“通古者可知今”

張厚峰 黃彩芳

在實際教學過程中，筆者通過穿插化學史，改變以往課程過于注重傳授知識的傾向，讓學生獲得知識和技能的同時形成正確的價值觀，激發(fā)學生學習興趣，產(chǎn)生了較好的教學效果。

一、以“化學史”促學生探究能力的提高

我國著名的化學家傅鷹曾經(jīng)說過：“化學可以給人知識，化學史可以給人智慧。”化學史穿插在化學教學中，學生首先學到的是化學基礎(chǔ)知識，其次學到的是研究化學的科學方法。重復化學家曾經(jīng)經(jīng)歷過的、成功的研究過程和所采取的科學方法易使學生產(chǎn)生親臨其境的感覺，學生可以分析和比較各種方法的優(yōu)劣，尋求問題的方法和規(guī)律，在前人走過的曲折道路中尋找借鑒，盡可能在以后的學習和工作中減少或避免前人所走的彎路。例如，在上芳香族化合物——《苯》時，我的教學設(shè)計如下。

【案例1】苯的結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)

提出問題（再現(xiàn)歷史情境）：19世紀主要能源是煤炭，煉焦產(chǎn)生的煤氣是用桶來儲存運輸?shù)模眠^后桶里總有難以處理的油狀液體，常常作為垃圾被遺棄。這種液體引起了英國科學家法拉第的濃厚興趣。他花了五年時間分析并提純了這種液體，從中得到“氫的重碳化物”——苯。法拉第分析并確定了苯的組成：苯分子的碳氫原子個數(shù)比為1∶1，含碳的質(zhì)量分數(shù)較高，達到92.3%，跟乙炔相等，這是他沒有預料到的。通過實驗測定苯的化學式為C6H6，而一直長時間困擾著化學家們的是苯的結(jié)構(gòu)式。（讓學生體會科學家的困惑）

提出假設(shè)：按照學習烷烴、烯烴和炔烴的經(jīng)驗，你能通過苯的分子式C6H6提出對苯分子的可能結(jié)構(gòu)嗎？（學生寫出形式多樣的結(jié)構(gòu)式）

CH≡C-CH2-CH2-C≡CH

CH3-C≡C-C≡C-CH3

CH2=CH-CH=CH-C≡CH

CH2=C=C=CH-CH=CH2

CH2=C=CH-CH=C=CH2

……

結(jié)合化學史：為了攻破苯分子結(jié)構(gòu)這道難題，科學史上涌現(xiàn)出許多偉大的科學家，德國科學家凱庫勒就是其中一位。他從夢中得到啟發(fā)，成功地提出重要的苯結(jié)構(gòu)學說。

提出問題：苯分子里碳與碳之間的共價鍵是不是單雙鍵交替的環(huán)狀結(jié)構(gòu)呢？

展開討論、設(shè)計實驗，通過實驗驗證。（根據(jù)C—C、C=C的化學性質(zhì)，利用實驗現(xiàn)象判斷它們的存在）

實驗①：觀察苯與溴水、酸性KMnO4反應的現(xiàn)象。（溶液沒有發(fā)生褪色現(xiàn)象）

實驗②：苯與液溴在鐵粉催化下可以發(fā)生反應，生成溴苯。通過學生親手做實驗發(fā)現(xiàn)此反應較易進行。同時指出鄰二甲苯無同分異構(gòu)體。（苯易取代）

實驗③：查閱資料，苯在高溫、高壓下才有可能與氫氣發(fā)生加成反應。（苯難加成）

結(jié)論：苯分子結(jié)構(gòu)中，既沒有C—C也沒有C=C，而是介于C—C和C=C之間一種特殊的鍵。

評價：現(xiàn)代的核磁共振方法可以準確地測定苯環(huán)的結(jié)構(gòu)式，苯環(huán)上的6個碳原子形成的是閉合的大π鍵，與一般的雙鍵、單鍵不一樣，苯環(huán)上的6個碳碳鍵是完全一樣的。但人們?yōu)榱思o念這凱庫勒，將凱庫勒式一直沿用至今。

二、以“化學史”促學生實驗能力的提高

化學實驗是一種探究性活動，可以有效地完成中學化學教學目標，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，有著重要的、無法取代的地位和作用。實驗要遵循實事求是原則，必須客觀地對實驗結(jié)果和現(xiàn)象進行觀察和理解，培養(yǎng)學生的辯證唯物主義，切忌主觀主義。

