第一篇:化学史在中学化学教学中的运用
化学史在中学化学教学中的运用
陈颖
摘 要 : 在中学化学教学中, 结合教材内容和学生的实际情况适当的介绍一些化学史的内容,不仅可以提高教学效果和学生的创新思维,而且可以达到寓政治思想教育于教学之中。文章通过一系列理论与史实的结合论述了在化学教学中如何运用化学史来引导学生走向成功的道路。
关键词 : 化学史 中学化学 化学教学
引言
现代的化学教学,强调要培养学生的观察力、想象力、思维力和创造才能,而不是单纯的传授知识;要发展学生健全的人格,而不是无视学生人文素质的培养。如何以化学知识为载体,去挖掘知识的内涵,体现化学知识价值的多元性;如何将科学价值与人文价值相整合,构建符合中学化学教育目的和任务的价值取向;如何引导学生学会学习、学会做事、学会合作
[2]、学会做人,已成为教师面临的日益严重的挑战。
在化学教学中恰当运用化学史,可以使教学不只局限于现成知识的静态结论,还可以追溯到它的来源和动态演变;不只局限于知识本身, 还可以揭示出其中的科学思想和科学方法,使学生受到教益。这样,就可以把化学逻辑的推演同人们认识化学运动的过程联系起来,达
[3]到逻辑和历史的辩证统一 ,真正揭示出化学发展的科学精髓,展示化学家的人文精神风貌。
1, 化学史在中学化学教学中的作用
化学史是在人与自然的依存中,人类不断认识和改造自然,与其他学科一起取得自身的进步和社会发展的历史。化学的历史,实际上是一种化学方法和化学智慧的历史。在化学课堂教学中,结合教学内容,适时地贯穿一些化学史的教学,能够活跃和调节课堂气氛,渲染课堂氛围;化学史的学习有利于学生了解人与自然,人与社会的关系,学生从化学史的教学中获得了严谨的化学科学学习和研究方法;同时化学史的教学能激发学生的教学动机和好奇心,调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新精神,启迪学生的创新思维,培养学生一丝不苟的学习和实事求是的科研态度;培养学生民族自豪感和责任感,激励学生努力学
[2]好化学学科,为祖国和民族争光。
1,1 利用化学史加深学生对基础知识的理解和掌握
元素概念既抽象,又难理解,如果教师在教学中简略地介绍古代的元素观把这些历史过程适时地有选择地配合有效的教学方法传授给学生,学生就会把握元素概念的演变过程,理解其丰富而完整的内容,知晓其实质。在学习元素周期表时,把门捷列夫建立元素周期律的思路和过程生动地描绘出来,加深学生对元素周期律更深刻的理解。在化学教学中,教师如能结合史料介绍化学理论的发展过程,不仅能加深学生对基础知识的理解和掌握,而且可使学生体会到人们对客观事物的认识是螺旋式上升的,知识是有阶段性的,同一概念在不同的认识阶段其内涵是不同的,从而为他们将来进入更深层次的化学学习打下基础,使学生能从发展的高度把握知识。
1.2 利用化学史激发学生学习化学的兴趣
兴趣不是天生的, 兴趣的差异主要是人的生活实践不同而造成的.化学教学中,学生是学习的主体,而学习兴趣是学习的内部驱动力.当一个人有某种需要时,就会对有关事物优先给予注意,而且对它有向往的心情,产生了兴趣.浓厚的兴趣能促使学生获得广泛的知识,能促使学生对学习和工作充满信心,勇于克服困难,并且有助于提高学习效率,能促进学生的创
[ 4](P114-115)造性活动,能使学生视野开阔.如果教师只是按照书本的固定模式来讲授, 会使学生认为化学就是简单的事实、定律和记忆过程,这样会使学生产生死记硬背、机械训练,使学习兴趣降低.若在教学中适时的穿插一些与化学知识相关的趣闻秩事,引导学生寻求化学发展的历程,就会增强学生的求知欲和学习兴趣.例如,在讲有机化合物苯时可以穿插凯库勒确定它的结构时梦见蛇咬尾巴!的故事;在讲氧化反应时,讲一讲拉瓦锡因为否认燃素说!
[6]而被送上断头台的故事等等.这些趣味横生又富有哲理的故事和趣闻,不但能用来活跃课堂气氛、激发学生学习兴趣, 而且有利于加深对基础知识的记忆和理解, 加深对某些科学理论规律性的认识,从而启发学生独立思考问题,培养他们分析解决问题的能力,领悟其中的道
理,取得良好的教学效果.化学是一门以实验为基础的科学,在教学中,实验课不仅是验证课堂所讲授的内容,更重要的是通过实验教学培养学生的动手能力和独立思考能力, 让学生在变化万千的实验中激发学习化学的浓厚兴趣,开发学生的创新能力.在实验教学中,化学史实是实施素质教育的好素材.化学科学的发展是在实验的基础上逐步形成的.通过化学史在实验教学中的渗透,使学生真正的理解化学实验中应具备的科学方法、科学思维以及科学态度和价值观等对化学发展[5](P5-7)及创造发明的重要意义.在中学实验中穿插化学史上杰出科学家发现的过程及重大影响,来提高学生学习化学的兴趣.例如,俄国化学家库切洛夫,在研究乙炔的水化实验中,多次实验都不能取得预想的结果,由于不慎打碎温度计使反应产率大大提高,他抓住这个现象不放,深入研究,终于发现了炔烃水化反应的汞盐催化剂,取得了国际公认的成就.又如,青霉素的发现源于对葡萄球菌的研究.弗莱明抓住培养细菌的器皿上一些黄色葡萄球菌死亡了只留下一串串小的空圈这一奇特现象,进行了一系列实验, 深入研究,发现了青霉素,从而挽救了千百万人的生命,并获得了诺贝尔奖.其实,最早发现这一现象的还有日本的古田由直,可是
[7]他对这一现象视而不见,从而错失良机.任何疏于观察必导致失败!.化学史上有许多这样的事例,只要教师合理利用这些生动有趣的例子,定会激发学生用知识和智能揭开化学奥秘的兴趣.1.3 利用化学史培养学生的爱国主义思想
结合祖国的历史与今天的成就,是对学生进行爱国主义教育的最佳材料。我国有5000多年的文明史,在化学上取得了巨大的成就,积淀了丰富的化学知识和经验。如我国炼丹术的创造发明比西方早 500多年;在明代李时珍的《本草纲目》中记录了200多种药物的制造方法,广泛应用了灼烧、溶解、沉淀、过滤、蒸发、结晶等化学实验基本操作;1965年我国首先用人工合成结晶牛演胰岛,在探索生命起源方面的领先成就,引起全世界轰动。这些事例
[9]的引用,激发了学生的民族自豪感,激发了他们学习的自觉性。同时结合著名爱国人士的先进事例进行化学史教学,如在学习制碱工业时,向学生介绍著明化学家侯德榜先生的事迹;在
学习原子结构时,向学生介绍我国“两弹”元勋邓稼先报效祖国的先进事迹等。用他们这种“把生命献给祖国”的深厚爱国主义情怀感染学生、使学生在接爱科学知识的同时,受到爱
[7]国主义的熏陶,达到爱国主义教育的目的。
1.4 利用化学史增强学生科学探究意识
1.4.1
利 用 化 学 史 培 养 学 生 的 质 疑 精 神
学 起 于 思 , 思 源 于 疑.敢 于 提 出 问 题 , 敢 于 质 疑 , 具 有 强 烈 的 问 题 意 识 , 是 化学 家 进 行 科 学 研 究、取 得 创 造 发 明 的 前 提.化 学 史 上 被 称 为 “第 三 位 小 数 上 的 发 现 ”就 是 一 个 极 好 的 例 子.英 国 科 学 家瑞 利 发 现 从 含 氮 的 化 合 物 中 制 得 的 氮 气 ,其 密 度 比 从 空 气 中 分 离 得 到 的 氮 气 密度 总 是 小 了 0.0064 g / L, 然 而 瑞 利 并 没 有 忽 略 这 一 微 不 足 道 的 “差 异 ”, 他 没 有 轻信 权 威 , 也 没 有 简 单 认 为 是 实 验 “误 差 ”, 而 是 对 “为 什 么 用 不 同 的 方 法 制 备 出 来的 氮 气 的 密 度 会 有 差 别 呢 ? ”这 一 问 题 抓 住 不 放 , 并 制 定 了 周 密 的 研 究 计 划 进 行研 究 , 终 于 发 现 了 一 种 稀 有 气 体 元 素 ———氩.科 学 家 敢 于 质 疑 并 最 终 取得 科 学 研 究 的 成 功 史 实 , 可 有 效 地 鼓 励 学 生 敢 于、乐 于、善 于 提 出 问 题 , 培 养 学 生的 问 题 意 识.1.4.2
利 用 化 学 史 进 行 科 学 方 法 教 育
在 学习原 子 结 构 时 , 教 师 可 结 合 原 子 结 构 模 型 的 演 变 历 史 : 汤 姆 逊 发现 电 子 提 出 原 子 的“西 瓜 ” 模 型→卢 瑟 福 根 据!粒 子 散 射 实 验 提 出 原 子 结 构 的“行 星 式 模 型 ”→玻 尔 根 据 氢 原 子 光 谱 提 出 玻 尔 原 子 模 型 , 直 至 现 在 人 们 认 识 到实 物 粒 子 的 波 粒 二 象 性 , 提 出 原 子 结 构 的 量 子 力 学 模 型.从 原 子 结 构 模 型 的 演 变过 程 中 , 让 学 生 认 识 到 “提 出 假 设 ———建 立 模 型 ———实 验 验 证 ”等 科 学 方 法 在 科学 发 现 中 所 起 的 重 要 作 用.通 过 化 学 史 的 教 学 , 鼓 励 学 生 自 觉 学习科 学 方 法 , 促进 对 科 学 方 法 的 掌 握 和 内 化 , 从 而 提 高 学 生 科 学 探 究 的 能 力.1.4.3
通 过 化 学 史 的 教 学 让 学 生 体 验 探 究 过 程
在 讲 酸 碱 指 示 剂 时 , 讲 到 波 义 耳 在 一 次 紧 张 的 实 验 中 , 放 在 实 验 室 内的 紫 罗 兰 被 溅 上 了 浓 盐 酸 , 在 用 水 冲 洗 了 过 后 , 波 义 耳 发 现 深 紫 色 的 紫 罗 兰 变 成了 红 色.这 一 奇 特 的 现 象 引 起 了 波 义 耳 的 兴 趣 , 几 个 “为 什 么 ”在 他 头 脑 中 发 生 着碰 撞 , 他 进 行 了 许 多 花 木 与 酸 碱 相 互 作 用 的 实 验.发 现 以 石 蕊 地 衣 中 提 取 的 紫 色浸 液 受 酸 或 碱 作 用 颜 色 改 变 最 明 显.利 用 这 一 特 点 , 波 义 耳 制 成 了 实 验 中 常 用 的酸 碱 试 纸 ———石 蕊 试 纸.通 过 向 学 生 介 绍 指 示 剂 的 发 现 历 史 , 能 够 让 学 生 跟 随 科学 家 的 足 迹 , 完 整 地 体 验
[8]“发 现 问 题 ———提 出 假 设 ———收 集 资 料 ———形 成 结 论 ”的 科 学 探 究 过 程.。
1.4.4
通 过 化 学 史 的 教 学 让 学 生 形 成 科 学 精 神
