化學教育的作用優(yōu)秀論文
我國著名化學家傅鷹說過:化學可以給人以知識,化學史可以給人以智慧。32年的教學實踐使我深刻認識到:化學教師重視化學史的學習,經(jīng)常對學生進行化學史教育是化學教學的一個內容,是在化學教學中實施素質教育的重要途徑,對于提高學生的德、才、學、識意義重大。
1運用化學史培養(yǎng)學生的愛國主義熱情,鼓舞他們?yōu)樽鎳乃膫�現(xiàn)代化而努力學習
在中華民族的開化史上,最使我們引為自豪的是我國古代科學技術成就。這些成就歷來處于世界的前列,有過驚人的輝煌歷史。正如英國人李約瑟在他所著的《中國科學技術史》的序言中所說:中國的這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)往往遠遠超過同時代的歐洲,特別是在十五世紀之前更是如此(關于這一點可以毫不費力地加以說明)。這些成就造福于千秋萬代,推動了歷史的發(fā)展,給中華民族以持久的的活力,使它上下五千年朝氣蓬勃地屹立于世界民族之林。如果我們將這些成就的有關內容在中學化學課上適當?shù)刈鼋榻B,就可以提高學生的民族自尊心,并鼓舞他們立志在振興中華的進步史上留下痕跡,從而提高學生的政治思想素質。
眾所周知,我國古代的科學技術,在化學方面有造紙、火花和瓷器三大發(fā)明。我國也是發(fā)現(xiàn)、開采、使用煤和石油最早的國家。13世紀意大利著名旅行家馬可波羅在他的《東方見聞錄》中寫道:中國的燃料不是木,也不是草,卻是一種黑石頭。這一記載說明,在這之前歐洲沒有用煤的經(jīng)驗�？墒俏覀冎袊诉h在公元前后的漢代,就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了煤和它的可燃性。漢書地理志上說:豫章(江西)出石,可燃為薪。此后我國的勞動人民還將煤用于戰(zhàn)爭和冶煉。三國時期的曹操為了戰(zhàn)爭的需要,曾在鄴都(河南)挖井藏石墨(煤)數(shù)十萬斤。另外,在北魏的《水經(jīng)注》中有用煤煉鐵的記載。根據(jù)歷史可靠的記載,我國至遲在西漢已發(fā)現(xiàn)了石油,并用為燃料,《漢書》地理志上有:高如縣(陜西一帶)有洧水(石油)可燃。我國在南北朝及唐宋已開始用石油作醫(yī)藥、滑潤油、照明油、戰(zhàn)爭用的火器等。宋朝科學家沈括發(fā)明用石油煙制墨。我國勞動人民還在明朝的時候,約在16世紀初打出了世界第一口油井,而俄國的第一口油井打于1848年,美國打于1850年。
2運用化學史調動學生學習化學的興趣,激勵他們在化學上力爭成才
枯燥無味機械式的教學方法是十分有害的,它不但不能培養(yǎng)學生的思維能力,相反只能把學生對新鮮事物的好奇心磨滅掉。凡是妨礙年輕人用詫異的心情去觀看世界的那種學校教育,完全不是通向科學的陽關大道(愛因斯坦)。那末怎樣把化學知識講得生動活潑呢?怎樣使學生興致勃勃地學習化學呢?在講課時加進一點化學史知識,實踐證明這是一個頗能奏效的方法。例如,在講到把鐵煉成鋼時,我們說必須認真除去鐵中的雜質磷,因為磷含量過多會使鋼材遇冷變脆。為了使同學們對磷會使鋼鐵產(chǎn)生冷脆性留下生動的印象,我們不防向同學們介紹如下的一個或兩個事故:1938年3月14日,比利時的哈塞爾特城內處在攝氏零下十五度的苦寒中,橫跨在阿爾伯特運河上的一座雄偉壯觀的鋼橋,突然間發(fā)生陣陣巨響,不到幾分鐘,即折成幾段,墜入河中。1954年的臘月寒冬,有一艘32000千噸的英國油輪世界協(xié)和號正乘風破浪航行在愛爾蘭海面上。突然間,油輪的中部發(fā)生了驚人的斷裂,然后沉沒于大海之中。誰是這些不幸事故的肇事者呢?科學家們經(jīng)研究之后,認為主犯就是鋼鐵中的磷。
