化学史在高中化学教学中的使用策略

[摘 要]

化学史是对化学科学的形成、产生和发展及其演变规律的反映，是人类在漫长的社会实践中对化学知识系统的、历史的描述。现行的教材中编排了不少化学史实，而当今教学却忽略这一重要资源。本文以苏教版必修Ⅰ教材为例，介绍如何用好化学史，让化学史更好地发挥作用。

[关键词]

应用现状；教材分布；使用策略

一、问题提出

（一）化学史在高中化学教学中的应用现状令人堪忧

教师对化学史知之甚少。调查表明，大多数中学化学教师很少关注本学科或者所讲知识的发展历史，教师本身就对化学史的了解不多。

教师利用化学史的意识不强。高中化学教学中，不少教师关注的是最终的考试成绩，忽视对学生化学学习素养的培养。教学多以知识和练习为主线，忽视知识的来龙去脉研究，课堂教学遇到化学史实则一带而过，或者布置学生课后阅读。

学生缺少研读化学史的耐心。虽然化学对推动人类社会进步起关键作用，但是受高考政策的影响，学生对化学学科的学习兴趣普遍越来越低，对化学学科的重视程度也越来越低，对考试中难得碰到的化学史内容缺乏研读的耐心。

（二）化学史在高中化学教学中的地位作用不可或缺

我国著名化学家傅鹰教授曾讲过：“一门科学的历史是这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”。化学史是人类对化学知识系统的、历史的描述，化学教育发展的一种重要趋向就是化学教学与化学史的有效结合。高中化学新课程的基本任务之一，就是“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法，形成科学的世界观”。在化学教学中，结合化学史进行讲授，不但有助于提高学生的人文素养和科学素养，还能极大地提高学生对化学学习的兴趣，加深学生对相关化学知识的认知，拓展学生的知识视野。可以这样说，没有化学史的化学教学是不完整的。

（三）化学史在高中化学教材中分布广泛

现行的各种版本的教材中均渗透不少关于化学史的内容，在我们的教学参考书中还补充了大量的化学史实，下表仅仅统计苏教版必修Ⅰ教材中呈现的化学史实性知識。

从上述统计中可以看出，教材的每个单元都会出现史实性材料，这就要求我们要弄清化学史的作用与功能，知道化学史的应用策略。

二、使用策略

（一）利用化学史，创设化学学习的情境

学习情境能够引导学生思考，使学生积极地面对新内容的学习，把学生的无意注意及时转换到有意注意上来。化学史实可以为学生提供问题情景，有利于激发学生的认知冲突，调动学生积极思维，从而获得真知。以“史”为“境”，设计相应的教学情境，是一种常用的方法。

在进行专题四第二单元《氮肥的生产与使用》时，为了让学生知道氮肥的重要性以及氮肥合成的艰巨性，掌握氮肥的合成方法，教师提供了如下史实：（1）法国化学家勒夏特里是第一个尝试进行“高压合成氨的实验”的人，但是由于氮气、氢气混和气中混进了氧气，结果发生了爆炸，使他放弃了这一危险的实验。（2）1795年有人尝试在常压下进行氨气的合成，失败了，接下来又有人尝试在50个大气压下进行试验，结果也失败了。（3）德国化学家哈伯决心攻克这一令人生畏的难题。经过不断地实验和计算，哈伯终于在1909年得到产率约为8%的合成氨。后来哈伯又进行了6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了含铅镁促进剂的铁催化剂，1913年，一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。

要求学生通过上述史实思考：（1）为什么氨气如此重要？（2）目前，合成氨选择的条件是什么？很自然地从“史”转入新知识的学习。

（二）利用化学史，激发化学学习的兴趣

爱因斯坦曾说过，“兴趣是最好的老师”。有很多化学史生动有趣、“充满了传奇”，教师要善于适时地用以创设情景，以激发学生的学习兴趣，使之乐学、善学。在进行专题三第一单元《从铝土矿到铝合金》教学时，教师介绍了“金属铝史话”。100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯──铝杯，赠送给门捷列夫。法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵，用铝做了一顶头盔，成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴，别人都用银制餐具，而他独自使用一套铝制餐具。

通过上述情境的创设，引导学生思考、交流、讨论：（1）铝在地壳中含量如何？（2）为什么100多年前，铝比黄金珍贵？让学生知道铝是现代文明不可缺少的物质基础，也很好地激发了学生探究铝的性质和制取方法的欲望。

（三）利用化学史，拓展化学学习的视野

化学学习不能局限于教材，还应关注教材外的知识，从课外知识中进一步理解化学的核心知识、主要原理、重要应用，了解科学的前沿知识。例如，复分解反应原理在初、高中化学中都是常见的反应，学生对其反应条件也是了然于心。在高一化学学习中，遇到饱和Na2CO3中通入CO2气体为什么会有浑浊，许多同学无法解释。我们借助于“侯氏制碱法”能够很好地加以解释。提供如下史实：侯德榜早年留学美国，为我国的制碱工业做出了卓越的贡献，是世界著名的制碱专家。1925年国产“红三角”牌纯碱在美国费城博览会上荣获金质奖章。他写的《制碱》一书1932年在美国出版，这是世界上第一部有关纯碱工业生产的专著。1939年侯德榜首先提出联合制碱的连续工程，在世界上被称为“侯氏制碱法”，他制碱的原理就是将CO2通入氨的饱和NaCl溶液中。该法的特点是将制碱厂、合成氨厂、石灰厂联合了起来，降低了成本，提高了利用率，制碱的同时生产化肥（NH4Cl）。这是世界制碱工艺上的重大突破，对制碱和化肥工业做出了杰出贡献。