莫 瓦 桑 明 知 许 多 科 学 家 因 制 取 单 质 氟 而 健 康 受 损 , 甚 至 献 出 了 生 命 ,依 然 不 顾 危 险 , 最 终 获 得 1906 年 的 诺 贝 尔 化 学 奖;居 里 夫 人 由 于 长 期 与 放 射 性物 质 接 触 而 以 身 殉 职.等 等.这 些 化 学 家 的 感 人 故 事 , 可 培 养 学 生 热 爱 科 学 , 崇 尚真 理 的 精 神.拉 瓦 锡 提 出 燃 烧 的 氧 化 说 历 史 , 能 够 激 起 学 生 敢 于 怀 疑 , 百 折 不 挠 ,积 极 进 取 的 精 神;
瑞 利 发 现 稀 有 气 体 氩 的 探 究 过 程 ,能 够 帮 助 学 生 形 成 勇 于 探索 , 实 事 求 是 , 一 丝 不 苟 的 精 神;1965 年 我 国 著 名 化 学 家 邢 其 毅 等 人 人 工 合 成 结晶 牛 胰 岛 素 , 美 日 三 位 科
[11]学 家 研 究 导 电 塑 料 获 得 2000 年 诺 贝 尔 化 学 奖 , 有 利 于让 学 生 学 会 合 作.2、在中学化学教学中运用化学史的几点思考
加强化学史教育应坚持化学、化学史和化学教育相结合的“ 三位一体”的原则。在实
[1] 施化学史教育时我们注意了以下几个问题。
1.适切性。根据不同年级及学生的自身特点 , 以不同的需求在课程设计时有针对性地安排分层次的内容 , 如结合教学内容补充一些化学史方面的知识以提高学习的兴趣和效率, 开设化学史的选修课 高中、初中各年级着眼点不同!, 结合研究性课题的进展状况及
[10]时增加有关的科学讲座等, 以使每个学生的科学素养得到充分的发展。
2.全面性。注重科学知识与科学方法、科学精神与人文精神、理论知识与实践能
[6]力的关系 , 使学生全面均衡地发展。
3.相关性。注意学科之间的相互联系 , 汲取其他学科史学教育的方法、内容和经验。
化学史教育中存在的需深人研究的几个问题 :
(1)对“三位一体”如何更加有机结合的研究力度和精力的投入还不够 , 特别是如何实现从知识的静态结论到动态演变方面经验甚少。
(2)教材和教学资料很不理想。化学教材中反映化学知识特别是高新技术成果的来龙去脉的内容极少 ,偶尔出现的化学史料的可读性较差 , 与其他学科知识的交叉难觅踪迹 , 教学资料比较贫乏。
(3)师资培训巫待加强。从研究型学习的开展所遇到的困难来看, 教师在指导学生如何选题、如何创设探究的氛围及如何开展研究方面显得力不从心 , 特别是在科学方法论、[2]学科的发展历程、人文教育方面的修养较为欠缺。
参考文献
[1]张嘉同.《化学 — 人文精神的韵味》 , 湖南师范大学出版社2000旧年版。[2] 史定海.《诺贝尔化学奖与中学化学教学改革》,《教师论坛》2000年第1期。[3]唐敖庆等.《化学哲学基础》,科学技术出版社1986年版。
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第二篇:中学化学教学中的化学史教育
中学化学教学中的化学史教育
上海市莘格高级中学 李建强
科学史是科学的产生、形成和发展及其演变规律的反映,是人类认识自然和改造自然的历史,是人类思想宝库中十分宝贵而丰富的精神财富,也是科学教育的重要资源。重视科学史教育,把科学的思想观、典型事例、演变发展过程融入科学课程和科学教学之中,已成为当代科学教育发展的一大特点。化学史作为科学史的一个分支,与科学史一样,具有丰富的教育内涵。在化学教学中进行化学史教育,是培养学生科学思想、科学观念、科学精神、科学态度,促进掌握科学知识、科学方法、科学技能等科学素养的重要途径。
从整体上把握化学史教育的教育内涵,研究它的素质教育功能,研究化学史教育的实施途径,对深入推进素质教育,培养学生的科学素养,全面提高教育教学质量具有十分重要的意义。
一、化学史的教育功能
1.有助于了解知识和技能的形成过程
化学学科知识是发展学生科学素养的基础,化学史知识是化学学科知识的重要内容之一。它反映了现代知识经济观的4类知识即“知道是什么的知识”、“知道为什么的知识”、“知道怎样做的知识”、“知道是谁的知识”,是通过教学的知识而形成教学的发展链,引导学生追踪化学发展的科学足迹,拓展视野,在实践和探索中了解知识的形成过程。
如教材上虽然只是简单地介绍了元素周期律理论的内容,其实它的发展过程是经过多个基础工作才形成的。后来元素周期律又经过了不断完善和发展,直到今天,还有许多人在研究周期律,周期表也出现了多种形式。这样将元素周期律的认识从它的产生发展过程去阐述,不仅能使学生了解元素周期律的结论,而且知道它的发展过程,知道它的过去与现状,进而才能考虑如何补充和发展。
2.有助于了解科学探索的过程,接受科学思维方法的熏陶
如在讲授原子论时,可以结合这个理论的确立过程来解释科学抽象的思维方法。道尔顿在1803年能提出科学的原子论,就是在经过大量实验的基础上,加上科学的想象力和理论思维,有效地运用了科学抽象的思维方法,得出了结论。从这段历史中可以看出,经验主义的研究方法是不适用的,因为教条主义和经验主义只承认表面现象或经验的东西,不相信事物的抽象本质存在,就连当时一些著名的化学家如杜马也否认原子存在的真实性。
因此,进行化学史教育,不仅能使学生经过了解、假设、观察、逻辑推理等一些科学步骤及进行比较、分类、归纳、演绎等科学方法,接受科学方法的熏陶,更能让学生突破这些条条框框的束缚,从科学家的身上学到那种求真务实、脚踏实地的科学态度,体会科学家们的逻辑推理和思维发散的感觉,启发学生敢于思考、善于思考、勇于创新。
3.有助于情感态度和价值观的培养
化学史的教育有助于学生良好的道德情操和价值观的养成,化学史的教育有效融合与化学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史有关的多学科的知识,并在培养学生科学素养中的感情态度和价值观方面发挥着独特的作用。
(1)培养学生正确的科学态度
例如在学习“王水”的性质时,可讲述玻尔保护诺贝尔金质奖章的故事。再如学到碳酸钠第 1 页(共 12 页)时,可了解我国著名化学家侯德榜在极其艰苦的条件下,经过3年的努力,发明了“候氏联合制碱法”,成为广为流传的佳话。这些化学史的介绍可使学生树立为祖国做贡献的雄心壮志,教师应因势利导,将学生的情感向科学家刻苦钻研的精神靠拢。
(2)提升学生的审美能力
化学家不畏困难、前赴后继、勇于为科学献身的精神,能使学生认识到什么是真、善、美,能帮助学生形成正确的审美观念;化学家在发明创造的同时,也创造着美。如凯库勒关于苯分子结构的美妙构思;电镀工业在发展过程中制造出了一件件精美的工艺品,不管是在视觉上还是在美学上都给人带来了全新的感受,这与化学家在创造美的过程中所产生的鉴赏美和创造美的能力是分不开的。
二、化学史教育中培养学生科学素养的策略
1.在教材中寓史于育
化学发展的本身充满了辩证法,化学史贯穿了唯物主义观点,化学家无一例外地受着哲学思想的支配,故化学知识也就充满着辩证唯物主义观点。在教学中,教师要抓住教材内在的辩证唯物主义因素,寓观点于知识之中,寓教育于教学之中。教学中若紧密结合教材内容,把爱国主义和正确的人生观、价值观教育化成春雨滋润学生的心田,就能达到润物细无声的效果。
2.在试验中体验探究
教材中的化学概念、理论、规律都是科学家在实验的基础上,经过科学的概括和思维的升华而得到的。教学中,我们可以充分挖掘条件,把科学家做过的实验引入化学实验课堂,让学生亲临其境,体验和感受科学探索过程,在知识的形成过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在实践中逐步形成终身学习的意识和能力。
3.在具体问题中适时进行教育
由于从小受生活和教育的影响,在学习过程中,学生经常会形成一些不良的学习习惯和态度,如实验过程较马虎、观察不细致、推理判断凭感觉、计算数字不准确、遇到困难容易退缩等,甚至不能实事求是地记录所观察到的实验现象。针对这些问题,教师要利用化学史上由于缺乏科学态度造成的失误或给人类带来灾难的案例,帮助学生及时纠正不良的习惯,逐步端正学习态度。
4.在课外活动中拓展视野
可结合课堂教学内容,选择有教育意义的典型题目,课外采取多种多样的形式进行化学史教育。如举行专题讲座“伟大的女科学家——居里夫人”,召开辉煌的中国古代化学专题读书报告会,举办化学研究中的吉尼斯纪录知识竞赛,也可以以化学板报的形式介绍化学家的事迹等。通过活动,可使学生领略到化学发展的大致轮廓,加深和拓展化学学科知识,从中吸取自然科学方法的营养,悟出世界观与科学成就的紧密关系,学生的实践能力也得到了锻炼。
三、影响化学史教育教学的因素分析
1、化学史教育理论研究的影响
化学史研究中反映科学研究过程的成果较少,主要原因是我国化学史理论研究的数量较少、质量不高、理论深度不够,现阶段我国化学史研究范式基本上属于让学生了解一些有重大意义的化学理论的发现年代及化学家的生平简介,它所蕴涵的丰富而极具教育价值的资源没有被挖掘。正是因为我国化学史理论研究滞后,化学史料中科学家的科学态度、科研方法和创新精神第 2 页(共 12 页)等化学史重大价值没有被挖掘出来。因此,必须在加大理论研究的同时借鉴国外优秀研究成果,为我所用,提升我国化学史研究的深度和质量。
2、化学史内容教授方法的影响
教师本身没有受到专门的化学史教育和培训,对相关化学史知识了解较少。在课堂教学中,虽有所涉及,但没有给予应有的重视,仅在教学或解题时遇到相关内容才进行简略了解,或根据记忆随口说说,并没有亲自查阅化学史书籍进行考证,没有将化学史实作为一种开发教学内容的素材性资源来合理运用。教师在讲授化学史时,过于重视化学史中成功的事实,过于突出科学家的趣闻轶事,过于强调“巧”,而不重视“拙”;教学手段上,大部分教师仍以口头讲述为主,往往不能使学生真正体验到化学的历史发展过程。
如:苯一节的教学,教师一般只给学生讲起凯库勒的蛇头咬住蛇尾的梦,轻轻一带而过,而清华附中阎梦醒老师便结合苯分子发现史设计的课,讲到了当时的工业社会背景及相关的人物,凯库勒假说及逐步修正苯结构式,到价电子论的解释及电子显微镜看到苯分子结构的图片等,对苯的发现及其结构式的确认过程作了全面的讲解分析,还对化学家凯库勒做了恰当的点评。充分发挥了化学史对学生的教育功能,让学生深刻体会科学发现的艰辛而漫长的历程,同时,也提高了学生对自然科学的兴趣,诱发了学生对神奇世界的向往。
3、教材及教辅资源对化学史料的影响
