化学史在高中化学教学中的功能及实施途径

化学史在高中化学教学中的功能及实施途径

常彦春

(辽宁省抚顺县高级中学，辽宁抚顺113125)

化学史是化学科学的形成、产生和发展及其演变规律的历史，是从历史的视角对大自然的化学知识的系统描述．近年来，随着新课程改革的实施，化学史在教科书中所占的比例在逐年增加，化学史教育在化学教学中的作用日益重要，但是新课标下化学史在化学教学中的更深层次的功能和实施途径仍有待发掘和研究．

一、新课标下化学史在化学教学中的功能

(一)有助于学生加深对化学知识的理解和把握

任何一门科学知识都是在不断发展中形成的，作为充满生机和活力的化学学科尤其如此．教学过程中如果基于理论产生的历史背景适当引入相关的史实，不仅可以使学生从理论的孕育、产生和发展的过程中更加全面、深刻地加深对化学学科知识的理解和把握，而且可使学生体会到人们对客观事物的认识是螺旋式上升的，化学知识是有阶段性的，同一概念在不同的认识阶段其内涵是不同的，从而培养他们从发展的高度把握化学知识的能力．

例如，在讲授高中化学有机化学基础知识的时候，可以选择性介绍有机化学的发展简史，从古代人们利用谷物酿酒制醋，利用植物提取药物，发明造纸术到近代对纯有机物的提取分离；从以化学家柏则里为代表的“生命力学说”到维勒第一个人工合成有机物等．这些化学史案例不仅可以使学生理解有机化学相关知识，也使学生对有机化学的孕育、产生和发展的脉络有一个非常清晰的了解．

(二)有助于学生科学素质的培养

化学史是一部创造、发明的演化史，学习化学家发现问题，进行推理判断以及验证的完整过程，可以提高学生进行综合分析、解决化学问题的能力，有助于培养学生的创新能力，对学生未来的思想发展也会产生深远影响．例如，介绍元素周期律的发现时，可以讲述门捷列夫在批判地继承前人工作基础上通过艰难的探索，以惊人的洞察力抓住相对原子质量和化学性质的两条主线，并创造性地坚持以化学性质为主修正相对原子质量，进而采取比较的方法寻找元素间的规律，从元素外在的多样性看到了内在的规律性，作出了元素周期表，并预测了新元素及其性质．像这种通过化学史的渗透教学，可以使学生清楚而深刻地认识科学研究的一般方法及科学研究的一般过程，即提出问题—收集信息—科学假设—事实验证—科学结论，这将对学生科学素质的培养产生积极的影响．

(三)有助于学生人文素质的培养

人文素质表现为一个人的综合品质，主要体现在情感、意志和性格等方面．高中化学新课标将学生情感态度价值方面的发展作为教学目标，通过人文素质教育使学生的理性、情感、意志等方面的素养得以提高．化学史是一部记载着人类文明进步和无数化学家们及劳动人民不息奋斗的科学史，它蕴含着无穷的智慧和精神力量，是我们的知识宝库，有效发掘和利用化学史料中丰富的资源可促进学生人文素质的提高．

化学史利于对学生进行爱国主义教育．例如，我国古代劳动人民在化学史上曾创造过辉煌的化学成就，如西汉造纸术、宋代火药的发明与运用等，但也曾经经历过近代化学工业发展相对落后的屈辱时期．在化学教学中，利用这些史实资料对学生进行思想教育，可以激发学生的爱国热情和振兴中华民族的使命感，有利于学生人文素质的培养．

化学史利于激发学生的学习动机和学习兴趣．兴趣作为一种非智力的心理因素，它是激发学生主动学习的催化剂，是调动学生学习自觉性的一种内在动力，是实施素质教育的有效途径之一．教学过程中适时地穿插一些与化学知识相关的趣闻逸事，引导学生追寻化学发展的历程，从中获得智慧与思辨的享受，从而激发对化学学科的热爱，增强学习的兴趣和动力．

化学史利于培养学生的环保意识．在全球污染日益严重的今天，关注生态环境的可持续发展，促进学生的环保意识是公民人文素质的重要体现．在人类文明发展进程中，化学科技尤如一把“双刃剑”，在推动科技进步的同时，大量的有机污染物排放到大气和土壤或水域中 ,造成严重的环境污染．人类直接或间接地受到了这些污染的伤害 ，“马斯河谷事件 ”“多诺拉烟雾事件”等，在教学中有机地结合这些史实将有助于增强学生的社会责任感和环保意识．

