基于化学发展史的初中化学教学实践

第一篇：基于化学发展史的初中化学教学实践

基于化学发展史的初中化学教学实践

摘要：化学发展史能从历史的角度揭示化学发生、发展过程及其规律，它蕴含着许多重要的化学知识、过程和方法，彰显化学家敏捷的思维、坚强的毅力和为实现理想而甘于奉献的精神等人文内涵。文章以2016年部级“一师一优课”活动中的“水的组成”一课为例，基于化学发展史而展开教学，基于化学发展史来构建研究物质组成的思维模型，将提高学生的科学素养落实在课堂教学的实践。

关键词：化学发展史；水的组成；思维模型；数字化校园

文章编号：1008-0546（2017）12-O009-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.12.003

一、教学思路设计

本节课通过与水有关的成语引入新课，然后以化学发展史上水的组成科学探究过程为线索，通过问题引领、实验探究、交流讨论、归纳总结认识水的组成和研究物质组成的学科方法，并构建研究物质组成的思维模型。

二、教学过程实录

【环节1】创设学习情景，认识水的物理性质

问题1：说一说你了解的和水有关的成语或诗词。

小组A：水泄不通、水滴穿石、水涨船高。

小组B：日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。黄河之水天上来，奔流到海不复回。

小组C：所谓伊人，在水一方。

问题2：基于生活经验和其它学科的学习，你知道水有哪些物理性质吗？

师生交流得出：水是一种无色、无味道、无气味的透明液体；在标准大气压下，熔点0℃，沸点100℃；纯净的水导电性很弱；比热为4.1kJ/g?℃。

设计意图：以诗词引入新课，让学生感受化学的美和诗意。教学是教育的重要组成部分，化学教学除了教给学生化学的知识和方法，培养学生在未来社会适应工作的能力和科学素养外，还应该在教学中让学生感受化学与生活的关系，从化学的视角感受诗意的生活。

【环节2】以化学发展史为线索，引导学生认识和探究水的组成，并构建思维模型

【环节2-1】介绍古代的“水的组成”观

师：古人认为，水是一种元素，不可再分。同学们是怎么认为的呢？

生：水可以再分，因为氢气燃烧可以生成水，那水当然可以分。

（说明：因水电解实验需要一段时间，所以简单介绍水电解装置，并开始水电解实验，大约10分钟后再讨论实验。）

师：大约250年前，还没有电的使用，那当时科学家是怎样研究水的呢？今天，我们就沿着科学家们的足迹，看看科学家们是怎么研究水的组成的。

【环节2-2】从卡文迪许到普利斯特里的科学研究，构建思维模型1

师讲述：1766年，英国的科学家卡文迪许发现将金属锌加入到硫酸中，会产生一种无色气体，这种气体与空气混合后点燃，发生威力巨大的爆炸，他将这种气体叫做“可燃空气”。

师演示：锌加入稀硫酸中（学生表述现象），将导气管放到盛有洗涤剂溶液的烧杯中，吹出一定量的气泡，点燃烧杯中的氢气泡（如图2）。

师讲述：同一时期，英国的科学家普利斯特里，也在研究这种“可燃空气”，这种气体密度只有空气的1/11，普利斯特里多次将这种猛烈的爆炸当作魔术在当时的欧洲贵族聚会上进行表演，直到某一次爆炸表演结束后，他发现玻璃容器的内壁有水雾，随后通过多次反复实验，确认这种水雾就是水。

师演示：氢气混爆实验（图3），并要求学生表述观察到的现象。

生1：氢气爆炸，杯子弹起来了。

生2：氢气发生爆炸，声音很响。

师：你们看到爆炸的火光了吗？我们来看实验的慢速播放（图4）。

生3：氢气中混有空气时，点燃会爆炸，有火光，说明这种爆炸是化学变化。

问题3：在普利斯特里的魔术中，玻璃容器中的水雾是什么呢？为什么？

生4：水。

生5：氢气和空气中的氧气生成水，所以水是由氢、氧两种元素组成的。

师总结：这是研究物质组成的一种思维方法：A+B+„„→X，则X是由A、B„„中全部元素组成的。我们把这种研究组成的方法称之为“化合法”。

【环节2-3】从拉瓦锡―舍勒―卡文迪许的科学研究，构建思维模型2

问题4：普利斯特里的魔术中玻璃容器中的水雾一定是“可燃空气”与氧气的爆炸产物吗？

生6：是的，空气中只有氧气能助燃。

生7：好像当时的人们还不知道空气的组成吧。

师讲述：确实如此，大约又过了10年的1775年，法国科学家拉瓦锡通过实验验证空气不是一种元素，空气是一种混合物，其中氧气约占1/5；1776年，瑞典科学家舍勒加热硝酸钾获得比较纯净的氧气；1781年，卡文迪许改进了原来的实验方案，他用纯净的氧气代替空气，发现“可燃空气”在纯氧中可以安静燃烧，发出蓝色火焰，（播放氢气安静燃烧的视频）他的研究发现1体积氧气和2体积“可燃空气”恰好完全反应，生成物只有水，没有别的物质。

问题5：假如你在卡文迪许的实验室里，目睹这个实验，你会怎么思考？

生8：能说明“可燃空气”与氧气能生成水，那么水就不再是一种元素了。

生9：还不够，他们还没说明空气中其他气体与氢气生成水的可能性。

生10：应该要把生成的水分解，就像拉瓦锡研究空气那样，先让汞消耗氧气，再把氧化汞分解。

师讲述：大家的想法真的很贴近当时的化学家的思维，了解实验结论的拉瓦锡也认为还要再研究。1782年，拉瓦锡将水蒸气通过1000多度高?亟鹗艄埽?重新获得了“可燃空气”和氧气。

师总结：同学们，大家将来一定有人会从事科学研究，当你在从事科学研究的过程中一定要注意“研究某一问题时，要考虑是否有其他因素干扰，且要反复地通过科学实验排除干扰因素的存在，才能得出正确结论”。

【环节2-4】从伏特发明电池到尼克尔森电解水的科学研究，构建思维模型3

师讲述：通过拉瓦锡―舍勒―卡文迪许的进一步研究，我们能说水不是构成物质的基本元素，水是可以被分解的。但教室里的现有条件，不太可能实现1000多度的高温啊，怎么办呢？时间到了1799年，意大利科学家伏特发明“伏特电池”，于是，在1800年英国科学家尼克尔森用“伏特电池”在常温下对水进行了通电分解。

师生观察水电解实验，学生描述实验现象。

生11：正极气体少一些，负极气体多一些，中间的漏斗中液面上升了。

生12：我想读一下刻度。负极气体21mL，正极气体只有10mL。

师追问：能推测两极气体各是什么吗？怎样验证？

生13：卡文迪许在实验中发现1体积氧气和2体积“可燃空气”恰好完全反应生成物只有水，根据我们实验中两极上气体体积的关系，推断负极产生的氢气，正极产生的是氧气。

师评价：你太棒了！能运用科学家的实验结论作为推理的依据，这是一种很好的逻辑思维。

师追问：那么我们怎么证明他的推断呢？

学生讲解，教师操作，用带火星木条验证正极气体有助燃性为氧气，负极气体有可燃性为氢气。

师追问：理论上，氢气体积应该是氧气体积的2倍，为什么实验中是氧气略少一些呢？

生14：可能装置气密性不好，氧气漏了一点点。

生15：氢气和氧气在水中的溶解性不一样，可能有少量氧气溶解了。

问题6：通过水电解实验，能得出什么结论？

生16：说明水是由氢、氧两种元素组成的。

师总结：对，水的电解是证明水组成的又一种方法，也是研究物质组成的又一种思维方法：X→A+B+„„，则X中是由A、B„„中全部元素组成的。我们把这种研究组成的方法称之为“分解法”，“分解法”可以是通电分解，还可以是加热分解。

设计意图：这一环节设计为师生对话，在对化学发展史的介绍过程中，通过教师演示使不同时期科学家的化学实验再现于学生面前。一方面兴趣是学生学好化学的基本条件，使学生身临其境地体会科学家对物质组成的研究思路，能更好地激发学生兴趣；另一方面渗透化学学科的思维方式，在实验探究的过程中重视方法引领，构建研究物质组成的思维模型。

化学发展史不仅是一部科技发展史，也是人类文明的进步史，它蕴含丰富的人文情怀，体现了浓厚的人文色彩，将化学史引入课堂，有利于提高学生人文素养。同时，化学史也是一部化学家的奋斗史，每次成功与喜悦的背后都饱含艰辛，体现了科学家的优秀品质，使学生体会求真求是的科学态度，使化学史教育的科学价值与人文情怀达到统一。