教材中化学史的内容有如下特点:第一,介绍我国的古代化学成就、化学史实的比例大,呈现的一般形式是陈述事实。第二,对化学家的介绍较多,主要形式是图片、名字、生卒年月或伟大成就。对化学家的研究介绍的节略,让人感受到的只有科学研究的神圣与高深及科学家的非凡的素养、天资和勤奋,往往给人一种科学家就是不食人间烟火、举止滑稽怪异的印象;感受不到科学家“人性”的一面,科学研究似乎是可望而不可即。第三,化学工艺技术及实验的发展介绍只是图片,化学史实或者说重要理论定律的建立或发现过程介绍过于简略,仅仅是简单介绍人在何时做了何事,无法了解隐藏在科学过程中的研究方法和思维方式,化学史的教学功能表现单一,没有发挥化学史引导学生了解、认识科学本质的功能。
四、化学史教育的实施
(一)关注教材资源 现行教材中引入了二十多位科学家、三十多次化学史、科学史的相关资料。主要涉及几部我国古代的先进化学工艺——古代砷、陶瓷的应用、湿法冶金等;
近现代我国化学的重大突破——超真空扫描隧道显微镜、侯氏制碱法、张青莲等;
近代化学中的重大突破——金属钾、氯气、苯的发现,原子结构模型的演变、元素周期律化学发展的前沿——金属陶瓷、功能高分子等; 重要的化工发展——合成氨、模拟生物固氮等;
科学家、化学家的介绍——舍勒、道尔顿、勒夏特列、哈伯、凯库勒等。
1、研究化学发展历史
要追溯化学发生和发展的历史,可以上溯到远古人类还处于蒙昧时代的用火时期。人类掌的发现、有机化学的发展历史等; 分内容:
(二)课程资源的开发
第 3 页(共 12 页)握了用火以后,就掌握了变革物质的强大的自然力量,随之逐步地开始了处于摸索状态的化学实验活动。化学的发展是由生产决定的,它来源于人类认识世界改造世界的要求和积极的活动;同时,化学和化工又是生产力,促进生产的发展,充分体现出科学和生产相互促进、协同发展的演变过程。
(1)化学史上的重大事件与化学科学发展的主要线索 ① 公元前5~前4世纪,留基伯和德谟克利特:给出了原子论的最初说明
② 公元前3~前2世纪:炼金术诞生
③ 1661年,罗伯特•玻义耳:出版《怀疑派的化学家》一书,奠定了现代化学的基础
④ 1769年,拉瓦锡:在化学研究中,养成了定量检测的良好习惯,并将化学研究提高到定量
⑤ 1800年,伏打:发明电池,开创了电化学
结合
⑦ 1828年,弗里德利奇•维勒:首次在实验室内合成尿素,打破了生命与非生命界的绝对界限
⑧ 1869年,门捷列夫:公布了他的《元素周期表》
⑨ 1897年,约瑟夫•约翰•汤姆生:发现了电子
⑩ 1930年,莱纳斯•鲍林:将量子力学引入了化学 1995年,玻色—爱因斯坦凝聚态在实验室问世
○
⑥ 1808年,约翰•道尔顿:出版了《化学哲学新体系》,提出原子的思想,并讨论了原子的(2)化学发展经历的几个主要时期:
化学的萌芽时期:从远古到公元前1500年,人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属,学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色,这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期。
炼丹和医药化学时期:约从公元前1500年到公元1650年,化学被炼丹术、炼金术所控制。为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验,而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终,但他们在炼制长生不老药的过程中,在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的条件和现象,为化学的发展积累了丰富的实践经验。当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”。但随着炼丹术、炼金术的衰落,人们更多地看到它荒唐的一面,化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥,中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材。
燃素化学时期:这个时期从1650年到1775年,是近代化学的孕育时期。随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,进行化学变化的理论研究,使化学成为自然科学的一个分支。这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。继之,化学又借燃素说从炼金术中解放出来。燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程,尽管这个理论是错误的,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了许多化学现象。在燃素说流行的一百多年间,化学家为解第 4 页(共 12 页)释各种现象,做了大量的实验,发现多种气体的存在,积累了更多关于物质转化的新知识。特别是燃素说,认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近代化学思维的基础。这一时期,不仅从科学实践上,还从思想上为近代化学的发展做了准备,这一时期成为近代化学的孕育时期。
定量化学时期:这个时期从1775年到1900年,是近代化学发展的时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期,使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初,英国化学家道尔顿提出近代原子学说,接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念。自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学。这一时期,建立了不少化学基本定律。俄国化学家门捷列夫发现元素周期律,德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论,这些都使化学成为一门系统的科学,也为现代化学的发展奠定了基础。
科学相互渗透时期:这个时期基本上从20世纪初开始,是现代化学时期。20世纪初,物理学的长足发展,各种物理测试手段的涌现,促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究,尤其是量子理论的发展,使化学和物理学有了更多共同的语言,解决了化学上许多未决的问题,物理化学、结构化学等理论逐步完善。同时,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使过去很难解决的蛋白质、酶等结构问题得到深入的研究,生物化学等得到快速的发展。
2、了解化学家的生平及研究成果
在研究化学发展历史的时候,不能忽视化学家对化学发展的影响,任何一位化学家在某个特定时期的研究成果都能够对化学大领域的发展起到促进作用。化学历史的发展方向,在很大程度上取决于训练有素的化学家队伍,取决于他们对学科的领导组织才能以及他们的个人品质。
在化学发展的历史上,有许多化学家做出过不可磨灭的贡献:拉瓦锡推翻燃素说,建立以氧为中心的燃烧理论;道尔顿把古代思辩、模糊的原子假说发展为科学的原子理论,为近代化学的发展奠定了重要的基础;居里夫妇发现放射性新元素钋和镭,开辟了放射化学这一新领域等等。他们在科学研究中勤奋进取、不畏艰险、勇于探索、把严谨的科学态度与大胆创新精神结合起来,无论成功与失败,都值得后人借鉴。我们从化学发展的历史上可以看到,凡是有所作为的科学家都是百折不挠,不辞辛苦,以极大的精力投入到科学实践中,历史证明,只有那些不畏艰险在崎岖道路上攀登的人,才能登上科学的顶峰。
在这个方面,教师可以引导学生进行课后的挖掘,利用课外书、电视、广播等传媒手段和因特网来全面的了解化学家的生平和研究成果,激发他们的学习兴趣,启发他们的科学思想,对学生本人和教学工作者都是大有裨益的。
3、挖掘化学史故事
在教学中,如果把化学发展的主要阶段按年代和理论与实验发展情况进行描述,会使学生甚至教学者本人感到枯燥无味。但是如果把化学中的动人故事系统地串联起来加以讲述,用讲故事的方法谈化学的历史,能够更好的迎合学生的学习心理,符合学生读书的要求。
举一个简单的例子。在我国古代有一些人曾试图利用化学手段炼出可令人长生不死的丹药,兴起过“炼丹术”活动,最后当然失败了,因为目标是不可能实现的。但是这种“误入歧途”也会得到某些有益的教训或意外的收获,例如“长生仙丹”没能合成,却制造出了许多化学制第 5 页(共 12 页)剂,例如升汞、甘汞、氧化汞、硫化汞、氧化铅、四氧化三铅、三氧化二砷、硫化锡等,其中还有一些在当时是驱病疗疾的良药,大大丰富了医药的宝库,并推动了医药化学的发展[7]。他们在这项活动中,进行了大量的化学实验。观察到了很多化学变化,又发明了一些化学试验仪器和化学试验的操作方法。这些化学知识和化学制剂后来传到了阿拉伯,又从那里传向了欧洲,终于在18世纪被正确地运用,而发展成为近代的化学,特别是他们在付出了很大代价后,发明了火药,这项意外的收获及其以后的发展对人类社会的进步起了难以估量的巨大推动作用。
如果把以上这些内容在课堂上用平铺直述的方法讲出来,不仅学生没有印象还可能无法理解,但是要是把它作为一个研究性课题,在每个相关的重要阶段挖掘出一到两个动人的或为大家熟知的故事,那么这些内容将是非常受学生欢迎的。这个过程中,不仅增加和丰富了师生的知识量,而且对所挖掘的材料加以整合,将是很不错的化学史课程资源。
4、探寻化学史图片
我国化学史专家袁翰青老先生在给《化学史图册》所写的序言中说“图片是教学与科学史研究的重要工具之一,对于化学史来说,历史上有关的图片所起的直观辅助作用更为重要。它使读者能了解化学发展历史的概况,在教学中有利于增强学生的感性认识,激发学习的兴趣,培养他们科学的思维方法和钻研精神”。
