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化学史在初中化学教学中的应用
本科生毕业论文
化学史在初中化学教学中的应用
院（系）____________
专业____
研究方向化学史
学生姓名hua____
学号____________
指导教师姓名______
指导教师职称教授
年月日
摘要
化学史是化学知识的产生、发展的重要描述，其中承载了很多科学研究的方法和过程，在初中化学教学中融入化学史教育对于提高学生综合素质具有重要作用，本文简要介绍了化学史的分期，化学史在初中化学教学中的作用和地位，并对现行人教版教材中化学史的内容进行分析并提出建议。
在化学史教学的过程中，教师常常犯一些错误，本文还对化学史的传授情况简要分析，并提出教学中融入化学史教育的方法、建议。
关键词：
化学史；初中化学教学；初中化学教材
Abstract
Historyofchemistryisthespecialdescriptionofchemistryknowledgegenerationanddevelopment．Itcarriesalotofscientificresearchmethodsandprocesses.Itplaysanimportantroleinimprovingstudentscomprehensivequalitybyintroducechemistryhistoryeducationintojuniorhighschoolchemistryteaching.Thispaperintroducesthechemicalhistorystages，andthefunctionsthatchemistryhistoryplayinchemicaleducationofjuniormiddleschool.Thispaperanalysisthechemistryhistorycontentincurrentpeople'spublishinghouseandputforwardsuggestion.Becauseteachersusuallymadesomemistakesintheprocessofteaching,thissuitanalysiscurrentteachingsituation,andputforwardsomemethodbywhichintroducechemistryhistoryintojuniormiddleschoolchemicalteaching.
Keywords:
Chemistryhistory;juniormiddleschoolchemicalteaching;Thejuniormiddleschoolchemistrytextbook
第一章化学史简述[1]
化学是一门以实验为基础的自然科学，它的成果是人类不断探索的智慧的结晶，化学史是人类探索世界奥秘的历史，是古今中外劳动人民和科学工作者共同探索的道路。
它作为自然科学中的一门重要学科，主要研究物质的组成、结构和性质；研究物质在原子和分子水平的变化规律以及变化过程中的能量关系。
它是人类认识自然，征服自然，改造自然，从自然中得到自由的一种重要武器。
化学的发展史就是科学发现、技术发明的历史，就是唯物主义战胜唯心主义，辩证法战胜形而上学的历史。
就化学史的时期划分，不同的书划分不尽相同，本文选取这样的划分方法：
一、古代及中古时期的化学（十七世纪中叶以前），这是化学知识的萌芽时期；二、近代化学时期（十七世纪后半叶至十九世纪末），这一时期近代化学得到了很大的发展；三、现代化学时期（二十世纪以来），是化学发展的现阶段。
下面分别介绍这三个时期的重要成果：
1.1古代及中古时期化学
这一时期主要反映了我国古代劳动人民创造的光辉灿烂的古代科学文化，有许多重大的发明创造。
