孟 輝
(安徽省宿州市蕭縣教育體育局 235200)
化學(xué)學(xué)科中最重要的部分就是化學(xué)史.通過化學(xué)史的學(xué)習(xí),了解到原子分子論的創(chuàng)立使化學(xué)真正成為一門獨(dú)立的科學(xué),化學(xué)知識并不是虛構(gòu)的,而是無數(shù)科學(xué)家刻苦探究得到的結(jié)晶.在新課標(biāo)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下,積極滲透化學(xué)史教學(xué),能幫助學(xué)生理解化學(xué)發(fā)展的規(guī)律(如門捷列夫的元素周期律),使教學(xué)效果事半功倍.下面談?wù)劰P者在化學(xué)史教學(xué)中的一些粗淺做法,以期達(dá)到拋磚引玉的效果.
授人以魚,不如授人以漁,要加強(qiáng)科學(xué)思維和科學(xué)方法的訓(xùn)練.如配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實(shí)驗(yàn)中會使用儀器容量瓶,容量瓶的外觀設(shè)計(jì)為“長頸大肚平底”,容量瓶為什么是這個樣子?我們前輩在設(shè)計(jì)容量瓶時考慮了哪些問題?大家通過討論,最后收獲成果:長頸是為了使實(shí)驗(yàn)更精確,如量筒圓徑小,精確度高,而燒杯圓徑大,誤差就隨之增大了,大肚是為了盛裝更多的溶液,平底的原因就很簡單了,為了方便,圓底在桌面無法放平穩(wěn).由此可知,化學(xué)家在設(shè)計(jì)容量瓶時,充分的考慮了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的精確性和嚴(yán)謹(jǐn)性.通過史實(shí)的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.
學(xué)習(xí)苯時,筆者給學(xué)生講了凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯結(jié)構(gòu)的故事:凱庫勒在根特大學(xué)任教時,一天夜晚,他在書房中打起了瞌睡,眼前又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的碳原子.碳原子的長鏈像蛇一樣盤繞卷曲,忽見一蛇銜住了自己的尾巴,并旋轉(zhuǎn)不停.醒來后他迅速把這一靈感記了下來,由此,他提出了苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu).講完后,有些學(xué)生就說:天天做夢就可以了.筆者說:日有所思,夜有所夢.這是凱庫勒經(jīng)常研究、思考的結(jié)果.偶然中存在必然,有付出才有回報(bào).有道是天道酬勤.
講有機(jī)物的合成時,通過大屏幕展示,筆者讓學(xué)生自學(xué)了如下一段材料:
1951年,杜肯大學(xué)的兩人意外制得橙黃色固體二茂鐵,很穩(wěn)定,但他們錯誤地認(rèn)為不是夾心結(jié)構(gòu).后來羅伯特·伯恩斯·伍德沃德和杰弗里·威爾金森,及恩斯特·奧托·費(fèi)歇爾卻分別發(fā)現(xiàn)了二茂鐵的夾心結(jié)構(gòu),并被 NMR光譜和X射線晶體學(xué)的結(jié)果所證實(shí).二茂鐵的發(fā)現(xiàn)為有機(jī)金屬化學(xué)研究拉開了帷幕,1973年恩斯特·奧托·費(fèi)歇爾和杰弗里·威爾金森爵士被授予諾貝爾化學(xué)獎.這是他們敢于質(zhì)疑,嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的回報(bào).
從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的角度,挖掘化學(xué)史的育人功能、教學(xué)價值,能真正落實(shí)新課標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的.
講碳酸鈉時,先提問學(xué)生:工業(yè)上是如何生產(chǎn)純堿的,請說說你的了解.
學(xué)生甲在課堂上交流了他搜集到的資料:1861年比利時人索爾維在其叔父的煤氣廠做稀氨水的濃縮工作時,從食鹽水吸收二氧化碳和氨的實(shí)驗(yàn)中獲得碳酸氫鈉,并獲專利.1863年創(chuàng)辦正式的制堿工廠.其優(yōu)點(diǎn)有:能進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn),提高了食鹽的利用率,成本低廉,產(chǎn)品很純凈被稱為純堿.