【环节3】总结评价

【环节3-1】从微观角度分析水的构成，建立思维模型4

师讲述：2004年，科学家借助电子显微镜看到了水分子的真实面貌“一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的”，所以水的化学式写作H2O，与我们的实验结论是一致的。

动画模拟：电解水的微观过程。

问题7：根据刚才的微观模拟，用自己语言表达这个过程。

生17：水分子分解为2个氢原子和一个氧原子，原子之间相互碰撞，2个氢原子重新结合为1个氢气分子，每2个氧原子重新结合为1个氧气分子。

设计意图：“宏观一微观一符号”三重表征的思维模型是化学科学重要的学习方法，只有把微观粒子与宏观反应过程建立有机联系才能真正理解化学实质，有利于学生正确地认识化学概念。

【环节3-2】从微观到宏观，分析水的组成与物质分类

问题8：阅读教材（利用人教数字校园网的电子教材师生共读教材），分析认识“化合物”与“氧化物”两个概念。

师生讨论：（1）水是由两种元素组成的纯净物，由两种或多种元素组成的纯净物叫做化合物（可表示为AB型、ABC型、ABCD型等）。水有两种元素组成，其中一种是氧元素，这样的化合物又叫做氧化物（可表示为AO型）。（2）物质分类体系（图6）。（3）综上所述：水是一种纯净物，由氢元素和氧元素组成，它是化合物，也是氧化物。

设计意图：一是人教数字化校园的使用目的，与其让每一个学生翻书阅读，不如将电子教材展现在屏幕上，使学生迅速找到阅读重点，提高阅读效率，有充分的时间思考和理解化学上对物质分类的表述。二是建构物质分类的思维模型。

【环节4】观看微课，总结学习内容

播放微课“水的组成――擦肩而过的美丽”，对本节课的核心知识进行归纳总结，依据“互联网+”的理念将微课传到班级QQ群中，便于学生课后继续学习理解核心知识。

三、课例评析

笔者有幸作为评审专家参加了2016年部级“一师一优课”评比工作，观看了武汉市第二十八中学汤芹老师“水的组成”这节课，认为汤老师的这节课从教学目标、教学设计、教学过程、教学效果等方面均有值得老师们借鉴学习之处。

1.将学科思想作为核心教学目标，立足提高学生核心素养

北京师范大学林崇德教授指出：“核心素养是学生在接受相应学段的教育过程，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力。它是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面要求的结合体；它指向过程，关注学生在其培养过程中的体悟，而非结果导向；同时，核心素养兼具稳定性与开放性、发展性，是一个伴随终生可持续发展、与时俱进的动态优化?^程，是个体能够适应未来社会、促进终生学习、实现全面发展的基本保障。”初中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，其主要内容包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任等5个维度。

本节课知识目标主要有三个内容：（1）氢气的物理性质及其可燃性；（2）水的电解，包括电解装置、电解产物及检验方法、水电解的微观解释等；（3）化合物和氧化物的概念。但本节课教学内容的价值并不只是传授给学生这些具体的死的知识，而是将这些知识作为学生学习的载体，让学生在获取知识的过程中领悟化学学科的思想方法，其中（1）（2）承载了“研究物质组成元素”的学科思想方法，（3）则承载了“物质分类”的学科思想方法。在本节课的教学中，汤老师将两种学科思想方法的渗透作为核心教学目标之一。

通过“小组合作学习”的方式，引导学生从物质分类的角度认识“化合物和氧化物”两个核心概念。通过化学发展的脉络带领学生一步一步认识人类研究水的组成的方法有两种：一种是“化合法”，其思维模型是“A+B+„„→X，则X是由反应物中所有物质中的全部元素组成的”，如氢气与氧气生成水，则水是由氢、氧两种元素组成的，而不像古代中国五行学说中的“水是一种元素”。另一种是“分解法”，其思维模型是“X→A+B+„„，则X是由生成物中所有物质中的全部元素组成的”，如电解水生成氢气和氧气，则水是由氢、氧两种元素组成的。两种模型的思维过程是逆向的，所以两种思维模型的构建不仅是学科思想方法的培养，也是学生发散思维能力的一种培养途径。

2.将科学史作为教学设计的主线，培养学生的理性思维能力

培根说“读史使人明智”。科学史是科学发生、发展的历史，每一项科学的发展历史中都蕴含着丰富的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识。从科学发展史中，我们可以看到真理与谬误相交织的过程，科学理论的演变就像是积木拼图游戏一样，先是在黑暗中摸索，继而渐渐地浮现出来。因此，在化学教学中渗透科学史，不仅仅是给化学知识穿上漂亮的“外衣”，增加化学学习的趣味性，更是为了让学生感悟到科学发展的曲折历程，领悟前人的逻辑思维的模型。

本节课中，汤老师沿着“水的组成”的科学发现史进行教学设计。古代的“五行说”和“四元素说”，认为“水是一种元素”的错误认识；到卡文迪许和普利斯特里两位科学家，虽然都通过实验探测到了水不是一种元素，但是由于受上述错误观点的影响，没能发现科学的结论再到拉瓦锡不仅重复了他们的实验，还做了一个相反的实验，将水蒸气通过105℃的高温金属管，重新获得“可燃空气”，从而分析归纳出：水不是一种元素，而是“易燃空气”和氧的化合物。在这个科学发现史中，老师将科学家的思维展现在学生面前，让学生充分分析每一位科学家的思维过程，辨析科学家思维过程是否符合科学的逻辑，让学生在辨析中体会科学的逻辑思维对科学研究的重要性，从而帮助学生在学习中养成逻辑思维的习惯，进而提高学生化学学习的核心素养。

汤老师对教材的整合体现了她对教学的创新。习总书记说创新能力决定一个国家和民族的前途命运，创新是民族进步之魂。教师要培育具有创新思维能力的学生，教师自己的创新意识至关重要。

3.将实验教学贯穿整个教学过程，促进学生参与课堂的积极性

实验是化学学科的特点，能有效提高学生参与课堂学习活动的积极性。本节课中，汤老师用演示实验的方式进行了与氢气有关的实验（包括氢气验纯、氢气燃烧和氢气爆炸）和“水电解”实验。对与氢气有关的几个实验，她是放到科学家普利斯特里的魔术背景中进行的，很好地激发了学生理性思考的欲望；“氢气爆炸”实验的爆炸声在课堂上不够大，老师播放了在实验室进行实验的视频，通过爆炸实验让学生体会到“可燃性气体点燃前要验纯”的重要性。对水电解实验，汤老师首先请学生观察现象，看到两极产生无色气体，且阴极与阳极气体体积近似为2：1；然后基于卡文迪许“用纯净的氧气代替空气多次重复实验，发现1体积氧气恰好与2体积‘可燃空气’完全反应，生成物只有水，没有别的物质。”，引导学生分析推测阳极气体可能是氧气，阴极气体可能是氢气；然后，让学生设计方案检验他们的推测，老师按照学生设计的方案进行实验，发现果然如此。整节课中，汤老师虽然没有开展学生分组实验，但是基于演示实验的逻辑思考却处理得非常好，很好地促进了学生在课堂学习中的积极性。

4.将人教社数字化校园引入教学，提高课堂教学的效率

在“互联网+”的时代，不能将网络资源作为教学资源的老师，我想不应该称之为好老师。目前，有很多教育云平台上，都有很多可以免费使用的教育资源，这些教育资源虽然良莠不齐，但是里面不乏优秀的教育资源可供选择使用。汤老师在本节课中恰到好处地使用了人教社数字化校园电子教材资源，在课堂上师生共读电子教材，利用网络资源解释学生的困惑“为什么两极产生的气体体积不恰好是2：1”，都一定程度上为提高课堂教学效率起到了积极的作用。

5.将教学核心知识浓缩为课后微课，关注不同水平学生的收获

“水的组成――擦肩而过的美丽”，一段制作精美的微视频，是微信公众号“化学大师”发布的趣味学习微课，汤老师并没有“拿来主义”，而是根据自己学生的实际情况进行了深度的再加工，将本节课的核心内容高度浓缩，让课堂上可能没有完全听懂的学生课后还能继续学习思考，这不仅是对学生主体作用的充分体现，更充分体现了老师对不同水平学生的关注，如果我们能做到每一堂课都能让不同水平的孩子有收获的话，那我们的孩子们就不会厌弃学习了，因为收获让他们树立了学习的自信心。

