让化学史焕发出“青春活力”

周益波

（宁波市镇海中学 浙江 宁波 315200）

让化学史焕发出“青春活力”

周益波

（宁波市镇海中学 浙江 宁波 315200）

化学史的学习可以激发学习的情趣，加深学生对知识的认识，让学生亲身感悟化学探究的过程，进而养成敢于思考、勤于思考的学习品性。回溯历史，关注现实，着眼未来，中学化学必须有意、有机、有力地渗透科学人文精神的教育。要达到科学精神与人文精神的和谐统一，高中化学新课程改革应遵循的原则之一是化学、化学史和化学教育相结合的“三位一体”原则。

化学史；化学探究；人文精神

我国著名化学家傅鹰曾对化学史的重要作用概括认为：“化学给人以知识，而化学史给人以智慧。”化学史教育的内容是丰富的，它既是认识史，又是方法史，而且还是蕴含着丰富精神财富的宝库。学习化学史可以了解化学发展的规律，了解科学思想进化的过程，其意义是多方面的。

化学史其特殊的研究视角就决定了把化学史教育融入到化学教学中有助于全面提高学生的科学素养，本文拟通过自己的教学实践，谈谈化学史在化学教学中的一些思考和认识。

一、化学史教学现状

自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。化学与自然、社会、人类的关系，从来没有像今天这样密切，人人享受着化学的成果与恩惠。但是，人们对化学的误解、冷淡与隔膜却越来越重，甚至将化学与“污染”、“有害”、“危险”以及“战争”联系在一起。这固然与化学产品的误用或过度使用乃至滥用、化工生产的不当或控制不力乃至失控所产生的严重后果有关，但一个十分严重的原因是不容忽视的——即人们的科学人文精神出现某种失落。化学教学同化学史的结合，已经成为化学教育发展的一种趋向。我国现在试用的各种新教材中虽然增加了一些化学史知识，但给人的感觉是：化学史知识好像是“味精”。在实际教学中，化学史知识常常被轻描淡写，甚至被打入“冷宫”，其应有的价值与功能没能充分发挥。如何以化学知识为载体，去挖掘知识的内涵，体现化学知识价值的多元性；如何将科学价值与人文价值相整合，构建符合中学化学教育目的和任务的价值取向；如何引导学生学会学习、学会做事、学会合作、学会做人，已成为教师面临的日益严重的挑战。

二、化学史的功能探究

（一）智育功能

1.以史为乐，培养情趣

学习兴趣是学生认识世界、获得知识的一种意向，它对学生的学习活动起到直接的推动作用，促使学生积极克服障碍，系统地学习化学知识。学习动机是学生学好化学的一个重要因素，而进行化学史教育则是诱发学习动机的一个极好的动因。

捷克教育家夸美纽斯强调：对于“求知与求学的欲望应该采取一切可能的方法去在孩子们身上激发出来。”

下面是《硫的化学性质》教学过程中的一个片段：

教师设计了这样一个环节：“河上姹女，灵而最神，得火则飞，不见埃尘。……将欲制之，黄芽为根。”顿时，教室一片哗然，学生惊讶不已、纳闷，不知所措，疑惑的目光直射到老师的身上。此时，教师才缓缓道来，这是东汉末年，中国炼丹术始祖的魏伯阳，在他著作里的几句诗，“河上姹女”是指水银，“黄芽”是指硫黄。意思是说，水银受热会挥发，可以用硫黄和水银化合，得到硫化汞（丹砂），化学方程式为 Hg+S＝HgS。

以上可见，把化学史恰到好处地渗透到化学教学中，可以诱导学生化学学习的兴趣，激发强烈的求知欲望，并能在史料故事的催化下，迸发学习的热情，转化为自主学习的动力。

而今的新课程理念背景下，学习情感的培养已被提高到一个新的高度。学习情感的内涵变得丰富，不仅指学习兴趣、学习热情、学习动机，更是指内心体验和心灵世界的丰富。戴安邦教授曾说到，化学教学不仅是传授知识，更要训练思维方法，还要培养科学精神品质。而化学史蕴含着丰富的人文资源，体现了浓厚的人文色彩。将人文文化引入课堂，对于提高学生的人文素养，让学生获得理性的、情感的深层次发展，激发化学学习的热情，有着不可替代的作用。

2.以史为据，深化认识

许多西方发达国家在科学教育改革中都认为：理解科学的本质是科学素养的重要组成部分。而国内的教学实际是在传统教学模式的阴影下，很多教师摆脱不了“填鸭式”死灌知识的弊病，学生学习过程中常显得呆板、机械，缺乏理解和内化，表现为被动地记忆化学物质的名称、符号、化学反应方程式；痛苦地学习化学理论知识；错误地认为，只有反复训练才能达到活用。但实际上这些学习方法往往事倍功半，增加学生负担。