从这段话中可以看出,化学史图片相对于化学史的研究具有重要的参考价值。在现行的人教版高一化学教材最前面有9副精选的图片,每张图片都有其丰富的化学史意义[8]。但是就目前的状况来看,这样的化学史图片在表现形式和具体内容上还是太少,20世纪90年代出版的《化学史图册》非常全面但是对于教学过程又显得太为专业和繁杂。所以应当采用师生互动的形式,探寻适合教学的化学史图片,遵循尊重史实、精选图片、以图为主、图文并茂的原则,就能够通过图片反映化学发展的历史进程,能形象地再现化学家的创造活动,能客观地记录化学的科学传统精神,从而对化学教育、科学教育产生良好的辅助作用。在积累沉淀的基础上,针对教学需求,进一步整理成册,结合学校、学生实际,可开发为校本课程。
5、筛选古代文献资料中的化学部分
研究中国古代化学史主要得依靠对古代历史文献典籍的研读、考证和诠释,并根据现代科学知识对其记载进行分析,给予阐明,辨析真伪(可信程度)[9],那么研究者就必须对古代流传下来的浩如烟海的典籍,例如经史子集等各类著作有个大致的了解。以此为基础,也应大致有个线索,知道到哪些类别的书中来寻找中国古代化学史料。因为在中国古代没有化学这个学科,当然也就不可能有化学史和化学工艺方面的专门著作(中国古代有天文、算学、农学、医学、医药方面的专门著作)。而化学工艺的范围又非常广阔,有关资料极其分散,可以说经史子集中都有关于化学或有关其工艺的史料,但又往往是孤言片语,极为简略隐约地透露了一些信息,需要学习者善于捕捉。
比如《考工记》、《天工开物》、《齐民要术》、《神农本草经》、《本草纲目》、《太平御览》、《古今图书集成》、《梦溪笔谈》、《山海经》等书,其涉及的化学知识内容就需要进行筛选才能发掘出来,而筛选的过程也就是一个学习和整理的过程。古代文献资料中涉及的化学知识,不仅是前人对一类知识的总结,也是古代劳动人民智慧的结晶,利用好这些资源不仅可以丰富教学内容、发掘课程资源,更重要的是对优秀历史文化的升华。通过这样的方式,可以增强学生的爱国主义情感,使他们进一步理解我国光辉灿烂的优秀历史文化。
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6、分析古代科学技术成果中化学的作用
中国是世界上具有发达文明最早的国家之一,由于各个民族的祖先世世代代辛勤劳动、艰苦奋斗,共同努力创造了灿烂的古代科学文化,为全人类的文明与进步,做出了巨大的贡献。他们在化学领域中也曾有过广泛的开拓,做出了不少意义重大的创造发明。中国古代先民通过观察、生活体验和生产劳作,逐步接触到各种化学变化(自然发生的及人为的),并慢慢学会利用这种现象,依靠这种力量来创造新事物,改善并丰富了自己的物质生活条件,而且在此过程中也加深了对化学现象的理解,得到了早期的化学知识。在中华民族5 000多年的文明史中,他们在化学世界中究竟涉猎哪些领域?通过化学手段取得了哪些物质成果?又在化学概念上(包括古代物质观)做过什么探讨?有过哪些思考和设想?对他们的这些活动我们又应如何加以评价?结合中国社会发展的特色又可采取哪些有效的研究方法?就构成了中国古代化学史研究诸多方面的课题。在这些研究中,分析和回答以上问题的过程,就是一个深刻学习的过程,引导学生在某一个方面深入下去,最后再由教师综合整理,对于化学史课程资源的开发将是一项非常有意义的工作。
(三)实施途径
1、设计探究活动
新课程理念倡导探究性学习,主张学生通过探究活动主动地学习科学方法,获取科学知识。分析某些教材中的探究活动会发现,虽然探究活动注重学生的自主性,但探究模式本身却是直截了当地灌给学生的。教材中缺乏关于探究本身的认识与反思。对于探究活动,教材只作操作上的规划,而没有加强理论的引导。这样的编排可能导致为探究而探究的局面。而遵循教材中的固定模式反复演练,可能将灵活的探究变成“提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流”的新八股。
教师在教学中如能将科学家的探索过程作为学习探究的范例,则可能弥补这一不足。例如在原电池教学中补充电池发现的历史,精选一些史料,对照科学家对这些问题的分析和解决办法设计问题,从18世纪末期意大利生物学家伽伐尼著名的青蛙实验入手,电流是怎么产生的?如何验证这一结论?从伏打电堆到1836年的丹尼尔电池,从1866年勒克朗谢发明锌锰电池,到盖斯南将淀粉加入氯化铵中制成糊状电解质和其后加入HgCl2作为缓蚀剂,最后发展到现在的无汞碱性锌锰电池,在整个过程结合一些实验如电池的解剖等,从科学知识、科学方法、科学与社会的关系等多个角度提出问题。结合伽伐尼严谨的治学态度(从发现到发表经历了十几年的反复研究)和伏打对他人研究成果的尊重,这种综合性的探究活动往往更有趣味、更有深度、更有实效。
化学史料中有许多探究的生动事例,教师在选择史料时应做到去粗存精、削枝强干,在尊重史料的基础上让史料为教学所用,改变局限于讲故事的做法。
2、优化教学设计
教材中知识往往是按照其逻辑顺序呈现的,教师作为课程的二次开发者,需在认真研究学生和教学内容的基础上,力求教学设计的优化。化学史在优化教学设计中有其独特的价值。
在课的导入环节可运用化学史,例如在“卤族元素”一节的教学可从展示卤素单质被发现的史料出发,为什么是由先到后是氯、碘、溴、氟?在学生充分讨论后,学生的兴趣和思维被调动时引入课题,是不是比通常由结构特征导入更好?
第 7 页(共 12 页)在一节课的中间,也可结合教学内容以故事、阅读、图片、讨论等多种形式穿插一些化学史内容。如在阿伏加德罗定律中穿插介绍盖吕萨克与洪堡的著名实验,结合道尔顿与阿伏加德罗等人的争论,让学生在观念的冲突中形成观念。在镁的教学中,介绍我国是镁产量最大的国家,但高端镁产品依赖进口的现状,让学生既产生自豪感,又产生使命感。在水泥的教学中从古今中外建筑用胶粘剂到海洋中灯塔的建造难题,结合科学家的探索历程和今天普遍的水泥垃圾问题、水泥厂污染问题,让学生理解化学与社会的相互影响。
有些内容甚至可以完全基于化学史来设计,如原子结构,从古希腊德谟克利特等人的哲学思辨到道尔顿假说,再到汤姆生、卢瑟福、莫斯莱、玻尔等人。结合这些著名科学家的观点,学生完成了一次与众多大师对话的历程,这不比仅仅“知道”了这一事实更有价值吗?
3、开展课外活动
一种做法是可以将一些史料以阅读材料的形式留给学生课外阅读,这些材料可以是纯文字的,也可以是图文并茂的,既可以是中文的,也可以是英文的,既可以是博学生一笑的趣味性材料,也可以是引起学生深思的哲理性材料。计算机及网络在中学的逐步普及极大地丰富了教育资源和教育手段,教师可以通过网络、书籍等多种渠道收集材料,整理后通过个人主页、讨论版、共享、信箱等多种形式发布,教师也可以向学生推荐一些书籍或网站。
在研究性学习活动中也可以渗透化学史内容。例如元素周期律的发现历史,书后阅读材料只是做了简单介绍,对科学家的工作过程及方法没有介绍,且史实上有值得商榷之处。让学生分组以课题研究的形式查阅资料、进行交流,不是一次很好的科学方法实践吗?不仅是对史实的考证,许多内容都可以有类似的处理方法,如我国与世界的钢铁产量与结构比较问题,学生自己绘制图表进行比较,做出分析,得出结论,在训练科学方法的同时人文素养也能得到发展。 开设“化学史”选修课也是一种可行的探索,但笔者认为开设“科学史”的意义可能更大,因为这还有助于弥补分科教育的不足,突破不同学科间的“壁垒”。科学的本质是无法按学科来分解的,如果我们以主要的科学观念组织各种史料,将有助于学生真正理解科学。
新课标中明确提出化学课程的目标是提高学生的科学素养,并从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度构建中学化学课程目标体系[2]。这对改变目前过于重视知识传授的现状是有积极意义的。对中学化学教师而言,如果能认真研究化学史乃至科学史,挖掘其教育功能,探索其实施途径,无疑将有助于课改目标的达成。
(四)国外实施科学史(含化学史)教育的方法介绍
1、IHV——化学史教育的新方法
IHV是Interactive Historical Vignettes的缩写,其中文意思是互动历史小品。它是由美国的Wandersee等人开发的把科学史融合到科学课程中的一种教学技术。这种教学技术就是把与教学主题有关的化学史改编为一系列生动活泼的、仔细设计的、简短的(大约15分钟)戏剧小品,每周一次,每次都把课程中要学习的化学概念进行精心编制,并把注意力集中到化学本质的一个重要方面上,从而达到把化学史融入现有的化学课程中的目的。
制作和使用IHV的基本过程
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可能要考虑和强调的科学本质属性如下
★经验论
★决定论
★对解决问题的信念
★简洁性
★排除可能的原因
★怀疑论
★准确
★尊重科学已经知道的东西
★尊重理论的力量
★愿意改变个人的意见
第 9 页(共 12 页)★忠实于证据
★优先选择对自然事件的科学解释
★渴求知识
★暂缓判断
★责任意识
★梳理区分基本概念的能力
★重视量化和测量
★正确评价概率和统计结果
★懂得所有的知识都有其局限性
★对人类状况的同情
实施IHV教学要注意的几个问题
(1)表演所需时间不宜过长。表演一个化学史小品加上讨论时间应控制在15分钟以内,以免占用太多的时间而影响课堂教学进度。
(2)化学史小品的主题应紧扣教学内容。这样才能使学生在欣赏小品的过程中既激发学习的兴趣又学到了有关的知识,懂得了知识探究方法,体验到知识的探究过程,促进学生对有关知识有更深的理解。
(3)要注意教师与学生、学生与学生之间的互动。要尽量让学生表演,表演中和表演后教师可提出适当问题作短暂讨论,做到看、听、思、论相结合,充分调动学生的参与意识。
(4)要注意调动学生自编自演IHV的积极性。教师可根据教学主题,提供合适的化学史故事和有关资料,让学生自编自演IHV,丰富学生的化学课外活动。
2、HPS教育对中学化学史教育的启示
HPS教育是西方一些理科教育专家倡导一种新的理科教育的教学模式,这种模式要求把科学史、科学哲学和科学社会学(History,Philosophy and Sociology of Science,缩写为HPS)的有关内容融入中小学理科课程,以期促进学生对科学本质的理解,培养他们的科学精神和创造力,这就是所谓的HPS教育。hps教学模式是由孟克和奥斯本所提出的,这一教学模式实施的基本前提是:所学的课题必须是科学史上某一科学家曾经研究的自然现象。这一模式的教学程序包括6个环节:①演示现象;②引出观念;③学习历史;④设计实验;⑤呈示科学观念和实验检验;⑥总结与评价。理科课程中有了HPS的内容可以使学生更好地把握科学本质,使学生懂得科学究竟是什么、科学知识是怎样产生的、科学在社会发展和进步中的作用、科学和科学方法的优点与局限性等等。
