运用化学史培养学生科学探究能力的思考与尝试

梁陆元

摘 要：将化学史融入中学化学课堂教学中，可以提高学生学习化学的兴趣，加深学生对基础知识的理解，培养学生的科学素养。文章从“化学史教学的意义和作用”和“化学史教育应注意的问题”两方面对如何利用化学史培养学生的科学探究能力进行了探讨。

关键词：化学史;科学探究;研究性学习

研究性学习是全国第八轮基础教育课程改革的亮点，《义务教育化学课程标准（2011年版）》和《普通高中化学课程标准（2017年版）》都把科学探究作为新课程改革的亮点，倡导自主、探究、合作的学习方式。笔者认为，科学探究和“自主·探究·合作”学习则是化学课程教学中实施研究性学习的重要途径和方式，而化学史在培养学生科学探究能力方面具有独特的作用。

一、进行化学史教学的意义和作用

（一）通过化学史的教学，培养学生的科学思想，促进学生萌发参与化学研究的志向

化学史既是化学发展的记录，也是一部化学研究方法的历史。结合化学教学内容，运用化学史实培养学生的科学思想和社会责任感，培养学生科学思想即教育学生怎样发现问题，怎样提出模式假说，怎样验证模式假设的思维。

例如，讲氧气时介绍燃素学说是怎样提出的，这个错误理论为什么能得到当时许多科学家承认？普利斯特发现氧气理应推翻燃素学说，但真理碰到鼻子尖上没有发现真理？而拉瓦锡是怎样利用氧气发现推翻燃素学说，提出燃烧的氧化学说的。这一曲折过程包含着深刻的科学思想和科学方法，使学生从前人的失败中得到教训，从前人的成功中得到启发。

又如，在高中讲电离理论时，可叙述阿仑尼乌斯提出电离学说前酸、碱、盐溶液的反常现象，阿仑尼乌斯是怎样透过这样的反常现象看到酸碱盐溶液的本质，从而提出电离学说的。电离学说怎样得到验证成为今日的电离理论？这个理论的发展也是曲折的，使学生明确“疑（如反常现象）乃是发现真理的起点”，从科学家对待“反常现象”的科学态度中学习科学探究的方法。如空气一节，可讲述不同来源的N2，每升的质量相差0.0065克，由此追踪，发现惰性气体。

（二）通过化学史教学，加深学生对化学知识的理解

据调查，大学化学系的新生总有一种感觉，对同一个内容，大学时和中学时的讲法脱节，甚至他们认为中学化学里有些定义是错误的。究其原因，主要是中学里孤立地对概念、定律进行教学，未注重与化学史的结合;没有把概念、理论、定律的来龙去脉、历史背景、发生发展的曲折经过，矛盾的揭露和解决，新矛盾的产生与科学家的研究方法教给学生，让学生在发生发展的过程中把握知识。

例如，讲原子结构时，可适当讲解人类对原子结构探索的过程。中国古代墨子“端”的学说;古希腊德谟克利特的“原子”说;1802年英国科学家道尔顿继承古代原子不可分的观点，为了解释在化学实验基础上得到的倍比定律和定组成定律提出新的“原子说”;1896年汤姆逊的学生卢瑟福根据α粒子散射实验，提出“行星原子模型”，卢瑟福的学生玻尔根据氢光谱和量子力学理论，运用几率分布提出电子云模型。在运用电子云模型时应指出，电子云模型也不是最后真理。

（三）通过化学史教学，培养学生坚强的毅力和顽强的进取精神

化学发展历史过程记录着许多的化学家“明知山有虎，偏向虎山行”的大无畏的进取精神，这是培养学生不畏劳苦、奋不顾身的进取精神的好材料。如瑞典化学家诺贝尔一生从事炸药研究，1846年在一次试验中发生炸药爆炸事故，包括他弟弟在内的五人殉难。诺贝尔没被死亡吓倒，他在总结教训的基础上继续试验，终于在1867年发明了安全烈性炸药。又如，氟是一种活泼而有剧毒的元素，为了研制氟，几位化学家为之献出了生命。英国化学家戴维研制氟时受到毒害，病了几个月;乔治和托马斯兄弟在制氟的试验中中毒，托马斯几乎丧命，乔治病了三年;鲁耶特和尼克雪继续乔治和托马斯兄弟的研究，不幸为科学殉难，直到1886年法国化学家摩桑历尽艰险才成功地制得了氟。

又如，居里夫妇在马厩大的“实验室”里顽强奋斗了六年，处理近一吨的沥青铀矿渣，得到0.1克镭盐，成功的喜悦使居里夫人激动得哭了。

（四）通过化学史的教学，培养学生发展的观点

人类对事物的认识不会停留在一个水平上，是不断向前发展的，通过化学史的学习，可潜移默化地培养学生发展的观点。例如：对原子结构的认识，古代认为原子是一个实心的不可分割的小球。19世纪末，发现电子后，罗瑟福提出行星式原子模型，1913年玻尔提出量子模型，直到现在的玻恩运用概率分布描绘的电子云图形。尽管如此，这还不是真理，因为爱因斯坦就对电子云模型提出了疑问。

（五）通过化学史教学，对学生进行爱国主义教育和社会主义方向教育

化学史上热爱自己祖国的科学家不乏其人，如居里夫人就是很好的榜样。通过介绍化学家爱国的动人事迹，可以很好地培养学生的爱国主义情感。

我国灿烂的古代文明和中华人民共和国成立后（特别是改革开放后）工农业生产及科技的发展是进行爱国主义教育和社会主义方向教育很好的材料。我国古代四大发明中的火药和造纸是化学科学技术的伟大成就。我国古代金属冶炼已达很高水平，公元前6世纪就发明了炼铁技术。我国是应用石油和煤最早的国家。改革开放后，科技进步更是神速，钢产量在1982年已居世界第四位，现已跃居世界首位，硫酸产量已居世界第一位。在化学科技方面，我国科学工作者于1965年在世界上首次人工合成了具有生命活力的蛋白质结晶牛胰岛素。1981年，人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，是世界上首次用有机化学和生物化学方法合成的具有与天然转移核糖核酸相同的化学结构和生物活性的转移核糖核酸。这两项科学成就标志着我国在人工合成生物高分子的研究上居于国际领先地位。

二、进行化学史教育应注意的问题

教师必须摸清哪些内容可联系化学史;哪些内容不必讲化学史;是详讲，还是简单提一提;等等。教师应根据有关化学史资料进行改编，边编边讲边积累。如学习元素时，有选择的讲一些元素（如氟、惰性气体、溴、碘）的发现过程。在讲苯的结构式、橡胶硫化、钢铁中磷的危害时，可讲一些小故事，还可以讲一些伟大科学家从事科学研究的感人故事等。

介绍适当的科普读物，让学生在学有余力的兴趣阅读中了解化学史。

選准内容和切入点，组织学生模拟科学家的研究过程进行科学探究，让学生在模拟探究中感受探究成功后的快乐。

参考文献：

[1]刘 超，董素静.结合化学史培养学生的科学探究意识[J].中学化学教学参考，2007（10）：35-36.

[2]吴琼英.化学史融入探究教学的实践与反思——以“质量守恒定律”为例[J].中学化学教学参考，2017（7）：20-22.