若能像国外的教材一样将化学史内容穿插在化学知识中，为学生营造了一个生动、有趣，基于学生生活与社会文化的学习氛围，必将有益于帮助学生理解化学知识的背景，加深对教材内容的理解和记忆的效果，起到事半功倍的作用。

例如，在国外的纳菲尔德化学教材中，化学史的编排有如下方式：（1）给出背景知识，以化学史为背景，渗透化学知识。例如在其“化学与岩石”中“铝怎样来自岩石？”这一节中，教材先说明铝是英国最早制得的纯化学物质，接着介绍了17～18世纪铝的重要的用途——做染羊毛织物的媒染剂及古代制铝的工业过程。教材设置这种背景知识，使学生在人文情景中了解英国古代制铝的历史，又主动建构了铝的化学知识。（2）创设问题情境，变抽象难懂的知识为具体的、易理解的知识。如在电池学习中，教材介绍了意大利科学家卡尔文在偶然的情况下发现死亡的青蛙在有闪电时，腿部肌肉会发生抽搐，提出疑问。接着描述了意大利科学家伏特（Volta）重复做了卡尔文的实验，经过两年的研究得出了新理论──当两种不同的金属接触潮湿的物体并把它们连接起来时，就会产生电流，引起动物肌肉的抽搐，后来伏特于1800年发明了电池。通过创设电池是怎样发现的问题情境，让学生既知道了电池发明的历史，又懂得了不易理解的抽象的知识。（3）努力创设“生活”情境，从与学生日常生活联系较紧密的经验出发，使学生感受化学学科用途的广泛性。例如在介绍阿斯匹林是怎样发现的，教材先介绍英国人爱德华（Edward Stone）首先从柳树皮中提取出了水杨酸，由于它的酸性对口腔、胃有刺激性，后来变成了水杨酸钠，接着霍夫曼（Felix Hofman）发现了一种简单的方法对水杨酸的结构进行了修改，变为乙酰水杨酸钠即阿斯匹林，它是一种有效的缓解疼痛并且没有刺激味道的药品。教材通过创设一个与学生联系非常紧密的阿斯匹林是怎样发现的问题情境，使学生在这个氛围中轻松愉快地掌握了一些较难理解的有机化学知识。

3.以史为例，感悟探究

《普通高中化学课程标准（实验）》倡导以科学探究为主的学习方式，重视发展学生的科学探究能力，其目的是为了全面提高学生的科学素养。即改变以往教学中学生被动学习、死记硬背、机械训练的现状，强调塑造“学生为主、教师为辅”的教学氛围，激发学生自主学习的求知欲望，倡导学生主动参与、乐于探究、勤与动手，培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力。分析和解却问题的能力以及交流与合作的能力。

作为教师则可利用化学史料，通过精心的教学设计，还原化学家曾经的研究经历。从原始背景的设置，问题的提出，探究的设想，实验的论证，结果的处理，让学生产生亲临其境的感觉，从中让学生切身感悟到化学实验探究在学习认识中的巨大价值，并形成科学论证的思维体系。

例如，在高二学习《苯的结构和性质》的时候，教师可以事先还原19世纪，英国科学家法拉第提取苯的故事：19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明，煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚兴趣，他花了整整五年时间提取了这种液体，当时法拉第把这种液体称为“氢的重碳化合物”。直到1834年，德国科学家米希尔里希通过实验得到与法拉第相同的液体，并将之命名为苯。之后科学家又发现了苯的相对分子质量为78，后确定苯的组成为C6H6，但化学家们为难了：苯分子碳的相对含量如此高，它的结构又是怎样的呢？

提出问题：苯的结构应该是怎样的？

教师建议：若当时的科学家是在座的各位，你们能否用所学的知识推测出苯分子可能的结构？

在学生热烈讨论之际，教师再引入化学史：在1858年，德国化学家凯库勒对此产生了浓厚的兴趣，花了将近十年的时间，分析了大量实验事实之后，对苯的结构提出了两个假设：

①苯的6个碳原子形成了环状闭链，即平面六角闭链；

②原子之间存在着单、双键交替形式。

提出问题：若在当时，如何验证凯库勒结构的正确性？

学生提出实验方案，并亲身验之，发现了结果的不合理。此时再结合史料，讲述凯库勒关于“蛇形苯环”的梦幻故事，确定：苯分子的实际结构应是：六个碳连成环状，苯分子中，既没有单键，也没有双键，而是介于单键和双键之间的一种独特的键。后人为了纪念凯库勒在苯结构探究中的巨大贡献，至今一直沿用了他的结构式。

通过这样的故事，学生不仅理解了苯的抽象结构，也深刻感悟到苯分子结构的发现并不是偶然的，而是科学家们敢于质疑，敢于思考，敢于实验，敢于探究的必然结果，这使学生对化学实验探究的内涵产生了深刻的理解。