6.存在的一些问?}，今后的提高方向

如果要给汤老师提点意见的话，我想说：一是进一步注意教学内容之间的逻辑关系；二是进一步提高课堂问题的思考性和驱动性，让问题真正引领课堂教学过程层层深入和展开，使学生在思考中获取知识，形成学科的思维和方法。

第二篇：化学发展史简介

分析化学学习报告

学院：化学化工学院班级：09级化学三班姓名：朱天宇学号200940720149

自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起看越来越大的作用。化学史大致分为：

1.远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。.炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金木士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富责的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书藉，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书耕，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留昔两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。

3.燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。.定量化学时期，即近代化学时期。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。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。

5.科学相互渗透时期，即现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到了逐步的解决。

早期化学实验

从远古时代开始到17世纪，化学实验在向科学道路迈进的过程中，经历了一段漫长的发展时期。

一 化学实验的萌芽

人类最初对火的利用距今大概已有100多万年了。火是人类最早使用的化学实验手段。人类最早从事的制陶、冶金、酿酒等化学工艺，都与火有直接或间接的联系。在熊熊烈火中，烧制成型的粘土可获得陶器；烧炼矿石可得到金属。陶器的发明使人类有了贮水器以及贮藏粮食和液体食物的器皿，从而为酿酒工艺的形成和发展创造了条件。制陶、冶金和酿酒等化学工艺，已孕育了化学实验的萌芽。例如，在烧制灰、黑陶的化学工艺中，工匠们在焙烧后期便封闭窑顶和窑门，再从窑顶徐徐喷水，致使陶土中的铁质生成四氧化三铁，又使表面覆上一层炭黑，因此里外黑灰。这表明当时已初步懂得了焙烧气氛的控制和利用。

二 原始化学实验

古代的炼丹术，是早期化学实验的主要和典型的代表。炼丹的主要目的一是希望得到能使人长生不死的“仙药”；二是想把一些廉价的金属借助于“仙药”的点化，转变为贵重的 1

黄金和白银。由于炼丹活动符合帝王、贵族长生不死、永世霸业的愿望，因而受到他们的大力推崇，于是从古代到中古时代，这种活动很快地得到开展并兴盛起来。焙烧是炼丹术士经常采用的一种基本的化学实验操作方法。例如在空气中焙烧方铅矿(即硫化铅)等贱金属矿石，把铅放在灰皿或骨灰造的盘子中加热，铅烧掉之后，可以得到一点银；把黄铁矿(从外表看有点象黄金)与铅共熔，铅用灰皿烧掉之后，可以获得微量的黄金。除焙烧之外，炼丹术士还经常使用一些液体“试药”来对各种金属进行加工。液体试药通常是一些能在金属表面涂上颜色的物质。例如，硫黄水(多硫化合物的溶液)能把金属黄化成黄金；汞能在其他金属表面留下银色。在制造液体试药的过程中，炼丹术士发明了蒸馏器、烧杯、冷凝器和过滤器等化学实验仪器，以及溶解、过滤、结晶、升华，特别是蒸馏等化学实验操作方法。蒸馏方法的广泛使用，促进了酒精、硝酸、硫酸和盐酸等溶剂和试剂的发现，从而扩大了化学实验的范围，为后来许多物质的制取创造了条件。蒸馏是早期化学实验中最完整的一种重要实验操作方法。到了16世纪，出现了大批有关蒸馏方法方面的书籍，如希罗尼姆·布伦契威格(HieronymusBrunschwygk，1450—1513年)1500年出版的《蒸馏术简明手段》及其增订版《蒸馏术大全》(1512年出版)等。这些著作对蒸馏方法作了较详细的叙述。蒸馏在早期化学实验发展史上占有重要地位，它至今还在基础化学实验中被经常运用。

三 向化学科学实验的过渡

到了十五六世纪，炼丹术由于缺乏科学基础，屡遭失败而变得声名狼藉。化学实验则开始在医学和冶金等一些实用工艺中发挥作用，并不断得到发展。在医药化学时期，最具代表性的人物是瑞士的医生、医药化学家帕拉塞斯(P.A.Paracelsus，1493-1541)。他强调化学研究的目的不应在于点金，而应该把化学知识应用于医疗实践，制取药物。他和他的弟子们通过对矿物药剂的性质和疗效的研究，以及在制备新药剂的过程中，探讨了许多无机物的分离、提纯方法，进行了一些合成实验，并总结出这些物质的性质。因此，有人认为帕拉塞斯“从根本上改变了医疗和化学的发展道路”①。安德雷·李巴乌(Andreas Libavius，约1540-1616)是德国的医生、医药化学家，他极力强调化学的实用意义，为推进化学成为一门独立科学做出了重要贡献。他编著的《工艺化学大全》(1611—1613年问世)，总结了他多年的实验经验。书中叙述了硫酸和王水的制备方法；证明了焙烧硝石和硫黄所得到的硫酸与干馏胆矾所得到的完全是同一种物质；首次提出将食盐与胆矾一起在泥坩埚中焙烧制取盐酸的方法；讲解了用金属锡与氯化汞一起加热、蒸馏获得四氯化锡(后来被称为“李巴乌发烟液”)的方法；描述了含铜的溶液遇氨水变为翠蓝的现象，并建议用这种方法检验水中的氨。这部著作的问世，使化学终于有了真正的教科书。他还设计过一所实验室的建筑详图，但直到1683年，这所实验室才在阿尔特多夫(Altderf)修建起来。继帕拉塞斯、李巴乌之后，对后世影响较大、对化学实验的发展贡献卓著的医药化学家还有赫尔蒙特(J.B.van Helmont，1597-1644)。他工作的最大特点是对化学进行定量研究，广泛使用了天平，并萌生了初始的物质不灭的思想。他所做的“柳树实验”和“沙子实验”，是早期化学实验发展史上著名的两个定量实验①。此外，他在无机物制备方面取得过空前的成果，曾对燃烧现象提出过颇有独到之处的见解。因此，他常被尊为从炼丹术到化学的过渡阶段的代表。化学实验在冶金方面也曾发挥过重要作用。德国著名化验师埃尔克(L.Ercker，约1530—1594)在其编著的《主要矿石加工和采掘方法说明》(1574年出版)一书中较为系统地论述了当时对银、金、铜、锑、汞以及铋和铅的合金的检验技术；制取和精炼这些金属的技艺；以及制取酸、盐和其他化合物的技术。这部著作被认为是分析化学和冶金化学的第一部手册。

四 早期化学实验的特点

早期的化学实验还只能算做是化学“试验”，具有很大的盲目性；还没有从生产、生活实践中分化出来，成为独立的科学实践。最早的制陶、冶金和酿酒等活动，是低级的、缺乏理论指导的、不自觉的实践活动；作为化学实验原始形式的炼丹术，其实验目的也只是追求长

生不老药或点金之术，变贱金属为贵金属。尽管如此，还应该肯定从事早期化学实验的工匠和炼丹术士们是化学实验的先驱和开拓者。他们发明了焙烧、溶解、结晶、蒸馏、过滤和冷凝等化学实验操作方法；制造了风箱、坩埚、铁剪、烧杯、平底蒸发皿、沙浴、焙烧炉等化学实验仪器和装置；发现和制取了铜、金、银、汞、铅等金属，酒精、硝酸、硫酸、盐酸等化学溶剂和试剂，以及许多酸、碱、盐，甚至意识到了一些粗浅的化学反应规律。后人正是从他们的经验教训中，才找到了化学实验的真历史使命，建立了化学实验科学。

五近代化学实验的特点

随着欧洲资本主义生产方式的建立和发展，近代化学实验作为一种相对独立的科学实践活动，从生产实践中分化出来，历经两百多年，取得了突飞猛进的发展。

1．明确了化学科学实验的性质、目的和作用

化学实验不再是服务于炼丹术等封建迷信和宗教神学的婢女，不再是从属于观察的附带的东西，而是一种独立的化学科学实践、重要的化学科学认识方法。只有通过化学科学实验，才能达到对物质的本质及其变化规律的正确认识。同古代化学实验相比，近代化学实验已不仅仅是获得化学实验事实的重要途径、手段和方法，而且还具有验证化学假说和检验化学理论、发现和合成新的化学物质、推动化学分支学科建立和发展的作用。

2．建立和发展了化学实验方法论

波义耳和拉瓦锡有关化学实验的思想和主张，对化学实验方法论的建立起到了重要的奠基作用。此后，许多化学家又创立了一系列化学实验方法，丰富和发展了化学实验方法论。正是这些先进的方法论思想，提供了近代化学科学发展的思想条件。

