化学史在培养师范生科学素养中的作用探讨

张菊芳 （大同大学大同师范分校，山西 大同037039）

化学史是人类在长期的社会实践活动中关于化学知识的系统、历史的描述。化学史是科学史的一部分，包括化学发展史、化学社会史和化学思想史3个方面的内容。化学史既如实地记录了化学学科发展过程中的重要事件，又真实地展现了化学家揭示化学现象背后隐藏的规律时所付出的努力、艰辛甚至是巨大的代价，同时也记录了化学家们作出科学研究成果时所采用的科学方法所秉承的科学精神和严谨态度［1］。在化学教材中，与教学内容有关的化学史资料十分丰富。化学教师只要细心挖掘教材，关注化学史内容并恰当地运用在教学中，则能很好地培养师范生的科学素养，从而取得较好的教学效果。下面，笔者对运用化学史培养师范生科学素养进行了探讨。

1 激发学生的求知欲，促使学生勤于思考

科学家们在研究化学规律的过程中常常会发生一些有趣的故事，为此教师应通过各种渠道收集关于科学家的趣闻轶事，并在课堂上结合教材适当地加以运用，可以激发学生的学习兴趣，由此加强对相关知识的理解和记忆。例如，在讲解有机物 “苯”的结构式 （也叫凯库勒式）时，可讲述德国科学家凯库勒发现苯的环状结构的过程：他在提出苯的多种开链式结构却发现与大量实验事实不相符之后，一直在苦思冥想。1865年的一天夜晚，他在书房打起瞌睡，眼前又出现了旋转不停的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲，忽见一条蛇咬住了自己的尾巴并旋转不停。他像触电般猛然惊醒，联想到了苯分子的结构可能是一个环状，于是他提出环状结构的假说并进行验证，发现试验结果与其假说十分相符。当学生兴趣正浓时，教师应乘机强调：凯库勒之所以能够 “夜有所梦”，主要原因是他的 “日有所思”，他的成功源于对苯分子结构锲而不舍的追求，这样可以激励学生像科学家一样在学习中勤于思考，从而取得良好的学习效果。

2 促使学生掌握科学的学习方法

化学史是一部化学科学研究方法和化学智慧的历史，通过化学史教育不仅可以使学生学到相应知识，而且可以使学生了解到一定的科学研究方法［2］。化学史中涉及化学家运用科学研究方法的事例很多。例如，在讲解 《物质结构与性质》中 “元素第一电离能周期性变化”的内容时，可以适时地插入人类合成第一种稀有气体化合物XePt F6的事例。1960年，英国化学家巴特列特根据Xe和O2的第一电离能几乎相等、O2和Xe的半径大致相等，且O2和Pt F6能化合生成化合物 ［O2］＋［Pt F6］－的情况，运用类比的方法进行推理，认为既然Xe具有类似于O2的性质，其也应能被Pt F6氧化。于是巴特列特仿照合成O2PtF6的实验方法，将PtF6的蒸气与等摩尔的Xe混合，在室温下制得了一种橙黄色固体XePtF6。因此，巴特列特通过科学类比法得到了第一种稀有气体的真实化合物，推翻了惰性气体不能生成化合物的观点。又如门捷列夫在1869年运用对比、归纳与演绎的方法把当时已经发现的63种元素进行分类列表，制得了化学史上第一张元素周期表，而且他还大胆预言了11种当时尚未被发现的元素，并为它们留下了位置，后经证实其预言完全准确。类似于这样运用科学方法进行研究的事例很多，在教学中教师适时地穿插在相应的教学中，可以向学生展现化学家们探索知识的过程，从而使学生了解科学家在探索科学规律时所采用的科学研究方法，进而运用在学习过程中。

3 培养学生严谨的学习态度和锲而不舍追求真理的精神

化学史上每一项重大理论都是经过了科学家们反复地争论、验证后才建立起来的。科学家们锲而不舍追求真理的精神，可以让学生切实感受到 “真理贵在坚持”的道理。例如 “燃烧的氧化学说”的建立就是一个典型实例。瑞典化学家舍勒、英国化学家普利斯特里都曾发现并制得了氧气，也对其性质进行了初步研究，但由于受 “燃素说”思想的影响，因而未能提出 “氧气”这个概念。法国化学家拉瓦锡从1772年9月开始研究燃烧现象，他敢于质疑 “燃素说”，正确地使用定量分析实验的研究方法，通过分解氧化汞后得到了普利斯特里和舍勒所描述的助燃性气体，并于1777年正式把这种能助燃的气体命名为氧，首创了 “燃烧的氧化学说”，从而彻底地推翻了 “燃素说”，并使化学蓬勃地发展起来。再例如，1892年英国物理学家雷利发现用氨气分解得到的氮气密度为1．2508g／L，比从空气中分离出来的氮气的密度1．2572g／L小了一丁点儿，但他没放过这微小的差别，通过与化学家拉姆塞合作，终于发现了惰性气体家族中的第2种元素氩。因此，教师有针对性地进行相关化学史的教育，可以培养学生严谨的学习态度和锲而不舍追求真理的精神。

4 培养学生团队合作的精神

师范生将来会从事教育事业，需要具有团队合作的意识和能力。因此，在教学过程中，可以运用科学家通过团队协作而取得重大研究成果的事例来鼓励学生树立合作学习的思想。例如C60这种新单质，就是由英国化学教授克罗托、美国化学教授斯莫利和柯尔3人合作研究后于1985年发现的，还有雷利与拉姆塞合作发现了惰性气体家族，从而完善了元素周期表等［3］。此外，纵观诺贝尔化学奖得奖情况，许多项目往往是多位科学家通力合作后完成的。通过上述事例的说明，让学生深刻理解团队合作在科学研究中的重要性，同时要求他们在平时的学习中应相互交流、讨论，集思广益，这样既能取得更好的学习效果，又能培养学生的团队协作的能力。

5 培养学生的科学价值观

科学价值观就是用科学的世界观和方法论来看待相关事物。在化学发展史过程中，由于受主客观因素的影响，正确与错误、成功与失败总是交织在一起，这样的例子不胜枚举。因此，在教学过程中，应充分利用化学史资料来培养学生的科学价值观。如德国化学家弗里茨·哈伯既是工业合成氨的创始人，又是化学毒气的制造人。在第一次世界大战中，他为德国制造了不少氮化合物以生产炸药，还使得氯气这种化学毒气首次登上了战争舞台，给人类造成了巨大危害。但是后来哈伯深刻地反省了自己的错误，而且把全部精力都放在了科学研究之中。科学界也并未因此埋没哈伯，在1918年把间断了两年的诺贝尔化学奖授予了哈伯［4］。通过运用上述典型事例，可以让学生认识到化学技术是一把 “双刃剑”，同时激励学生尊重科学、坚持真理并敢于修正错误，在学习和今后的工作中崇尚真、善、美的科学精神，并运用所学知识造福人类。

［1］白建娥 ．浅谈化学史故事在新课程教学中的价值 ［J］．中学化学教学参考，2011，39（1）：41－44．

［2］王洪福，苏智先，张素兰，等 ．化学史中科学精神和创新思维的探究 ［J］．绵阳师范学院学报，2008，26（11）：141－143．

［3］王春霞 ．在高中化学教学中培养学生的科学素养的研究 ［D］．石家庄：河北师范大学，2005．

［4］苏香妹 ．化学史教学对达成三维目标的有效作用 ［J］．中学化学教学参考，2012，40（9）：67－68．