HPS教育可以提高学生对化学知识的理解。将HPS教育应用到化学教学中必然涉及到化学的基本概念、基本原理,但是HPS教育的优势不在于传授给学生化学知识,而在于传授给学生化学知识(化学概念,各种假设和理论等)的来龙去脉。皮亚杰认为:儿童对科学的认识过程会重述科学知识发展过程的默写特征。[3]学生在学习化学时会出现与化学史上科学家当时认为是真理的观点一致的现象,让学生知道化学知识的演变,能够提高学生对化学知识的理解,因此进行HPS化学教学是一个非常有效的方法。
HPS教育有利于科学的化学方法的培养和化学思想的熏陶。化学史展示了化学思想和理论第 10 页(共 12 页)体系的产生及演变过程,呈现给我们的是一幅辉煌的、静态的化学科学的画卷,因此学生学到的不仅是各种化学结论,还有这些结论产生的背景和条件,让学生受到化学思想的熏陶。化学的发展都是伴随着科学研究方法的进步,因此在讲述化学思想和理论的演变及进步的时候,就会向学生展示科学的方法,从而培养学生科学的方法。
HPS教育可以在人文的背景下构建化学教学。HPS化学教育是从科学史、科学哲学、科学社会学的角度讲述化学学科知识,为自然学科增加了人文气息,学生不仅学到化学知识,更重要的是感受到科学知识背后永恒的人文精神和科学素养,实现人文教育与科技教育的统一,达到人文教育与科技教育的平衡。
五、对化学史教育积极作用发挥当前最值得努力的内容
1、注重对化学发展历史本身的理解
对化学史理解包括内史、外史以及人物史3个维度:(1)内史关注化学学科概念、理论、技术等的发展。在此基础上,厘清化学成果产生的时序,梳理各个成果间的联系,勾勒出学科本身发展的线索。(2)外史关注化学与社会的关系。它是把化学发展放在相应的社会文化环境中考察,倾向于社会科学的视角,力图在社会文化的复杂层面揭示化学发展的动力和原因,考察影响化学发展的各种社会文化因素,也会讨论化学发展对社会产生的影响和后果。外史研究可以提升公众对科技发展的关注,有助于公众理解科技的社会功能和影响,也有助于政府制定促进科技发展的政策。(3)人物史关注化学家和发明家的个人成长背景以及特质。历史上著名化学家们做出的贡献能够说明生命的具体存在和科学的人文属性,科学家和发明家的传记不仅涉及科学知识本身,还展现了他们独特的人生道路和人格风采。内史、外史和人物史3个维度的划分是相对的,任何有学术意义的研究都是从问题出发的探索而非从已有知识框架出发的学习。内史梳理人类探索自然之谜的过程,外史剖析影响科学发展的社会文化因素,人物史洞察和解读科学家的人生道路,这构成了科学史研究有指导意义的三维坐标。近年的化学史有关科学家介绍中出现了一些将化学学科知识、化学家的活动与社会之间的作用等融合的良好趋势。
2、对化学史转化为课堂教学活动的过程研究
我国的科学史教育素来有进行爱国主义教育的传统,新的化学课程标准中将学生的情感态度价值观养成作为教育目标后,越来越多的化学教师将化学史作为培养学生爱国主义、弘扬科学精神的教材使用而忽视了化学史在教学过程中的首要作用是对学生认知功能的养成。国外研究者更强调化学史教学对学生化学观念、化学过程以及化学知识形成背景的理解方面的作用,而对科学史用于说明某一民族特征或突出贡献等内容持谨慎态度[15];各国的科学文本中较为重视的科学本质内容也强调科学作为人类共同事业的属性、科学史能够说明历史上的科学家从事科学事业过程面临的种种困难以及克服前辈的观点做出的种种努力、各个民族都对科学的发展做出重要贡献等。所以化学史教学的研究更多应该侧重于利用化学史的发展过程说明知识、概念、定律等的形成以便于学生理解,同时也能够对什么是科学以及科学发现的本质有深刻的认识。这样化学史教学研究的方向应该是如何通过对化学发展过程、教育学、认知心理学等理论认识的基础上形成适合的教学设计或课程开发。这一工作应该说目前为数较少;除此之外,一些国家对理科教师的职前和在职培训中明确提出科学史以及科学哲学方面的要求,这将成为化学史在中学化学教育中研究的一个可能方向。
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主要参考文献:
[1] 刘前树等 化学史教育的实践与思考 化学教育 2007年第1期
[2] 黄赛峰化学史教育在学生综合素质培养运用中的策略探析 中小学教育 2012年第13期 [3] 张宏 如何将化学史知识渗透到化学教学中 现代教育教学探索杂志 2012年第3期 [4] 孟献华 李广洲 国内化学史教育研究述评 化学教育 2011年第7期
[5] 江玉安 化学史上的重大事件与化学科学发展的主要线索 化学教育 2009年第7期 [6] 张力军近十年中学化学史教育的研究 教学与管理(理论版)2006年第9期 [7] 郭瑞斌等 化学史课程资源的开发特点及途径 化学教育 2007年第3期
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第三篇:化学史在化学教学中的作用
化学史在化学教学中的作用
摘 要:化学史和化学知识是化学的重要组成内容。化学教学中加强化学史的教学,能起到提高教学质量的作用。结合多年的教学,阐述了化学教学中进行化学史的实践。
关键词:化学史;化学教学;提高;实践
化学史是研究化学的知识、理论和方法的发生与发展规律的历史科学,它充分体现了化学家在科学研究道路上的成功与失败,化学领域突破中的分歧和争论、曲折与反复、停滞与跃进。将这些内容渗透到化学教学过程中,有助提高教师的素质;有助于提高教学效果;有助于学生建立正确的世界观,人生观及价值观。
通过化学史的教学,使学生了解到人类对自然界的探索和认识过程中充满了各种哲学思想的斗争,并不是想象中那么一帆风顺的;有着许多献身于真理的科学家的动人事迹,这就为培养学生的工匠精神和创新精神打好了心理基础。可见,化学史在化教学中的作用是不容忽视,不可低估的。
1化学史提高教师的素质
教师,以“传道、授业、解惑”为本,因此需要不断地加强学习、加强科学研究,进行自我充实,以促进教学质量的提高。教师除了在学科的横、纵向深入学习、?@研、提高素质、充电外,重温历史、研究历史也是提高业务能力的一种方法。这是因为,就化学知识的整体来看,一切原理、规律都是生产的、生活的、实践经验的结晶,但是人们不可能去重复前人的各项实践,他们必须以前人认识的成果作为自己认识的起点,继而在各自的实践中获得新的认识。化学是在新旧观念、学说和理论之间的不断斗争之中建立和发展起来的,经历了漫长的过程。化学理论和试验的每一次进步和突破都极大地促进了人类物质和精神文明的巨大进步。因此,学校教育主要的一方面,就是系统地、完整地向学生传递化学知识,加强实践性教学环节,并在此基础上培养他们的创新精神和创新能力,提高他们的科学素质,培养他们的工匠意识。
化学,作为一门实验科学,无论哪一个分支,都是人类在漫长的创造性实践中发展起来的。几个世纪以来,从简单到复杂,从宏观到微观,从定性到定量,体现了劳动人民在历史发展中的创新精神,浸透着无数科学家的汗水和心血。
作为化学教育工作者,应该对化学史有较深入的了解,热爱自己的事业,更深刻地体会每一个原理、定律的内涵,更有效地设计、指导每一个实验,从而使课堂教学摆脱枯燥而具有趣味性和哲理性,不仅仅限于“黑板+粉笔”的教学。化学教师通过学习化学史,掌握了化学学科之间的发展史和内在联系,就能自觉地将现代化学的概况与古代、近代的化学发展过程结合起来,知识条理清晰,科学假设有线索,抽象理论更有说服力。
2化学史有助于培养学生的能力
化学知识概念多、实验多、方程式多,讲授内容多,采取满堂灌的方式教学常常显得枯燥单调,学生不易产生兴趣,往往是被动学习,跟着教师转,成为“接受器”。但如果教师能够结合化学史教学,向学生介绍一些前人提出问题、分析问题、解决问题的思路(或思想)和方法,启法学生不仅要会想,而且要敢想,就能激发并保持学生的兴奋思维,变被动学习为主动学习,而且还会使学生从前人的成功中学会观察、思考以及分析和归纳,学会理论联系实际,从而达到培养和提高学生的观察能力、想象能力和思维能力的目标,培养学生的创新精神和创新能力。
不仅如此,化学作为自然科学中的一门基础学科,研究对象是组成世界的物质及其运动规律,其发展史反映了唯物主义和唯心主义、辩证法和形而上学的斗争过程。正是化学的发展,不断冲击着唯心主义和形而上学,不断充实着辩证法和历史唯物主义。因此结合化学史教学,可使学生从中认识到化学乃至一切科学都是在成功与失败、认识与再认识的循环往复中发展起来的,从而建立科学的辩证唯物主义思想,提高分析问题、解决问题的能力。
3化学史有助于培养学生的世界观
在化学教学中,教师适时地介绍化学发展史,可使学生感受到化学知识的发展经历了漫长的过程。由此学生会认识到,没有理由不做得更好,没有理由落后别人,应该有能力为人类做出较大的贡献。另一方面,学生会从中懂得,一切化学定理、规律的发现、发明都绝非偶然,科学上的每一项成就都是科学家刻苦钻研、不懈努力的结果,即或是有时带来某种偶然性,那也是寓于刻苦的必然性之中。这类史料是不胜枚举的,适时地引入课堂教学中,能够从心理上激发学生的参与意识和创造欲望。
介绍一些历史上著名的与诺贝尔奖有关的重要实验,讲述一些著名科学家的事迹,结合典型基本概念、原理和学说的发展史教学,能吸引学生的注意力,培养学生献身科学的精神。每一项化学成就都离不开化学家的奉献,我们更应该学习这些化学家不畏艰难,孜孜不倦,献身科学的精神。
介绍居里夫人的一生对学生的思想影响很大。居里夫人凭着对科学的强烈热爱,利用各种条件阅读书籍,潜心思考,大胆实验,凭着对科学的一种自然追求,经过几十年艰苦的实验,失败了几百次,终于发现了元素钋和放射性元素镭。居里夫人也被称为“镭的母亲”,曾两度获诺贝尔奖。她的一生为人类留下了许多宝贵遗产,这种无私无畏献身科学的精神是永远值得我们怀念和学习的。居里夫人的故事深深感染了同学们,大家更加热爱化学,决心学好这门课,做一个对社会有贡献的人。
近代科学的发展已经表明,我国古代思想文化中有很多方面与近代科技新发现相结合。作为炎黄子孙,我们应该努力发掘我国古代思想文化的精华,使其更加发扬光大,进而推进整个人类文明的进步。
参考文献
[1]【英】J.R柏廷顿著,胡作玄译.化学简史.