學(xué)生乙則興致勃勃地介紹起侯德榜來:1911年侯德榜考上北平清華留美預(yù)備學(xué)堂,16年留學(xué)美國,被保送到麻省理工學(xué)院化工科學(xué)習(xí),1921年在哥倫比亞大學(xué)獲博士學(xué)位,應(yīng)愛國實(shí)業(yè)家范旭東先生之邀毅然回國,潛心研究制堿技術(shù),撰寫了《純堿制造》一書,發(fā)明了將制堿與制氨同時進(jìn)行的聯(lián)合制堿法,優(yōu)點(diǎn)是原料可循環(huán)使用,利用率得到提高,實(shí)現(xiàn)了零排放,符合綠色化學(xué)的要求,侯德榜為純堿和氮肥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展作出了杰出的貢獻(xiàn).
通過兩種制堿法的對比,大家在心底佩服候氏聯(lián)合制堿的精妙的同時,也在心里悄悄埋下了愛國主義的種子.
金屬冶煉的教學(xué)筆者用了講故事的方法:金屬的冶煉在古代社會就有前人在進(jìn)行研究了,中國古代的煉金術(shù)士,其實(shí)就是早期的化學(xué)家,所進(jìn)行的研究工作就是金屬冶煉.化學(xué)對促進(jìn)人類文明和社會進(jìn)步有重要作用.鋁的冶煉只有100多年的歷史,那時比黃金還貴.法國皇帝拿破侖讓官員給自己打造了一頂鋁質(zhì)王冠,當(dāng)他的下屬在用金碗吃飯的時候,拿破侖卻獨(dú)自捧著他的寶貝鋁碗在吃飯而沾沾自喜,令下屬十分眼紅,名噪一時.而如今鋁已被世界衛(wèi)生聯(lián)合會定為食品污染源,因?yàn)殇X元素?cái)z入過多,會造成大腦思維遲鈍.
講原子晶體時,介紹戴維用放大鏡把貴婦手上的鉆石化為烏有;學(xué)硝酸時,介紹德國納粹進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前,玻爾鎮(zhèn)靜地用“王水”溶解諾貝爾金質(zhì)獎?wù)?,后又用化學(xué)方法將獎?wù)逻€原;居里夫婦歷經(jīng)3年零9個月才從幾十噸瀝青殘?jiān)刑釤挸?.1g的純鐳鹽,震驚世界.這些生動的化學(xué)史激發(fā)著學(xué)生的好奇心和求知欲.
塑料一直被人們認(rèn)為是不導(dǎo)電的絕緣體,20世紀(jì)70年代,日本化學(xué)家白川英樹在做制取聚乙炔實(shí)驗(yàn)時,不小心把催化劑加多了,正常的聚乙炔粉末應(yīng)為黑色,而實(shí)際制得的卻是一層銀色薄膜.接著白川英樹聯(lián)合美國化學(xué)家對這一異?,F(xiàn)象進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,發(fā)現(xiàn)摻雜碘的聚乙炔電導(dǎo)率提高了107倍,就像金屬導(dǎo)體一樣,從而發(fā)明了能導(dǎo)電的塑料,獲得諾貝爾化學(xué)獎.這個故事能啟發(fā)學(xué)困生,在學(xué)習(xí)過程中,如果加入過量“催化劑”,就會超越自我,創(chuàng)造奇跡,這種“催化劑”就是信心、毅力和勤奮的綜合效應(yīng).
古人提倡“以史為鑒”、“以史明理”.在課堂中滲透化學(xué)史教育,使教學(xué)開展有深度、有溫度、有人文情懷,對學(xué)生的化學(xué)成績、科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和整體素質(zhì)都有不同程度的提高,潛移默化地促進(jìn)學(xué)生非智力因素的發(fā)展,對提高學(xué)生的整體素質(zhì),全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng),使之成為真正優(yōu)秀的人才將起到良好的促進(jìn)作用,切實(shí)體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維目標(biāo),所以課堂中滲透化學(xué)史教學(xué)是應(yīng)該被大力提倡的,讓化學(xué)史教學(xué)為“立德樹人”增添“正能量”.