近十年中学化学史教育的研究

化学史对学生的教育功能早就被人们所发现，法国著名数学家保罗·朗之万说过：“在科学教学中，加入历史观点是有百利而无一弊的。”我国著名的物理化学家傅鹰教授也曾提出：“化学教育给学生以知识，化学史教育给学生以智慧。”化学史不仅忠实地记录了化学科学的产生和发展过程以及演变规律，而且以它不可代替的独特方式体现了人类精神文明的优秀成果，是科学精神最集中的载体，是人类研究自然规律的成果总结，是人类智慧的结晶。美国的“２０６１计划”中也将科学史纳入科学课程，其解释有二：其一，若没有具体的科学实例，关于科学发展和运作的概括将是空洞的；其二，科学发展中的人物、轶事对于我们继承文化遗产具有重要意义。同样，英国的“国家科学课程”中对于引入科学史的解释为：学生应该理解科学概念，随着时间而改变、发展的方式，理解这些概念及其应用是如何受社会、精神和文化背景影响的。
　　
　　但近十年来，人们对化学史教育的研究却很少，在搜索的文章中，基本上是关于化学史教育的教育价值。如通过化学史培养学生爱国主义、辩证唯物主义和历史唯物主义、科学精神和科学态度等，较少涉及化学课堂教学中如何有效地进行化学史教育及进行相关性评价，如何提高教师化学史教育的意识与素养，及如何有效地开发化学史校本课程等。鉴于此，对化学史教育进行回顾、梳理、总结和进一步探讨、研究，对把握和落实新课程标准精神，推动和促进当前中学化学教学改革不无裨益。
　　
　　一、近十年化学史教育综述
　　
　　１．化学史的教育价值
　　
　　起初人们认为化学史的教育价值只是为了培养学生情感因素。如介绍我国古代的化学工艺，西汉时发明造纸术、唐代黑火药的记载，还有煤的开发利用，石油、天然气开发利用，陶瓷的发明，酿酒、染色、炼丹术、本草学等的化学史教学内容，是为了培养学生的爱国主义精神。又如英国化学家戴维在１８０７～１８０８年发现了钾、钠、钙、锶、钡、镁、硼等多种元素，当时仅２９岁。法国化学家巴拉尔２２岁时发现溴等，这些都能激励学生的求知欲和奋发向上的学习热情。又如，学习有机化学时，联系德国化学家乌勒在１９世纪用氰酸铵人工合成尿素，推翻了此前无机物和有机物之间不能相互转化的错误论断的历史事实，说明自然界物质间的对立统一性，使辩证法教育落到实处，培养了学生辩证唯物主义思想。还有，１９０６年化学诺贝尔奖得主莫瓦桑明知氟的毒害很大，仍不顾危险反复实验，终致英年早逝；居里夫人由于长期与放射性物质接触而以身殉职；李时珍忠于医药研究，有时甚至冒着危险吞服烈性药等。以此培养学生敬业献身的精神。
　　
　　随着化学课程改革的深入，人们开始重视利用化学史培养学生的科学素养。例如，人们发现化学史中有不少科学发现史料，可供现在的学生在学习化学时模仿其发现过程，学习其中方法。如学习门捷列夫周期律的发现过程时，可以介绍从德贝莱纳、迈耶尔、纽兰兹，再到门捷列夫发现元素周期律、门捷列夫在周期表中留下空格、门捷列夫周期表被填满、拉姆塞发现稀有气体完善周期表、莫塞莱得出原子序数等于原子的核电荷数，直到现在的元素周期表。学习这些内容不只是学习这个过程，而是延伸得出的科学研究的一般方法及科学研究的一般过程，提出问题——搜集信息——科学假设——事实验证——科学结论。又如，１８４２年法国青年学生巴拉尔发现了溴，而德国化学家李比希先于巴拉尔制得了这种液体，但他却轻率武断地贴上了“氯化溴”的标签。正因为巴拉尔端正的科学态度，正确对待科学研究中出现的偶然性，才发现了溴，而李比希却错过了一次良机。通过类似的化学史可以培养学生务实求真的科学态度。
　　
