董孝宇 史云晶
摘 要:化學(xué)是在一定歷史條件下形成的以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程。在化學(xué)的教學(xué)中引入化學(xué)歷史的介紹,可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程的興趣,開(kāi)闊學(xué)生視野,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和動(dòng)腦的能力。將化學(xué)歷史引入化學(xué)教學(xué),主要的積極的作用有:1、掌握化學(xué)歷史發(fā)展的脈絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展觀;2、技術(shù)革新帶來(lái)化學(xué)發(fā)展,促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)方法;3、化學(xué)科學(xué)成果的獲得是精神和意志轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)學(xué)生的探索精神和堅(jiān)強(qiáng)意志。
關(guān)鍵詞:化學(xué)史,化學(xué)教學(xué),全面發(fā)展
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)15-005-01
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,化學(xué)作為新世紀(jì)的中心學(xué)科在生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為一門實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè),化學(xué)教學(xué)傳遞給學(xué)生科學(xué)思維方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。無(wú)論是科學(xué)思維方法和科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)都是在一定的歷史條件下形成。每個(gè)技術(shù)和方法都有其形成的歷史,發(fā)展的過(guò)程。如果將化學(xué)的歷史引入到化學(xué)教學(xué)過(guò)程中,可以培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新,進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新思維和技能訓(xùn)練,極大地激勵(lì)了他們的探索精神和創(chuàng)造熱情。將化學(xué)歷史引入化學(xué)教學(xué)中,主要的積極的作用有:1、掌握化學(xué)歷史發(fā)展的脈絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展觀;2、技術(shù)革新帶來(lái)化學(xué)發(fā)展,促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)方法;3、化學(xué)科學(xué)成果的獲得是精神和意志轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)學(xué)生的探索精神和堅(jiān)強(qiáng)意志。
一、掌握化學(xué)歷史發(fā)展的脈絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展觀
任何事物都有其形成和發(fā)展的歷程,化學(xué)也同樣有其發(fā)展歷史軌跡。它就像一個(gè)地圖,每個(gè)思想的提出,每個(gè)技術(shù)的發(fā)明,就像地圖上標(biāo)示著每個(gè)站點(diǎn)。我們?cè)诨瘜W(xué)教學(xué)中引入化學(xué)歷史的教學(xué),就能夠是學(xué)生在這個(gè)化學(xué)的國(guó)度中游弋而不會(huì)迷失方向,可以掌握化學(xué)歷史發(fā)展的脈絡(luò),培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展觀。
例如原子結(jié)構(gòu)模型經(jīng)歷了五個(gè)時(shí)期:1、道爾頓實(shí)心球模型;2、湯姆生棗糕模型;3、盧瑟福行星模型;4、玻爾量子化軌道;5、現(xiàn)代電子云模型。