二、化学史在化学教学中的实施途径

(一)加大化学史课程资源的开发力度

化学史是一个动态的、发展的知识体系，由于教材内容有其时间、地域的局限性，不可能面面俱到，与学科知识和教育理论的前沿也有一定的时间差，所以应结合教学实际加大化学史课程资源的开发力度．一是要深入研究化学史的发展过程，在学习化学发展历史的过程中，对各个时期的化学知识状况进行历史分析，判明重大发明和研究方向产生的原因和前提条件，客观分析和评价过去科学家的理论和实验研究．二是深入了解化学家的生平及研究成果，因为任何一位化学家在某个特定时期的研究成果都能够对化学领域的发展起到促进作用，化学历史的发展方向，在很大程度上取决于训练有素的化学家队伍，取决于他们对学科的领导组织才能以及他们的个人品质，这些资源的开发有利于培养学生科学的创新精神．三是深入挖掘化学史故事，在教学中，将化学发展的主要阶段按年代和理论与实验发展情况进行描述，将其中所发生的动人故事系统地串联起来加以讲述，用讲故事的方法谈化学的历史，这样更符合学生的学习、认知的心理，更能激发学生学习化学的兴趣和求知欲．

(二)优化化学史的教学组织形式

化学史教学的组织形式从教学实施的场所可分为课堂教学和课外活动两种教育形式．

对于化学史课堂教学，从时间分配角度又可分为集中式与分散式两种教育形式．采用集中教育形式是指所介绍的化学史实，在内容上较为系统和完整，需要集中一定的课堂教学时间进行较全面的介绍和评价．例如，学习原子结构时，系统讲原子结构发现史、元素周期律发现史等都可以采用这种集中的教育形式．分散教育形式是指结合化学基础知识和基本技能的教学，适当、灵活地穿插引进化学史的一种教育形式．化学史料中有许多科学探究的生动事例，比如侯氏制碱，玻尔的诺贝尔奖章，张青莲与相对原子质量测定等．教师在教学中可以根据需要采用分散教学形式引入这些历史素材，设计课堂教学，提升教学效果．

课外活动是对学生进行化学史教育的另一种有效、可行的组织形式．围绕化学教材，选择适当的题目和资料，引导学生阅读化学史书籍、科普资料，以及有关的科学史书刊．在信息发达的今天，计算机网络逐步普及，极大地丰富了教育资源和教育手段，教师可以通过网络渠道收集材料，整理后通过个人主页、讨论版、共享、信箱等多种形式发布，教师也可以向学生推荐一些有用的化学网站，引导学生通过网络进行学习．一般来说，引导学生进行化学史的学习内容大致有科学方法的介绍，科学家的介绍，化学发展的规律、化学概念、学说、理论的提出、发展和演变，我国古代的科学技术和化学文化，元素化合物发现、研究的历史等．通过开展这些行之有效的课外活动，能有效地达到学习化学史的目的．

在整个高中化学知识的教学过程中，不断实践和探索，不断优化化学史的教学组织形式，对于化学知识的教学规律的把握和学生学习化学知识兴趣的提高都将起到巨大的推动作用．

(三)优化教学的设计、方法和过程

教材中的知识往往是按照其逻辑顺序呈现的，教师作为课程的二次开发者，需在认真研究学生和教学内容的基础上，力求教学设计、方法和过程的优化．例如，关于合成氨知识的教学，在讲授方式上可以充分利用多媒体，采用讲座的方式进行教学，用PPT作为主要内容的展现形式，用Flash动画展示合成氨工艺流程等．在教学过程中可以以合成氨化学史为载体进行教学设计：①哈伯的生平简介为主题的切入点．②哈伯与合成氨工艺为重点，包括介绍合成氨工艺哈伯法产生的历史背景．19世纪初，人们就认识到氮肥在农业中的巨大作用，为了解决有机肥短缺的问题，很多化学家致力于合成氨研究，但研究曾一度陷入低潮，连曾经的诺贝尔化学奖获得者勒夏特列在合成氨实验中也因危险而放弃研究；哈伯不迷信权威、勇于探索，发明了合成氨工艺；介绍合成氨工艺哈伯法反应原理、条件及特点等，提及博施对哈伯法中催化剂的成功改进；哈伯和博施在合成氨工业上的巨大贡献使得他们分别获得了1918年和1931年的诺贝尔奖．③合成氨工业与第一次世界大战．④现代合成氨工艺及发展前景．⑤展开讨论与反思．基于化学史角度的合成氨教学设计使学生掌握合成氨知识的同时，更深刻地理解合成氨工业的用途．同时可以使学生更好地汲取其中所蕴含的科学精神，尤其是科学对社会发展的“双刃剑”作用，帮助学生树立科学的世界观以及正确的科学伦理道德观．