化學的教育價值

2023-01-23 15:09:01 字數 3425 閱讀 6059

化學發展至今天,成為一門應用性強、研究物件廣泛而深入的成熟學科,是若干代人的研究逐漸積累的結果。現代化學學科的發展,離不開以歷史上人們的化學研究成果為基礎。化學史是一門有關化學形成和發展歷史的科學,它包括化學發展簡史、化學社會史和化學思想史,它蘊含著由科學探索、科學應用而積累起來的科學思想、科學認識論及化學家深邃的思想、科學態度和科學精神,積澱了極其豐厚的教育價值。

化學史是科學史的乙個分支。科學史反映人類進步的歷史,化學史則是人類在長期的社會實踐過程中對自然界中化學知識進行系統描述的歷史。因此,化學史是化學科學中最寶貴的一部分。

化學史在學生的素質教育中具有特殊的功能和教育價值。學習化學史有助於學生理解化學知識、有助於激發學生的學習興趣、使學生認識真實的科學家。

[關鍵字]:化學史教育價值化學知識學習興趣科學家

化學史料對學生的教育功能早已被人們所認識法國數學家保羅·朗之萬就說過,「在科學教學中,加入歷史的觀點是有百利而無一弊的。」我國著名的物理化學家傅鷹教授也曾提出,「化學教育給學生以知識,化學史教育給學生以智慧型」。在大力提倡素質教育的今天,學生學習一點化學史方面的知識,不但可以開拓其知識領域,更能使學生掌握科學方法,體驗科學**的過程,從而形成科學品質和科學精神。

化學史是人類在長期的社會實踐活動中對自然的化學知識系統的、歷史的描述,它以化學學科本身發展的歷史為前提,闡述從化學萌芽開始經過漫長的歲月,怎樣發展為現代化學的歷史過程。化學史中不僅記錄了影響化學發展的重要事件,闡述了化學發展的歷程,而且向人們展示了化學家們揭開化學現象的故事及他們所具備的科學精神和態度。化學史中每乙個富有魅力的故事,融合了人與自然、人與社會、人與人的關係,化學史的教育價值既存在於「故事」本身,又體現於外在的功能。

一、化學史有助於學生理解化學知識

在教學實踐中發現許多學生在學習掌握化學知識時,總是被動地記憶一堆化學物質的名稱、符號、化學反應方程式,然後機械地反覆做練習題,直至感覺能把這些知識「靈活運用,完全理解」。但是,實際上學生並不能真正地「理解」這些知識。化學史有助於幫助學生理解化學知識的背景,感悟化學與人類生活的聯絡,使化學以生動的面孔出現在課堂上。

教學中根據所學內容,穿插一些短小的歷史故事,常起到加深對教材內容的理解和記憶的效果。

例如《苯芳香烴》一節中,苯的結構比較特殊,學生比較難理解,儘管教師想盡辦法在黑板畫圖、模擬空間結構也難將其講得十分透徹。在教學中將歷史追溯到19 世紀:苯是在1825 年由法拉第首先發現的,並分析確定其化學式為ch,後來日拉爾等從煤焦油中推測出一種新的碳氫化合物,其為c6h6,它的不飽和程度比烯烴和炔烴大,但並不能發生加成反應,因此它的結構成了乙個謎。

凱庫勒在2023年已認識到苯中碳原子彼此之間比大多數有機化合物中的碳之間要靠得更緊,在以後將近十年的時問,凱庫勒曾提出兩個假說:苯的6個碳原子形成環狀閉鏈,即平面六角閉鏈;各碳原子之間存在著單雙鍵交替形式,然而通過實驗,結果並未發現。到後來凱庫勒在苯的研究中,他的「建築學」特長和「靈感」讓他夢悟出苯環結構:

苯分子的六個碳連成環狀,碳之間以單鍵和雙鍵交替結合,每個碳與乙個氫相連 ,這樣既滿足了碳四價,又符合化學式 c6,後來為了紀念凱庫勒,就稱之為凱庫勒結構式,使用至今。了解上述化學史之後,學生很容易歸納出苯分子的結構式、結構簡式、分子構型,同時也能明白苯分子中沒有交替存在的單、雙鍵的原因,通過化學史故事,學生對苯分子結構的理解就不會那麼抽象,這比直接從概念、定律出發去學習當然要生動有趣得多,而且印象也深刻得多。同時,化學史也從另一面展現一種動態的知識,從法拉第到日拉爾,再到凱庫勒,呈現出人類對化學物質結構的認識不斷深化的過程。

