二、化學史的教育功能
我國著名的教育家、化學家傅鷹教授常說:“一種科學的曆史是那門科學最寶貴的一部分。科學隻給我們知識,而曆史卻給我們智慧……作為科學的繼承者,我們應當知道前輩的成就。前輩的成就不但是後輩的榜樣,而且也是路標。明白了發展的途徑常常可以使我們避免許多彎路。”
西方的科學史的教育可以追溯到19世紀中葉。一個多世紀過去了,人類已經邁進了21世紀,科技飛速發展,科學知識的發展日新月異,這時會有很多問題擺在人們麵前。從大的方麵看,每個人所能夠掌握的知識是非常有限的,即使是科學家也不可能全麵掌握方方麵麵的知識,在這種社會分工越來越細、學科分類越來越具體的形勢下,人們往往隻關注自己所研究的、很狹小的領域內的一點點事物,這勢必造成人文科學和自然科學的嚴重脫節。怎樣才能彌補這種缺憾呢?從小的方麵看,學生在課堂上掌握知識的同時,他們了解過程、掌握方法了嗎?他們獨立分析問題、解決問題的能力得到增強了嗎?這些都是非常現實需要麵對的問題。科學史是一劑良藥。科學知識在變,不變的是科學方法和科學思想。在化學史的應用上,過去曾存在一種偏見,即認為課堂上偶然引用一些化學史的內容,似乎作為課堂教學的“調味劑”,起著一種錦上添花的作用,可有可無,實際上這遠遠沒有發掘出化學史真正的教育價值。化學史的內容具有豐富的知識教育功能和德育功能,現分別討論如下。
(一)知識教育功能
在我們的傳統教學中,往往過於注重知識的傳授,而忽略了培養學生的科學素養,忽略了科學思想、科學方法、科學態度、科學精神的培養和訓練,這在一定程度上已經偏離了化學學科的精髓。在基礎教育階段,如果將傳授給學生的化學課程完全知識化,從長遠來看,對於化學學科的發展是非常不利的。
傅鷹先生是我國化學教育的一代宗師,在講授“水的組成”一節時,他詳細講述了二百多年以來化學家們是如何弄清水的成分和水中氫氧比例的。他說:“關於這個題目,我們用了很多的篇幅。這固然是因為這是一個基本的數據,也因為自這個研究的曆史可以體會到科學研究的精神……我們的教材上在介紹氨堿法的時候,隻是簡略地提到比利時人索爾維的方法和我國的侯氏製堿法。侯德榜是我國化學工業的先驅,是傑出的愛國科學家,在這裏如果不介紹他的事跡、他考慮問題的方法、所采取的措施是非常可惜的,這裏滲透一些最基本的化學生產的原則和方法,從中可以了解到理論是如何與實踐相結合的。實際上學生應用自己學過的知識,對於這兩種工業生產方法的優、劣是可以理解並做出評判的,並且通過討論的過程可以更深匆地理解化工生產的一些重要的原則和思路,這個知識點完全可以設計成一個訓練學生應用所學知識解決實際問題的專題。由於學生的學習是一種再認識的過程,因此,學生獲得某項知識所用的思維方式,應該與前人是一樣的。
(二)德育功能
化學史向學生展現了一代代的化學家醉心於科學研究,為了人類的發展和進步,前赴後繼,創造出巨大的精神財富和物質財富。居裏夫人就是其中一位傑出的代表。愛因斯坦在居裏夫人悼念會上曾做過一篇演講——《悼念瑪麗,居裏》,他這樣評述居裏夫人:“我幸運地同居裏夫人有二十年崇高而真摯的友誼。我對她的人格的偉大愈來愈感到欽佩。她的堅強,她的意誌的純潔,她的律己之嚴,她的客觀,她的公正不阿的判斷——所有這些都難得地集中在一個人的身上。她在任何時候都意識到自己是社會的公仆,她的極端的謙虛,永遠不給自滿留下任何餘地。由於社會的嚴酷和不平等,她的心情總是抑鬱的。