4.以史为镜，敢于思考

氩在化学史上被人称为“第三位小数”上的发现，便是一个绝好的事例。早在1785年，卡文迪许在测定空气组成时，除去空气中的O2、N2等已知气体后，发现最后总是留下一个体积不足总体积1/200的小气泡。 1892年，英国化学家雷利用两种不同的方法测定氮气的密度，结果发现从空气得到的氮气密度为1.2572g/L，而从氨分解得到的氮气的密度为 1.2508g/L，两者相差0.0064g/L。可贵的是雷利没有忽视这一差异，他不认为这是实验本身的误差加以修正，而是在《自然》杂志上公开征求答案，引起了他的朋友拉姆塞的注意并开始一起研究这个问题，经反复实验，他们终于发现了化学性质极不活泼的惰性气体——氩。

我们今天利用氩元素发现史，正是被雷利这种严谨认真、一丝不苟、敢于否定的科学精神所征服。而现在的中学生们在学习和考试中暴露出的一个重大问题就是马马虎虎，缺乏的就是这种科学态度。

俗语有言：学起于思，思源于疑。认知心理学同样表明，一切思维活动都是从问题开始。因而教学中必须重视培养学生提出和明确问题的能力。而化学史本身就是一个反思、怀疑、批判、求真、求美、求新的一部发展史。从中国炼丹术到欧洲炼金术，从建立波义尔化学元素概念到拉瓦锡氧化学说，质疑激发认知矛盾产生，创造新理论。这都是让学生体悟质疑批判精神的生动素材，所以说化学史对培养学生形成科学的怀疑精神具有极其重要的作用。

当然思考能力的培养，一方面需要教师为学生创设激发问题的学习情境，但更重要的是培养学生科学的怀疑精神。因为只有敢于怀疑，才有可能激发认知矛盾产生，也只有产生了认知矛盾，才有可能提出和明确存在的问题。怀疑就是探求发展真理的前提和基础。只有在怀疑中学会思考，才能提高学生对科学研究过程的认识，从而有利于学生养成严谨认真的科学态度，为今后的学习和工作打下良好的基础。

（二）人文功能

1.合理运用化学史，培养学生人文精神

在化学教学中恰当运用化学史，可以使教学不只局限于现成知识的静态结论，还可以追溯到它的来源和动态演变；不只局限于知识本身，还可以揭示出其中的科学思想和科学方法，使学生受到教益。这样，就可以把化学逻辑的推演同人们认识化学运动的过程联系起来，达到逻辑和历史的辩证统一，真正揭示出化学发展的科学精髓，展示化学家的人文精神风貌。 例如讲授电子云的图像，我就把人们对原子结构探索的过程，从汤姆逊的“枣糕式”，卢瑟福的“行星式”，到玻尔的“旧量子化”的原子模型，直到玻恩运用概率分布解释的电子云图像讲给学生，从变化和发展的角度去阐述，就会使学生自然地认识到，每一种模型的提出，在当时看来尽管比较合理、甚至得到过公认，但随着科学实践的发展，有的需要补充或修正，有的则可能被推翻。这样把知识作为历史的产物来考察，从它的孕育、产生和发展的流动中去进行阐述，就会活跃学生的思想，启发他们的科学探索精神，甚至可能为此而立志，为揭示微观物质世界的奥秘而奋斗终身。

2.恰当运用化学史，帮助学生完善人格

爱因斯坦在居里夫人悼念会上曾做过一篇演讲——《悼念玛丽·居里》，他这样评述居里夫人：“我幸运地同居里夫人有二十年崇高而真挚的友谊。我对她的人格的伟大愈来愈感到钦佩。她的坚强，她的意志的纯洁，她的律己之严，她的客观，她的公正不阿的判断——所有这些都难得地集中在一个人的身上。她在任何时候都意识到自己是社会的公仆，她的极端的谦虚，永远不给自满留下任何余地。由于社会的严酷和不平等，她的心情总是抑郁的。这就使得她具有那样严肃的外貌，很容易使那些不接近她的人发生误解——这是一种无法用任何艺术气质来解脱的少见的严肃性。一旦她认识到某一条道路是正确的，她就毫不妥协地并且极端顽强地坚持走下去。她一生中最伟大的科学功绩——证明放射性元素的存在并把它们分离出来——所以能取得，不仅是靠着大胆的直觉，而且也靠着难以想象的极端困难情况下工作的热忱和顽强，这样的困难，在实验科学的历史中是罕见的。居里夫人的品德力量和热忱，哪怕只要有一小部分存在于欧洲的知识分子中间，欧洲就会面临一个比较光明的未来。”我们在讲到物质结构的时候，一定要向学生介绍居里夫人（虽然教材上连她的名字都没有提到），介绍她严谨求实的科学态度，高尚无私的人格，在困难、危险面前毫无畏惧的勇敢的科学精神，她非常朴实而著名的一句话：镭不应当成为任何人发财致富的工具，它属于整个世界。这样一位伟大的、杰出的女性，不介绍给学生是非常遗憾的。科学家的人格魅力对学生的影响是潜移默化、不可估量的。有很多杰出的科学家，就是在前辈科学家科学精神的感召下，走上了科学之路。