第一個(gè)階段是道爾頓實(shí)心球模型。它系統(tǒng)地總結(jié)了模糊原子論和基本微粒說(shuō)。1803年道爾頓開(kāi)創(chuàng)性地提出了實(shí)心小球原子模型,從而原子理論成為一套系統(tǒng)的,并完整的理論。第二個(gè)階段是湯姆生棗糕模型。湯姆生利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)的疊加證明了原子中電子的存在,并測(cè)定了電子的核質(zhì)比。他提出原子是一個(gè)帶正電荷的球,電子鑲嵌在里面,原子好似一塊“葡萄干布丁”。第三個(gè)階段是盧瑟福行星模型。盧瑟福是湯姆生的學(xué)生,存在一脈相承的關(guān)系。盧瑟福通過(guò)α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子的大部分體積是空的,在此基礎(chǔ)上提出了行星模型:在原子的中心有一個(gè)很小的原子核,帶負(fù)電的電子在核空間進(jìn)行繞核運(yùn)動(dòng)。第四個(gè)階段是玻爾量子化軌道模型。在氫原子光譜分離譜線的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出了再行星模型修正的玻爾模型。電子不是隨意占據(jù)在原子核的周圍,而是在固定的層面上運(yùn)動(dòng),當(dāng)電子從一個(gè)層面躍遷到另一個(gè)層面時(shí),原子便吸收或釋放能量,吸收或釋放能量就形成了光譜。量子論的發(fā)展過(guò)程中,德國(guó)物理學(xué)家海森堡提出的著名的測(cè)不準(zhǔn)原理才是原子的結(jié)構(gòu)模型到了第五個(gè)階段現(xiàn)代電子云模型。
通過(guò)原子結(jié)構(gòu)模型不斷發(fā)展的過(guò)程可以看出其中的發(fā)展的脈絡(luò),這是一套整體且全面的知識(shí),而非支離破碎的知識(shí)點(diǎn)。
二、技術(shù)革新帶來(lái)化學(xué)發(fā)展,促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)方法
“授之以魚(yú)不如授之以漁”這句古語(yǔ)告訴我們方法重要性?;瘜W(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,方法的傳授顯的尤為重要。牛頓提出來(lái)萬(wàn)有引力,但是由于引力常數(shù)無(wú)法測(cè)定,所以萬(wàn)有引力公式的不到證明和應(yīng)用。但是卡文迪許利用扭秤天平創(chuàng)造性的解決了這個(gè)難題。他將兩個(gè)質(zhì)量相同的鉛球分別放在扭秤的兩端,扭秤中間用一根韌性很好的鋼絲系在支架上,鋼絲上裝有鏡片。用準(zhǔn)直的細(xì)光束照射鏡片,標(biāo)記下此時(shí)細(xì)光束反射所在的點(diǎn)。用兩個(gè)質(zhì)量相同的鉛球同時(shí)分別吸引扭秤上的兩個(gè)鉛球,在萬(wàn)有引力作用下,扭秤微微偏轉(zhuǎn),細(xì)光束的反射點(diǎn)卻移動(dòng)了較大的距離,從而成功地測(cè)出了引力常量的數(shù)值,證明了萬(wàn)有引力定律??ㄎ牡显S解決問(wèn)題的思路是:將不易觀察的微小變化量,轉(zhuǎn)化為容易觀察的顯著變化量,再根據(jù)顯著變化量與微小量的關(guān)系算出微小的變化量。
三、化學(xué)科學(xué)成果的獲得是精神和意志轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)學(xué)生的探索精神和堅(jiān)強(qiáng)意志
科學(xué)無(wú)捷徑,任何一項(xiàng)科研成果的獲得和知識(shí)的獲取都需要千百次的嘗試和努力,居里夫人的故事很好的說(shuō)明了這一點(diǎn)。
受貝克勒爾發(fā)現(xiàn)不明射線的啟發(fā),居里夫人在一間閉塞、潮濕的貯藏室中開(kāi)始了化學(xué)實(shí)驗(yàn)。繁重而又艱巨的普查后,她發(fā)現(xiàn)了釷的化合物也能發(fā)出射線。對(duì)此她提出了放射性物質(zhì)的概念。
她的調(diào)查很快從鹽和氧化物擴(kuò)展到一切礦物。在研究了大量的材料后,居里夫人發(fā)現(xiàn)一種可能存在于鈾瀝青礦中的未知元素。然而她所不知的是,這種新元素在礦石中的含量只不過(guò)百萬(wàn)分之一。她和丈夫廢寢忘食,夜以繼日地分析礦石。經(jīng)過(guò)不懈的努力,1898年7月,他們從礦石中發(fā)現(xiàn)了新元素釙。借此讓學(xué)生堅(jiān)定他們的意志去努力探索化學(xué)知識(shí)。
結(jié)論:化學(xué)的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生掌握知識(shí),而化學(xué)史的學(xué)習(xí)則給學(xué)生帶來(lái)智慧。在化學(xué)教學(xué)中滲透化學(xué)史教育,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展觀,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)方法,增強(qiáng)學(xué)生的探索精神和堅(jiān)強(qiáng)意志,有著不可忽視的作用。
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