论文部分内容阅读
【摘 要】化学史课程资源，化学中的人文韵味，培养学生的科学探究能力和人文精神方面的教学实践。
【关键词】化学史 课程资源 探究 人文精神
新课程资源中有很多内容，就教师的教与学生的学而言，明确地提出了六条具体目标，可概括为三个层次：第一，知识与技能；第二，过程与方法，具体的体现是，在这个过程中把握方法、形成能力，由此培养学生的应用意识、创新意识；第三，情感、态度和价值观，人的全面发展与社会的和谐发展要求通过化学教学培育学生积极的情感、科学的态度和正确的价值观。而化学史知识的融入将有利于这些目标的实现。
高中化学教材（苏教版）结合不同的化学学科知识内容，有目的的补充引入了很多相关的化学史料，向学生介绍了化学发展史中许多著名的国内外化学科学家及其成就。如侯氏制碱法（侯德榜），氯气的发现（舍勒），元素周期律的发现（门捷列夫），勒夏特列原理（勒夏特列），苯的发现和苯分子结构学说（凯库勒等）,胶体（格雷哈姆）等。在化学教材中结合学科知识，恰当地引入一些科学史内容，不仅可以增加教材的人文内涵，而且可以使抽象的科学知识生动起来、有趣一些，增加亲合力，有利于提升学生的求知欲望。本文主要结合在开发利用化学史课程资源方面的教学案例作一探讨。
一、善于发掘课外史料为新课服务
俗话说，好的开端，是成功的一半。如何导入新课方法很多，开门见山，单刀直入未尝不可，而通过回溯历史，发掘与课堂内容相关的史料，导入新课，能增加化学的人文韵味，增强学生探究的欲望，提高学生的求知兴趣。
如在讲电化学原电池知识时，可先介绍电化学发展简史。电化学起源于1791年意大利解剖学家伽伐尼偶然发现解剖刀或金属能使蛙腿肌肉抽搐的“动物电”现象。随后，意大利物理学家伏打于1800年发明能够产生稳定电流的“伏打电堆”—铜锌原电池，1860年法国人勒克郎榭发明最早的干电池（酸性锌锰电池），19世纪初，电化学开山鼻祖英国人戴维提出燃料电池设想，1839年英国人格拉夫就证实了戴维的想法，发明了最早的氢—氧燃料电池。然后可发掘相关史料，设计如下探究案例，导入新课：
1780年意大利著名生物学家伽伐尼解剖青蛙时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。伽伐尼做了如下实验：
实验1:用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。
实验2:将青蛙放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐。
他根据实验得出：青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了《论肌肉中的生物电》论文，引起广泛关注。
善于质疑的意大利物理学家伏打，提出了疑问：为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才发生抽搐？实验如下：
实验1:将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐。
实验2:将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动。
伏打用实验推翻了伽伐尼的结论，认为要有两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐。联想到肌肉、神经保存在类似生理盐水的溶液中，那么，生理盐水与活泼性不同的金属作用会不会产生电流呢？
在这段化学史的描述中极大地激发了学生要探究原电池工作原理的欲望，然后开始在老师的指导下同学们分组实验并提出一些问题：（1）铜片上的气体是什么？（2）在这个过程中H 和锌如何变化？（3）在这个过程中电子是如何移动的？（4）为什么电子流向是Zn 流向Cu？（5）溶液中离子如何移动？学生在实验和思考的过程中就体验了一次科学探究，对于他们今后的学习起到了非常积极的作用。
二、善于创设史料情境帮助学生体验探究过程
化学教材中的有些化学史内容由于受篇幅和主题所限，只是列出了主要的化学史实，我们可根据教学需要，拓展史料内容，深化课堂教学，创设探究情境，让学生体验科学探究过程。
在讲授氯气知识时，引入瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时，发现氯气的史料，并可拓展补充其他相关史料。在舍勒研究氯气性质时，法国有个叫贝托雷的化学家，他对这种黄绿色的气体也很感兴趣，于是对它进行了一系列的探索实验：有一次，他将氯气通入热的浓苛性钾溶液，结果发现生成了两种盐：一种是普通的钾盐，另一种是未知的新盐，后人称之为“贝托雷盐”—KClO3。为研究该新盐的特性，贝托雷把它放在残存有硫磺的研钵中研磨，不料，立即发生了强烈的爆炸。贝托雷受伤了，但他说，搞科学难免要有牺牲，对我来说生活中可不能没有科学呀！1785年法国化学家贝托雷提出把氯水的漂白作用应用于生产，并注意到氯气溶于草木灰形成的溶液比氯水更浓、漂白能力更强，而且无逸出氯气的有害作用。1789年英国化学家台耐特把氯气溶解在石灰乳中，制成了漂白粉。学生根据相关的史料信息，探究氯气的相关的化学性质，并用相关的化学反应方程式来解释相关的实验现象。