这一时期分为两个部分，前期（四世纪前）为古代，后期（四至十七世纪中叶）为中古时期。
1.1.1古代化学
在这一阶段，火的发现为人类开启了认识世界的一扇门，为制陶工艺、金属冶炼提供了可能。
人类开始认识铜铁等金属，并探索金属的冶炼，中国古代的化学工艺从此开始，造纸术、火药、制瓷技术的发明与发展也在这一时期。
1.1.2中古时期化学
在这一阶段，涉及到了草本学、炼丹术。
这时古代劳动人民留下了许多的著作，北魏时期的中国杰出农学家贾思勰所著的综合性农书《齐民要术》，沈括的《梦溪笔谈》，李时珍的《本草纲目》，之后宋应星的《天工开物》都有化学的萌芽。
科学是人类共同创造的财富，世界各民族都对科学的发展做出了贡献，中国炼丹术在七至九世纪时传到了阿拉伯，从而促进了阿拉伯炼金术的发展，阿拉伯炼金术士中的早起代表人物是贾比尔·伊本·海扬，他是一位学识渊博的医生，著有《炉火术》，《东方水银》，在这些作品里，他提出金属可互相转变的理论，书中有许多地方与中国古代炼丹术著作有相似之处；十五、十六世纪，欧洲兴起新的研究方向“医药化学”，医药化学被认为是欧洲化学史新阶段的开始。
1.2近代化学
从十七世纪后半叶开始许多国家进入资本主义社会，大机器生产逐步替代了手工业，化学开始走向实验科学的道路，逐步形成一门科学，实验化学逐步发展，建立了强大的理论体系。
近代化学也分为两个时期，前期（十七世纪末至十八世纪末），后期（十九世纪）。
1.2.1前期
十七世纪至十八世纪末是化学发展向近代化学过渡的阶段，这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳坚决批判了炼金术士对物质组成的原性说，为元素化学指明了科学的概念；继之，化学又借燃素说从炼金术中解放出来，随后，人们对燃烧现象和空气组成做了深入研究，发现了气体的多样性和空气的复杂性，重要的成果就是拉瓦锡发现了氧气，否定了燃素说。
从十八世纪末的一百多年间，工业革命席卷欧洲，政治变革又为生产力的更大发展开辟了道路，纺织、机械、冶金、造船、采矿、地质、制药各工业部门得以迅猛发展。
1803年，道尔顿提出了原子论，标志着近代化学发展时期的开始，因为化学现象的本质是原子的化合与划分，道尔顿的学说正是抓住了这一学科的核心和最本质的问题，所以近代化学之父是道尔顿而不是拉瓦锡。
1.2.2后期
在这一时期，由于采矿、冶金事业的需要，地质学得到非常快的发展，许多新的元素被发现。
另一方面，测定原子量的工作成果到了十九世纪中叶已经积累的相当丰富。
人们运用矿石分析发现了铂族元素；电解法取得一些新金属——钾、钠等；
运用分光镜发现了铯、铷等新元素；卤族元素也在这一时期发现。
随着发现元素的增多，人们开始思考各种元素之间是否存在着一定的联系？
俄国科学家门捷列夫最终建立了元素周期律。
近代的硫酸工业、纯碱工业、烧碱工业、合成氨工业使近代无机化学极大发展。
对于近代分析化学，系统性的分析法、重量分析法、滴定分析法都极大发展。
钢铁、冶金、纺织等工业的迅速发展，需要大量的化学材料和制品，近代有机化学在这一时期创立，有机立体化学的建立、苯胺燃料的合成、苯的环状结构的发现都在这一时期。
物理化学的形成在十九世纪下半叶，主要成果：
热化学与热力学，包括热力学第一、二定律；化学热力学，包括热力学第三定律、化学平衡、电化学、溶液理论、胶体化学和化学动力学。
1.3现代化学时期
现代化学时期（二十世纪以来），是化学发展的新阶段。
核化学和无机化学得以发展，人们制造了人工单晶、无机纤维、半导体材料、超导材料。
仪器分析产生了，其中光度分析法、电化学分析、色谱法产生并发展。
石油化学和现代重有机工业发展；合成染料、农药工业、药物化学进一步发展；高分子化学及其工业蓬勃发展。
结构化学、络合物结构理论、晶体结构研究在这一时期建立和发展。
第二章化学史在初中化学中的作用和地位
2.1有利于激发学生学习兴趣
我国古代教育家孔子曾说过：
"知之者不如好知者，好知者不如乐知者。