第四篇:比喻在化学教学中的运用
比喻在化学教学中的运用
摘要:化学学科研究物质的组成、结构、性质、变化以及合成。化学的概念、原理有些很抽象;物质的微观结构人的肉眼无法看到;有些物质的性质也是人们不熟悉的。化学教学若采用适当的比喻,能达到形象生动、便于理解的教学效果,比用多媒体省时省力,所以比喻的技巧仍然有研究的必要。运用比喻的教学技巧,要遵循如下原则:科学性、生动性、教育性、创造性。
化学学科研究物质的组成、结构、性质、变化以及合成。学生普遍感到化学难学。笔者曾经在高一上学期做过问卷调查,有一项是“你感到哪一科学习吃力”,调查的结果化学紧随数学之后排在第二位。通过了解和分析,化学学科难在如下几方面:化学的概念、原理有些很抽象;物质的微观结构人的肉眼无法看到;有些物质人们不熟悉,有些可以通过实验,有些还没有条件能够做到实物观察;知识点多繁杂需要记忆等。
因此,如何在课堂中运用创新思维将抽象的知识用形象的语言表达出来,便于学生的想象与理解,降低知识的难度,是教学中首先要解决的问题。通过多年的教学,我们体会到,教师若能采用恰当的事物做比喻,对化解知识的困惑、降低理解的难度有一定的效果。
在文学中,比喻是一种修辞方法,在心理学、认知学中则不尽如此。心理学、认知学认为比喻是一种思维模式,是人们头脑中相似的表象联想;有其独特的思维过程,是一种抽象的心理活动,它表现为比喻的思维过程在使用上多次重复的共性和这种共性在人们认识实践过程中向认知深层的定格,有助于人们揭示并认识真理。如果我们在化学教学中将微观的、抽象的、深奥的知识,以宏观的、具体的、熟知的与日常生活紧密联系的熟悉事物作比喻,借助学生已有的感性认识上储备的具体形象事物,使学生产生丰富的联想,将新知识融入自身的知识体系之中去,完成从感性认识到理性认识的飞跃。一般的,在以下几方面运用比喻效果较好:
一、在化学基本概念教学中运用比喻
有些化学基本概念很抽象,特别难于理解。例如在学习物质的量及其单位“摩尔”的时候,学生很茫然。此时就可以运用比喻帮助学生理解。一令纸---500张,12克碳原子有6.02×1023 个,作为一堆,称为1摩尔。阿伏加德罗常数究竟多大呢?6.02×1023 粒米全球60亿人每人每天吃一斤,要吃14万年。曾有学生问我,为什么1摩尔水分子会有2摩尔氢原子?我的解释是这样的:摩尔是计量微观粒子的个数的单位。我们可以把微观粒子放大了来理解。一分子水就好比一粒大豆。1粒大豆有2个豆瓣、一个胚芽,就好比1个水分子有2个氢原子,1个氧原子。那么,如果有2粒、3粒、4粒„„6.02×1023(1摩尔)粒大豆呢?这样,将抽象的、虚幻的,需要全凭学生去想象的微观粒子比作宏观的,学生可以观察,可以触摸的具体的事物,既方便了老师的讲解,学生理解、接受起来也更容易,而且印象深刻。
在概念教学中运用比喻,可使枯燥的知识趣味化,如:饱和溶液,不饱和溶液与浓溶液、稀溶液关系,就好比吃饭饱不饱与吃饭多和少的关系,吃饱的人不一定吃得多,没有吃饱的人不一定吃得少。学生豁然开朗:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液,这样一来学生就可以把新知识与他们的日常生活所联系起来,从而方便他们运用。
二、在化学基本理论教学中运用比喻
基本理论抽象,更易使化学课缺乏趣味性,这时更应有意寻找适当比喻。在讲共价键时,因成键原子间是通过共用电子对形成稳定结构的,则可借喻这是一种“互相帮助,共同稳定”的精神,我们应该学习。在配位键的讲解中可以形象地比喻为“助人为乐”的典型,因为这时是富有电子的一方“无偿”地帮助缺电子的一方达到稳定结构,比喻加强了趣味性,也融进了思想品德教育。
在《化学反应与能量》章节,活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易,却对这个化学反应桥后的能量变化并不产生任何影响,对于这一原理我们可以打这样一个比喻:一个人在办公司时,通常先要从银行贷款,公司启动后,还了贷款(假设不计贷款利息),公司的赢利或亏损通常只表现为收入与支出之差一样。同样,在关于催化剂影响化学反应速率的原理解释时我们可以说:一个孩子(普通分子)想要出门得迈过一个很高的门槛,所以无法通过,这时来了个木匠(催化加)将门槛的高度降低了,孩子就通过了。简单的两句话将两个非常重要的化学原理形象的呈现给学生,同时激发了学生的学习热情,也减轻了学生的学习压力。
三、在有机反应原理教学中运用比喻
在分析加聚反应的时候可以作这样一个比喻,实际操作:每两个人面对面手拉手,组成一个“乙烯”分子,发生“加聚反应”时则是放开一只手然后与另一组手拉手连接起来。这样全班就形成了一个很长的“人链”。如果更多的人,则会组成更长的链,而乙烯加聚时正象这样,打开一个链后相互连成一个很长的碳链,从而形成了分子量巨大的高分子。将宏观的“人链”来比喻“碳链”,将“手拉手”比喻“共价键”,学生懂得加聚时的关键部位在于双键,而与其余部分无关,加聚反应的实质也牢牢地记在脑中,此时不失时机归纳出口诀:“双键排直线,其它基团拐旁边;双键断一键,半键分别两边展;两边加括号,右下角来将‘n’添”。使通俗易懂的比喻“升华”为理性的认识,让学生在乐学中掌握本领。
再如在高中化学教材《选修5有机化学基础》中,有机化学反应类型是非常重要的,取代反应、加成反应、消去反应这三种反应类型学生们却经常混淆,在教学过程中,我们可以将这三个反应类型比喻为日常生活中坐公交车,取代反应就像我们在乘坐公共汽车时,公共汽车上每个人都有座位而且没有空座,你上车,我下车,这时候你仍然有座位;而加成则是车上有空座位,我们上车都有座;消去则是我们全下车,没有上车的。这个形象的比喻把三个反应类型的基本特点全都体现出来,学生很容易理解,并且印象深刻,就不会混淆了。
四、在实验教学中运用比喻
在实验教学中,用生动、形象的比喻,可以帮助我们理解实验现象、实验结论,如:在氢气还原氧化铜的实验中,学生最难记住的是实验前应先通氢气后加热,实验后撤下酒精灯时要继续通氢气这一程序,我们就可以比喻说:氢气很辛苦,像很多同学一样早出晚归,而酒精灯很懒惰,总是迟到早退,这样一来就显得生动活泼,学生记忆起来也比较容易!
再如探究电解质溶液导电性的强弱实验,关于等浓度的氯化钠和硫酸镁溶液的导电能力强弱原理解释时我们可以说在港口有一艘大船和一艘船,在船速相同的情况下单位时间内是大船运输的货物多还是小船运送货物多呢?对于浓度大氯化钠溶液导电能力强还是浓度小的氯化钠溶液到电能力强时,我们也可以依此来说,在船速相同的情况下,船越多运输的货物就越多。有这个形象的比喻,学生很自然的理解离子浓度和离子所带电荷数是决定电解质溶液导电能力强弱的关键因素。
五、在化学复习课教学中运用比喻
复习课一般容易讲成严肃有余而失去趣味性,学生觉得都明白,容易轻视复习的内容,实际上复习课中也可运用比喻,而且运用比喻比重复概念、理论效果可能要好。
比如:复习弱电解质的概念,体积相同、浓度均为0.1mol/L的醋酸、盐酸分别与足量的锌粒反应,比较二者的起始速率大小、生成的氢气的多少,可以这样比喻:醋酸就相当于我有1000元钱,其中现金10元,存折里有990元,盐酸相当于我有现金1000元,哪一个付账更快一点?当然是盐酸。但是购买力一样;体积相同、pH均为1的盐酸和醋酸,分别与足量的锌粒反应,比较二者的起始速率大小、生成的氢气的多少,可以这样比喻:醋酸就相当于我有现金10元,存折里有990元,盐酸相当于我有现金10元,开始付账一样快,但是醋酸还可以再提取现金,购买力醋酸强。
比喻是文学修辞中的一种形象修辞法,它利用人们熟知的事物,去描绘,说明另外一个事物,这种比喻总包含被比喻的事物称主体,和用来比喻的事物称客体,共两部分构成。实践证明,比喻是一种有效的教学方法,教学中一个恰当的比喻,具有事半功倍的效果。比方打得好,可以生动、形象地帮助学生理解问题,但比喻不恰当,反而画蛇添足,有碍于知识的理解。所以,运用比喻进行教学应遵循以下原则:
第一、比喻要有科学性。比喻的主体同客体是互不相同的事物,一般教学中的主体是新知识,是抽象的,而客体是旧知识,是具体的,但是必须具有某些共同的属性或特征。如果没有相似之处,生拉硬拽在一起,客体就不能把主体形容得更加明白。客体不恰当,不准确,是使用比喻最容易产生的毛病。在将电子运动时,笔者曾这样描绘:夏天,一群蚊子(相当于电子)围着灯泡(相当于原子核)乱飞,在灯泡周围出现的几率最多。
第二、比喻要有生动性。调动学生的学习兴趣也是提高教学效率的手段。北京大学教授傅鹰,在讲饱和溶液时,打了一个生动的比喻,他说:“这就好比吃饺子,吃了二十个在肚子里,吃了三十个就上了食管,吃了四十个就挤到嘴巴了,再就装不下了,这就是饱和。”接着他特意打了个饱嗝,学生们哈哈大笑起来,从这具体形象的比喻中懂得了饱和的含义,经久不忘。科学家这种高超的教学艺术是值得我们深刻学习的。
第三、比喻要有时代性。随着科学的进步、社会的发展、生活的变化,学生接触的事物也在变化,教师也要与时俱进,不断寻找学生熟悉的例子作比喻,摒弃学生陌生的例子,做到常教常新。在书写化合物电子式时对学生说:离子化合物中的成键电子是“私有制”归阴离子所有,因此用“篱笆”(括号)围住,同时标出“贫富”(失,得电子数目——电荷数);共价化合物中的成键电子是“股份”制企业,双方投资、共同管理。这样学生容易理解。
比喻是化学教学的需要,更是培养学生学习兴趣、能力的需要,我们只有细心观察,认真思考,注意积累,好的比方才能信手拈来,课堂气氛才会更活跃,教学质量才会更好,学生才能以轻松愉快的心情去学习化学,认识化学,从而收到良好的教学效果。
第五篇:农村中学化学教学中渗透化学史的研究的研究报告
《农村中学化学教学中渗透化学史的研究》
课题研究报告
扬中市第二高级中学
翁建红
《农村中学化学教学中渗透化学史的研究》是镇江市十二五规划课题。从立项开始,我们认真做好开题工作,整个实验过程中边研究、边修改、边发展。通过近两年的探索与实践,已经逐渐形成在平时教学中渗透化学史的观念,学生对化学史也有了一些兴趣。在校领导的指导下,在全体教师的共同努力下,课题进展顺利,现将课题总结如下:
一、课题的研究背景及意义
1.课题研究的背景
我国著名化学家和教育家傅鹰曾经说过:“化学可以给人知识,化学史可以给人智慧”。化学史知识中不仅仅包含大量的化学知识,同时蕴涵大量的科学精神。所有的化学教科书中都有化学史的渗透,化学史的渗透,不仅增强了教材的可读性,也有助于教师落实化学新课程的教学要求,引导学生进行探究性的学习,培养学生的创新精神。所有的化学教科书中都有简单的化学史,课程标准中对化学史的渗透教学也有一定的要求,但目前由于化学史在高考中所占比例较少,大多数老师对此不太重视,尤其在农村中学中大多数老师往往为了赶进度,而忽视了化学史的教学。为了提升学生对化学史的关注,我们这学期在高一年级成立了名为“追踪化学家”的学习兴趣小组。希望通过一定时间的渗透教学,让学生对化学史有一定的认识、了解,从而对化学学习产生兴趣。
2.课题研究的意义
化学史的渗透,增强了教材的可读性,也有助于教师落实化学新课程的教学要求,引导学生进行探究性的学习,培养学生的创新精神。要学好一门学科,就要了解这一学科的历史,通过化学史的渗透教学让学生了解化学这一学科的历史,知道化学家们在研究过程中的艰难和不屈服的精神,了解化学发展的艰难历程,对于学生坚韧品格的培养也有一定的帮助。化学史的渗透对于三维目标的实现也有一定的促进作用。
高中化学所有教材中都或多或少有化学史的内容,不仅包括物质的发现之旅,还可以包含对化学家的成果、为人处世及生活态度等的介绍。例如,在《氯气》一节我们可以向学生介绍舍勒,介绍他的生平及其成果,介绍他坚持不懈的科学精神,类似这些的例子既便于化学史的渗透教学,又能对学生进行科学品质的教育。另外通过化学史的渗透教学,我们甚至可以将所有的高中化学内容联系起来,这样对学生的知识掌握及复习都有一定的帮助。
