对“科学史话”教育功能的探讨

摘要：科学史话是新课标人教版化学教材的一个板块，它在教材中分布广泛，内容丰富。对培养学生的科学素养具有很高的教育价值。本文就科学史话在教材中的分布，以及科学史话教育的功能进行探究。

关键词：高中化学　科学史话　教育功能

在进行新课标人教版化学教学时，众多教者发现教材中的一个亮点――科学史话。由于笔者对科学史话的特殊兴趣，在教学中一直有意识地贯穿化学史的教育，学生也对此表现出了浓厚的兴趣。新课标人教版化学教材是第一个将科学史话作为一个板块在教材中呈现。这可以说是教材的一个亮点，是对高中化学课程标准的一个精彩诠释。本文就科学史话板块在教材中的呈现，以及科学史话教育的功能做以分析，供大家参考。

一、科学史话在教材中的呈现

科学史话教学内容在新课标人教版化学教材必修1、必修2、选修1、选修3、选修4、选修5(笔者手中没有选修2《化学与技术》、选修6《实验化学》两本书，故未列出)中都有呈现，但各教材中分布不均。科学史话及有科学史话性质的内容在教材中的分页如下：

通过上表，可以看出，科学史话板块在选修3《物质结构与性质》中最多，有6个，与科学史话内容相关的还有7个。且在“巴斯德与手性”“谁证明了金刚石是碳?”两个内容中加了中英文对照。其次是选修1《化学与生活》中有4个，与科学史话内容相关的还有4个。必修1、必修2中科学史话各有2个，但必修1中与科学史话内容有关的有4个，必修2中与科学史话内容有关的有5个。选修5《有机化学基础》中，虽然科学史话有1个，但与科学史话内容相关的还有10个，内容仍不显单一。只是选修4《化学反应原理》中科学史话只有1个，这与本册教材内容理论性质强，而相关内容又比较少有关。

二、科学史话的功能

《普通高中化学课程标准》(以下简称《课标》)课程性质中指出：“高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力；有利于学生形成科学的自然观和严谨的科学态度……”。课程的基本理念中有：“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基本原理和基本方法，形成科学的世界观。”基于这样的课程性质和课程的基本理念，将科学史话写进化学教材是必然趋势，突出了科学史在化学课程中的地位和作用。科学史话是一种非常重要的教育资源，同时也是每一个化学教师的教学智慧的一部分。科学史话在化学教学中的教育功能越来越突出。

1，科学史话有利于帮助学生对化学知识的理解

化学教材中呈现给学生的化学知识是人类在漫长的发展中，对自然的不断探索，经过无数的曲折反复，不断地归纳、抽象、概括而获得。因此在化学教学过程中，在传授化学知识的同时，对现有化学知识的产生历史进行考察。把科学发现的本质放在更真实的背景下，让学生理清化学知识的来龙去脉，有利于学生理解化学知识的深刻本质和丰富内涵，同时使学生认识到化学知识的相对性和动态性。特别有利于学生对化学概念的形成和理解。例如在必修2中科学史话―炼钢高炉尾气之谜，通过十七世纪英国钢铁生产中，人们发现焦炭的实际使用量远高于理论计算量，且高炉尾气中始终有没有被利用的一氧化碳气体。工程师们采用了增加炉高的方法，未能使问题得到解决。经过近二百年的研究，法国科学家勒夏特列认识到产生这一现象的原因是：C+CO2――2CO是可逆反应。这段史料的呈现，加深了学生对可逆反应的理解，使学生对可逆反应存在反应限度及化学平衡的建立有了深刻的认识。炼钢高炉尾气之谜的解决经历了二百年的时间，这―史实也使学生认识到化学知识产生的曲折和艰难。

2　科学史话有利于帮助学生认识科学研究的方法

《课标》课程性质中指出的：“高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法……”，这也与科学史家贝尔纳的观点：“科学教学的目的有二：提供已经从自然获得的系统知识基础，并且有效地传授过去和将来用来探索及检验这种知识的方法”相吻合。

在高中化学教学中怎样才能使学生体验科学探究的过程，学习科学研究的方法呢?

