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在现代科技革命时代,化学也在突飞猛进的向前发展.化学教育面临的任务是为21世纪培养具有创新精神的高素质的化学人才.面对21世纪的期待,人们呼唤全面的化学教育,这就要求学校教育除了给予受教育者以系统的专业知识外,还应训练他们的科学思维和科学方法,培养他们科学精神和科学品质.我国著名化学家、教育家付膺教授曾多次讲过:“一门科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分,因为科学只能给我们知识,而历史却能给我们智慧.”在实施全面的化学教育的诸多途径中,化学史教育是非常重要而有效的途径.
在化学教学中,结合化学史进行讲授,可使学生掌握化学发展的规律,提高他们分析问题、解决问题的能力和自学能力与独立工作能力.化学史教育也对学生正确认识主观与客观、理论与实践、个人与社会、人类与自然的关系等一系列的问题,培养高素质创新人才等方面都有重要意义.
1使学生全面把握化学知识,培养学生的创新精神
人类对自然界的认识是不断发展的,对化学知识的认识也是不断发展的.随着时间的推移,化学家知道的物质种类、制取方法和研究范围都在不断扩大,关于物质的组成结构,化学现象和过程的理论都在不断被扩充完善和发展.如酸碱理论就经历了从波义耳(Boyle)最初的酸碱概念到阿累尼乌斯(Arrhenius)的电离理论、布朗施特德—劳莱(BranstedLowry)的质子理论、路易斯(Lewis)的电子理论到皮尔逊(Pearson)的软硬酸碱理论的发展过程;再如人类对原子结构的认识,也经历了汤姆生(Thomson)“葡萄干蛋糕”模型到卢瑟福(Rutherford)模型、玻尔(Bohr)模型以及建立在量子力学基础上的原子结构模型的发展过程.又如对元素的分类及元素周期律的发现也经历了一个长期的发展过程.针对应试教育带来的学生“思维定势”及“教科书都是正确的、无疑的”负面影响,在教学中教师结合这些化学史的例子,以发展的动态知识,从它的孕育、产生、发展的历史过程去阐述,首先可以使学生从发展的高度以全面发展的视野,深刻地理解化学知识,把握化学发展的规律,将学到的知识融会贯通;其次可以引导学生追踪科学发展的足迹,对学习化学产生浓厚的兴趣;第三,这些理论都是在实验的基础上不断完善、不断发展的,这样可使学生更加深刻地认识到实验的重要性.通过认真观察实验现象,并对这些现象进行理论解释,也使学生养成了“不唯书,只唯实”的良好风气和科学态度,并培养了他们的钻研创新精神.
2培养学生一丝不苟、严谨治学的态度
目前大学生中一半以上的人是独生子女.独生子女有聪明好学的优点,但缺点也是比较明显的,如学习生活比较粗心,比较懒散等.通过分析这些特点,我们在教学中适时地插入一些化学史知识,对学生进行教育.如在学习稀有气体时,我们介绍了氩的发现:英国物理学家雷利(Rayleigh)从空气中分离出的氮气每升重1.2572g,而从氮的化合物中制得的氮气每升重1.2505克;微小的差异引起了雷利的注意,后来他与雷姆赛(Ramsay)合作,终于发现了一种新元素———氩.稀有气体的发现被称为“第三位数字”的胜利.同时我们还介绍了付膺教授对稀有气体所作的精彩评论,来鼓励和教育学生.再如法国人巴拉尔(Balard)23岁时发现了单质溴.而在此之前,有人将一瓶液体送给化学大师李比希(Liebig),请他分析液体的组成,但他没有进行详细的分析,就贸然断定瓶里的液体是氯化碘,当他听到巴拉尔发现溴的消息时,才认识到自己犯了一个大错误.从此李比希特地把那个瓶子放在一只被他称为“错误之框”的箱子中.正反两方面的经验教训必然引起学生的思考,并从中找出自已的差距,在今后的学习中养成一丝不苟的精神、严谨治学的科学态度.