"托尔斯泰也曾说“成功的教学需要的并不是强制，而是激发学生的学习兴趣”。
因此，充分调动学生的积极性对学生的学习可以起到事半功倍的效果。
化学是一门自然科学，以实验为基础，它的发展是劳动人民的实际生活经验发展过来的，科学家并不是学习的东西同别人不一样，也并不是都拥有超越常人的大智慧，他们只不过是善于观察、思考，勇于探索和坚持，其实科学离我们并不遥远，每一个人都有成为科学家的潜质。
在教学中引入科学家的生平轶事，能够激发起学生的好奇心、认同感，避免了学生把知识学死，认为知识本来就应该是那样，题本来就应该那样做，知其然而不知其所以然，化学史告诉了学生知识来自于哪里，是如何获得的。
例如：
在讲酸和碱时可以引入波义耳研究酸和碱发现酸碱指示剂的故事；在讲金属时引入金属铝曾经是和黄金一样贵重的金属的故事；在讲空气的组成时讲一讲氧气的发现史。
这些故事都会激发学生的学习积极性，使整堂课在热烈和活跃的氛围中度过。
2.2有利于爱国主义教育
我国是一个具有五千年悠久历史的大国，有着灿烂的文化，古代劳动人民也创造了很多奇迹，现在化学实验室的前身就是炼丹术士的作坊。
炼丹术士幻想通过“点石成金”使贱金属变成贵金属，他们的想法虽然是脱离实际的，但通过炼丹和炼金，发明了许多化学实验器具，同时也积累了大量的化学知识，发明了一些用于合成和分离物质的有效方法。
我国还是瓷器的故乡，更早在公元前3000年左右就发明了青铜器，商代的司母戊大方鼎是世界上最大的青铜器，形制雄伟，气势宏大，纹势华丽，工艺高超，并有四大发明文明世界。
在近代，我国著名的化学家侯德榜，在目睹了国外制碱工业的垄断后，谢绝了印度塔塔公司年薪10万美元的聘请，冲破重重阻挠，历时50天，绕道回到祖国的怀抱，潜心钻研制碱工业，他制取的“红三角”牌的中国纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得了金质奖章，并毫不吝惜的将制碱方法公诸于世，打破了索尔维制碱法的垄断地位。
我国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定做出了卓越贡献。
这些故事都能让学生了解我国古代光辉灿烂的文化，为我国杰出的化学家感到自豪，激发起学生的爱国情怀，增加民族自豪感，激励他们努力学习，为国争光。
2.3有利于进行科学思维方法和辩证思维的熏陶
化学是一门自然科学，它的研究发展过程不可避免的会用到辩证的世界观和方法论，而科学的发展并不是一帆风顺的，曾经唯物主义和唯心主义的对立，辩证法与形而上学的对立都使科学的道路蜿蜒曲折，但最终唯物主义辩证法为我们提供了正确的方向，只有辩证唯物主义才是寻找真理的最终方法，在教学中引入化学史的目的之一也是要培养学生唯物主义辩证法的科学思想，理解掌握化学知识，运用正确的方法研究化学问题。
在讲述过程中引导学生置身于科学情境中，感受科学家研究问题的思维过程，这对于学生的发展是大有裨益的。
2.4有利于加深理解基本概念和基本规律
在教学过程中，基本概念和基本规律的传授对于学生来说是枯燥无聊的，省去了中间的发展过程，直接呈现经过提炼的理论规律，学生不知道这些基本概念从哪里来，就会使知识与现实脱节。
这时在传授过程中引入化学史的知识显得尤为重要。
例如：
在原子的组成一课引入原子结构的发展史，在质量守恒定律中引入质量守恒定律的发现史。
一方面知识的讲授不再枯燥无味，另一方面学生了解理论规律的来龙去脉，对于知识记忆更加深刻。
第三章现行初中化学教材中化学史的编排情况
3.1人教版现行初中化学教材中化学史编排的特点
现行初中化学教材有许多版本，人教版、粤教版、科教版等等，但广泛使用的是人教版，本文选取了人民教育出版社出版的义务教育课程标准实验教科书九年级•化学（上册、下册）进行分析，通过分析得出以下的结论并提出建议：
3.1.1所占比例在逐年增多