3.适时运用化学史，增强学生社会责任

在化学教学中，通过化学史加强化学与社会、化学与人的关系的教学，使学生了解化学与现代社会的关系和影响。教学中，结合教学内容适时穿插和渗透一些现代社会面临的、急需解决的重大问题，如淡水资源的危机、主要能源（煤和石油）的危机、环境污染（臭氧层破坏、温室效应、酸雨等）。如在教学“NO和NO2是污染大气的重要污染物”时，我就介绍这些氮氧化合物受日光紫外线的照射后，发生一系列光化学反应，形成光化学烟雾污染事件。如1943年9月，发生在美国的“洛杉矶烟雾”就是光化学污染的典型事件。学到SO2、SO3的性质时，告诉学生硫氧化合物会污染环境，严重危害人们的健康。如1952年12月发生在英国的震惊世界的“伦敦烟雾”事件就属此例。再如由CO2等引起的“温室效应”，氯氟烃引起的臭氧层破坏，塑料形成的 “白色污染”等等。以此培养学生形成三个观念：爱护淡水资源节约用水的观念；防止污染，保护良好生态环境的观念；节约能源，合理利用现有能源的观念。强化两个现代意识：科技意识和减灾意识。

4.适宜运用化学史，培养学生忧患意识

化学史研究何以能够具有激发爱国主义的功能？爱国主义通常是在国家落后、国力不振、国运危难之际的一种特别强烈的时代要求。20世纪的中国基本上是一个经济上落后的发展中国家。与先进的发达国家相比，我们在许多方面是不行的。但是，如果能够有证据表明我们的祖先在许多可比的方面曾经领先于世界，那就可以激发一些民族自豪感，抵销一些消极悲观的情绪。为了可比，就必须立足于现代化学。所以，爱国主义的化学史通常立足于现代化学的框架，在中国古代的典籍里寻找相应的资料，以证明中国在该方面是曾经领先的。李约瑟的工作使西方人了解了中国人的诸多“领先”，因此他一直受到中国人民的欢迎，被称为“中国人民的老朋友”。

但是完全服务于“爱国主义”的逻辑，化学史有可能受到歪曲，历史上的有些成就有可能被片面的拔高。再说，这种“领先”的逻辑如果走过了头，反倒会令国人产生洋洋自得的感觉，而意识不到眼下的落后，起不到“知耻而后勇”的激励作用。

当然，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制造出精美别致的工艺品，不仅美化了人民生活，给人们带来了美的享受，更重要的是化学家在创造美的过程中所表现出来的鉴赏美、创造美的能力，对启迪学生形成鉴赏美、创造美的能力也具有十分重要的示范作用。

三、化学史教学中的反思

罗马作家西塞罗说：“一个人不了解他出生之前的事情，那他始终只是一个孩子。”历史意识是一个人乃至一个民族成熟的标志。弗兰西斯·培根说：“读史使人明智。”因为历史感之中包含着一种清醒的判断能力，即根据背景和情境来对事物进行判定的能力，而避免失之片面和武断。但凡事都要注意一个“度”，过分重视化学史的青春活力，重视挖掘化学史的内涵，会让人有本末倒置、主次不分的感觉。

如果在化学教学的过程中，恰当运用化学史教育，以化学家团结合作、互相尊重、乐观向上的情绪来影响、感染学生；以鲜活的化学史知识调动学生的学习兴趣，培养学生的情操；以客观的探究事实激发学生敢于并乐于提出和探究问题，这无疑在高中化学的新课改中又增添了浓厚的一笔。

［1］林敏，陈妮娜.论化学史的教育价值［J］.内蒙古电大学刊，2007，（2）

［2］周青，杨文永.融人文教育于科学教材之中──兼评英国纳菲尔德综合理科教材［J］.中学化学教学参考，2003，（8－9）

［3］庞正龙.化学教育中渗透化学史教育的研究［D］.华中师范大学教育硕士论文，2007.5

［4］孙建新.谈高中新课程化学史渗透教学的策略［J］.化学教育，2007，（2）

［5］宋付州.化学史教育在化学教学中的应用研究［D］.山东师范大学教育硕士论文，2003.10

［6］吴国盛.什么是科学史.2003年9月在北京大学的讲演稿

1008-0546（2011）07-0008-04

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.07.003