三、善于利用史料资源培养探究意识
科学研究始于提出问题，发现问题。在化学教学中穿插相关化学史料，可使学生汲取有益的科学思想，学会从发现问题，进行推理判断，提出假设，进行验证的科学发现方法，有助于培养学生的问题意识，培养学生能敏锐地分辨出未曾在经验中出现过的新事物、新现象的能力，培养学生敢于从实际出发去怀疑和批判传统观念，敢于发挥创造性思维，敢于突破现有的理论和经验的信念与能力。
如在讲授原子结构知识时，可以引入整个原子结构发展的艰辛历程，培养学生孜孜不倦的探究意识。1897年，J.J.汤姆逊在研究阴极射线的时候，发现了原子中电子的存在。这打破了从古希腊人那里流传下来的“原子不可分割”的理念，明确地向人们展示：原子是可以继续分割的，它有着自己的内部结构。那么，这个结构是怎么样的呢？汤姆逊那时完全缺乏实验证据，他于是展开自己的想象，勾勒出这样的图景：原子呈球状，带正电荷。而带负电荷的电子则一粒粒地“镶嵌”在这个圆球上。这样的一幅画面，也就是史称的“葡萄干布丁”模型，电子就像布丁上的葡萄干一样。但是，1910年，卢瑟福和学生们在他的实验室里进行了一次名留青史的实验。他们用α粒子（带正电的氦核）来轰击一张极薄的金箔，想通过散射来确认那个“葡萄干布丁”的大小和性质。但是，极为不可思议的情况出现了：有少数α粒子的散射角度是如此之大，以致超过90度。对于这个
情况，卢瑟福自己描述得非常形象：“这就像你用十五英寸的炮弹向一张纸轰击，结果这炮弹却被反弹了回来，反而击中了你自己一样”。 1912年7月，玻尔完成了他在原子结构方面的第一篇论文，历史学家们后来常常把它称作“曼彻斯特备忘录”。玻尔在其中已经开始试图把量子的概念结合到卢瑟福模型中去，以解决经典电磁力学所无法解释的难题。
四、善于引入化学史实渗透探究精神
1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时，深为无机化学的缺乏系统性所困扰。于是，他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据，把前人在实践中所得成果，凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动，为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性。例如，已知卤素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性质；碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时，都很快就被氧化，因此都是只能以化合物形式存在于自然界中；有的金属比如铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀，正因为如此它们被称为贵金属。
因此，当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单，轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的，门捷列夫却认真地回答说，从他立志从事这项探索工作起，一直花了大约20年的功夫，才终于在1869年发表了元素周期律。此外，因为他具有很大的勇气和信心，不怕名家指责，不怕嘲讽，勇于实践，敢于宣传自己的观点，终于得到了广泛的承认。为了纪念他的成就，人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium，即钔。
化学学史是研究人类对自然界各种化学现象的认识史，它的基本任务就是描述化学概念、规律、理论和研究方法的脉络，提示化学观念、方法和内容的发生、发展的原因和规律性。今天是昨天的延续，了解历史是为了更好地把握未来。研究学习化学学史，在教学中必将为化学教学注入新的活力，还“历史”真像与学生，让他们一同与人类探索自然的历史，与科学家追求科学、追求真理、勇于实践、艰苦卓越的奋斗足迹，共悲同喜。这将赋予化学知识于生命意义，有利于激发学生学习化学、攀登科学高峰的热情。
参考文献
[1]《基于化学史内容的科学本质教学模式探究》.
[2]《化学史教学功能浅议》.