3．发明和研制了较先进的实验仪器和装置

如精密天平、伏打电堆、光谱分析仪、“弹式”量热计、磨口滴定管等等。这些先进的实验仪器和装置把化学科学研究带入了一个又一个崭新的领域，为近代化学科学的发展奠定了先决的基础。

二 化学实验手段的现代化

化学实验手段是制约化学科学研究的非常重要的方面。虽然在19世纪化学实验手段已经有了相当的水平，形成了一套相对比较完整的化学常规仪器(包括各种玻璃仪器在内)和设备，但这些仪器和设备的质量还不高，种类还不够齐全，精度也不够灵敏和准确。为克服这些不足，人们在对原有的化学实验手段加以改进的同时，积极吸收现代各种科学技术的新成果，创造和发明了一大批现代化的实验仪器和设备。在18—19世纪，天平曾是使化学实验定量化的重要实验手段，借助于天平，人们取得了一系列重要实验成果。但当时的天平还比较粗糙，灵敏度一般只能达到0.1克—0.01克左右。为了满足现代化学科学研究的需要，人们对天平进行了改进和完善，制造了一些灵敏度更高、操作更方便的天平。如现代的分析天平，从称量范围来看，有常量分析天平(范围：0.1毫克—100克)、微量分析天平(范围：0.001毫克—20克)和介于二者之间的半微量分析天平；从种类来看，有等臂式天平和悬臂式超微量天平(灵敏度可达0.01微克，最大载重为1毫克)。这些天平具有灵敏、准确和操作方便(如应用光学、电学原理制造的电光天平)等特点。现代化学的许多重大突破都与化学实验手段的改进、发明和创造紧密相关。1919年J.J.汤姆生的助手阿斯顿(F.W.Aston，1877—1945)改进了磁分离器，制成了第一台质谱仪，从而把人类研究微观粒子的手段向前大大推进了一步。阿斯顿利用质谱仪发现了氖、氩、氪、氙、氯等元素都有同位素存在；在71种元素中，他发现了天然存在的287种核素中的212种。为表彰阿斯顿在研制质谱仪和发现众多核素方面的卓越贡献，他于1922年获得了诺贝尔化学奖。现代化学实验使用了很多灵敏、精确和快速的实验手段，表现出仪器化的特点，红外光谱、核磁共振、顺磁共振和质谱等实验手段已被广泛使用。在微量分析和痕量杂质分析方面，出现了原子吸收光谱、极谱分析、库仑分析以及萃取、离子交换分离、色谱、电泳层析等新的分析、分离技术和手段；在化学元素或组

分的分析测定、微观分子结构、晶体结构、表面化学结构等的分析测定方面，出现了X射线、荧光光谱、光电子能谱、扫描电镜、电子探针、拉曼激光光谱、分子束、四圆衍射仪、低能电子衍射、中子衍射、皮秒激光光谱等现代化的实验技术和手段。运用这些实验手段，能够更精确地进行化学定量检测，达到微(10-6)米、纳(10-9)米、甚至皮(10-12)米数量级，从而大大促进了化学实验手段的精密化。近30年来，计算机在化学实验中得到了卓有成效的应用，正逐步成为重要的化学实验手段。目前出现的各种仪器的联机使用和自动化，不仅用于电分析化学、谱学、微观反应动力学、平衡常数的测定、分析仪器的控制、数据的存贮与处理、以及化学文献检索等，而且还能使经典化学操作达到控制的自动化。

三 化学实验方法的现代化

随着现代化学科学研究领域的不断扩展和深入，以及现代科学技术和现代工业的迅速发展，化学实验方法日趋现代化。虽然现代化学实验手段具有快速、灵敏、准确的特点，但由于一些实验仪器和设备的价格比较昂贵、结构比较复杂、调试维修的任务较重，因此使它们的普及受到相当大的限制，从而使一些传统的化学实验方法仍有普遍利用和进一步改进、完善的必要和可能。例如EDTA滴定法就是对传统的滴定法的改进和发展。在30年代，人们已经知道乙二胺四乙酸(简称EDTA)等氨基多羧酸在碱性介质中能跟钙、镁离子生成极稳定的配合物。对这类化合物，瑞士化学家施瓦岑巴赫(G.Schwarzenbach，1904—)进行了广泛的研究，并成功地以紫尿酸铵为指示剂，用EDTA滴定了水的硬度。1946年他又提出以铬黑T作为络合滴定的指示剂，从而奠定了EDTA滴定法的基础。运用这种方法，人们对近50种元素进行了直接滴定(包括返滴法)，对16种元素进行了间接滴定。由于这种方法应用范围较广，因此受到普遍欢迎，至今仍是一种常规的化学实验方法。

四 化学实验规模和研究方式的变化

现代化学实验在实验规模和研究方式上发生了很大变化。最早的化学实验室大概要算炼丹术士的实验室，实验室中的实验设备和条件极其粗糙和简陋，实验者的实验目的也只是为了寻求“长生不老”和“点石化金”的“仙药”。到了17世纪至19世纪初期，当化学成为一门独立的科学以后，化学实验室才逐渐多了起来，出现了一大批从事化学科学实验研究的化学家。但这些实验室都属于私人所有，如波义耳在他姐姐家建立的实验室，化学大师贝采里乌斯的实验室是他的厨房，在那里化学实验和烹调一起进行。私人实验室的规模比较小，除实验室的主人外，最多只能容纳1—2个助手或1—2名学生。李比希就曾在盖·吕萨克的私人实验室里当过助手。这个时期的化学实验基本上属于个体式研究，个别的科学家独居楼阁，摆弄着烧瓶、量筒、天平等仪器，其规模和形式近似于手工业作坊。第一个公共化学实验室是1817年英国化学家T.汤姆生(T.Thomson，1773—1852)在格拉斯哥大学建立的供教学用的实验室。自此之后，欧洲各大学都纷纷仿效，建立了自己的化学实验室。这些实验室的建立，不仅改变了化学教育的面貌，使实验成为培养和提高学生素质的重要内容，而且使大学不再是单纯传授化学知识的场所，还是进行化学科学研究的重要基地。在19世纪的公共实验室中，最著名的是1824年李比希在吉森大学建立的化学实验室，它可以同时容纳22名学生进行化学实验。在那里，李比希培养了许多优秀的化学家，以他为核心的“吉森学派”是近代化学史上公认的一大学派。他们这种集体式的合作研究，取得了惊人的成就。在1901—1910年最早的10位诺贝尔化学奖获得者当中，李比希的学生竟然占了7位。这一成就在化学史上首屈一指。从本世纪30年代起，出现了国家规模的大型化学科学研究机构和庞大的实验基地；到了70年代，实验的规模则扩大到国际间相互合作的新阶段。许多尖端实验决不是任何个人、一般科研组织所能胜任的，而必须由国家统一规划、组织协调各学科科学家来共同攻关。实验用人广、花费多、规模大、组织周密和协调，已成为现代化学实验的又一重要特点。

第三篇：化学发展史论文

化学发展史论文 班级：化本二班 学号：121001063 姓名：佘晨阳

摘要：化学的历史渊源，不管是过去、现在还是未来，人类社会的发展都

离不开化学，化学与人类生活息息相关。物理学的革命，给化学带来了新时期的曙光，使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。在现代社会，化学与其他学科的关系越来越紧密，化学理论和分析方法也日益完善，随着一些新概念的出现，化学出现了多个分支，形成了不同的分析领域。

关键词：化学家 化学史 发展 时期

History of chemistry, whether past, present or future, the development of human society

Inseparable from chemistry, chemical and human lives.Revolutionary physics, chemistry brought the dawn of the new era to make in-depth study of chemistry to explore new phase atoms, molecules, the crystal structure.In modern society, the relationship between chemistry and other subjects more closely, chemical theory and analysis methods are increasingly sophisticated, with the emergence of some new concepts, chemistry appeared multiple branches, forming a different analysis.正文

化学的英文词为Chemistry，它是从一个古字，即拉丁字chemia、希腊字Chamia、阿拉伯字Chema，埃及字Chemi演化而来的。从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的。古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。化学从古代到近代再到现代，经历了几个重要的发展阶段，并对人类社会产生了深远了影响。本文主要是对化学史上的重大事件和化学科学发展过程进行简要的阐述。

一、化学发展史的五个时期

自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。化学史大致分为：

１．远古的工艺化学时期

这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺主要是在实践经验的直接启发下经过万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。

２．炼丹术和医药化学时期

从公元前１５００年到公元１６５０年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。英语的ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ起源于ａｌｃｈｅｍｙ，即炼金术。ｃｈｅｍｉｓｔ至今还保留两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。

３．燃素化学时期

从１６５０年到１７７５年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。

４．定量化学时期，即近代化学时期

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。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。