同樣的在原電池的教學中,介紹義大利科學家卡爾文到伏特發明電池的過程,讓學生知道了電池發明的歷史,又懂得了電池的工作原理,變抽象難懂的知識為具體的、易理解的知識,展現在學生面前的就不再是枯燥無味的化學世界,而是極具魅力的物質結構、元素符號、化學方程式。

二、化學史有助於激發學生的學習興趣

科學素養大致包括科學知識、科學方法、科學精神、科學態度與情感等方面,教學中充分利用化學史豐富的內涵,通過生動有趣的故事來描繪化學家們的科學**過程、所採用的研究方法以及他們勇於探索、大膽創新、堅持實踐等科學精神,既是喚起學生探求興趣的好素材,也是培養學生的科學素養的好途徑。不僅如此,化學作為實驗科學,在教學中有意識地對學生進行自然科學方**的教育,培養學生觀察實驗能力、勤於思考的習慣、嚴謹的科學態度是很重要的。波義爾是第乙個把植物浸取液做酸鹼指示劑的化學家,指示劑的發現緣起於別人贈與波義爾的紫羅蘭不小心被鹽酸飛沫沾上而變色。

科學研究往往有這樣一類現象,由一種事物或理論的發現,而引起了對其他事物或理論的發現。波義耳意外發現以後開始研究各種酸對紫羅蘭的作用,從而聯想到,紫羅蘭對鹼溶液是不是也有某種特殊的反應呢? 是不是還有其他的有色植物,比紫羅蘭的效果更好呢?

如果要解決這些問題,也只有用實驗來回答。不畏疲勞、善於深思的波義爾為了尋求科學真理,進一步研究了有關鑑別酸、鹼溶液的方法。他發現不僅紫羅蘭、玫瑰花等的浸液可以鑑別酸、鹼溶液,其他不少的藥草、有色樹皮和植物的根都具有區別酸、鹼溶液的作用。

其中以石蕊的效果最好,遇酸變紅,遇鹼變藍。之後他還用浸液把紙浸透、烤乾,製成石蕊紙。似乎這些發現是無意之中注意到的現象才引發後來的發明,但這並不是偶然的,這正是他一貫認真觀察的結果,這讓學生認識到學習化學必須細緻觀察、尊重事實、認真思考。

否則凱庫勒就不會發現苯的結構,居里夫人就不會發明鐳。

三、化學史使學生認識真實的科學家

化學史中的化學家首先是人,有他的喜怒哀樂,有他的道德準則,有他的生存環境。然而一直以來有乙個頗為流行的錯誤觀念,以為科學是不具個性的、冷冰冰的、純客觀的事業,這既是對科學本質的誤解,又是對科學的人文價值的否定。我們經常是不把科學家當「人」看待,傳統的「為尊者諱」造成了許多「高、大、全」的化學家形象,過分地渲染趣聞軼事又造成了一些科學怪傑甚至是幸運兒,中學化學教育中這樣的道德教育效果是值得質疑的。

如果我們在教學中不是仰視,而是平視許多化學家,會發現更多的教育內容.如哈伯作為合成氨的發明者,又作為化學**的倡導者,對其思想歷程的分析有助於激發學生對許多人文問題的獨立思考.通過化學史教育使學生認識到科學家不是神,學生才有可能走近他;科學家是人,學生才可能在以後成為科學家.因此,化學史教育應當給學生全面介紹乙個個真實的科學家.化學史所展現的化學家的人格魅力,所體現出來的對科學事業的執著追求、愛國熱情、民族情懷、求實求真的品格、堅強的意志等科學精神,都會使學生的情感昇華。如一生兩度榮獲諾貝爾獎的居里夫人,為紀念其祖國波蘭,把自己歷經艱辛發現的元素命名為釙。中國近代化工專家侯德榜先生為了祖國的化工事業,放棄美國豐厚待遇毅然回國,發明了「侯氏制鹼法」,衝破了「索爾維公會」對我國的技術封鎖等,從中使得學生體會這些科學家身上流淌著的愛國心和故鄉情。

化學史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地,事實說明,課內外給學生講一點化學史知識對於學生的成長、發展是非常有好處的,我們每一位化學教師都應該不斷地去「探訪」這塊寶地,引導學生去認識它,從中汲取力量,使它真正成為化學教與學的重要內容之一。

[參考文獻]

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