　　目前，一些教育工作者对化学史教育价值的认识，开始转向促进学生对化学学科科学本质的理解。在《面向全体美国人的科学》一书中，美国科学促进协会把科学的相对性作为科学素养教育目的的重要组成部分，书中指出：世界是可以认识的，科学观是可变的，科学知识是持久的，科学可不能解决所有问题。因为化学学科要不断发展，就需要对其中内容进行修正、完善、开拓、创新。这一点在英国、美国等国家的教育法规文件中已有体现。我国现在新制定的《普通高中化学课程标准（实验）》中前言部分也提到，高中化学课程应有利于学生加深对科学本质的认识。正由于科学的本质贯穿于科学发展历史中，所以在化学课程中要进行科学本质的教学，必然难以完全避免以化学史的内容作为教育载体。
　　
　　２．化学史的教育形式
　　
　　（１）课堂教学中穿插讲授。如讲苯分子结构时，可讲述凯库勒执迷研究，日夜思索，梦悟苯环结构的故事。讲硝化甘油时，介绍１８６４年诺贝尔千辛万苦建成的第一个硝化甘油厂发生爆炸，事故夺走了他弟弟等数人的生命，诺贝尔忍受着不准重建工厂的痛楚和来自多方面的议论，甚至把他看成“制造恐怖的人”。然而为了事业，诺贝尔终身未娶，孑然一身，正如他自己所说：“我的‘妻子’是研究，而我的‘孩子’是发明。”最终以顽强的意志，付出了毕生精力把那难以利用的硝化甘油制成用于筑路、开矿的达纳炸药。尽管硝化甘油给诺贝尔带来了巨大的财富，但也渗透着血泪斑斑的痛苦回忆。他热爱人类，临终前拿出自己的全部财产设立诺贝尔奖，贡献给人类进步与和平。
　　
　　（２）开设化学史专题讲座。让学生在听讲座中了解化学家是在怎样的历史条件下，通过什么实验方法，提出过哪些大胆设想，克服过哪些困难险阻，最后才创建新的学说、理论或取得成果。比如可以讲橡胶塑料纤维与高聚物、巴基球——（Ｃ６０）的发现、不锈钢的问世、波义耳的紫罗兰花等专题。
　　
　　（３）组织研究性课题活动。教学中可以充分挖掘条件，把科学家做过的实验引入化学实验课堂或课外活动，让学生身临其境，体验和感受科学探究过程。在知识形成过程中养成科学态度，获得科学方法，在“学科学、用科学”的实践中提高自己的科学素养。
　　
　　（４）举行化学史案例分析讨论会。如对于化学史中重要的内容，可采用案例教学模式，把化学史按其发生、发展的历史演变过程以及化学家在一定历史条件下所作的贡献进行案例剖析和案例讨论。如化学史中的杜马如何抓住蜡烛冒烟事件的肇事者，居里夫人怎样发现放射性元素钋与镭等，可采用这种形式。
　　
　　（５）利用化学史编制习题。把化学史编制成习题，不仅有利于学生巩固化学基本知识，也有利于学生了解科学知识的产生和发展过程。编题时，要选择一些典型的化学史的素材，选材不仅要体现课程标准的要求，而且一定是化学科学发展过程中起关键性或突破性作用的内容，如元素和物质发现史、化学概念和理论发展史、物质设备与应用历史、物质结构的认识过程等。
　　
　　二、近十年化学史教育存在的不足及对策
　　
　　综观近十年来中学化学史教育的研究和发展，无论是理论的探讨和摸索，还是化学史教育价值和形式的革新，或是对化学史教育的重视程度，无不向深度和广度两个方向延伸，而且取得了一定成果。但近十年的化学史教育存在的缺点和问题也是明显的。具体表现为：其一，对中学化学史的教育价值及地位未进行全方位的论证和定位；其二，新课程标准已开始对化学史教育的重视，但在化学教科书中体现不明显，还没有专门的化学史必修课或选修课，甚至也没有化学史的校本课程；其三，如何在化学课堂教学中探索化学史教育的有效模式，尚未涉及；其四，中学化学教师的化学史教育的意识和素养也急需提高。
　　
　　通过上述分析，首先“教育者先受教育”，化学教师首先要充分重视“化学史”及科学史教育，提高自身素养。然后采取多种形式，利用各种手段将化学史教育与科学素养教育有机结合，既要给学生以知识，又要给学生以智慧。其次，要领会和落实新课程标准的精神，积极开发化学史校本课程，全方位地、高效地提高学生科学史素养。