５．科学相互渗透时期，即现代化学时期

20世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到了逐步地解决。

二、古代和近代化学史大事记

（1）夏代我国有了青铜器；春秋晚期能炼铁；战国晚期能炼铜；唐代有了火药。

（2）18世纪70年代，瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别发现并制得了氧气；法国化学家拉瓦锡最早用天平作为研究化学的工具，并推翻了燃素学说；英国化学家卡文迪许和英国物理学家雷利等陆续从空气中发现了惰性气体。

（3）１７４８年俄国化学家罗蒙诺索夫建立了质量守恒定律。

（4）１８０８年英国科学家道尔顿提出了近代原子学说。

（5）１８１１年意大利科学家阿伏加德罗提出了分子的概念。

（6）１８２８年德国化学家维勒第一次证明有机物可用普通的无机物制得。

（7）１８６９年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。

（8）１８８８年法国化学家勒沙特列提出了化学平衡移动原理。

（9）１８９０年德国化学家凯库蔓提出了苯分子的结构式。

（10）19世纪荷兰物理学家范德华首先研究了分子间作用力。

（11）19世纪英国物理学家丁达尔和植物学家布朗分别提出了胶体的“丁达尔现象”与“布朗运动”。

（12）20世纪奥地利和德国物理学家泡利和洪特分别提出了核外电子排布的“泡利不相容原理”、“洪特规则”。

三、化学实验发展史概述

化学实验是化学科学赖以产生和发展的基础，从其发展过程来看，大致经过了早期化学实验、近代化学实验和现代化学实验等三个发展时期。

（一）早期化学实验

从远古时代开始到１７世纪，化学实验在向科学道路迈进的过程中，经历了一段漫长的发展时期。

１．化学实验的萌芽

人类最初对火的利用距今大概已有一百多万年了。火是人类最早使用的化学实验手段。人类最早从事的制陶、冶金、酿酒等化学工艺，都与火有直接或间接的联系。在熊熊烈火中，烧制成型的粘土可获得陶器；烧炼矿石可得到金属。陶器的发明使人类有了贮水器以及贮藏粮食和液体食物的器皿，从而为酿酒工艺的形成和发展创造了条件。

制陶、冶金和酿酒等化学工艺，已孕育了化学实验的萌芽。例如，在烧制灰、黑陶的化学工艺中，工匠们在焙烧后期便封闭窑顶和窑门，再从窑顶徐徐喷水，致使陶土中的铁质生成四氧化三铁，又使表面覆上一层炭黑，因此里外灰黑。这表明当时已初步懂得了焙烧气氛的控制和利用。

２．原始化学实验

古代的炼丹术，是早期化学实验的主要和典型的代表。炼丹的主要目的一是希望得到能使人长生不死的“仙药”；二是想把一些廉价的金属借助于“仙药”的点化，转变为贵重的黄金和白银。由于炼丹活动符合帝王、贵族长生不死、永世霸业的愿望，因而受到他们的大力推崇，于是从古代到中古时代，这种活动很快地得到开展并兴盛起来。

焙烧是炼丹术士经常采用的一种基本的化学实验操作方法。例如，在空气中焙烧方铅矿（即硫化铅）等贱金属矿石，把铅放在灰皿或骨灰造的盘子中加热，铅烧掉之后，可以得到一点银；把黄铁矿（从外表看有点像黄金）与铅共熔，铅用灰皿烧掉之后，可以获得微量的黄金。

除焙烧之外，炼丹术士还经常使用一些液体“试药”来对各种金属进行加工。液体试药通常是一些能在金属表面涂上颜色的物质。例如，硫黄水（多硫化合物的溶液）能把金属黄化成黄金；汞能在其他金属表面留下银色。在制造液体试药的过程中，炼丹术士发明了蒸馏器、烧杯、冷凝器和过滤器等化学实验仪器，以及溶解、过滤、结晶、升华，特别是蒸馏等化学实验操作方法。蒸馏方法的广泛使用，促进了酒精、硝酸、硫酸和盐酸等溶剂和试剂的发现，从而扩大了化学实验的范围，为后来许多物质的制取创造了条件。

蒸馏是早期化学实验中最完整的一种重要实验操作方法。到了１６世纪，出现了大批有关蒸馏方法方面的书籍，如希罗尼姆•布伦契威格（Ｈｉｅｒｏｎｙｍｕｓ Ｂｒｕｎｓｃｈｗｙｇｋ，１４５０ —１５１３年）１５００年出版的《蒸馏术简明手段》及其增订版《蒸馏术大全》（１５１２年出版）等。这些著作对蒸馏方法作了较详细的叙述。蒸馏在早期化学实验发展史上占有重要地位，它至今还在基础化学实验中被经常运用。

３．向化学科学实验的过渡

到了十五六世纪，炼丹术由于缺乏科学基础，屡遭失败而变得声名狼藉。化学实验则开始在医学和冶金等一些实用工艺中发挥作用，并不断得到发展。

在医药化学时期，最具代表性的人物是瑞士的医生、医药化学家帕拉塞斯（Ｐ．Ａ． Ｐａｒａｃｅｌｓｕｓ，１４９３—１５４１）。他强调化学研究的目的不应在于点金，而应该把化学知识应用于医疗实践，制取药物。他和他的弟子们通过对矿物药剂的性质和疗效的研究，以及在制备新药剂的过程中，探讨了许多无机物的分离、提纯方法，进行了一些合成实验，并总结出这些物质的性质。因此，有人认为帕拉塞斯“从根本上改变了医疗和化学的发展道路”。

安德雷•李巴乌（Ａｎｄｒｅａｓ Ｌｉｂａｖｉｕｓ，约１５４０ —１６１６）是德国的医生、医药化学家，他极力强调化学的实用意义，为推进化学成为一门独立科学做出了重要贡献。他编著的《工艺化学大全》（１６１１—１６１３年问世），总结了他多年的实验经验。书中叙述了硫酸和王水的制备方法；证明了焙烧硝石和硫磺所得到的硫酸与干馏胆矾所得到的完全是同一种物质；首次提出将食盐与胆矾一起在泥坩埚中焙烧制取盐酸的方法；讲解了用金属锡与氯化汞一起加热、蒸馏获得四氯化锡（后来被称为“李巴乌发烟液”）的方法；描述了含铜的溶液遇氨水变为翠蓝的现象，并建议用这种方法检验水中的氨。这部著作的问世，使化学终于有了真正的教科书。他还设计过一所实验室的建筑详图，但直到１６８３年，这所实验室才在阿尔特多夫（Ａｌｔｄｅｒｆ）修建起来。

继帕拉塞斯、李巴乌之后，对后世影响较大、对化学实验的发展贡献卓著的医药化学家还有赫尔蒙特（Ｊ．Ｂ． ｖａｎ Ｈｅｌｍｏｎｔ，１５９７—１６４４）。他工作的最大特点是对化学进行定量研究，广泛使用了天平，并萌生了初始的物质不灭的思想。他所做的“柳树实验”和“沙子实验”，是早期化学实验发展史上著名的两个定量实验。此外，他在无机物制备方面取得过空前的成果，曾对燃烧现象提出过颇有独到之处的见解。因此，他常被尊为从炼丹术到化学的过渡阶段的代表。

化学实验在冶金方面也曾发挥过重要作用。德国著名化验师埃尔克（Ｌ． Ｅｒｃｋｅｒ，约１５３０ —１５９４）在其编著的《主要矿石加工和采掘方法说明》（１５７４年出版）一书中较为系统地论述了当时对银、金、铜、锑、汞以及铋和铅的合金的检验技术；制取和精炼这些金属的技艺；以及制取酸、盐和其他化合物的技术。这部著作被认为是分析化学和冶金化学的第一部手册。

４．早期化学实验的特点

早期的化学实验还只能算做是化学“试验”，具有很大的盲目性；还没有从生产、生活实践中分化出来，成为独立的科学实践。最早的制陶、冶金和酿酒等活动，是低级的、缺乏理论指导的、不自觉的实践活动；作为化学实验原始形式的炼丹术，其实验目的也只是追求长生不老药或点金之术，变贱金属为贵金属。

尽管如此，还应该肯定从事早期化学实验的工匠和炼丹术士们是化学实验的先驱和开拓者。他们发明了焙烧、溶解、结晶、蒸馏、过滤和冷凝等化学实验操作方法；制造了风箱、坩埚、铁剪、烧杯、平底蒸发皿、沙浴、焙烧炉等化学实验仪器和装置；发现和制取了铜、金、银、汞、铅等金属，酒精、硝酸、硫酸、盐酸等化学溶剂和试剂，以及许多酸、碱、盐，甚至意识到了一些粗浅的化学反应规律。后人正是从他们的经验教训中，才找到了化学实验的真正历史使命，建立了化学实验科学。

