化學(xué)教育的作用優(yōu)秀論文
我國著名化學(xué)家傅鷹說過:化學(xué)可以給人以知識,化學(xué)史可以給人以智慧。32年的教學(xué)實(shí)踐使我深刻認(rèn)識到:化學(xué)教師重視化學(xué)史的學(xué)習(xí),經(jīng)常對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)史教育是化學(xué)教學(xué)的一個(gè)內(nèi)容,是在化學(xué)教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的重要途徑,對于提高學(xué)生的德、才、學(xué)、識意義重大。
1運(yùn)用化學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義熱情,鼓舞他們?yōu)樽鎳乃膫�(gè)現(xiàn)代化而努力學(xué)習(xí)
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(xué)技術(shù)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(xué)技術(shù)史》的序言中所說:中國的這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時(shí)代的歐洲,特別是在十五世紀(jì)之前更是如此(關(guān)于這一點(diǎn)可以毫不費(fèi)力地加以說明)。這些成就造福于千秋萬代,推動(dòng)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(guān)內(nèi)容在中學(xué)化學(xué)課上適當(dāng)?shù)刈鼋榻B,就可以提高學(xué)生的民族自尊心,并鼓舞他們立志在振興中華的進(jìn)步史上留下痕跡,從而提高學(xué)生的政治思想素質(zhì)。
眾所周知,我國古代的科學(xué)技術(shù),在化學(xué)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(jì)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(yàn)。可是我們中國人遠(yuǎn)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(dòng)人民還將煤用于戰(zhàn)爭和冶煉。三國時(shí)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(xué)家沈括發(fā)明用石油煙制墨。我國勞動(dòng)人民還在明朝的時(shí)候,約在16世紀(jì)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(yùn)用化學(xué)史調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,激勵(lì)他們在化學(xué)上力爭成才
枯燥無味機(jī)械式的教學(xué)方法是十分有害的,它不但不能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,相反只能把學(xué)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(xué)校教育,完全不是通向科學(xué)的陽關(guān)大道(愛因斯坦)。那末怎樣把化學(xué)知識講得生動(dòng)活潑呢?怎樣使學(xué)生興致勃勃地學(xué)習(xí)化學(xué)呢?在講課時(shí)加進(jìn)一點(diǎn)化學(xué)史知識,實(shí)踐證明這是一個(gè)頗能奏效的方法。例如,在講到把鐵煉成鋼時(shí),我們說必須認(rèn)真除去鐵中的雜質(zhì)磷,因?yàn)榱缀窟^多會使鋼材遇冷變脆。為了使同學(xué)們對磷會使鋼鐵產(chǎn)生冷脆性留下生動(dòng)的印象,我們不防向同學(xué)們介紹如下的一個(gè)或兩個(gè)事故:1938年3月14日,比利時(shí)的哈塞爾特城內(nèi)處在攝氏零下十五度的苦寒中,橫跨在阿爾伯特運(yùn)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(fēng)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(xué)家們經(jīng)研究之后,認(rèn)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(shí),最好向?qū)W生介紹一段關(guān)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(jìn)口硝石。于是人們預(yù)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(dòng)投降。可是1916年過去了,德國還在頑強(qiáng)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(gè)奇跡呢?原來是一批著名的化學(xué)家,他們用空氣、水和煤制成了氮肥和炸藥。化學(xué)的作用是多么巨大啊,說不定學(xué)生在這個(gè)故事的打動(dòng)下,在心里會埋下一顆當(dāng)化學(xué)家的種子。