燃燒是自然界發(fā)生的最重要的現(xiàn)象之一，18世紀的“燃素說”幾乎解答了當時生產(chǎn)實際和化學實驗中所提出的全部理論問題?！叭妓卣f”：燃素在燃燒過程中從可燃物中飛散出來，生成物的質(zhì)量就會減少。瑞典的舍勒在做磷在空氣中的燃燒實驗時，發(fā)現(xiàn)磷在密閉容器里燃燒，容器內(nèi)的空氣減少了1/5。當時，舍勒如果能動舉手之勞用天平稱量生成物的質(zhì)量，就會發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)空氣減少的質(zhì)量與生成的固體增加的質(zhì)量相等。而“燃素說”就不能解釋磷燃燒后增重的事實。

【案例2】：溴碘的提取

溴的發(fā)現(xiàn)在化學史上是最具教育和啟迪意義的事件。首先發(fā)現(xiàn)溴的是法國化學家巴拉爾，而早在巴拉爾之前，德國有機化學大師李比希就獲制鹽廠的邀請分析一瓶紅棕色海草溶液的成分，想了解它的商業(yè)價值。李比希對這普通的溶液做了分析，他把氯氣通入到溶液中，蒸餾后收集得到一種黃色的液體，他輕率地斷定這是氯與碘生成的化合物氯化碘，殊不知這瓶黃色液體就是未知元素——大名鼎鼎的“溴”。兩年后，李比希聽到巴拉爾發(fā)現(xiàn)溴的消息，才意識到自己犯了一個大錯誤。為了警戒自己、告誡別人，他把貼有“氯化碘”標簽的瓶子保存在藥品柜，放在實驗室最顯眼的地方，并貼上“錯誤之柜”警句標簽，作為研究中永遠的教訓。

實驗的魅力在于不確定性，既會產(chǎn)生正常的、預料之中的結(jié)果，也會出現(xiàn)無法預料、反常的現(xiàn)象。將事物不同層面的內(nèi)容貫穿起來進行交流討論，才能得出較為正確的結(jié)論，而善于觀察、思考且富有創(chuàng)新的研究者則能從那些細微的變化或反常的現(xiàn)象中捕捉疑點，激發(fā)新的探究活動，從而有所發(fā)現(xiàn)。

三、以“化學史”促學生質(zhì)疑能力的提高

“學起于思，思源于疑。”一切思維活動都是從問題開始的。對學生提出問題能力的培養(yǎng)，一方面要創(chuàng)設(shè)學習情境激發(fā)學生提出問題，培養(yǎng)學生的質(zhì)疑精神，對已知的認識善于提出“為什么”。因而教學中必須重視培養(yǎng)學生提出和明確問題的能力。通過對化學史的學習，可以在前人走過的曲折道路中尋找借鑒，培養(yǎng)學生科學的“質(zhì)疑”精神。例如，化學的奠基者波義耳，總結(jié)了自己多年的實驗和研究成果，出版了向傳統(tǒng)化學觀念挑戰(zhàn)的名著《懷疑的化學家》，對當時流行的物質(zhì)觀作了大膽的懷疑，把化學不斷推向前，使化學走上科學道路，成為一門獨立的學科；如果沒有對研究中的異?，F(xiàn)象產(chǎn)生質(zhì)疑和興趣，雷利、巴拉爾就不可能發(fā)現(xiàn)氫、溴元素；由于一時的疏忽，維勒、李比希與“溴”、“釩”失之交臂，遺憾終生；法國化學家拉瓦錫，以敏銳的洞察力，在總結(jié)他人的成功與失敗的經(jīng)驗中，仔細地重復許多實驗，并首先以質(zhì)量不滅的觀點進行了定量實驗，從而推翻了“燃素說”，引起化學史上著名的化學革命。這些生動的故事，不僅可使學生認識到質(zhì)疑精神在科學發(fā)展、創(chuàng)造中的重要性，自覺養(yǎng)成科學的質(zhì)疑精神，同時為指導學生如何質(zhì)疑提供了認識論。

總之，教師在化學教學中恰當運用化學史，可以使教學不只局限于現(xiàn)有的知識結(jié)論，還可以追溯到它的來源和歷史演變過程；不只局限于知識本身，還可以展示其中的科學思想、方法論，點燃學生學習化學的興趣。這樣，也有助于學生形成正確的情感與價值觀，全面提高學生的科學素養(yǎng)。

參考文獻

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