（二）近代化学实验

１．近代化学实验时期的杰出科学家

１７~１９世纪，是近代化学实验时期。在这一时期，随着欧洲资本主义生产方式的诞生和工业革命的进行，以及天文学、物理学等学科的重大突破，化学实验终于冲破了炼丹术的桎梏，走上了科学的康庄大道。为此做出巨大贡献的化学实验家当推波义耳（Ｒ． Ｂｏｙｌｅ，１６２７—１６９１）和拉瓦锡（Ａ．Ｌ． Ｌａｖｏｉｓｉｅｒ，１７４３—１７９４）。

（１）化学科学实验的奠基人——波义耳

“波义耳把化学确立为科学”。作为近代化学科学的确立者，波义耳也是化学科学实验的重要奠基人。他认为，只有运用严密的和科学的实验方法才能够把化学确立为科学。他明确指出：“化学，为了完成其光荣而庄严的使命，就不能认为到目前为止的研究方法是正确的，而必须抛弃古代传统的思辩方法”。只有这样，化学才能像“已经觉醒了的天文学和物理学那样，立足于严密的实验基础之上”。“不应该把理性放在高于一切的位置，知识应该从实验中来，实验是最好的老师”，“没有实验，任何新的东西都不能深知”，“空谈无济于事，实验决定一切”，“人之所以能效力于世界者，莫过于勤在实验上做功夫”。他的这些观点和主张，奠定了化学实验方法论的基础。

不仅如此，波义耳还是一位技术精湛的出色的化学实验家。他一生做过大量的化学实验，获得了许多重要的发现。他是第一个发明指示剂的化学家，他把各种天然植物的汁液或配成溶液，或做成试纸（“石蕊试纸”就是波义耳发明的），并根据指示剂颜色的变化来检验酸和碱；他还发现了铜盐和银盐、盐酸和硫酸的化学检验方法，并在１６８５年发表的《矿泉水的实验研究史的简单回顾》一文中，描述了一套鉴定物质的方法。因此，他还常被尊为定性分析化学的奠基者。

（２）定量化学实验方法论的创立者——拉瓦锡

拉瓦锡是明确提出把量作为衡量尺度对化学现象进行实验证明的第一位化学家，他把近代化学实验推进到定量研究的水平。

拉瓦锡从一开始从事化学科学研究，就非常善于发挥天平在化学研究中的作用，重视对物质及其变化进行定量测定。他２１岁时所做的第一个化学实验，就是定量地测定石膏在加热和冷却过程中水分的变化。他一生做过很多定量化学实验，并依据实验事实揭示了“水变成土”以及“火粒子”学说、“燃素说”的谬误。

参考文献

[1]周嘉华赵匡华主编.《中国化学史》.广西教育出版社，2003 [2] J.R.柏延顿著.《化学简史》.广西师范大学出版社，2003 [3]吴守玉高兴华主编.《化学史图册.高等教育出版社，1993 [4]郭保章著.《世界化学史》.广西教育出版社，1992 [5]亨利M·莱斯特著.《化学的历史背景》.商务印书馆，1982 [6]柴勇.中学生数理化报，2006，7：166-167.[7]江玉安.化学教育，2009，7：74-76

第四篇：初中化学教学实践困惑

尊敬的老师：

您好！祝您暑假快乐！再次感谢您在陕西师范大学培训期间对我们研究工作的大力支持和无私帮助！这是根据老师们所填问卷整理出的教学实践困惑。供大家交流研讨。

经过整理，老师们反映出的困惑有以下几方面：

通识类——教学艺术如何提高实现？如何让学生从课堂中得到享受？师德的评价标准。理解与教育学生——学生学习力差异大，教学方法的选择不知应该注重哪部分。教书与育人的问题矛盾。学生一届不如一届。自主学习差，难引导。差生的转换方法及案例。因学生无法配合，好多先进的理念用不上。思维能力、人文知识与应试能力的选择。

课堂教学——教学重难点突破，化学兴趣性教学。如何有效地引导学生进行从感性到理性的思考。三维目标落实。初中化学知识体系与具体目标的关系。对化学语言的书写和表达是阻碍学生学习的一大难点。

教学模式的选用——对教学模式的学习注重了教学成绩，对教师的课堂过程关注减少。实验教学——大班如何实现，缺乏专业准备实验的老师，学生探究时间难把握。探究的重、难点。学时与学生探究实践的矛盾。如何使实验生活化问题。处理有效探究中的有效点及怎样达到有效性？

教学资源——资源少。教师专业水平提升的培训平台。课程资源开发不熟悉，如多媒体课件的制作。实验室和班级数严重不配套，学生实验不能按教学进度和设计完成。教材内容简单。课后作业层次不清，量少，典型性不太强。

教师合作交流——教师少，缺少交流机会。

教学反思——缺乏有效的教学反思策略。如个人的教学特色无法总结出来；缺少从教学实践中提出缺点、优点及改进的方法、措施等。

第五篇：化学发展史7 讲稿

分析化学发展史

分析化学是化学的一个重要分支，它主要研究物质中有哪些元素或基团(定性分析)；每种成分的数量或物质纯度如何(定量分析)；原子如何联结成分子以及在空间如何排列等等。

分析化学以化学基本理论和实验技术为基础，并吸收物理、生物、统计、电子计算机、自动化等方面的知识以充实本身的内容，从而解决科学、技术所提出的各种分析问题。

分析化学这一名称虽创自玻意耳，但其实践运用与化学工艺的历史同样古老。古代冶炼、酿造等工艺的高度发展，都是与鉴定、分析、制作过程的控制等手段密切联系在一起的。在东、西方兴起的炼丹术、炼金术等都可视为分析化学的前驱。

公元前3000年，埃及人已经掌握了一些称量的技术。天平对于化学分析有着十分重要的作用，也是最早出现的分析用仪器，公元前3000年，埃及人已掌握了称量技术。它在公元前1300年的《莎草纸卷》上已有了等臂天平的记载。巴比伦的祭司所保管的石制标准砝码(约公元前2600)尚存于世。不过等臂天平用于化学分析，当始于中世纪的烤钵试金法中。

古代认识的元素，非金属有碳和硫，金属中有铜、银、金、铁、铅、锡和汞。公元前四世纪已使用试金石以鉴定金的成色，公元前三世纪，阿基米德在解决金冕的纯度问题时，即利用了金、银密度之差，这是无伤损分析的先驱。

公元60年左右，老普林尼将五倍子浸液涂在莎草纸上，用以检出硫酸铜的掺杂物铁，这是最早使用的有机试剂，也是最早的试纸。迟至1751年，布罗克豪森用同一方法检出血渣(经灰化)中的含铁量。

火试金法是一种古老的分析方法。远在公元前13世纪，巴比伦王致书埃及法老阿门菲斯四世称：“陛下送来之金经入炉后，重量减轻„„”这说明3000多年前人们已知道“真金不怕火炼”这一事实。法国菲利普六世曾规定黄金检验的步骤，其中提出对所使用天平的构造要求和使用方法，如天平不应置于受风吹或寒冷之处，使用者的呼吸不得影响天平的称量等。

18世纪的瑞典化学家贝格曼可称为无机定性、定量分析的奠基人。他最先提出金属元素除金属态外，也可以以其他形式离析和称量，特别是以水中难溶的形式，这是重量分析中湿法的起源。

德国化学家克拉普罗特不仅改进了重量分析的步骤，还设计了多种非金属元素测定步骤。他准确地测定了近200种矿物的成分及各种工业产品如玻璃、非铁合金等的组分。

1663年玻意耳报道了用植物色素作酸碱指示剂。但真正的容量分析应归功于法国盖-吕萨克。

1824年他发表漂白粉中有效氯的测定，用磺化靛青示作指剂。随后他用硫酸滴定草木灰，又用氯化钠滴定硝酸银。这三项工作分别代表氧化还原滴定法、酸碱滴定法和沉淀滴定法。络合滴定法创自J.von李比希,他用银(Ⅰ)滴定氰离子，但1945年施瓦岑巴赫（G.Schwarzenbach, 瑞士）在广泛研究的基础上，发明了利用氨羧络合剂的络合滴定法，引起了广泛的重视，使络合滴定法迅速发展，成为一种重要的滴定分析方法。

