孟 辉
(安徽省宿州市萧县教育体育局 235200)
化学学科中最重要的部分就是化学史.通过化学史的学习,了解到原子分子论的创立使化学真正成为一门独立的科学,化学知识并不是虚构的,而是无数科学家刻苦探究得到的结晶.在新课标核心素养导向下,积极渗透化学史教学,能帮助学生理解化学发展的规律(如门捷列夫的元素周期律),使教学效果事半功倍.下面谈谈笔者在化学史教学中的一些粗浅做法,以期达到抛砖引玉的效果.
授人以鱼,不如授人以渔,要加强科学思维和科学方法的训练.如配制一定物质的量浓度的溶液实验中会使用仪器容量瓶,容量瓶的外观设计为“长颈大肚平底”,容量瓶为什么是这个样子?我们前辈在设计容量瓶时考虑了哪些问题?大家通过讨论,最后收获成果:长颈是为了使实验更精确,如量筒圆径小,精确度高,而烧杯圆径大,误差就随之增大了,大肚是为了盛装更多的溶液,平底的原因就很简单了,为了方便,圆底在桌面无法放平稳.由此可知,化学家在设计容量瓶时,充分的考虑了化学实验的精确性和严谨性.通过史实的教学,培养学生认真、严谨的科学态度.
学习苯时,笔者给学生讲了凯库勒发现苯结构的故事:凯库勒在根特大学任教时,一天夜晚,他在书房中打起了瞌睡,眼前又出现了旋转的碳原子.碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲,忽见一蛇衔住了自己的尾巴,并旋转不停.醒来后他迅速把这一灵感记了下来,由此,他提出了苯的环状结构.讲完后,有些学生就说:天天做梦就可以了.笔者说:日有所思,夜有所梦.这是凯库勒经常研究、思考的结果.偶然中存在必然,有付出才有回报.有道是天道酬勤.
讲有机物的合成时,通过大屏幕展示,笔者让学生自学了如下一段材料:
1951年,杜肯大学的两人意外制得橙黄色固体二茂铁,很稳定,但他们错误地认为不是夹心结构.后来罗伯特·伯恩斯·伍德沃德和杰弗里·威尔金森,及恩斯特·奥托·费歇尔却分别发现了二茂铁的夹心结构,并被 NMR光谱和X射线晶体学的结果所证实.二茂铁的发现为有机金属化学研究拉开了帷幕,1973年恩斯特·奥托·费歇尔和杰弗里·威尔金森爵士被授予诺贝尔化学奖.这是他们敢于质疑,严谨治学的回报.
从培养学生核心素养的角度,挖掘化学史的育人功能、教学价值,能真正落实新课标培养学生科学素养的目的.
讲碳酸钠时,先提问学生:工业上是如何生产纯碱的,请说说你的了解.
学生甲在课堂上交流了他搜集到的资料:1861年比利时人索尔维在其叔父的煤气厂做稀氨水的浓缩工作时,从食盐水吸收二氧化碳和氨的实验中获得碳酸氢钠,并获专利.1863年创办正式的制碱工厂.其优点有:能进行连续化生产,提高了食盐的利用率,成本低廉,产品很纯净被称为纯碱.
学生乙则兴致勃勃地介绍起侯德榜来:1911年侯德榜考上北平清华留美预备学堂,16年留学美国,被保送到麻省理工学院化工科学习,1921年在哥伦比亚大学获博士学位,应爱国实业家范旭东先生之邀毅然回国,潜心研究制碱技术,撰写了《纯碱制造》一书,发明了将制碱与制氨同时进行的联合制碱法,优点是原料可循环使用,利用率得到提高,实现了零排放,符合绿色化学的要求,侯德榜为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献.
通过两种制碱法的对比,大家在心底佩服候氏联合制碱的精妙的同时,也在心里悄悄埋下了爱国主义的种子.
金属冶炼的教学笔者用了讲故事的方法:金属的冶炼在古代社会就有前人在进行研究了,中国古代的炼金术士,其实就是早期的化学家,所进行的研究工作就是金属冶炼.化学对促进人类文明和社会进步有重要作用.铝的冶炼只有100多年的历史,那时比黄金还贵.法国皇帝拿破仑让官员给自己打造了一顶铝质王冠,当他的下属在用金碗吃饭的时候,拿破仑却独自捧着他的宝贝铝碗在吃饭而沾沾自喜,令下属十分眼红,名噪一时.而如今铝已被世界卫生联合会定为食品污染源,因为铝元素摄入过多,会造成大脑思维迟钝.
讲原子晶体时,介绍戴维用放大镜把贵妇手上的钻石化为乌有;学硝酸时,介绍德国纳粹进入实验室前,玻尔镇静地用“王水”溶解诺贝尔金质奖章,后又用化学方法将奖章还原;居里夫妇历经3年零9个月才从几十吨沥青残渣中提炼出0.1g的纯镭盐,震惊世界.这些生动的化学史激发着学生的好奇心和求知欲.
塑料一直被人们认为是不导电的绝缘体,20世纪70年代,日本化学家白川英树在做制取聚乙炔实验时,不小心把催化剂加多了,正常的聚乙炔粉末应为黑色,而实际制得的却是一层银色薄膜.接着白川英树联合美国化学家对这一异常现象进行了深入细致的研究,发现掺杂碘的聚乙炔电导率提高了107倍,就像金属导体一样,从而发明了能导电的塑料,获得诺贝尔化学奖.这个故事能启发学困生,在学习过程中,如果加入过量“催化剂”,就会超越自我,创造奇迹,这种“催化剂”就是信心、毅力和勤奋的综合效应.
古人提倡“以史为鉴”、“以史明理”.在课堂中渗透化学史教育,使教学开展有深度、有温度、有人文情怀,对学生的化学成绩、科学素养、人文素养和整体素质都有不同程度的提高,潜移默化地促进学生非智力因素的发展,对提高学生的整体素质,全面发展学生的化学核心素养,使之成为真正优秀的人才将起到良好的促进作用,切实体现了新课程所倡导的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标,所以课堂中渗透化学史教学是应该被大力提倡的,让化学史教学为“立德树人”增添“正能量”.