再如,在講到合成氨、硝酸和硝酸鹽時,最好向學生介紹一段關于德國合成氨的故事:第一次世界大戰(zhàn)一開始,與德國為敵的英國就從海路上封鎖德國從智利進口硝石。于是人們預言,德國一旦得不到智利的硝石,農(nóng)田將缺乏肥料,炸藥工廠也將停產(chǎn),那末德國最遲在1915年或1916年便要自動投降�？墒�1916年過去了,德國還在頑強戰(zhàn)斗著,農(nóng)田照樣一派濃綠,前線的炮火反而猛烈。是誰創(chuàng)造這個奇跡呢?原來是一批著名的化學家,他們用空氣、水和煤制成了氮肥和炸藥�；瘜W的作用是多么巨大啊,說不定學生在這個故事的打動下,在心里會埋下一顆當化學家的種子。
3運用化學史培養(yǎng)學生頑強拼搏的攻關精神,勇敢地向科學堡壘進軍
在科學上面沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達到光輝的頂點。所以,培養(yǎng)中學生的攻關精神是我們一個不可忽視的任務。愛因斯坦對那些沒有攻關精神的'人,甚至表示厭惡。他說:我無法容忍這樣的科學家,他們拿起一塊木板,專找最薄的部分在最容易鉆孔的地方鉆很多孔。在中學課程中所涉及的許多化學家,都有令人欽佩的攻關精神,非常值得我們向同學們介紹。
(1)鍥而不舍,刻苦研讀。任何科學技術的發(fā)明與創(chuàng)造,都是前人研究工作的繼續(xù)。因此,凡是有成就的化學家,他們必須是刻苦的學習者。例如,最先發(fā)現(xiàn)空氣是由氮氧兩種不同氣體構成的瑞典化學家舍勒,當他在當藥店的學徒的時候,把藥店里的所有化學藏書都一一拿來閱讀,并且把書中所介紹的化學實驗都親自做過。發(fā)現(xiàn)物質不滅定律的學者之一,俄國人羅蒙諾索夫,據(jù)說小的時候十分酷愛學習,他把鄰居家里所有的藏書都借來閱讀。他的繼母不準他學習,他就跑到寒冷的荒野上去學習。
(2)百折不回,頑強實踐。科學就是揭示客觀事物的本質和發(fā)展規(guī)律,而事物的本質和發(fā)展規(guī)律是蘊藏在錯綜復雜的表象里面。為了要透過現(xiàn)象看到事物的本質,就要百折不回地實踐,在實踐中不斷開辟認識真理的道路。法國化學家普魯斯特花了7年的功夫,進行了上千次的實驗,分析了世界上不同地區(qū)的水、硫化汞、氯化銀、食鹽結果才發(fā)現(xiàn)了化學上著名的定組成定律。波蘭科學女杰居里夫人和她的丈夫一起,在一個既類似馬廄,又宛如馬鈴薯窖的實驗室里,前后花了6年的時間,處理了數(shù)以噸計的瀝青鈾礦渣,才提煉出0.1克的鐳鹽�？吹借D的誕生,居里夫人激動得低聲哭了,為了鐳她花去了多少心血啊!
(3)認真細致,一絲不茍�？茖W最講認真,來不得絲毫的茍且馬虎,從詞義來講,認就是認識,真就是本質,認真就是認識事物的本質。而科學研究也是認識事物的本質;所以,認真與科學研究本來就是一回事。我們前輩的化學家,在科學研究的實踐中,所表現(xiàn)出來的認真治學態(tài)度,是很令學生感動的。例如,遠在18世紀中葉,人們通過分析之后,斷言空氣里面除了氮氣、氧氣、一氧化碳、水蒸氣和微量灰塵之后,再沒有別的東西了。然而經(jīng)過一百年后,英國科學家拉姆塞和累利,通過極端仔細認真的分析之后,卻提出了懷疑。他們從氮的化合物制得的氮氣每升重1.2505克,而從空氣分離出來的氮氣,在相同情況下每升重1.2572克,兩者之差極微,出現(xiàn)于小數(shù)后的第三位。對于一般人,往往會放過這個第三位;但拉姆塞和累利卻抓住不放,他們猜測空氣中的氮氣樣品也許含有尚未發(fā)現(xiàn)的較重的氣體。經(jīng)他們反復實驗探索之后,終于發(fā)現(xiàn)了這種較重的氣體氬。氬的這個發(fā)現(xiàn)史,生動地向學生說明了在科學研究中,認真精神是多么重要啊!