18世纪分析化学的代表人物首推贝采利乌斯。他引入了一些新试剂和一些新技巧，并使用无灰滤纸、低灰分滤纸和洗涤瓶。他是第一位把原子量测得比较精确的化学家。除无机物外，他还测定过有机物中元素的百分数。他对吹管分析尤为重视，即将少许样品置于炭块凹处，用氧化或还原焰加热，以观察其变化，从而获得有关样品的定性知识。此法一直沿用至19世纪，其优点是迅速、所需样品量少，又可用于野外勘探和普查矿产资源等。

另一位对容量分析作出卓越贡献的是德国莫尔，他设计的可盛强碱溶液的滴定管至今仍在沿用。他推荐草酸作碱量法的基准物质，硫酸亚铁铵（也称莫尔盐）作氧化还原滴定法的基准物质。

1826年法国的比拉迪尼 首次制得碘化钠，并以淀粉为指示剂，将它应用于次氯酸钙的滴定。开创了“碘量法”的研究与应用。

1829年德国的罗塞首次明确提出和制定出系统定性分析方法，并提出一个简明的系统分析图表。

19世纪分析化学的杰出人物之一是弗雷泽纽斯。1841年发表《定性化学分析导论》一书，提出“阳离子系统定性分析法”，其阳离子分析方案一直沿用。他创立一所分析化学专业学校，至今此校仍存在；并于1862年创办德文的《分析化学》杂志。他编写的《定性分析》、《定量分析》两书曾译为多种文字，包括晚清时代出版的中译本，分别定名为《化学考质》和《化学求数》。他将定性分析的阳离子硫化氢系统修订为目前的五组，还注意到酸碱度对金属硫化物沉淀的影响。在容量分析中，他提出用二氯化锡滴定三价铁至黄色消失。

不用显微镜的最早的微量分析者应推德国德贝赖纳。他从事湿法微量分析，还有吹管法和火焰反应，并发表了《微量化学实验技术》一书。近代微量分析奠基人是埃米希，他设计和改进微量化学天平，使其灵敏度达到微量化学分析的要求；改进和提出新的操作方法，实现毫克级无机样品的测定，并证实纳克级样品测定的精确度不亚于毫克级测定。

有机微量定量分析奠基人是普雷格尔，他曾从胆汁中离析出一种降解产物，其量尚不足作一次常量碳氢分析。在听了埃米希于1909年所作有关微量定量分析的讲演并参观其实验室后，他决意将常量燃烧法改为微量法(样品数毫克)，并获得成功；1917年出版《有机微量定量分析》一书，并在1923年获诺贝尔化学奖。

德国化学家龙格在1850年将染料混合液滴在吸墨纸上使之分离，更早些时候他曾用染有淀粉和碘化钾溶液的滤纸或花布块作过漂白液的点滴试验。他又用浸过硫酸铁和铜溶液的纸，在其中部滴加黄血盐，等每滴吸入后再加第二滴，因此获得自行产生的美丽图案。1861年出现舍恩拜因的毛细管分析，他将滤纸条浸入含数种无机盐的水中，水携带盐类沿纸条上升，以水升得最高，其他离子依其迁移率而分离成为连接的带。这与纸层析极为相近。他的学生研究于滤纸上分离有机化合物获得成功，能明显而完全分离有机染料。

20世纪60年代，魏斯提出环炉技术。仅用微克量样品置滤纸中，继用溶剂淋洗，而后在滤纸外沿加热以蒸发溶剂，然后分离为若干同心环。如离子无色可喷以灵敏的显色剂或荧光剂，既能检出，又能得半定量结果。

色谱法也称层析法。1906年俄国茨维特将绿叶提取汁加在碳酸钙沉淀柱顶部，继用纯溶剂淋洗，从而分离出叶绿素。此项研究发表在德国《植物学》杂志上，但未能引起人们注意。直到1931年德国的库恩和莱德尔再次发现本法并显示其效能，人们才从文献中追溯到茨维特的研究和更早的有关研究，如1850年韦曾利用土壤柱进行分离；1893年里德用高岭土柱分离无机盐和有机盐等等。

气体吸附层析始于20世纪30年代的舒夫坦和尤肯。40年代，德国黑塞利用气体吸附以分离挥发性有机酸。英国格卢考夫也用同一原理在1946年分离空气中的氢和氖，并在1951年制成气相色谱仪。第一台现代气相色谱仪研制成功应归功于克里默。

气体分配层析法根据液液分配原理，由英国马丁和辛格于1941年提出。并因此而获得1952年诺贝尔化学奖。戈莱提出用长毛细管柱，是另一创新。

色谱-质谱联用法中将色谱法所得之淋出流体移入质谱仪，可使复杂的有机混合物在数小时内得到分离和鉴定，是最有效的分析方法之一。

分析化学的地位

分析化学是最早发展起来的化学分支学科，在化学学科本身的发展过程中曾起过而且继续起着重要的作用。一些化学基本定律，如质量守恒定律、定比定律、倍比定律的发现，原子论、分子论的创立，相对原子质量的测定，元素周期律的建立，以及确立近代化学学科体系等等方面，都与分析化学的卓越贡献分不开。不仅在化学学科领域的发展上，分析化学起着重大作用，而且在与化学有关的各类科学领域的发展中，例如矿物学、材料科学、生命科学、医药学、环境科学、天文学、考古学及农业科学等等的发展，无不与分析化学紧密相关。几乎任何科学研究，只要涉及化学现象，都需要分析化学提供各种信息，以解决科学研究中的问题。反过来，各有关科学技术的发展，又给分析化学提出了新的要求，从而促进了分析化学的发展。

在国民经济建设中，分析化学的实用意义就更为明显。许多工业部门如冶金、化工、建材等部门中原料、材料、中间产品和出厂成品的质量检测，生产过程中的控制和管理，都应用到分析化学，所以人们常把分析化学誉为工业生产的“眼睛”。同样，在农业生产方面，对于土壤的性质、化肥、农药以及作物生长过程中的研究也都离不开分析化学。近年来，环境保护问题越来越引起人们的重视，对大气和水质的连续监测，也是分析化学的任务之一。至于废水、废气和废渣的治理和综合利用，也都需要分析化学发挥作用。在国防建设、刑事侦探方面，以及针对各种恐怖袭击和重大疾病的斗争中，也常需要分析化学的紧密配合。总之，由于分析化学在许多领域中起着重要作用，因而，分析化学的发展水平被认为是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。

分析化学是高等学校工科有关专业重要的化学基础课程之一，是一门实践性很强的科学。通过分析化学的学习，学生可以掌握分析化学的基本原理和测定方法，准确建立“量”的概念；针对不同对象选择合适的分析方法，正确进行有关计算；培养严肃认真和实事求是的科学态度，以及严谨细致地进行科学实验的技能、技巧和创新能力，为学习后续课程和今后从事实际工作打下良好的基础。

① 世界最大稀土矿藏白云鄂博矿的发现

1933年化学家何作霖采用原子发射光谱进行定性分析和定量分析研究白云鄂博的矿石时发现含有稀土元素并大胆预测该矿稀土元素储量丰富，但却被当时的有关部门认为是无稽之谈，无足轻重。

新中国成立后，百废待兴，由前苏联“援建”的内蒙古包头钢铁厂于1954年正式开工生产，但产钢后的炉渣被全部运往苏联。苏联撤走专家后，炉渣成了做抽水马桶的原料，日本大量定购抽水马桶引起有关部门的注意。在何作霖的领导下，经过几年的艰苦努力，终于查明，这个矿山不仅仅是大型铁矿，而且是世界上最大的稀土矿，稀土储量占世界总储量的80％，使中国成为世界上绝对的“稀土大国”。

②水果之王“猕猴桃”

猕猴桃亦称“中华猕猴桃”，果黄褐色，近球形，原产我国，猕猴桃果实味美，营养丰富，果肉呈绿色，气味芳香，除鲜食外，可加工成果汁饮料、果酒、果酱、果脯、罐头等。据分析：猕猴桃含有1.47%的蛋白质，12种氨基酸，尤其是维生素Ｃ的含量远远超出一般水果和蔬菜。

维生素Ｃ是人类营养中所需的最重要维生素之一，属己糖衍生物。蔬菜水果中的维生素Ｃ一般主要以还原型形态存在。具体测定方法是在中性或弱酸性环境中，以淀粉为指示剂，用碘标准溶液滴定事先处理好的溶液至蓝色为滴定终点，由碘标准溶液的消耗量计算出维生素Ｃ含量。测定结果表明，以100克水果的维生素C的含量来计算，猕猴桃含420mg，鲜枣含380 mg，草莓含80 mg，橙含49 mg，枇杷含36 mg，柑橘、柿子各含30 mg，香蕉，桃子各含10 mg，葡萄、无花果、苹果各自只有5 mg，梨仅含4 mg。故知猕猴桃不愧为“水果之王”，可以说是人人称赞的美容水果。