化学与许多学科都有联系，是许多学科的基础或辅助学科，比如生物方面的生物制药，林业方面的木材科学与工程，地球环境科学和能源的开发等方面都需要基础化学的辅助，化学作为人类科技进步的中坚力量，也逐渐受到教育界的重视。
从表3-2我们可以看出，化学史在教材中所占的比例在逐年增多，从1978年5％到现在50％，说明人们对于化学史教育的重视程度在增加。
表3-1人教版化学教材中化学史所占比例变化[2]
版本
1978
1982
1987
1994
2001
2006
化学史所占的比例
5％
15％
15％
31％
32％
50％
3.1.2覆盖面变广
教材中化学史的覆盖面也在变广，从我国古代的炼丹术产生化学反应，火的发明和利用促进了陶瓷和铜器铁器的烧制，到国外道尔顿和阿弗加德罗的原子论和分子论；从我们身边可以接触到的钢铁的冶炼、空气的组成到相对原子质量的测定，从宏观的生活现象到微观的分子原子，编排主要有以下几个方面：
（1）化学基本理论和规律的建立和发展，例如质量守恒定律的发现和发展，元素符号的表示法，水的组成的探究；
（2）与生活息息相关的化学工业的发展，例如我国制碱工业的先驱——侯德榜，生活中常见的酸和碱，古代炼丹和炼铁；（3）现代科技研制的各种高性能产品，例如人造金刚石和人造金刚石薄膜。
（4）与生活息息相关的化学发展史，例如车用乙醇汽油，酸雨的形成及其防治。
这些化学史的内容都有助于学生理解基础的化学理论和规律，并且引起学生对于化学的兴趣，激发学生探索精神，也充分体现了素质教育的贯彻实施。
表3-2人教版现行教材化学史分布[3][4]
章节
内容
方式
位置
绪言
1.火的发现及古代火的利用
2.近代化学发展简介
3.现代化学的应用简介
文字图片
正文
第一单元
课题2化学是以实验为基础的科学
1.化学实验室的前身为古代炼丹房
2.拉瓦锡纪念馆一角
3.中国古代炼丹设备
文字图片
正文
第二单元
课题1空气
1.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
文字图片
正文
第三单元
课题1水的组成
1.普利斯特里、卡文迪许、拉瓦锡对于水的组成的探究
文字
资料
第四单元
课题1原子的构成
课题2元素
1.我国张青莲教授为相对原子质量的测定做出卓越贡献
2.元素符号表示方式
文字图片
文字图片
资料
资料
第五单元
课题1质量守恒定律
1.拉瓦锡用精确的定量实验研究氧化汞分解合成中质量的变化关系
2.质量守恒定律的发现与发展
文字图片
文字
资料
资料
第六单元碳和碳的氧化物
课题1金刚石、石墨和C60
课题3二氧化碳和一氧化碳
1.人造金刚石和金刚石薄膜
2.酸雨的形成及其危害
3.新能源车用乙醇汽油
文字图片
文字图片
文字
资料
正文
资料
第八单元
课题1金属材料
课题3金属资源的利用和保护
1.东汉晚期青铜奔马，河北沧州铁狮子
2.春秋战国时期冶炼铁器
图片
少量文字图片
正文
正文
第十单元酸和碱
1.生活中发现的酸和碱
少量文字
资料
第十一单元
课题1生活中常见的盐
1.我国制碱工业的先驱——侯德榜
文字图片
资料
3.2人教版现行教材中化学史编排的不足
初中化学知识在化学学科中是很小的一部分，只能算是启蒙阶段，那么应该增强化学教材的可读性，引入一些科学家奇闻轶事能够引起学生学习的兴趣。
从表3-1我们可以看出人教版现行教材化学史呈现的位置多数以资料为主，约62％，正文中呈现的比较少，而正文当中的部分文字描述也很少，其中很多部分知识以图片的形式呈现，没有文字说明，或者有文字但非常少，不足以将事件或原理叙述清楚，不能起到引发学生兴趣、启发学生探索和思考的目的。
在资料部分呈现也不足以引起学生的重视。
3.3对于教材中化学史内容编排的建议
3.3.1增加基础理论中原理的描述
虽然现行教材中化学史的部分知识已经大大的增多了，覆盖面也变广了，但是对于基础理论的描述还是不够详细，呈现方式也仅限于少量的文字和图片，引起了学生的兴趣，但是对于实验的过程描述甚少，学生无法深入的探究，而教师也不会重视这部分的内容，所以也不会引导学生去深入的探究，总是浅尝辄止，这样不能达到学生自主探究学习的目的。
