中学化学教学中的化学史教育

中学化学教学中的化学史教育上海市莘格高级中学李建强科学史是科学的产生、形成和发展及其演变规律的反映，是人类认识自然和改造自然的历史，是人类思想宝库中十分宝贵而丰富的精神财富，也是科学教育的重要资源。

重视科学史教育，把科学的思想观、典型事例、演变发展过程融入科学课程和科学教学之中，已成为当代科学教育发展的一大特点。

化学史作为科学史的一个分支，与科学史一样，具有丰富的教育内涵。

在化学教学中进行化学史教育，是培养学生科学思想、科学观念、科学精神、科学态度，促进掌握科学知识、科学方法、科学技能等科学素养的重要途径。

从整体上把握化学史教育的教育内涵，研究它的素质教育功能，研究化学史教育的实施途径，对深入推进素质教育，培养学生的科学素养，全面提高教育教学质量具有十分重要的意义。

一、化学史的教育功能1.有助于了解知识和技能的形成过程化学学科知识是发展学生科学素养的基础，化学史知识是化学学科知识的重要内容之一。

它反映了现代知识经济观的4类知识即“知道是什么的知识”、“知道为什么的知识”、“知道怎样做的知识”、“知道是谁的知识”，是通过教学的知识而形成教学的发展链，引导学生追踪化学发展的科学足迹，拓展视野，在实践和探索中了解知识的形成过程。

如教材上虽然只是简单地介绍了元素周期律理论的内容，其实它的发展过程是经过多个基础工作才形成的。

后来元素周期律又经过了不断完善和发展，直到今天，还有许多人在研究周期律，周期表也出现了多种形式。

这样将元素周期律的认识从它的产生发展过程去阐述，不仅能使学生了解元素周期律的结论，而且知道它的发展过程，知道它的过去与现状，进而才能考虑如何补充和发展。

2.有助于了解科学探索的过程，接受科学思维方法的熏陶如在讲授原子论时，可以结合这个理论的确立过程来解释科学抽象的思维方法。

道尔顿在1803年能提出科学的原子论，就是在经过大量实验的基础上，加上科学的想象力和理论思维，有效地运用了科学抽象的思维方法，得出了结论。

从这段历史中可以看出，经验主义的研究方法是不适用的，因为教条主义和经验主义只承认表面现象或经验的东西，不相信事物的抽象本质存在，就连当时一些著名的化学家如杜马也否认原子存在的真实性。

因此，进行化学史教育，不仅能使学生经过了解、假设、观察、逻辑推理等一些科学步骤及进行比较、分类、归纳、演绎等科学方法，接受科学方法的熏陶，更能让学生突破这些条条框框的束缚，从科学家的身上学到那种求真务实、脚踏实地的科学态度，体会科学家们的逻辑推理和思维发散的感觉，启发学生敢于思考、善于思考、勇于创新。

3.有助于情感态度和价值观的培养化学史的教育有助于学生良好的道德情操和价值观的养成，化学史的教育有效融合与化学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史有关的多学科的知识，并在培养学生科学素养中的感情态度和价值观方面发挥着独特的作用。

（1）培养学生正确的科学态度例如在学习“王水”的性质时，可讲述玻尔保护诺贝尔金质奖章的故事。

再如学到碳酸钠时，可了解我国著名化学家侯德榜在极其艰苦的条件下，经过3年的努力，发明了“候氏联合制碱法”，成为广为流传的佳话。

这些化学史的介绍可使学生树立为祖国做贡献的雄心壮志，教师应因势利导，将学生的情感向科学家刻苦钻研的精神靠拢。

（2）提升学生的审美能力化学家不畏困难、前赴后继、勇于为科学献身的精神，能使学生认识到什么是真、善、美，能帮助学生形成正确的审美观念；化学家在发明创造的同时，也创造着美。

