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在中学化学教学中应讲一点化学史

2012-07-13王德山

教育界·上旬 2012年8期
关键词:化学家氧气世纪

王德山

在中学化学教学中,讲一点化学史,不论从教育或修养两个方面来讲,都有它的重要意义。

化学史是进行爱国主义思想教育的好材料。虽然现在出版的初中化学课本里提到的多位科学家都是外国人,但是我们仍然不应该忘记我们祖先的卓越成就。因为炼金术发源于中国,直到8世纪唐王朝时,才传入阿拉伯。到公元十一二世纪再传入欧洲。再经过了几个世纪,炼金术逐渐演变发展成近代化学。到了19世纪中叶,近代化学再从欧洲传入中国,可以说是化学回到了它的“娘家”。

通过化学史的教学,使学生了解到科学家在进行理论思维时,总要自觉或不自觉地受到某种哲学思想的支配,直接影响到他们的理论和研究成果。因而它是培养学生辩证唯物主义和历史唯物主义世界观的最好方法。在化学发展史上,“燃素说”统治人们思想几乎一个世纪。18世纪最有名望的化学家如普列斯特利、卡文迪许、舍勒等,都是著名的化学家,他们的实验工作是很出色的,对化学曾作出过重要贡献。但是他们都相信“燃素说”。因此当进入到理论领域,就束手无策了。甚至做出许多理论上和实践上的蠢事,正如恩格斯说的,当真理碰到鼻尖上的时候,还是没有认识真理。普列斯特利发现了氧气,但他始终不能认识它,而且还反对拉瓦锡的燃烧的氧学说。直到1794年,拉瓦锡去世后,他还在反对拉瓦锡的正确观点。这个历史教训,是对形而上学观点的最好批判。

1860年俄国化学家门捷列夫发现元素周期律,这是化学史上一件划时代的大事。有人说这是门捷列夫去玩纸牌时偶然发现的,当真是这样吗?

现在我们引一段1903年门捷列夫所写的一段自述,看一看他当时研究这一问题时的思想方法。他说:“人们不止一次地问过我,我发现周期律……是以什么为根据,以什么样的思想为出发点”。他回答说:“在我自己致力于物质研究时,我在它那里看到两种这样的特征或性质:质量——它占有空间,并且表现在引力中;特性——表现在化学变化中。因此无意中就产生了这样的思想,即在元素质量和化学特性之间必然存在着联系,而既然物质的质量……最终在原于形式中表现出来,那么就应当寻找元素的个别性质和元素原子量之间的函数关系”。这段自述最清楚不过地说明了门捷列夫发现周期律绝不是偶然的,他是应用了量转化为质这一辩证法的基本规律来指导他的研究工作,最后获得了巨大的成功。

学一点化学史,除了《大纲》所指出的以外,还有一点重要意义是可以培养学生的科研能力。学习化学史,从某种意义上来说,就是向我们的先辈学习科学方法论。哪些方法是正确的,我们应当学习和借鉴;哪些方法是不正确的,我们应该放弃或从中汲取教训。例如初中化学课本中介绍的惰性气体发现历史,是很能发人深省的。惰性气体早在1785年就被卡文迪许发现:他在除去二氧化碳、水蒸气和其他杂质纯净空气里,混入过量的氧气,然后进行无声放电,使所有的氮气都和氧气化合成酸性氧化物,然后用苛性钾溶液吸收。多余的氧气在用焦性铬酸(即联苯三酚)的碱性溶液吸收。经过两次吸收后,按理不能再有什么气体剩留下来,但是实验结果却仍留下大约只占原空气体积1/20的气体不被吸收。这是什么气体?卡文迪许未经过进一步实验就草率地、主观地认为可能是因氮和氧作用不完全而残留下的氮气,把实际上已经到手的科研成果轻轻地放过去,使惰性气体的发现推迟了一百多年。在科学研究中,有时出现出乎意料的情况,这在自然科学方法论中叫做“机遇”。在这种出乎意料的情况中,很可能蕴藏着某种重大的科学问题。遇到这种情况,必须寻根究底抓住不放,通过实验找出现象产生的真实原因,切忌想当然地草率作出结论。惰性气体的发现史很好地说明了这一点。

我国著名化学家和教育家傅鹰教授曾经说过:“科学只能给我们知识,而历史却能给我们智慧”。为了培养出开拓型、创造型的新一代化学人才,在化学教学过程中讲一点化学史是十分必要和有着深刻意义的。

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