二、课题的研究内容
1.老师化学史的积累过程:通过阅读一些与化学史有关的书籍、期刊,多看最近其他老师发表的有关化学史与中学化学教学有效结合的文章,还可以通过网上查阅国外的一些译文,更多的了解与高中化学教科书上有关的化学史。2.组内老师根据不同年级的化学教科书,尽可能多的找出书中所涉及的化学史的内容或化学家的生平资料,根据教科书的内容,在本年级的教学计划中直接体现。
3.按照备课组进行分工合作,组内每个老师针对一到两个单元的实际内容,在备课中逐渐渗透化学史的内容,不仅包括化学家的杰出贡献,还有他们的处事方式、生活态度或者化学家发现某一现象或物质或理论的过程。并将所找的化学史渗透到日常化学教学中。每个单元的负责主备的老师要及时将本单元有关的化学史打印出来,在备课组会上进行讨论研究,最后形成教案。
4.高一的兴趣小组每一到两个周,针对这一到两周的课堂内容,将其中所涉及的化学史料、化学家以讲座或PPT的形式对学生进行渗透教学。学期结束,结合所讲内容,建议学生写一些心得体会或个人感想。
三、课题的研究方法
1.文献法:这一方法将运用于本课题整个研究过程,老师通过查阅相关文献资料夯实课题组成员的理论基础,从而理论指导实践;并通过文献的研究,比较国内外同类研究的方向与趋势,比较异同更好地指导本课题的开展。
2.行动研究法:这是贯穿于本课题实施全过程的一种研究方法,主要用于研究过程中的实践活动。在这个课题的进行过程中,参加的老师始终要有将化学史渗透教学的意识。
3.个案研究法:这一研究方法主要运用于对个别有代表性的学生,在进行化学史渗透教学之后,对于化学的学习兴趣、质疑能力、科学态度等方面的研究。4.问卷调查法:在学期初和学期末,分别对不同年级学生进行问卷调查,及时了解化学史渗透对学生化学成绩、化学学习兴趣、学习信心等方面的影响,总结得失,及时调整研究方法和研究计划。
四、课题的理论依据及前人研究综述
(一)理论依据
新课程标准中指出: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。本课题就农村中学中目前忽视化学史教学的情形而提出的,化学史的渗透教学能调动学生学习的积极性,有效改变目前农村中学学生对化学不感兴趣的现状。化学史中对于一些物质的发现特别是几经曲折的发现之旅,对于培养学生坚韧的品格有很大的帮助。
1.系统论:系统论认为,开放性、自组织性、复杂性,整体性、关联性,等级结构性、动态平衡性、时序性等,是所有系统的共同的基本特征。它的核心思想是系统的整体观念。化学史是化学的发生发展的历史,是化学科学的历史,是化学科学不可分割的一部分。教师只有从多个方面对学生进行知识的传授,才能有利于知识的掌握和吸收。
2.有效学习理论:有效教学指教师遵循教学活动的客观规律,以尽少的时间、精力和物力投入,实现教学目标和学生的个性培养与全面发展,取得尽可能多的教学效果。化学史的渗透教学,不仅有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的科学探究能力,增强他们的科学素养,而且对于学生三维学习目标的实现也有一定的促进作用。
3.建构主义理论:建构主义理论最早起源于20 世纪80年代,而兴起于90年代,是一种以认知主义学习理论为基础的学习。建构主义作为教学设计理念改革的先锋,它的出现对教育领域具有重要的冲击作用,它在多种学科中进行了渗透,并逐渐发挥重要的作用,在教育领域也不例外。建构主义教学模式强调教学中要以学生为主,教师的角色向多元化转化,教学不是教师对知识的简单传授,教师要做学生学习的协作者,引导学生根据自身的经验进行意义建构。而对于学习,建构主义的基本信念就是:在学习过程中,知识过程从传统被动接受向主动构建转变;在教学过程中,知识从被动灌输向主动构建转变。化学史既是科学史的一部分,也是化学知识的演变史。在有化学史融入的教学活动中,建构主义要求我们要敢于质疑和创新,强调课堂中要以学生为主体并调动他们的主观能动性,通过引导学生体验化学发展的演变过程,最终实现对化学知识的意义建构。
(二)前人研究综述
西方国家的化学史教育最早可以追溯至19世纪,19世纪50年代,英国科学促进主席就公开发表倡导:如果要教给年轻人什么,如果是科学结论的话,还不如是科学史重要。1895年德国科学家马赫(Mach)宣称:没有任何科学教育可以不重视科学的历史与哲学。BAAS在1917年的年会上再次提出:科学史教育是融合学校人文科学和自然科学的良方。然而,国际科学界对化学史融入化学课程的的研究却历经曲折。一直到19世纪后期,美国化学会长史斯、哈佛大学康奈特、著名的科学家贾菲等人在反复论述化学史的重要性后,科学史教育开始得到重视。
我国化学史教育的起步较晚,但是我国老一辈的化学家、教育家也很重视化学史教育。上世纪 30 年代,丁绪贤先生首次在北京大学开设化学史课程,主要讲授世界化学史,并撰有中国第一本化学史专著《化学史通考》,而后,袁翰青先生在北京师范大学开设了化学史课程,主讲中国化学史,他们的讲课都深受学生欢迎。1981年,由陈耀亭教授撰写的《化学教学法》非常系统地阐述了在化学教学中融入历史主义的重要性。我国的很多期刊杂志也有了化学史教育的内容。比如《化学教育》,自 1980 年创刊起就设有“化学史与化学史教育”专栏,另外《化学教学》、《中学化学教学参考》也分别设有关于化学史与化学史教育的专栏。
五、课题的研究目标
1.通过课题的实施转变教师的价值观念,改变目前教师对化学史知识不重视的现状,通过一些理论书籍的阅读和相关化学史知识的培训让老师们形成有意识的在教学中渗透化学史的观念。
2.通过在平时的教学中化学史的渗透,使学生从对化学史的几乎一无所知,到认识化学史最后慢慢喜欢了解化学史,并逐渐转变高中学生的观念。通过化学史的渗透教学,让学生逐渐意识到化学史的学习对于他们以后的学习的重要性,逐渐养成良好的科学精神,形成坚韧的品质。3.通过化学史的渗透教学,使学生了解一定的化学史,从而逐渐对化学这门学科感兴趣,进而提高学生学习化学的兴趣。通过化学史的学习有助于学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的实现。
六、课题的研究步骤和具体做法
课题从2003年12月开始到2015年12月结题,具体分三个阶段开展:
(一)准备阶段(2013年11月到2014年2月):
1.组建研究队伍,成立课题研究小组,确定课题研究的人员分工,确保人人负其责,个个有任务,事事有人干,为课题的推进提供坚强的组织保障;
2.制定和论证课题实验方案,论证课题价值和可行性,调研、修改课题研究方案,并请专家对研究方案进行反复论证,做好课题论证工作等,确定最终研究方案;
3.围绕课题研究内容,对教师进行理论培训,夯实基础。我们坚持集中学习与分散自学,及网络教研相结合的原则。先后多次组织集中学习,以国家课程标准为指针,化学史的相关书籍、论文为辅。同时课题组教师也加强了自学,并根据实际认真做好读书笔记,记录学习心得和体会。课题组成员深入学习化学史教育的有关理论知识,统一思想,明确研究方向,增强研究的自觉性、紧迫感; 4.专家引领,以点带面。课题组指导专家——市教研员石明亮,多次组织开展与课题相关的专题研讨学习,在理论上加以指导,并组织课题组成员去外校听课、学习,名师的讲座、课给课题组老师很大的启发。
(二)实施阶段(2014年2月到2015年9月):
1.学期初制定好课题研究方案,争取每学期都有关于课题的相关活动,并针对学生对化学史的兴趣及了解设计问卷调查并统计分析;成立了名为“追踪化学家”的兴趣小组。
2014年-2015年的开展的课堂教学研究有:
(1)开展组内说课。要求每个年级在备课组内先选择教学内容,制订教学方案,每人进行一节“渗透化学史的课堂教学研讨课”;要求每人积极参与听课与评课,认真总结教学法特点,交流参与活动的感受、进行教学研讨,取长补短,共同提高。
(2)课题组的全体成员和化学组的其他老师共同观摩了张彩萍老师的公开课,课后进行了评议。结合张彩萍老师的公开课,研讨了在化学课堂中渗透化学史的有效教学策略。
(3)课题组的全体成员和化学组的其他老师共同观摩了施爱萍老师的公开课,课后进行了评议。结合施爱萍老师的公开课,研讨了化学课堂中渗透化学史的有效教学策略。
(4)课题组的全体成员和化学组的其他老师共同观摩了韩招娣老师的公开课,课后进行了评议。继续将理论运用于实践,在此基础上反复研讨、论证,从而提炼出化学课堂中渗透化学史的有效教学策略。
(5)课题组成员参加了学校里组织的一些公开教学活动,比如校级公开课(张彩萍、施爱萍、莫波、曹凤芹、董泽梅、翁建红),扬中市级及以上公开课(张彩萍、施爱萍、韩招娣、莫波、翁建红、曹凤芹),市级优质课(曹凤芹、韩招娣、施爱萍),市级“青年基本功大赛”(翁建红、施爱萍)等等。
然后及时进行反思总结,这是老师从研究中获得提升一个重要环节,我们课题组的老师们在研究的过程中上了大量的公开课,经过研讨、实践,都有了自己的思考,所以我们课题组要求教师围绕如何设计在教学中渗透化学史撰写教学设计,主要采取对比分析的方式,分析发现渗透化学史后对学生的影响。现在有老师的论文都经发表或者获奖了,有的老师的教学设计获得了同行们的认可,在教研活动中得到推广,课题组的老师老师在课题研究的过程中都实实在在的得到了提升。
2.在学期结束时,课题组的老师针对一学年化学史渗透的情况再次对学生做了一个问卷调查,并进行数据的统计分析。
3.定期做好阶段性小结,研究阶段性成果,撰写研究论文,形成文字性材料;进行论文及其他形式成果的交流讨论。
4.在实践中进一步完善课题研究方案,及时调整课题研究思路,并做好课题研究的中期考核工作。
(三)总结阶段(2015年9月到2015年12月):
1.做好课题验收的准备工作,整理课题研究过程中的有关资料,聘请专家前来指导,共同研讨,收集整理相关资料。我们收集了(1)典型教案、教学设计(2)两次问卷调查的数据分析(3)有关课题信息、动态(4)集备活动记录、记要(5)心得体会、随笔(6)资料性照片。另外,所有的材料都在学校的网站上,包括课题申报表、研究方案、理论学习论文、每次的活动记录、课题的工作报告、老师撰写的论文及教学设计、开展课题活动的过程性材料等等。我们的文本材料还包括老师们发表和获奖的论文、学习笔记等。
2.课题组成员上扬中市级公开课展示课题研究成果,课题组成员就此进行研讨。
3.深入分析研究,撰写课题研究结题报告,形成全面深刻的研究性成果。4.筹备、召开结题会,聘请上级主管部门和有关专家听取课题的汇报,接受专家评估。
5.如验收合格,进行课题研究成果推广。课题研究的具体做法 1.课题研究的主要特点