如凯库勒关于苯分子结构的美妙构思；电镀工业在发展过程中制造出了一件件精美的工艺品，不管是在视觉上还是在美学上都给人带来了全新的感受，这与化学家在创造美的过程中所产生的鉴赏美和创造美的能力是分不开的。

二、化学史教育中培养学生科学素养的策略1.在教材中寓史于育化学发展的本身充满了辩证法，化学史贯穿了唯物主义观点，化学家无一例外地受着哲学思想的支配，故化学知识也就充满着辩证唯物主义观点。

在教学中，教师要抓住教材内在的辩证唯物主义因素，寓观点于知识之中，寓教育于教学之中。

教学中若紧密结合教材内容，把爱国主义和正确的人生观、价值观教育化成春雨滋润学生的心田，就能达到润物细无声的效果。

2.在试验中体验探究教材中的化学概念、理论、规律都是科学家在实验的基础上，经过科学的概括和思维的升华而得到的。

教学中，我们可以充分挖掘条件，把科学家做过的实验引入化学实验课堂，让学生亲临其境，体验和感受科学探索过程，在知识的形成过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在实践中逐步形成终身学习的意识和能力。

3.在具体问题中适时进行教育由于从小受生活和教育的影响，在学习过程中，学生经常会形成一些不良的学习习惯和态度，如实验过程较马虎、观察不细致、推理判断凭感觉、计算数字不准确、遇到困难容易退缩等，甚至不能实事求是地记录所观察到的实验现象。

针对这些问题，教师要利用化学史上由于缺乏科学态度造成的失误或给人类带来灾难的案例，帮助学生及时纠正不良的习惯，逐步端正学习态度。

4.在课外活动中拓展视野可结合课堂教学内容，选择有教育意义的典型题目，课外采取多种多样的形式进行化学史教育。

如举行专题讲座“伟大的女科学家——居里夫人”，召开辉煌的中国古代化学专题读书报告会，举办化学研究中的吉尼斯纪录知识竞赛，也可以以化学板报的形式介绍化学家的事迹等。

通过活动，可使学生领略到化学发展的大致轮廓，加深和拓展化学学科知识，从中吸取自然科学方法的营养，悟出世界观与科学成就的紧密关系，学生的实践能力也得到了锻炼。

三、影响化学史教育教学的因素分析1、化学史教育理论研究的影响化学史研究中反映科学研究过程的成果较少，主要原因是我国化学史理论研究的数量较少、质量不高、理论深度不够，现阶段我国化学史研究范式基本上属于让学生了解一些有重大意义的化学理论的发现年代及化学家的生平简介，它所蕴涵的丰富而极具教育价值的资源没有被挖掘。

正是因为我国化学史理论研究滞后，化学史料中科学家的科学态度、科研方法和创新精神等化学史重大价值没有被挖掘出来。

因此，必须在加大理论研究的同时借鉴国外优秀研究成果，为我所用，提升我国化学史研究的深度和质量。

2、化学史内容教授方法的影响教师本身没有受到专门的化学史教育和培训，对相关化学史知识了解较少。

在课堂教学中，虽有所涉及，但没有给予应有的重视，仅在教学或解题时遇到相关内容才进行简略了解，或根据记忆随口说说，并没有亲自查阅化学史书籍进行考证，没有将化学史实作为一种开发教学内容的素材性资源来合理运用。

教师在讲授化学史时，过于重视化学史中成功的事实，过于突出科学家的趣闻轶事，过于强调“巧”，而不重视“拙”；教学手段上，大部分教师仍以口头讲述为主，往往不能使学生真正体验到化学的历史发展过程。

如：苯一节的教学，教师一般只给学生讲起凯库勒的蛇头咬住蛇尾的梦，轻轻一带而过，而清华附中阎梦醒老师便结合苯分子发现史设计的课，讲到了当时的工业社会背景及相关的人物，凯库勒假说及逐步修正苯结构式，到价电子论的解释及电子显微镜看到苯分子结构的图片等，对苯的发现及其结构式的确认过程作了全面的讲解分析，还对化学家凯库勒做了恰当的点评。