3運(yùn)用化學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生頑強(qiáng)拼搏的攻關(guān)精神,勇敢地向科學(xué)堡壘進(jìn)軍
在科學(xué)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(dá)到光輝的頂點(diǎn)。所以,培養(yǎng)中學(xué)生的攻關(guān)精神是我們一個(gè)不可忽視的任務(wù)。愛因斯坦對那些沒有攻關(guān)精神的'人,甚至表示厭惡。他說:我無法容忍這樣的科學(xué)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(xué)課程中所涉及的許多化學(xué)家,都有令人欽佩的攻關(guān)精神,非常值得我們向同學(xué)們介紹。
(1)鍥而不舍,刻苦研讀。任何科學(xué)技術(shù)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(xué)家,他們必須是刻苦的學(xué)習(xí)者。例如,最先發(fā)現(xiàn)空氣是由氮氧兩種不同氣體構(gòu)成的瑞典化學(xué)家舍勒,當(dāng)他在當(dāng)藥店的學(xué)徒的時(shí)候,把藥店里的所有化學(xué)藏書都一一拿來閱讀,并且把書中所介紹的化學(xué)實(shí)驗(yàn)都親自做過。發(fā)現(xiàn)物質(zhì)不滅定律的學(xué)者之一,俄國人羅蒙諾索夫,據(jù)說小的時(shí)候十分酷愛學(xué)習(xí),他把鄰居家里所有的藏書都借來閱讀。他的繼母不準(zhǔn)他學(xué)習(xí),他就跑到寒冷的荒野上去學(xué)習(xí)。
(2)百折不回,頑強(qiáng)實(shí)踐�？茖W(xué)就是揭示客觀事物的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律,而事物的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律是蘊(yùn)藏在錯(cuò)綜復(fù)雜的表象里面。為了要透過現(xiàn)象看到事物的本質(zhì),就要百折不回地實(shí)踐,在實(shí)踐中不斷開辟認(rèn)識真理的道路。法國化學(xué)家普魯斯特花了7年的功夫,進(jìn)行了上千次的實(shí)驗(yàn),分析了世界上不同地區(qū)的水、硫化汞、氯化銀、食鹽結(jié)果才發(fā)現(xiàn)了化學(xué)上著名的定組成定律。波蘭科學(xué)女杰居里夫人和她的丈夫一起,在一個(gè)既類似馬廄,又宛如馬鈴薯窖的實(shí)驗(yàn)室里,前后花了6年的時(shí)間,處理了數(shù)以噸計(jì)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(dòng)得低聲哭了,為了鐳她花去了多少心血啊!
(3)認(rèn)真細(xì)致,一絲不茍。科學(xué)最講認(rèn)真,來不得絲毫的茍且馬虎,從詞義來講,認(rèn)就是認(rèn)識,真就是本質(zhì),認(rèn)真就是認(rèn)識事物的本質(zhì)。而科學(xué)研究也是認(rèn)識事物的本質(zhì);所以,認(rèn)真與科學(xué)研究本來就是一回事。我們前輩的化學(xué)家,在科學(xué)研究的實(shí)踐中,所表現(xiàn)出來的認(rèn)真治學(xué)態(tài)度,是很令學(xué)生感動(dòng)的。例如,遠(yuǎn)在18世紀(jì)中葉,人們通過分析之后,斷言空氣里面除了氮?dú)狻⒀鯕�、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(xué)家拉姆塞和累利,通過極端仔細(xì)認(rèn)真的分析之后,卻提出了懷疑。他們從氮的化合物制得的氮?dú)饷可?.2505克,而從空氣分離出來的氮?dú)?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(gè)第三位;但拉姆塞和累利卻抓住不放,他們猜測空氣中的氮?dú)鈽悠芬苍S含有尚未發(fā)現(xiàn)的較重的氣體。經(jīng)他們反復(fù)實(shí)驗(yàn)探索之后,終于發(fā)現(xiàn)了這種較重的氣體氬。氬的這個(gè)發(fā)現(xiàn)史,生動(dòng)地向?qū)W生說明了在科學(xué)研究中,認(rèn)真精神是多么重要啊!