一些化学教师认为讲授化学知识的过程就是让学生体验科学探究的过程，学习科学研究的方法的过程，与科学史无关。其实这种认识非常偏颇。因为真正的教育其目的不是获得知识的过程，而是培养学生的思维方法，授人以渔。化学教材向学生呈现的知识是科学的成品，化学理论体系的产生和演变、科学研究的方法都没有得到应有的体现。基于此，新课程化学教材中增加科学史话，其目的就是要在化学教学过程中向学生展示化学家们探究知识的过程，使学生领悟科学研究方法。例如在必修2科学史话一苯的发现和苯分子结构学说，从1825年法拉第从煤气灯残余液体中分离出苯，到1834年德国科学家米希里尔希由苯甲酸和石灰制得苯，再到法国化学家热拉尔测定苯的分子式，引起化学家们的争议和思考，进而到1866年德国化学家凯库勒提出凯库勒式。这一过程可以说在科学史中极其壮丽的，是科学家研究探索的最好体现。试想教学中化学教师只是把苯的结构直接告诉学生，让学生去掌握，最具价值的科学历程完全丧失，这将是多么大的损失，这样的教学有多么苍白。学生走出校门，如果他今后还从事与化学相关的行业，他所掌握的关于苯的化学知识还将得到延续。如果他今后从事的行业与化学无关，我们还能指望他能把所学的苯的化学知识延续多久?我想我们在教学中进行了科学史教育，几年后学生对这段科学历程的记忆会比化学知识本身更清晰。

同样选修3科学史话“第一张元素周期表”“稀有气体及稀有气体化合物的发现”都具有这种功能。

3，科学史话有利于培养学生的科学精神

科学最可贵的就是科学的精神，科学精神是科学的灵魂。在化学教学中通过科学史话对学生进行科学史教育，是培养学生科学精神的最有效的途径。通过科学史教育，学生在感受科学发现的过程中，也在感受科学家的精神世界，认识他们的人生观、价值观。科学的精神主要包括：科学家的精神、批判质疑的精神、实事求是的精神、科学合作的精神等几个方面。

3，1科学家的精神

一说起科学的精神，大家总是将它等同于科学家的精神，这是不全面的。通常科学家的精神是指科学家不畏困难对真理的执著追求，并表现出崇高的献身精神。这样的例子非常多，如居里夫妇提取镭、莫瓦桑冒生命危险制取氟气、诺贝尔克服众多困难在牺牲了弟弟的情况制备炸药等。科学史话中涉及到的舍勒、勒夏特列、科里、门捷列夫、巴斯德等都可以深入挖掘，对学生进行科学家精神的教育。让学生体会科学家的工作艰辛，感受科学家的执著，不畏困难。勇于奉献的精神，同时也感受科学家的思想和崇高的人格魅力。

3，2批判质疑的精神

科学的发展过程中真理与谬误总是交错在一起的，科学的发展过程是科学理论不断完善的过程。科学理论在质疑一发展、再质疑一

再发展中螺旋上升，不断进步。在化学教学中科学史话的教育，让学生感受科学家大胆质疑，不畏权威，敢于同传统、权威挑战的精神，有利于培养学生的批判质疑的精神，这使他们不唯书、不唯师，富于创新精神。使他们也能做到“吾爱吾师，但吾更爱真理”。例如选修3科学史话一“稀有气体及稀有气体化合物的发现”中正是英国物理学家雷利对两种方法制得的氮气密度在小数点后第三位的质疑，才导致他与拉姆塞合作发现了氩，进而由拉姆塞与他人合作发现了元素周期表中整整4-零族的元素，取得了辉煌的成绩。同样由于-巴特列的质疑，使他合成了第一个稀有气体的化合物，进而开创了稀有气体元素化合物研究领域。