通过一年多的实践,总结课题组教师的思想和具体实施方法,针对“农村中学化学课堂中化学史渗透的研究”课题研究的特点,可以简单归纳为如下四点:①从教育思维的角度看,教学的目的不仅在于教给学生化学知识, 重要的是培养学生自己去学习和运用化学知识。以化学史渗透为载体搭建的化学课堂中,化学史教育中一些原理、概念发展过程能够帮助学生获得知识及培养技能;化学史有助于学生从更深层的角度认识和理解问题,使学生能够对知识灵活运用;一些物质的发现过程,有助于学生实验能力、动手能力等的形成;总之化学史的渗透对于学生知识与技能目标的掌握有一定的帮助;②化学史的渗透教学,有利于培养学生创新意识、创新素质,通过化学史料可以帮助学生从化学史的角度认识和理解人与自然的关系,并提高他们自主、独立地发现和提出问题的能力。化学史中化学家探究化学原理的过程,对于学生过程与方法学习目标的达成有一定的促进作用;③化学史中有很多科学家的故事,将这些穿插在我们的教学中,对于培养学生的学科情感、端正学习态度,加深学生对化学科学的认识。可以培养学生的情商,促进学生情感态度与价值观学习目标的达成;④化学史知识不仅可以提高老师的专业素养,丰富课堂教学形式,同时还可以激发学生的学习兴趣,提高学生学习化学的信心,使得更多的学生喜欢学化学。2.课题研究的一些具体做法 新课程改革比较重视学生基本观念的形成,化学课程标准中多处指出中学化学必须帮助学生形成基本化学观念,这对促进学生科学素养的发展以及为学生未来的发展奠定基础方面发挥积极的指导作用。教育部制订的《普通高中化学课程标准(实验)》中同样提出,化学课程要通过知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标,对学生进行科学素养的培养。通过化学史的渗透对于学生三维目标的达成有一定的促进作用。课堂是教学活动的主要场所,也是开展化学史渗透教学活动的主阵地。老师在课堂上渗透化学史的方式有多种:
(1)化学史有助于创设良好的教学情境
好的教学情境有助于老师引入课堂,调动学生的学习积极性,帮助学生更好地融入课堂,掌握知识。例如,在讲《氯气的性质》时,我们可以利用第一次世界大战期间德军在比利时的伊普雷战役中使用了用氯气制造的毒气弹(180吨液态氯气),40分钟后约有1.5万人中毒,5000多人死亡。造成英法联军5000多名士兵中毒死亡,战场周围的大量野生动物也因为中毒相继死去。但是,群兽中唯独野猪安然无恙。于是,专家迅速进行了实地考察和研究,发现当野猪嗅到强烈刺激的气味后,就习惯地用嘴巴用力拱地,被拱后颗粒疏松的泥土,对毒气起到了过滤和吸附的作用的故事引入课堂,学生就会对氯气的性质产生兴趣,从而可以很快融入课堂。利用化学史引入课堂,不仅可以活跃课堂,还可以让学生了解一定的化学史知识,真是一举两得。
(2)利用化学史可以提高学生学习化学的兴趣,激发学生学习化学的积极性 爱因斯坦指出:“兴趣是最好的老师。”研究表明, 科学家对科学的热爱往往源于对科学产生的兴趣, 同样, 兴趣也是学生学好化学的直接动力。纯理论的化学教学内容很容易让学生感到枯燥无味, 课堂气氛呆板。在课堂上适时适量地穿插些妙趣横生的有关化学史的故事, 可以激发学生对有机化学的极大兴趣。例如,在讲《苯》一节中苯的结构时老师可以穿插凯库勒晚上因梦见蛇首尾相连而受启发得出苯的环状结构。梦中的启发使他成功地提出了苯分子的结构,这“梦”来自于他对科学的执着追求和不懈努力,只要我们去努力、去奋斗,就会结出丰硕的果实。让学生置身于化学史的发展过程中,体会到科学研究的乐趣,并从中得到启示。(3)化学史的学习有助于培养学生的爱国主义思想
化学家们的爱国情怀对于学生爱国主义思想的培养有着不可替代的作用。化学史中有不少我国科学家的爱国故事,如制碱专家侯德榜发明了侯氏制碱法为祖国民族工业的发展做出不可磨灭的贡献、诺贝尔奖获得者居里夫人将自己发现的84号元素以祖国波兰为名,命名为Polonium(波兰)表达了对祖国的深厚感情。许许多多的感人故事穿插在教学中对于学生爱国情怀、民族自豪感的培养都有一定作用。
(4)化学史的学习,有助于培养学生的开拓创新精神和实事求是的治学态度 化学史离不开化学家的活动历史,化学史中涉及到许多著名的化学家的成长历史,他们的成长并不一定是一帆风顺的,而是从崎岖的小路上攀登上科学的高峰。例如在讲《溴、碘的提取》时,我们可以将李比希与溴的发现擦身而过而后来又接受教训,善于从异常现象中发现问题,又能通过试验找出解决问题的途径,最后终于成为化学史上的巨人的故事讲给学生听。这些故事告诉学生不能被一点小困难吓到,要用于挑战困难,战胜自己。
七、课题的研究成果
1.备课的内容增多,形成有本校特色的集体备课模式。过去备课只备课堂所需的化学知识和课后习题,很少涉及到化学史。现在如何将化学史的内容有效渗透引起了教师的关注和思考,并形成有特色的教学设计,如《氧化还原反应》、《苯》、《碳酸钠的性质与应用》、《工业合成氨》等。
2.培养了学生的学习兴趣,提高了学生的化学素养。通过化学史的渗透学习,不仅让学生学习到科学家们的坚韧的品质、对科学的执着,还可以通过一些物质的发现过程,提高学生的实验能力、动手能力,学会化学的学习的方法。学生感到学习不再是一件枯燥乏味的事,学习积极性被充分调动起来,学习效率大大提高。在课题研究期间,学生参加各级比赛成绩斐然:
贾钧少同学荣获第27届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)暨2013江苏省中学生化学学科奥林匹克竞赛三等奖
课题组成员董泽梅老师辅导
施李玉璋同学荣获第27届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)暨2013江苏省中学生化学学科奥林匹克竞赛三等奖
课题组成员董泽梅老师辅导
仲康同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师董泽梅辅导
刘欢同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师董泽梅辅导
朱旭烨同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师董泽梅辅导
黄鹏同学荣获第28届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)暨2014江苏省中学生化学学科奥林匹克竞赛三等奖
课题组成员张彩萍老师辅导
黄鹏同学荣获2013年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师张彩萍辅导
赵琪同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛一等奖
课题组老师张彩萍辅导
许超同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师张彩萍辅导
朱一凡同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师翁建红辅导
殷劲宇同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师翁建红辅导
蔡沁珊同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师曹凤芹辅导
冯海娟同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师曹凤芹辅导
陆佳雪同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师曹凤芹辅导
张煜同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师曹凤芹辅导 丁颖同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师曹凤芹辅导
徐丽丽同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师曹凤芹辅导
于翔同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛一等奖
课题组老师韩招娣辅导
顾子莲同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛二等奖
课题组老师韩招娣辅导
唐文卿同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师韩招娣辅导
奚晨轩同学荣获2014年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师韩招娣辅导
朱晨雨同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛三等奖
课题组老师韩招娣辅导
郭旅丰同学荣获2015年“吉尔多肽”杯江苏省高中学生化学竞赛一等奖
课题组老师韩招娣辅导
3.教研活动更加丰富,该课题的研究有效地开发拓展了课程资源,优化了课堂教学,拓展了校本教研的内涵,调动了教师的课题研究的热情,促进了学校的内涵发展,先后开发了校本教材《追踪化学家》、《趣谈化学史》。
4.教师教科研水平得到提高,教师由经验型教师向科研型教师转变。通过对本课题的研究,我校化学教师参与教科研的积极性高,教科研水平有了提高。获奖论文有:课题组成员施爱萍老师的《浅析在高中化学教学中渗透化学史的教育》获省蓝天杯二等奖;课题组成员翁建红老师的《小议化学史在化学教学中的作用》获省蓝天杯三等奖;课题组成员翁建红老师的《让兴趣成为学生学习化学的动力》获省师陶杯二等奖;课题组成员董泽梅老师的《在化学教学中渗透环保教育》获省蓝天杯二等奖。发表论文有:课题组成员翁建红老师2015年1月在《中学生数理化》发表了《渗透化学史,让学生爱上化学》。
多名教师在扬中市级及以上的各种课堂竞赛中获奖: 课题组成员翁建红老师在2014年“全国基础教育化学新课程实施成果”教学案例类评选活动一等奖;
课题组成员翁建红老师在2014年“镇江市教育学会中学化学教学研究委员会中青年化学教师优秀录像课评比活动中获三等奖;
课题组成员翁建红老师在2014年“江苏省基础教育青年教师教学基本功大赛中”中获二等奖;
课题组成员施爱萍老师在2014年“镇江市教育学会中学化学教学研究委员会中青年化学教师优秀录像课评比活动中获三等奖;
课题组成员施爱萍老师在2014年“江苏省基础教育青年教师教学基本功大赛中”中获二等奖;
课题组成员董泽梅在2014年扬中市“生本教学-高效课堂”展评活动中荣获一等奖;
课题组成员张彩萍在全国化学教育硕士教学技能大赛中获二等奖;
课题组成员施爱萍老师在2014年“镇江市教育学会中学化学教学研究委员会中青年化学教师优秀录像课评比活动中获二等奖;
课题组成员曹凤芹老师在2014年扬中市高中化学优质课比赛中荣获二等奖; 另外有多名课题组成员在市命题比赛中获奖。
八、研究反思
1.渗透化学史的课堂教学设计对本课题组教师的素质提出了更高的要求。要求教师要有良好的心理素质、优秀的思维品质、丰厚的知识底蕴、敏捷的教学机智、精湛的教学技术和较好的人格魅力。
2.一节课的时间是有限的,有时化学史的渗透会占用一些课堂时间,有时自控力较差的学生在一些化学史渗透后乘机讲话、思想开小差,小组讨论时故意岔开话题使得课堂秩序变乱,进而影响教学进度。这需要平时养成良好的习惯。
3.不是所有的教学内容中都可以渗透化学史,另外不同的教学内容渗透的方法也不相同,这需要老师通过平时的研讨学习根据不同的教学内容设计教学方案,从而提高自己的教学能力。
九、参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.[2]中华人民共和国教育部.基础教育课程改革纲要(试行)[M].北京:人民教育出版社,2001 [3]江苏省普通高中化学课程标准教学要求(修订稿)[M].南京,2011.11-5 [4]化学史点亮新课程.白建娥,刘聪明[M].北京:清华大学出版社,2012.[5]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版,2001:6-7 [6]石华军.基于化学史教育的化学教学设计研究与实践[D].山东:山东师范大学,2013.[7]韩凤伟.运用化学史培养学生化学基本观念的研究[D].山东:山东师范大学大学,,2013.[8]吴彦明.高中化学课程中化学史内容的教学策略及实践研究[D].内蒙古:内蒙古师范大学,2013.