例如在质量守恒定律的内容中，资料部分提到拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞的分解和合成反应中各物质质量之间的关系，并且给出了一幅图片，但是从这幅图片上看，我们不能看出装置图的准确样子，学生要想深入的探究，再现这个实验，更是无从下手。
所以建议对于基础理论的化学史实验应该将可行性的装置呈现给学生，这样学生不仅能够体会当时时代的特征，同时也可以动手操作验证理论的产生过程，体会科学家的思考过程，培养科学思维。
3.3.2在正文部分引入与生活有关的化学史
化学是一门自然科学，与我们人类的生存和生活都息息相关，教材中确实引入了许多与生活相关的内容，但是都是在资料部分呈现，作为阅读材料，教师不会重视，所以不会在课堂上提到，学生在课下也不会特别留意，这就造成了知识与实际生活的脱节，学生将知识学死，不懂得理论联系实际。
所以建议增加正文中与生活相关的化学史内容，培养学生的理论联系实际能力，这也符合素质教育的教育宗旨。
第四章化学史教育中易犯的错误[5]
4.1对引用的化学史料缺乏考证
在教学当中最需要注意的一点就是不要向学生传授错误的知识，纠错往往比传授知识更最重要，对于课本中的系统的知识都是教育学家经过反复探讨论证的，在讲授过程中不容易出错，但是教师要引入化学史的话，就会涉及到许多方面的论证，在不同的史料中关于同一个问题的说法可能有很多种，这时就需要教师多方的查证，确保传授给学生的知识是正确的，如果不能得出确定的说法，也要交代学生。
4.2介绍方法的平铺直叙，无启发性知识
在课堂中引入化学史的一个好处就是培养学生科学方法和辩证思维，加深理解基本概念和基本理论，而教师只看到了化学史引起学生兴趣这一个作用，在传授过程中只当作一个故事平铺直叙，没有起到启发学生思考的目的，学生会觉得知识原本就应该是那样的，只要记住就行，只有科学家才能提出那些理论，我们不能，其实不然，科学家也是普通人，只是更加善于观察生活，所以在讲授过程中要注重启发学生。
4.3培养学生科学方法时只介绍成功的案例
每一个理论的形成都不是一朝一夕，或者一个人的努力就可以完成，需要大量的实验、思考和探讨，其中经历无数次的失败才能得出最终的理论，我们今天学到的理论，看似很平常，其实得来不易，有许多科学家做了很多的工作，但是最终没有得出世人肯定的理论，就不被我们关注，牛顿说：
“我之所以伟大是因为我站在了巨人的肩膀上。
”这些巨人同样值得我们关注，例如氧气的发现和制取，在拉瓦锡制取氧气发现燃烧的本质之前，舍勒和普利斯特里都曾发现并制取了氧气，但是他们受当时的燃素说的束缚，真理碰到了鼻子尖却浑然不知，最终拉瓦锡提出了著名的理论，这个故事是有名的唯物主义和唯心主义形而上学的碰撞，可以对学生进行唯物主义人生观和世界观的教育，也让学生明白了每一种理论的得来不易。
4.4评价化学家时表现出“英雄崇拜”
科学探究的道路上有许多像普利斯特里这样的人物，人们在肯定拉瓦锡的同时都否定了普利斯特里的研究方法，这样的做法都是“英雄崇拜”的情结，这是教师在教学过程中经常犯的错误，这会使学生变得思想偏激，若成功就会盲目自大，若不成功就萎靡颓废，这对于学生将来的发展都是不利的。
所以在传授时对于科学家的成败应该给以正确的评价。
第五章在初中化学教育中融入化学史教育的途径和方法
5.1初中化学史的传授现状
经过与其他教师的沟通交流得知，多数教师对于化学史内容不够重视，他们表示运用化学史来引起学生的兴趣是很好的方法，但是要作为学生理解知识的方法或培养学生的科学探究方法的话，许多老师都没有这个意识，通过对黑龙江建三江地区和黑龙江大庆地区的调查得知，教师和学生对于化学史都不够重视，教师教授的少，首先教师为完成教学任务和追求学生的考试成绩，对于考试不考的化学史内容基本不予传授，认为是白费时间，对于学习毫无用处。
