常开峰
摘 要:化学史记录了物质发现的曲折过程,体现了化学家为揭示实验现象不断寻找科学方法的艰难历程以及他们所具备的科学品质。
关键词:高中化学;化学史;呈现形式;科学方法;科学品质
现行高中化学教材承载着化学史教育的功能,是对学生进行化学史教育的重要途径。笔者通读人教版、苏教版、鲁科版高中化学教材发现,教材中呈现了方式多样的化学史内容,在章节中、栏目下,甚至有些习题中都有体现。这反映出教材编写者对化学史教育功能的重视,凸显化学史在实现情感、态度、价值观教育方面的重要价值和作用。现以“氯气的发现”为例,结合三版教材,分别从化学史内容选择、呈现方式及科学方法、品质的比较等方面进行分析。
一、三版教材中“氯气的发现”内容的选择比较
苏教版提及人物有舍勒、戴维,史料的选择为:(1)1774年,瑞典化学家舍勒意外发现氯气,并对其进行了研究。(2)1810年,英国化学家戴维详细研究确认了氯气并命名。
人教版提及人物有舍勒、戴维,史料的选择为:(1)1774年,舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,产生黄绿色气体,并对其进行了研究。(2)之后,一些研究者认为舍勒的意外发现是“氧化的盐酸”气。(3)1810年,戴维通过大量实验,确定黄色气体是一种单质,并命名为“氯气”。(4)氯气在战争中被用作化学武器。(5)科学家发現经氯气消毒的自来水对人体有危害。
鲁科版提及人物有舍勒,史料的选择为:瑞典化学家舍勒最早发现氯气。
由以上对比可见,苏教版、人教版对氯气化学史内容的呈现比较全面,从发现、确认到应用都作了介绍。但人教版对氯气确认的曲折过程作了介绍,苏教版只是详细描述了舍勒对氯气发现及性质的研究。鲁科版仅提到舍勒最早发现氯气,未提及英国化学家戴维。另外,人教版还涉及氯气在日常生活和战争中使用的负面影响,体现了化学与社会的联系。
二、三版教材中“氯气的发现”内容的呈现比较
教材中化学史的不同呈现方式会对教学过程产生一定的影响。“氯气的发现”在三版教材中的呈现方式、呈现目的如下。
苏教版以正文中安排化学史话方式呈现,呈现的目的为:在氯气的生产原理后,设置化学史话介绍氯气的发现过程,培养学生的科学态度。
人教版以正文中安排资料卡、科学史话、思考与交流方式呈现,呈现的目的为:以专栏形式介绍相关史实,并设置思考题,以此引出本节内容,激发学生学习兴趣。资料卡片内容有助于激发爱国情怀。
鲁科版以正文中安排活动·探究方式呈现,呈现的目的为:栏目中介绍舍勒意外制得氯气的方法,由此引出实验探究活动,让学生在历史氛围中探究。
苏教版以“19世纪科学家发明了电解食盐水”引出工业制氯气的原理之后,以化学史话栏目形式介绍了氯气的发现过程,后人根据其原理设计了实验室制取少量氯气的装置,采取“交流与讨论”的形式让学生讨论装置由几部分组成及各部分的作用,这样的呈现对学生记忆、理解氯气实验室制法的装置和原理有促进作用。利用舍勒对氯气性质的研究,为后续学习氯气性质创设情境。人教版先以“科学史话”栏目呈现氯气发现和确认的过程,并设置思考题,以“资料卡片”的方式呈现氯气对环境和人类的危害,让学生在读了化学史之后能有所启发,发挥了化学史的教育功能。同时,正文中也提到了使用氯气的弊端,供学生通过阅读了解了化学对人类的影响。从氯气的发现到性质,再到人类对氯气的使用,体现了教科书内容较好的系统性。鲁科版的呈现与前两者不同,在氯气这部分内容上未安排“氯气的发现”,而是在“化学反应的利用”以相关史料营造探究气氛,设置了“活动·探究”栏目,对科学家运用的实验方法进行了实验探究和讨论。
三、三版教材中“氯气的发现”体现的科学方法、品质的比较
化学史包含有丰富的教学资源,在探索过程上体现了科学品质和科学方法,这些都是对学生进行情感、态度和价值观教育很好的素材,对实现三维目标有很大的帮助。
三版教材中均有舍勒将盐酸和软锰矿混合加热后产生黄绿色气体实验的描述,充分体现了通过实验法进行科学研究的重要性。苏教版中舍勒对氯气性质研究、人教版中戴维最终得以确认氯气为单质都离不开实验法。同时,反映出科学家善于发现、严谨、认真的科学品质。人教版中舍勒和后来的研究者由于迷信科学权威,而未能认清氯气的“真面目”。而戴维敢于质疑、突破权威,最终确认氯气是一种单质,形成鲜明对比,突出大胆质疑的重要性,鼓励大家在学习中要求真创新。
氯气的发现过程相对简单,但它却能说明实验法在科学研究中的重要性,这也正好体现了化学是一门以实验为基础的学科。