通过以上介绍，让学生：（1）写出侯氏制碱法的化学方程式；（2）讨论，生成物是难溶物吗，为什么能够发生此反应？学生经过讨论后，发现复分解反应并不一定都是有难溶物生成，而是只要生成溶解度更小的物质即可，那么饱和Na2CO3中通入CO2气体有浑浊也就可以理解了。通过这一化学史实，让学生对复分解反应发生的条件理解得更全面、更深刻。

（四）利用化学史，体验科学探究的艰辛

“任何一个科学发现和发明，无不凝结着化学家的千辛万苦和劳动汗水。其中包含着他们在漫长道路上遇到的无数次失败、挫折，以及种种困难和牺牲”。科学家不畏艰辛、勇于探索的科学精神就是很好的教育素材，也是高中生需要具有的科学素养。

在讲授专题二第一单元《氯、溴、碘及其化合物》时，我们补充了同族的氟元素的发现史：被称为“死亡元素”的氟，是非金属元素中化学性质最活泼的。由于它性格暴烈，有剧毒以及令人毛骨悚然的伤害作用，要制备单质氟非常的困难，为了获得单质氟，化学家们付出了极为惨痛的代价。爱尔兰科学院的诺克斯兄弟为研制氟，其中一个不幸殉难，另一个被迫去疗养；戴维曾经因氟中毒而病了好几个月；英国化学家哥尔在研制氟时发生爆炸；然而，就是在这种情况下，法国科学家莫瓦桑仍不怕牺牲、不畏艰险，在他身体因中毒受到危害时，仍以顽强的毅力克服困难，终于在1886年获得成功，征服了“死亡元素”氟。氟的发现可以称得上是化学史上一段最为悲壮的历史，这些科学家们的可歌可泣的事迹，正是他们可贵精神的真实反映。这些内容都能给学生以深刻的教育，在化学教学中利用这些化学史，不但可以起到潜移默化的教育作用，又能使学生树立严谨的科学态度和献身科学的精神。

（五）利用化学史，感悟科学探究的真谛

科学探究与发现一直伴随着人类，因为有了科学，人类才从愚昧走向文明。然而科学的发现发展并不是一帆风顺的道路，科学的道路充满着曲折、荆棘、坎坷与艰辛。未知的科学领域探究一直是科学家们的使命，我们需要从前人的探究、发现中感悟真谛，提高科学探究的本领。

例如，在讲授专题一第三单元《原子结构模型的演变》时，展示原子结构发现的编年史。19世纪初，英国科学家道尔顿总结了一些元素的质量比例关系，提出了原子学说。1897年，英国物理学家汤姆生发现电子，认为原子的模型为“葡萄干蛋糕”模型。整个原子就像一块蛋糕，电子好像嵌在这块蛋糕中的葡萄干。但随着科学的发展，证明这个模型是不能成立的。在1909年至1911年，汤姆生的学生——英国物理学家卢瑟福通过——粒子的散射实验，（电子的运动就像行星绕着太阳运动一样）提出了原子结构的核式结构学说才逐步揭开了‘原子宫殿’奥秘。1913年，丹麦物理学家玻尔根据人们对氢原子光谱的研究，引入量子论观点，大胆提出了新的原子结构模型。

从这些史实材料中，我们引导学生思考、感悟：（1）继承、积累、突破和革命是认识发展的形式，也是化学认识发展的形式；（2）实验方法是科学研究的一种重要方法，实验手段的不断进步是化学发展的一个关键；（3）科学研究、科学发现是无止境的。

三、结语

化学史以其豐富的内容为培养和提高学生的科学素养提供了生动有趣、充满哲理的素材。我们在教学实践中要灵活地运用化学史料，让学生沿着化学家的足迹，体验化学家在探究过程中所采用的科学思想和科学方法，并体验化学家在探索过程中的艰辛与乐趣，从而转变学生的学习方式，进一步提升学生的科学素养。

应用化学史进行教学过程中，还要特别注意引导学生用历史的、唯物的、辩证的观点进行评价，只有这样才能让学生真正体验科学的探究过程，才能对科学家在化学史上的作用和贡献作出客观、公正的评价，才能培养学生的科学意识和科学品质。

[参 考 文 献]

[1]林新珠.让化学史在化学课堂中焕发出独特的魅力[J].福建教育学院学报，2013（2）.

[2]普通高中课程标准实验教科书化学必修Ⅰ[M].南京：江苏教育出版社，2009.

[3]普通高中课程标准实验教科书教学参考书化学必修Ⅰ[M].南京：江苏教育出版社，2009.

（责任编辑：张华伟）