③二恶英事件

1999年2月，比利时养鸡业者发现母鸡产蛋率下降，蛋壳坚硬，肉鸡也出现病态反应，怀疑饲料有问题。经比利时国家检疫部门花了三个月的时间分析检测后发现饲料受到了超量的二恶英污染，有的鸡体内二恶英含量高于正常极限的1000倍。事件被揭开后，比利时畜牧业遭受了巨大的经济损失，国家形象受到极大损害，最终导致比国政府被迫集体辞职，同时也引起各国政府的重视和反思。

二恶英是多氯甲苯和多氯乙苯类有机化学品的俗称，毒性大，是氰化钠的130倍、砒霜的900倍，故被称为“毒中之毒”。1997年2月14日世界卫生组织宣布二恶英家族中的2、3、7、8-四氯乙苯是已知致癌物中的头号致癌物质。自然界中不存在天然的二恶英，二恶英完全是由于人为污染造成的。由于各类食品中二恶英的含量极低（pg/kg级），因此目前二恶英类化学物质的检测主要采用色谱法、免疫法和生物检测法。

④兴奋剂检测 兴奋剂是指国际奥委会和其他国际体育组织所确定的禁用药物和方法，特指运动员应用任何形式的药物、或者以非正常量、或者通过不正常途径摄入生理物质，企图以人为的和不正当的方式提高竞赛能力。服用“兴奋剂”在某种程度上确实可以提高运动员的竞技水平，但是它违背了“公平竞争”的奥林匹克精神；所带来的毒副作用，也严重威胁着运动员的身体健康。

自从1968年开始尿检、血检以及尿检和血检相结合的兴奋剂检测以来，分析化学尤其是药物分析成为兴奋剂检测的生力军，气相色谱-质谱(GC-MS）联用技术被认为是较为理想的检测手段。随着分析化学中的分离技术发展和新的分析仪器的出现，更多的兴奋剂可以被检测出来，但是兴奋剂的检测仍然是比较困难的，因为违禁药物在体内的含量很低；有时需要检测其代谢产物；在药物代谢过程中，不同的使用者存在个体差异；而且用药时间长短不同，药物在体内的浓度不同；有的兴奋剂在代谢后，可能转化为其它类的兴奋剂。因此，反兴奋剂的斗争是一项长期而艰巨的任务，尤其需要分析化学能够提供更新的、更为有效的分析检测手段，以维护、弘扬神圣的奥林匹克精神。

分析化学发展趋势

分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念（如溶液理论）的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学；从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。

现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态（氧化-还原态、络合态、结晶态）、结构（空间分布）、微区、薄层及化学和生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程控制。随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学”、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。

本书根据中国《国家自然科学基金会》“自然科学学科（分析）发展战略调查报告”在美国、前苏联这两个发达国家分析化学发展情况的基础上，将现代分析化学学科的发展趋势和特点归纳为八个方面，以论述分析化学整体的发展：

（一）提高灵敏度

（二）解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性

（三）扩展时空多维信息

（四）微型化及微环境的表征与测定

（五）形态、状态分析及表征

（六）生物大分子及生物活性物质的表征与测定

（七）非破坏性检测及遥测

（八）自动化及智能化

（一）提高灵敏度

这是各种分析方法长期以来所追求的目标。当代许多新的技术引入分析化学，都是与提高分析方法的灵敏度有关，如激光技术的引入，促进了诸如激光共振电离光谱、激光拉曼光谱、激光诱导荧光光谱、激光光热光谱、激光光声光谱和激光质谱的开展，大大提高了分析方法的灵敏度，使得检测单个原子或单个分子成为可能。又如多元配合物、有机显色剂和各种增效试剂的研究与应用，使吸收光谱、荧光光谱、发光光谱、电化学及色谱等分析方法的灵敏度和分析性能得到大幅度地提高。

（二）解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性 迄今，人们所认识的化合物已超过1000万种，而且新的化合物仍在快速增长。复杂体系的分离和测定已成为分析化学家所面临的艰巨任务。由液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱和毛细管电泳等所组成的色谱学是现代分离、分析的主要组成部分并获得了很快的发展。以色谱、光谱和质谱技术为基础所开展的各种联用、接口及样品引入技术已成为当今分析化学发展中的热点之一。在提高方法选择性方面，各种选择性试剂、萃取剂、离子交换剂、吸附剂、表面活性剂、各种传感器的接着剂、各种选择检测技术和化学计量学方法等是当前研究工作的重要课题。

（三）扩展时空多维信息

现代分析化学的发展已不再局限于将待测组分分离出来进行表征和测量，而是成为一门为物质提供尽可能多的化学信息的科学。随着人们对客观物质的认识的深入，某些过去所不甚熟悉的领域，如多维、不稳态和边界条件等也逐渐提到分析化学家的日程上来。例如现代核磁共振波谱、红外光谱、质谱等的发展，可提供有机物分子的精细结构、空间排列构型及瞬态等变化的信息，为人们对化学反应历程及生命过程的认识展现了光辉的前景。化学计量学的发展，更为处理和解析各种化学信息提供了重要基础。

（四）微型化及微环境的表征与测定

微型化及微环境分析是现代分析化学认识自然从宏观到微观的延伸。电子学、光学和工程学向微型化发展、人们对生物功能的了解，促进了分析化学深入微观世界的进程。电子显微技术、电子探针X射线微量分析、激光微探针质谱等微束技术已成为进行微区分析的重要手段。在表面分析方面，电子能谱、次级离子质谱、脉冲激光原子探针等的发展，可检测和表征一个单原子层，因而在材料科学、催化剂、生物学、物理学和理论化学研究中占据重要的位置。此外，对于电极表面修饰行为和表征过程的研究，各种分离科学理论、联用技术、超微电极和光谱电化学等的应用，为揭示反应机理，开发新体系，进行分子设计等开辟了新的途径。

（五）形态、状态分析及表征

在环境科学中，同一元素的不同价态和所生成的不同的有机化合物分子的不同形态都可能存在毒性上的极大差异。在材料科学中物质的晶态、结合态更是影响材料性能的重要因素。目前已报道利用诸如阳极溶出伏安法、X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、X射线衍射、热分析、各种吸收光谱方法和各种联用技术来解决物质存在的形态和状态问题。

（六）生物大分子及生物活性物质的表征与测定

70年代以来，世界各发达国家都将生命科学及其有关的生物工程列为科学研究中最优先发展的领域，在欧、美、日等地区和国家具有战略意义的宏大研究规划“尤利卡计划”，“人类基因图”及“人体研究新前沿”中，生物大分子的结构分析研究都占据重要的位置。我国在2000年前发展高技术战略的规划中，也把生物技术列为七个重点领域之一。一方面生命科学及生物工程的发展向分析化学提出了新的挑战。另一方面仿生过程的模拟，又成为现代分析化学取之不尽的源泉。当前采用以色谱、质谱、核磁共振、荧光、磷光、化学发光和免疫分析以及化学传感器、生物传感器、化学修饰电极和生物电分析化学等为主体的各种分析手段，不但在生命体和有机组织的整体水平上，而且在分子和细胞水平上来认识和研究生命过程中某些大分子及生物活性物质的化学和生物本质方面，已日益显示出十分重要的作用。

（七）非破坏性检测及遥测 它是分析方法的又一重要外延。当今的许多物理和物理化学分析方法都已发展为非破坏性检测。这对于生产流程控制，自动分析及难于取样的诸如生命过程等的分析是极端重要的。遥测技术应用较多的是激光雷达、激光散射和共振荧光、傅里叶变换红外光谱等，已成功地用于测定几十公里距离内的气体、某些金属的原子和分子、飞机尾气组成，炼油厂周围大气组成等，并为红外制导和反制导系统的设计提供理论和实验根据。

（八）自动化及智能化

微电子工业、大规模集成电路、微处理器和微型计算机的发展，使分析化学和其它科学与技术一样进入了自动化和智能化的阶段。机器人是实现基本化学操作自动化的重要工具。专家系统是人工智能的最前沿。在分析化学中，专家系统主要用作设计实验和开发分析方法，进行谱图说明和结构解释。80年代兴起的过程分析已使分析化学家摆脱传统的实验室操作，进入到生产过程、甚至生态过程控制的行列。分析化学机器人和现代分析仪器作为“硬件”，化学计量学和各种计算机程序作为“软件”，其对分析化学所带来的影响将会是十分深远的。