[3] 结合化学史培养学生的人文精神[J].
[4] 化学史研究文献指南.
【关键词】化学史 课程资源 探究 人文精神
新课程资源中有很多内容，就教师的教与学生的学而言，明确地提出了六条具体目标，可概括为三个层次：第一，知识与技能；第二，过程与方法，具体的体现是，在这个过程中把握方法、形成能力，由此培养学生的应用意识、创新意识；第三，情感、态度和价值观，人的全面发展与社会的和谐发展要求通过化学教学培育学生积极的情感、科学的态度和正确的价值观。而化学史知识的融入将有利于这些目标的实现。
高中化学教材（苏教版）结合不同的化学学科知识内容，有目的的补充引入了很多相关的化学史料，向学生介绍了化学发展史中许多著名的国内外化学科学家及其成就。如侯氏制碱法（侯德榜），氯气的发现（舍勒），元素周期律的发现（门捷列夫），勒夏特列原理（勒夏特列），苯的发现和苯分子结构学说（凯库勒等）,胶体（格雷哈姆）等。在化学教材中结合学科知识，恰当地引入一些科学史内容，不仅可以增加教材的人文内涵，而且可以使抽象的科学知识生动起来、有趣一些，增加亲合力，有利于提升学生的求知欲望。本文主要结合在开发利用化学史课程资源方面的教学案例作一探讨。
一、善于发掘课外史料为新课服务
俗话说，好的开端，是成功的一半。如何导入新课方法很多，开门见山，单刀直入未尝不可，而通过回溯历史，发掘与课堂内容相关的史料，导入新课，能增加化学的人文韵味，增强学生探究的欲望，提高学生的求知兴趣。
如在讲电化学原电池知识时，可先介绍电化学发展简史。电化学起源于1791年意大利解剖学家伽伐尼偶然发现解剖刀或金属能使蛙腿肌肉抽搐的“动物电”现象。随后，意大利物理学家伏打于1800年发明能够产生稳定电流的“伏打电堆”—铜锌原电池，1860年法国人勒克郎榭发明最早的干电池（酸性锌锰电池），19世纪初，电化学开山鼻祖英国人戴维提出燃料电池设想，1839年英国人格拉夫就证实了戴维的想法，发明了最早的氢—氧燃料电池。然后可发掘相关史料，设计如下探究案例，导入新课：
1780年意大利著名生物学家伽伐尼解剖青蛙时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。伽伐尼做了如下实验：
实验1:用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。
实验2:将青蛙放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐。
他根据实验得出：青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了《论肌肉中的生物电》论文，引起广泛关注。
善于质疑的意大利物理学家伏打，提出了疑问：为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才发生抽搐？实验如下：
实验1:将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐。
实验2:将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动。
伏打用实验推翻了伽伐尼的结论，认为要有两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐。联想到肌肉、神经保存在类似生理盐水的溶液中，那么，生理盐水与活泼性不同的金属作用会不会产生电流呢？
在这段化学史的描述中极大地激发了学生要探究原电池工作原理的欲望，然后开始在老师的指导下同学们分组实验并提出一些问题：（1）铜片上的气体是什么？（2）在这个过程中H 和锌如何变化？（3）在这个过程中电子是如何移动的？（4）为什么电子流向是Zn 流向Cu？（5）溶液中离子如何移动？学生在实验和思考的过程中就体验了一次科学探究，对于他们今后的学习起到了非常积极的作用。
二、善于创设史料情境帮助学生体验探究过程
化学教材中的有些化学史内容由于受篇幅和主题所限，只是列出了主要的化学史实，我们可根据教学需要，拓展史料内容，深化课堂教学，创设探究情境，让学生体验科学探究过程。
在讲授氯气知识时，引入瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时，发现氯气的史料，并可拓展补充其他相关史料。在舍勒研究氯气性质时，法国有个叫贝托雷的化学家，他对这种黄绿色的气体也很感兴趣，于是对它进行了一系列的探索实验：有一次，他将氯气通入热的浓苛性钾溶液，结果发现生成了两种盐：一种是普通的钾盐，另一种是未知的新盐，后人称之为“贝托雷盐”—KClO3。为研究该新盐的特性，贝托雷把它放在残存有硫磺的研钵中研磨，不料，立即发生了强烈的爆炸。贝托雷受伤了，但他说，搞科学难免要有牺牲，对我来说生活中可不能没有科学呀！1785年法国化学家贝托雷提出把氯水的漂白作用应用于生产，并注意到氯气溶于草木灰形成的溶液比氯水更浓、漂白能力更强，而且无逸出氯气的有害作用。1789年英国化学家台耐特把氯气溶解在石灰乳中，制成了漂白粉。学生根据相关的史料信息，探究氯气的相关的化学性质，并用相关的化学反应方程式来解释相关的实验现象。
