤中探尋真理，才有可能獲得科學(xué)上的重大突破。因此，只有在懷疑中學(xué)會(huì)思考，才能提高學(xué)生對(duì)科學(xué)研究過程的認(rèn)識(shí)，從而有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

例如：代化學(xué)的奠基者、懷疑派化學(xué)家波義耳如果沒有強(qiáng)烈的創(chuàng)造愿望和敢于懷疑的創(chuàng)新精神，便不可能促使化學(xué)從醫(yī)藥和煉金術(shù)中分離成一門獨(dú)立的學(xué)科；德國(guó)化學(xué)家維勒、柯爾柏也正是因敢于懷疑“生命力”學(xué)說，先后合成尿素、醋酸，打破了“生命力”學(xué)說的神話，推動(dòng)有機(jī)化學(xué)的迅速崛起。然而德國(guó)化學(xué)家李比西、維勒卻由于一時(shí)的疏忽，使他們與溴、釩元素的發(fā)現(xiàn)失之交臂，遺憾終生；普利斯特里雖已發(fā)現(xiàn)并制出氧氣，但受傳統(tǒng)的“燃素學(xué)說”束縛，讓真理從自己的鼻尖下溜走了。

這一個(gè)個(gè)生動(dòng)的例子，不僅讓學(xué)生意識(shí)到質(zhì)疑精神在科學(xué)發(fā)明和創(chuàng)造中所起到的重要作用。同時(shí)，還可以給學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)生活中如何質(zhì)疑提供了認(rèn)識(shí)論的指導(dǎo)。如果學(xué)生們了解到科學(xué)史上許多當(dāng)時(shí)的權(quán)威科學(xué)家，都曾犯過較為嚴(yán)重的甚至有些愚蠢的錯(cuò)誤時(shí)，這難道不會(huì)大大增強(qiáng)他們質(zhì)疑前人的勇氣和信心。

古羅馬西塞羅說過，如果一個(gè)人不知道他出生之前發(fā)生過什么事情，在生活中就會(huì)像一個(gè)無知的孩童。這個(gè)道理非常正確，西塞羅指出了歷史對(duì)于一個(gè)人的重要性。而化學(xué)的歷史則是化學(xué)學(xué)科中最寶貴的一部分，因?yàn)榭茖W(xué)只能給我們知識(shí)，而歷史卻能給我們智慧。因此，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，把化學(xué)史引進(jìn)課堂，結(jié)合化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和探索精神，啟迪學(xué)生的思維和智慧，實(shí)驗(yàn)科學(xué)的教育目的有著不可忽視的作用。

注釋

①?gòu)埲杖A。試論在化學(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[J]。考試周刊，2008（28）：181。

②龐正龍。化學(xué)教育中滲透化學(xué)史教育的研究[R]。武漢：華中師范大學(xué)教育碩士論文，2007。④宋付州。化學(xué)史教育在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[R]。山東：山東師范大學(xué)教育碩士論文，2003。

⑤張家治。化學(xué)史教程[M]。山西：山西教育出版社，2004。

⑥張子高。中國(guó)化學(xué)史稿（古代之部）[M]。北京：科學(xué)出版社，1964。

⑦郭保障。20世紀(jì)化學(xué)史[M]。廣西：廣西教育出版社，1998。