(4)視死如歸,奮不顧身。科學研究就是向自然開戰(zhàn),自然界是美麗而又嚴酷的,它往往會給予研究者意想不到的打擊。科學山有虎,但是我們的科學攻關者,偏向虎山行。瑞典化學家、炸藥王諾貝爾,在1864年的火藥試驗中就遇到了爆炸事故,殉難者有5人,其中有他可愛的弟弟,諾貝爾幸未遇難。當人們還處在殘廢的驚恐中,諾貝爾又繼續(xù)做他的暴炸試驗。氟是一種非�；顫姷脑�,許多前驅者付出了生命。但是,后繼者還是馬不停蹄向前沖。英國的戴維為研制氟而受毒害,病了幾個月。愛爾蘭的喬治和托馬斯兄弟,在研制氟的實驗中,托馬斯幾乎喪命,喬治病了3年。魯耶特和尼克雷繼續(xù)喬治和托馬斯的研究,結果不幸為科學殉身。直到1886年法國化學家摩爾桑歷盡艱險之后才成功地制得了氟。
4運用化學史學習化學的研究方法,提高分析問題與解決問題的能力
大家知道,教學過程不僅是傳授知識、技能的過程,同時也是發(fā)展學生的智力和培養(yǎng)能力的過程。最近世界許多中小學教育科研機構對理科教學都提出了要以培養(yǎng)能力為中心教育思想,也就是說教學的重點應該放在科學考察和處理能力的培養(yǎng)上來。因為,這種培養(yǎng)將使學生終身受益,其好處是無法估量的。為了培養(yǎng)能力,向學生介紹某些化學家在科學發(fā)現(xiàn)中的探索歷程,是頗有裨益的。
例如,在講物質結構理論時,我們可以向學生補充介紹居里夫人的如何發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳的故事。居里夫人在研究鈾鹽為什么會使照相底片感光時,觀察到一個奇怪的現(xiàn)象,用以提取鈾的瀝青鈾礦里放出的輻射能較鈾本身的還大許多倍。這個現(xiàn)象本來與她的研究課題未有直接的關系,但是她卻十分珍視,認為這是一條非常值得跟蹤的線索。在經(jīng)過仔細試驗和研究之后她斷言:瀝青鈾礦里含有一種極少量的物質,它的活動能力比鈾本身的強烈得多。這種物質不會是任何已知元素,因為這些已知元素經(jīng)過檢查以后,都沒有這樣大的活動能力,所以它必定是一個新的元素。于是,居里夫婦根據(jù)這個邏輯推斷,開始了大規(guī)模的實驗工作,處理了幾十噸瀝青鈾礦,花了數(shù)年的時間,終于發(fā)現(xiàn)這種新元素鐳,它的放射能力,確比鈾強幾百萬倍。
從居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳的故事,學生不難體會到創(chuàng)造性的考察,對新現(xiàn)象的強烈好奇心,捕捉新線索的敏感,周密的邏輯推斷,頑強的實踐精神,就是居里夫人成功之跡。
又如,在講元素周期律理論時,我們可以向學生介紹門捷列夫如何發(fā)現(xiàn)元素周欺律。為了分類元素,在門捷列夫之前,已有許多先驅作過不少的努力。較有成績的英國人是紐蘭茲,在1865年,他把元素按原子量從小到大排列,發(fā)現(xiàn)任取相連的八個元素的性質,幾乎重復第一個元素的性質,好象音樂中的八個音階因此他認為可以按原子量來分類元素。可是他當時編制出來的元素分類表存在著許多不妥之處,因此受到人們的嘲笑。但是門捷列夫對此卻十分珍視,他堅信以原子量來作為元素分類的基礎并沒有錯,因為只有原子量才是元素最根本的性質。于是,門捷列夫繼續(xù)潛心研究紐蘭茲的元素分類表中出現(xiàn)毛病的緣由,并在實踐中加以校正。門捷列夫經(jīng)過了頑強的研究之后,最后終于發(fā)現(xiàn)了元素周期律,并據(jù)此編制出元素周期表。門捷列夫為了驗證他的元素周期律學說,他根據(jù)這一理論詳細地預言了三種未被發(fā)現(xiàn)的元素的一系列性質。這些預言在以后的15年間都一一被實踐所證實。
從這個故事,學生不難體會到科學的鑒賞力,對錯誤的洞察力,以及科學的預見力,在通往勝利的道路上是多么重要啊!但是我們還須告訴學生,所有這些能力只有在艱苦的實踐中才能培養(yǎng)出來。門捷列夫說過,周期律理論這個課題折磨了我二十年之久。
除了上面所談的四個方面之外,如果我們在課外能給學生介紹比較系統(tǒng)的化學史知識,還可以引導學生探索今天化學在知識經(jīng)濟時代處于什么位置,當代化學科學發(fā)展的趨勢,現(xiàn)階段化學發(fā)展主流和生長點。這對學生將來選擇自己的志愿和主攻方向也是有幫助的。
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