三、善于利用史料资源培养探究意识
科学研究始于提出问题，发现问题。在化学教学中穿插相关化学史料，可使学生汲取有益的科学思想，学会从发现问题，进行推理判断，提出假设，进行验证的科学发现方法，有助于培养学生的问题意识，培养学生能敏锐地分辨出未曾在经验中出现过的新事物、新现象的能力，培养学生敢于从实际出发去怀疑和批判传统观念，敢于发挥创造性思维，敢于突破现有的理论和经验的信念与能力。
如在讲授原子结构知识时，可以引入整个原子结构发展的艰辛历程，培养学生孜孜不倦的探究意识。1897年，J.J.汤姆逊在研究阴极射线的时候，发现了原子中电子的存在。这打破了从古希腊人那里流传下来的“原子不可分割”的理念，明确地向人们展示：原子是可以继续分割的，它有着自己的内部结构。那么，这个结构是怎么样的呢？汤姆逊那时完全缺乏实验证据，他于是展开自己的想象，勾勒出这样的图景：原子呈球状，带正电荷。而带负电荷的电子则一粒粒地“镶嵌”在这个圆球上。这样的一幅画面，也就是史称的“葡萄干布丁”模型，电子就像布丁上的葡萄干一样。但是，1910年，卢瑟福和学生们在他的实验室里进行了一次名留青史的实验。他们用α粒子（带正电的氦核）来轰击一张极薄的金箔，想通过散射来确认那个“葡萄干布丁”的大小和性质。但是，极为不可思议的情况出现了：有少数α粒子的散射角度是如此之大，以致超过90度。对于这个
情况，卢瑟福自己描述得非常形象：“这就像你用十五英寸的炮弹向一张纸轰击，结果这炮弹却被反弹了回来，反而击中了你自己一样”。 1912年7月，玻尔完成了他在原子结构方面的第一篇论文，历史学家们后来常常把它称作“曼彻斯特备忘录”。玻尔在其中已经开始试图把量子的概念结合到卢瑟福模型中去，以解决经典电磁力学所无法解释的难题。
四、善于引入化学史实渗透探究精神
1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时，深为无机化学的缺乏系统性所困扰。于是，他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据，把前人在实践中所得成果，凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动，为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性。例如，已知卤素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性质；碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时，都很快就被氧化，因此都是只能以化合物形式存在于自然界中；有的金属比如铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀，正因为如此它们被称为贵金属。
因此，当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单，轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的，门捷列夫却认真地回答说，从他立志从事这项探索工作起，一直花了大约20年的功夫，才终于在1869年发表了元素周期律。此外，因为他具有很大的勇气和信心，不怕名家指责，不怕嘲讽，勇于实践，敢于宣传自己的观点，终于得到了广泛的承认。为了纪念他的成就，人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium，即钔。
化学学史是研究人类对自然界各种化学现象的认识史，它的基本任务就是描述化学概念、规律、理论和研究方法的脉络，提示化学观念、方法和内容的发生、发展的原因和规律性。今天是昨天的延续，了解历史是为了更好地把握未来。研究学习化学学史，在教学中必将为化学教学注入新的活力，还“历史”真像与学生，让他们一同与人类探索自然的历史，与科学家追求科学、追求真理、勇于实践、艰苦卓越的奋斗足迹，共悲同喜。这将赋予化学知识于生命意义，有利于激发学生学习化学、攀登科学高峰的热情。
参考文献
[1]《基于化学史内容的科学本质教学模式探究》.
[2]《化学史教学功能浅议》.
[3] 结合化学史培养学生的人文精神[J].
[4] 化学史研究文献指南.