充分发挥了化学史对学生的教育功能，让学生深刻体会科学发现的艰辛而漫长的历程，同时，也提高了学生对自然科学的兴趣，诱发了学生对神奇世界的向往。

3、教材及教辅资源对化学史料的影响教材中化学史的内容有如下特点：第一，介绍我国的古代化学成就、化学史实的比例大，，呈现的一般形式是陈述事实。

第二，对化学家的介绍较多，主要形式是图片、名字、生卒年月或伟大成就。

对化学家的研究介绍的节略，让人感受到的只有科学研究的神圣与高深及科学家的非凡的素养、天资和勤奋，往往给人一种科学家就是不食人间烟火、举止滑稽怪异的印象；感受不到科学家“人性”的一面，科学研究似乎是可望而不可即。

第三，化学工艺技术及实验的发展介绍只是图片，化学史实或者说重要理论定律的建立或发现过程介绍过于简略，仅仅是简单介绍人在何时做了何事，无法了解隐藏在科学过程中的研究方法和思维方式，化学史的教学功能表现单一，没有发挥化学史引导学生了解、认识科学本质的功能。

四、化学史教育的实施（一）关注教材资源现行教材中引入了二十多位科学家、三十多次化学史、科学史的相关资料。

主要涉及几部分内容：我国古代的先进化学工艺——古代砷、陶瓷的应用、湿法冶金等；近现代我国化学的重大突破——超真空扫描隧道显微镜、侯氏制碱法、张青莲等；近代化学中的重大突破——金属钾、氯气、苯的发现，原子结构模型的演变、元素周期律的发现、有机化学的发展历史等；化学发展的前沿——金属陶瓷、功能高分子等；重要的化工发展——合成氨、模拟生物固氮等；科学家、化学家的介绍——舍勒、道尔顿、勒夏特列、哈伯、凯库勒等。

（二）课程资源的开发1、研究化学发展历史要追溯化学发生和发展的历史，可以上溯到远古人类还处于蒙昧时代的用火时期。

人类掌握了用火以后，就掌握了变革物质的强大的自然力量，随之逐步地开始了处于摸索状态的化学实验活动。

化学的发展是由生产决定的，它来源于人类认识世界改造世界的要求和积极的活动；同时，化学和化工又是生产力，促进生产的发展，充分体现出科学和生产相互促进、协同发展的演变过程。

（1）化学史上的重大事件与化学科学发展的主要线索①公元前5～前4世纪,留基伯和德谟克利特:给出了原子论的最初说明②公元前3～前2世纪:炼金术诞生③1661年,罗伯特•玻义耳:出版《怀疑派的化学家》一书,奠定了现代化学的基础④1769年,拉瓦锡:在化学研究中,养成了定量检测的良好习惯,并将化学研究提高到定量⑤1800年,伏打:发明电池,开创了电化学⑥1808年,约翰•道尔顿:出版了《化学哲学新体系》,提出原子的思想,并讨论了原子的结合⑦1828年,弗里德利奇•维勒:首次在实验室内合成尿素,打破了生命与非生命界的绝对界限⑧1869年,门捷列夫:公布了他的《元素周期表》⑨1897年,约瑟夫•约翰•汤姆生:发现了电子⑩1930年,莱纳斯•鲍林:将量子力学引入了化学○111995年,玻色—爱因斯坦凝聚态在实验室问世（2）化学发展经历的几个主要时期：化学的萌芽时期：从远古到公元前1500年，人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属，学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色，这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。

炼丹和医药化学时期：约从公元前1500年到公元1650年，化学被炼丹术、炼金术所控制。

为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验，而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。

虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终，但他们在炼制长生不老药的过程中，在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变，积累了许多物质发生化学变化的条件和现象，为化学的发展积累了丰富的实践经验。