(4)視死如歸,奮不顧身�？茖W(xué)研究就是向自然開戰(zhàn),自然界是美麗而又嚴(yán)酷的,它往往會給予研究者意想不到的打擊�？茖W(xué)山有虎,但是我們的科學(xué)攻關(guān)者,偏向虎山行。瑞典化學(xué)家、炸藥王諾貝爾,在1864年的火藥試驗(yàn)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(dāng)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(yàn)。氟是一種非常活潑的元素,許多前驅(qū)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(gè)月。愛爾蘭的喬治和托馬斯兄弟,在研制氟的實(shí)驗(yàn)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(jié)果不幸為科學(xué)殉身。直到1886年法國化學(xué)家摩爾桑歷盡艱險(xiǎn)之后才成功地制得了氟。
4運(yùn)用化學(xué)史學(xué)習(xí)化學(xué)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(xué)過程不僅是傳授知識、技能的過程,同時(shí)也是發(fā)展學(xué)生的智力和培養(yǎng)能力的過程。最近世界許多中小學(xué)教育科研機(jī)構(gòu)對理科教學(xué)都提出了要以培養(yǎng)能力為中心教育思想,也就是說教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該放在科學(xué)考察和處理能力的培養(yǎng)上來。因?yàn)?這種培養(yǎng)將使學(xué)生終身受益,其好處是無法估量的。為了培養(yǎng)能力,向?qū)W生介紹某些化學(xué)家在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的探索歷程,是頗有裨益的。
例如,在講物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論時(shí),我們可以向?qū)W生補(bǔ)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(shí),觀察到一個(gè)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(gè)現(xiàn)象本來與她的研究課題未有直接的關(guān)系,但是她卻十分珍視,認(rèn)為這是一條非常值得跟蹤的線索。在經(jīng)過仔細(xì)試驗(yàn)和研究之后她斷言:瀝青鈾礦里含有一種極少量的物質(zhì),它的活動(dòng)能力比鈾本身的強(qiáng)烈得多。這種物質(zhì)不會是任何已知元素,因?yàn)檫@些已知元素經(jīng)過檢查以后,都沒有這樣大的活動(dòng)能力,所以它必定是一個(gè)新的元素。于是,居里夫婦根據(jù)這個(gè)邏輯推斷,開始了大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)工作,處理了幾十噸瀝青鈾礦,花了數(shù)年的時(shí)間,終于發(fā)現(xiàn)這種新元素鐳,它的放射能力,確比鈾強(qiáng)幾百萬倍。
從居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳的故事,學(xué)生不難體會到創(chuàng)造性的考察,對新現(xiàn)象的強(qiáng)烈好奇心,捕捉新線索的敏感,周密的邏輯推斷,頑強(qiáng)的實(shí)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(shí),我們可以向?qū)W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(qū)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(gè)元素的性質(zhì),幾乎重復(fù)第一個(gè)元素的性質(zhì),好象音樂中的八個(gè)音階因此他認(rèn)為可以按原子量來分類元素。可是他當(dāng)時(shí)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?qū)Υ藚s十分珍視,他堅(jiān)信以原子量來作為元素分類的基礎(chǔ)并沒有錯(cuò),因?yàn)橹挥性恿坎攀窃刈罡镜男再|(zhì)。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(shí)踐中加以校正。門捷列夫經(jīng)過了頑強(qiáng)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?yàn)榱蓑?yàn)證他的元素周期律學(xué)說,他根據(jù)這一理論詳細(xì)地預(yù)言了三種未被發(fā)現(xiàn)的元素的一系列性質(zhì)。這些預(yù)言在以后的15年間都一一被實(shí)踐所證實(shí)。
從這個(gè)故事,學(xué)生不難體會到科學(xué)的鑒賞力,對錯(cuò)誤的洞察力,以及科學(xué)的預(yù)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(xué)生,所有這些能力只有在艱苦的實(shí)踐中才能培養(yǎng)出來。門捷列夫說過,周期律理論這個(gè)課題折磨了我二十年之久。
除了上面所談的四個(gè)方面之外,如果我們在課外能給學(xué)生介紹比較系統(tǒng)的化學(xué)史知識,還可以引導(dǎo)學(xué)生探索今天化學(xué)在知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代處于什么位置,當(dāng)代化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢,現(xiàn)階段化學(xué)發(fā)展主流和生長點(diǎn)。這對學(xué)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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