首页 -> 2008年第2期

化学教学应重视化学史的教育

作者：许青锋

　　许多教师对课本中的化学史内容，只是简单布置学生课后看一看。他们认为化学史提高不了学生考分，对升学率不起作用，甚至对化学史提也不提。事实上，化学史对培养人才有着特殊的作用，因此，中学化学教学中应重视化学史的教育。
　　
　　一、化学史可以促进学生学习化学的兴趣和爱好
　　
　　著名化学家傅鹰教授说过：化学科学给人以知识，而化学史给予人的是智慧。在化学教学中安排适当的化学史教材，这对发展学生思维能力和激发他们的学习兴趣是很重要的。众所周知，学生对某些知识一旦发生了兴趣，就创造了记忆最佳的心理条件，这种非智力因素在教学中起的作用是不容忽视的。
　　例如，在教学有机化学时，什么是有机化合物，它和无机化合物的区别是什么，这些问题是在揭开学习有机化学的序幕时首先碰到的问题。如果在这里透过教材的自然联系，用简单的语言，介绍一下19世纪20年代，在化学发展史上从无机物合成有机物的事实，对帮助学生正确理解有机物的概念是有积极作用的。
　　首先，德国化学家乌勒用无机的制备方法制出在动物肾脏中才能排泄出来的尿素。他是无意中发现可以用无机物、无机方法制出有机化合物来的第一人。
　　NH₄Cl+AgCNO→AgCl↓+NH₄CNO
　　NH₄CNO→+CO(NH2)2
　　氰酸铵　尿素
　　由于乌勒合成尿素，冲破了当时盛行的“生命力”的禁锢，开辟了合成有机物的广阔前景。
　　其次，1845年柯尔柏用硫和活性碳先加热制得二硫化碳，后通过氯气得四氯化碳，再经四氯乙烯，最后得到醋酸。
　　CCl₂=CCl₂+Cl₂+2H₂O→CCl3COOH+3HCl
　　CCl3COOH+6[H]→CH₃COOH+3HCl
　　结合我国古代的酿酒、制醋、发酵、造纸等，以及1965年合成用胰岛素，可置爱国主义教育于课堂教学之中，这些生动具体而富有情趣的史实，会给学生留下深刻的印象。
　　引入一点化学史资料进行教学，既可以把有机化合物的探究弄清楚，进行辩证唯物主义的思想教育，提高学生的思维能力，激发学生的学习兴趣，还为以后学习化学奠定基础。
　　
　　二、运用化学史实可以培养学生的科学思想和科学方法
　　
　　化学史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科学方法、科学思想是很好的材料。教学重点是教育学生怎样发现问题，怎样推理得出模型和假说，怎样验证模型和假说的思维方法。
　　例如，讲氧气时可以介绍燃素学说是怎样提出的，这个错误的认识为什么能得到当时许多科学家承认。普利斯特利发现了氧气理应可推翻燃素学说，但他却没发现真理；而拉瓦锡利用氧气的发现推翻了燃素说，提出燃烧的氧化作用，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，从成功中得到启发，对培养学生科学思想和科学方法是很有启迪的。
　　又如，在高中讲电离学说时，应叙述阿仑尼士提出电离学说前酸碱盐溶液的反常现象，他怎样透过这些反常现象看到酸碱盐溶液的本质，提出了电离学说的。电离学说又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，当时阿仑尼士拿着他的电离学说论文找到他的老师克勒苇教授，希望得到他的支持，然而克勒苇竟冷冷地说了声“再见”，扭头就走了。当时一些著名科学家如英国的阿姆斯特朗、法国的特劳贝、俄国的门捷列夫都不赞同电离学说。门捷列夫认为，电离学说不过是一种奇谈怪论，不值一提，它和燃素学说一样肯定会破产的。这些知名科学家反对的理由和今日中学生学习电离时犯有同样的错误认识，他们认为电解质在溶液中只有通过电流的作用才能离解，而不能自动离解。与此同时，电离学说也得到一些科学家的支持，如德国科学家奥斯特瓦尔德，荷兰科学家范霍夫等。奥斯特瓦尔德亲自跑到瑞典找到阿仑尼士讨论这些科学成果的具体应用，将自己先进的实验室借给阿仑尼士进行科学探索。而克勒苇不解地问奥斯特瓦尔德：“你真的认为烧瓶中有钠离子和氯离子游来游去吗?”奥斯特瓦尔德斩钉截铁地回答：“是的。”范霍夫把电离学说誉为物理化学史上的一次革命。后来这三位杰出科学家组成了无私的联盟，被当时的反对派称作“离子主义者”，他们却分别于1901年、1903年、1909年获得诺贝尔化学奖。通过史实告诉学生，科学家是怎样对待反常现象的，如何提出学说建立科学的理论和科学的思维方法。
　　
　　三、通过化学史，加深对化学知识的理解
　　
　　目前教学由于讲解知识的来龙去脉不够，中学生学到的一些化学知识，是孤立的、静止的。进入大学后，一部分学生认为中学化学里有些定义是错误的，一部分学生反映由于中学把概念讲得过死，再接受大学的讲法，会别扭一段时间才能接受下来。为什么有这种反映呢?重要原因是中学的教学，把概念定律孤立起来学习，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，以及科学家的研究方法教给学生，缺乏跟化学史相结合。
　　例如，讲原子结构时，应该适当讲述人类对原子结构探索的过程。中国古代墨子“端”的学说，古希腊德莫克利特的“原子”说，都认为物质是由不可分的最小微粒“端”或叫“原子”构成的，这是人类根据自然现象对物质结构的猜想。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”。恩格斯称道尔顿的原子说开创了化学的新时代。1896年汤姆逊发现电子后，1904年提出原子像西瓜，瓤是正电，瓜子是电子，电子均匀地镶嵌在瓤里的“西瓜模型”。1911年汤姆逊的学生卢瑟福根据a-粒子散射实验，提出原子有个核，电子像行星绕核旋转的“行星式原子模型”，推翻了汤姆逊的“西瓜模型”。卢瑟福的学生玻尔根据氢光谱和量子理论提出核外电子是在许可轨道上运动的假说。发现电子的波粒二象性后，玻尔运用几率公布提出电子云模型。应该指出电子云概念后也不是最后真理，科学家们仍在争论。爱因斯坦就强烈反对，把“几率的解释”称做“掷骰子”。他对玻尔说“你信仰掷骰子的上帝”，而我们“无论如何相信上帝不是在掷骰子”。他认为究竟谁是谁非有待未来的实践检验。这样的叙述虽然费十几分钟的教学时间，但活跃了学生思想，知道科学发展是人类前赴后继的结果，指出化学学科中不是没有问题了，启发他们科学探索精神，激励同学立志为揭开核外电子运动的奥秘而献身。