对于学生，讲授过的化学史知识学生只当成了趣事听一听就忘了。
所以化学史在实际教学中应用的不广泛，教师和学生都忽略了它的重要性。
5.2对于化学史教育的建议
著名化学家傅鹰说：
“化学能给我们知识，而化学史能给我们智慧。
”所以化学史应该作为提高学生能力的方法被广泛推广，对于运用的方法，按照课型有以下建议：
5.2.1新课
在新课中，以化学史创设教学情景、比如创设实验教学情境、创设问题教学情境、创设故事教学情境、创设讨论教学情境，以此导入新课，或穿插在新课的讲解当中，引导学生思考探究。
例如在常见的酸和碱一节，关于酸碱指示剂的问题，酸碱指示剂是英国的化学家、物理学家波义耳首先发现的。
教师可以以此故事导入新课，教师再现波义耳在实验室中将酸溅到紫罗兰花上的情景，就这一现象引发学生的思考，并验证学生提出的推断是否正确，引导学生得出和波义耳一样的结论，这样学生会有极大的兴趣并为有科学家一样的结论而满足。
5.2.2习题课
近些年与化学史有关的联系生活实际的题目在中考中也占了很大的比重，选择题、填空题、简答题均可出现，这样的题目与传统的直接问问题的题目有所不同，通常会使学生手足无措，不知道应该怎么应对，因为学生的答题思维已经固化，虽然常规题已经做了千千万，但换了一种问法就无从下手，所以教师在平时的练习题中应该多加入一些化学史的题目，也能让学生明白学习知识的目的是为人的生存而服务的，不只是为了考试、升学。
例如以下几道化学题：
例1：
我国许多城市地区定期公布空气质量报告，在空气质量日报中一般不涉及的是（）
A二氧化硫B二氧化碳C二氧化氮D可吸入颗粒物
这是一道中考题，在人教版第31页第二单元《我们周围的空气》中的资料中可以找到答案，多数同学会认为二氧化碳是人体不需要的气体，所以是有害的，应该检测，而二氧化氮不熟悉，所以选C，这是错误的，应该选B。
由于这部分在资料里，所以被忽略了。
例2：
我国在唐代以前就认识了火药，到宋代时火药已被用于战争。
黑火药是用硫磺、硝酸钾和木炭组成的，请写出黑火药爆炸时的化学方程式_________________。
这道题非常好，联系实际，学生有兴趣，又与基础化学知识紧密相连，使学生意识到化学的重要性，也可借此对学生也进行爱国主义思想教育。
5.2.3实验课
实验课是化学教育中的重要课型，在实验课中，加入化学史的内容，例如在浓盐酸和浓硫酸的化学性质时可以提到由它们配制的王水。
有两位科学家，劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，玻尔为了保护纯金奖牌，在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年诺贝尔化学奖得主）帮他想了个好主意：
将奖牌放入“王水”中，纯金奖牌便溶解了。
玻尔将溶液瓶放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。
战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵。
这样的故事孩子会非常感兴趣，感受到化学知识的神奇，对于浓硫酸浓盐酸性质的探究更用心。
5.2.4课外活动探究
上课的时间必定有限，那么学生的课外探究就显得很有意义，学生可以根据自己的兴趣，在教师的指导下，搜集资料，自主探究，培养学生的自主探究能力。
例如波义耳无意中发现石蕊试剂的故事，学生可以在课外搜集一些花朵，验证波义耳的实验，并检验其他的植物与酸碱反应的情况，学生会非常感兴趣，并培养自主探究能力。
[参考文献]
[1]《化学发展简史》编写组．化学发展简史．科学出版社．1980.4。
[2]G633.8曾凡芝．化学
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