3引导学生正确理解机遇与条件,偶然与必然的关系
在化学的发展历史中,偶然的发现、意外的收获的例子很多.如克拉克(Clark)偶然发现氟碳化合物溶液具有载氧作用,从而导致血液代用品的产生.弗莱明(Fleming)发现了青霉素的抑菌作用,巴特列(Bartlett)制备出了第一个具有化学键的稀有气体化合物.柏琴(Perken)苯胺紫染料的合成,硫化橡胶的发现等等.这些偶然情况而导致重大发明的例子举不胜举,从而说明了机遇在重大发明中的重要作用.在介绍这些例子时,我们时时提醒学生正确理解机遇与条件、偶然与必然的关系.如果仔细分析这些偶然发现,我们就会理解到一切偶然发现都反应了事物内部所隐藏的必然性,它揭示了事物内部的客观规律.机遇是有条件的,正如巴斯德(Pastear)所说:“在观察领域中,机遇只偏爱那种有准备的头脑.”通过这些事例,我们还教育学生,如果一个人没有雄厚的基础知识,没有敏锐的观察与思考,即使有一万次机遇,也会从他的身边白白溜走.
4培养学生勇于探索、献身科学的精神
在化学发展史中,许多化学家以寻根问底、锲而不舍的精神,致力于所从事的科学研究,并且有许多人为此献出了宝贵的生命.氟是最活泼的非金属,其单质的制备被认为是上一世纪化学史上最困难的任务之一.企图发明这个新元素秘密的化学家表现出巨大顽强的精神,研究工作一直继续下来,仅在法国就经历了四代人,总共106年;为了征服该元素,先后有3位科学家献出了生命.最后法国化学家莫瓦桑(Moissan)用电解法成功得到了单质氟,成为当时化学领域的一个重大事件,莫瓦桑也因此获得了1906年的诺贝尔化学奖.诺贝尔(Nobel)本人一生从事炸药的研究,虽遇许多不幸,但始终不渝.晚年诺贝尔积劳成疾,去世前将自已的全部财产捐献给科学和和平事业.居里夫人在提取镭和钋的过程中,表现出了顽强的毅力和废寝忘食的工作态度.她去世后,医生证明“夺取居里夫人生命的罪魁祸首是镭”.她无愧地把自已的一生献给了科学事业.法国科学家于尔班(Urbain)采用硝酸盐分步结晶法,经过4万次的分步结晶,从铒、铥中分离出一种混合物,再经过15000次分步结晶得到了新元素镥和镱.这些事例都使学生受到很好的教育,也必将激励他们在今后的工作中学习科学家们百折不挠的献身精神.
5对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育
教师不仅要面向学生传授知识,而且要引导学生树立正确的人生观和价值观.化学发展的历史也是一部唯物主义与唯心主义、辩证法与形而上学反复激烈斗争的历史.化学史上的许多事例说明世界观和人生观对科学研究的成败有重大的影响,舍勒(Scheele)和普里斯特利(Priestley)虽然都独立发现并制取了氧气,但由于他们被传统的“燃素说”所束缚,结果这种本来可以推翻全部燃素说观点,并使化学发生革命的元素在他们手中没有结出果实,而将成果拱手让给了拉瓦锡(Lavoisier).门捷列夫也认为质子是任何化学力或物理力所不能分割的化学单位,否认质子的复杂性和电子的存在.这些事例可使学生运用辩证唯物主义的世界观指导自已的行动.
通过化学史还可以对学生进行爱国主义教育.居里夫人为了纪念她的祖国波兰将发现的新元素命名为钋(Polonium),真正体现出了“科学无国界,但科学家却有自已的祖国”.我国是文明古国,具有悠久的历史,从古代火药造纸术到现代牛胰岛素的人工合成,都取得了骄人的成就,将这些事例渗透到教学中去,可以增强学生的民族自豪感和自信心.可以引导学生热爱祖国,热爱人民,为祖国的现代化建设贡献自已的力量.
古人提倡“以史为鉴”,如果各学科在进行思想素质教育时都能充分发掘本学科的史料矿藏,并科学地、艺术地加以“冶炼铸造”,学生的素质教育工作必然会面貌一新.
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