3，3实事求是的精神

在《普通高中化学课程标准》第二部分课程目标总则中明确指出：“引导学生……，理解科学、技术与社会的相互作用，形成实事求是的科学态度”，实事求是是科学精神的精髓。如果科学家在从事科学研究过程中没有实事求是的精神，那么他的研究中将充斥着个人的主观臆断，这种研究无异于是一种巫术，他的研究成果是不可信的。因此实事求是是每一个科学家必备的素质。科学史话“稀有气体及稀有气体化合物的发现”中雷利对两种方法制得的氮气密度在小数点后第62差异没有把它当作实验误差忽略掉，而是作为一个问题来研究，这就是实事求是的精神，正这种精神为他赢得了小数点后第三位的胜利。“炼钢高炉尾气之谜”中的勒夏特列，“巴斯德与手性”中的巴斯德，“谁证明了金刚石是碳”中的拉瓦锡等都是实事求是精神的代表。

3，4科学合作的精神

在《课标》第二部分课程目标总则中明确指出：“引导学生……，理解科学、技术与社会的相互作用，培养学生合作精神”，在课程目标――过程与方法又指出使学生“善于与人合作，具有团队精神”这都说明培养学生合作精神是重要的教学目标。科学家的合作精神是科学精神的一个重要方面，纵观人类的科学历程，科学家的研究从一个人的单独研究，到二、三个人的小范围合作，再到科研团队的集体合作，而今世界上跨国的多个国家的合作。合作的人数有几个人的(如导电聚合物的研究、c60的研究、DNA双螺旋结构的研究)、十几5"X的(如海葵素的人工合成)、几千人(如人工合成结晶牛胰岛素)、最多的有上万人的(如美国的曼哈顿工程、阿波罗登月计划、国际空间站的建设、人类基因组计划、大型天文望远镜的建造等)，这也说明现在的科研项目不是一个国家所能独立完成的。科学合作的重要性越来越突出，因此在化学教学中对学生进行科学合作精神的教育势在必行。科学史话在进行科学合作精神的教育方面有独特的优势，如选修3中“光谱的认识”中的本生和基尔霍夫的合作、“稀有气体及稀有气体化合物的发现”中的雷利和拉姆塞的合作等都是科学合作的典范，其他可挖掘的资源非常多。

4，科学史话有利于培养学生的科学价值观

《课标》课程的基本理念：“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力”。课程目标总则中又指出：“引导学生……，理解科学、技术与社会的相互作用，形成科学价值观”。情感态度与价值观目标有“赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想。”这都表明新课程在科学价值观上对学生的要求。化学教学中我们既要通过教学使学生认识科学技术是第一生产力，科学技术的发展对人类文明进步的推动作用，并改变着世界的面貌。同时也要让学生认识到科学技术的负面作用。科学史话中这样的素材很多，如“氟氯代烷的功与过”“杀虫剂DDT的功过”“水俣病”等，这些事例给学生以直观深刻的印象，对学生的认识是一种冲击，有利于学生对科学技术形成正确的的评价，形成正确的科学价值观。

5，科学史话有利于培养学生的科学人文内涵

《课标》课程的基本理念：“在人类文化背景下构建高中化学课程体系，充分体现化学课程的人文内涵，发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用。”这反映了新课程对学生的科学人文内涵的要求。现在的中学理科教育，受升学考试的影响，过分地强调它的工具性和实用性，而忽略了对学生科学人文内涵的培养，学生大多除了学科本身的知识外，有关科学人文的东西知之甚少。大家试想现在的青年科学家，有多少人还能向李政道、杨振宁、陈省身等科学大师那样学贯古今、学贯东西。目前的这种现状，也正说明现行理科教育在科学人文方面的缺失，著名学者李约瑟博士说：“科学、宗教、历史、哲学与艺术创造是我们人类认识宇宙的五种经验形式，如果谁对这个或那个方面缺乏见识，他就不能算作一个完美的人”。当前中学理科教学应为弥补学生在科学人文内涵的缺失做出实质性工作。科学是一门艺术，正如李政道先生说：“科学与艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面”。科学是美丽，它包括科学本身的美(如化学分子结构的美)，科学思想的美，科学家人格魅力的美。科学是一种文化，科学的历程中蕴藏着丰富的科学人文内容。科学史话是承载科学文化的最好载体，因此在化学教学中对学生进行科学史话的教育，是增进学生科学人文内涵的最好途径。