這就使得她具有那樣嚴肅的外貌,很容易使那些不接近她的人發生誤解——這是一種無法用任何藝術氣質來解脫的少見的嚴肅性。一旦她認識到某一條道路是正確的,她就毫不妥協地並且極端頑強地堅持走下去。她一生中最偉大的科學功績證明放射性元素的存在並把它們分離出來——所以能取得,不僅是靠著大膽的直覺,而且也靠著難以想象的極端困難情況下工作的熱忱和頑強,這樣的困難,在實驗科學的曆史中是罕見的。居裏夫人的品德力量和熱忱,哪怕隻要有一小部分存在於歐洲的知識分子中間,歐洲就會麵臨一個比較光明的未來。”我們在講到物質結構的時候,一定要向學生介紹居裏夫人(雖然教材上連她的名字都沒有提到\介紹她嚴謹求實的科學態度,高尚無私的人格,在困難(危險麵前毫無畏懼的勇敢的科學精神,她非常樸實而著名的一句話:鐳不應當成為任何人發財致富的工具,它屬於整個世界。這樣一位偉大的、傑出的女性,不介紹給學生是非常遺憾的。科學家的人格魅力對學生的影響是潛移默化、不可估量的。有很多傑出的科學家,就是在前輩科學家科學精神的感召下,走上了科學之路。
古人提倡“以史為鑒”,在課堂教學中深入挖掘教材中有關化學史的素材,滲透到課堂教學中,引導學生探究化學知識的發現過程,剖析科學家的思維過程,不僅可以使學生獲得知識,還可以受到審美觀、創造美能力的教育,感受到科學的魅力,同時還可以使學生的創造能力得到培養和發展。因此,無論是培養未來的化學家,還是現代社會的普通公民,通過化學史的學習都能夠從中汲取非常有益的東西。
第二節 思維及化學學科思維特點
一、思維的分類
人們對世界的認識過程分為兩個階段:首先表現為從個別到一般,由感性認識到理性認識的飛躍;第二階段則表現為從一般到個別,由理性認識到實踐的飛躍。在實踐的基礎上,從感性認識上升到理性認識,又從理性認識回到實踐,並在實踐中達到了預期的目的,證實了認識的正確性,這隻是完成了某一具體事物或過程的某一具體認識,正確的認識往往需要經過從實踐到認識,再由認識到實踐這樣多次的反複,才能夠完成。
世界統一於物質,物質世界是普遍聯係、永恒運動、變化和發展的。化學是研究物質的科學,因此,化學學科的發展,人們對化學知識的認識必然遵守認識過程的規律,也是分為兩個階段。
思維是人腦對客觀現實的概括的、間接的反應,是一種高級的認識活動,它能反映一類事物的本質和事物之間的規律性聯係。有些心理學方麵的專著將思維分為動作思維、形象思維和抽象思維。
錢學森先生在《科學研究中的探索性思維》一文中將思維分為邏輯思維、形象思維和靈感思維。他認為靈感是形象思維擴大到潛意識,如果邏輯思維是線性的、一維的,形象思維是平麵的、二維的,那麼靈感思維就是空間的、三維的。何克抗先生在他的《創造性思維的培養》一文中指出:抽象思維、形象思維和直覺思維是人類思維的三種基本形式,是實現創造性思維的主體。無論哪種分類方法,都認為形象思維和抽象思維是人類思維的基本形式,所不同的在於對形象思維概念的界定。
抽象思維又稱為邏輯思維,它是以言語的概念為材料的思維,其思維加工的手段、方法主要是運用概念進行分析、綜合、抽象、概括、判斷和推理。形象思維是以表象為材料的思維,對形象思維的不同界定實質上是對表象界定的不同。形象思維通過對表象的加工和改造進行思維,它的基本方法包括分解、組合、類比、聯想、想象等。形象思維和直覺思維的思維材料都屬於空間視覺表象,其中形象思維的材料側重於客體表象,其加工方法
主要是運用事物表象進行分解、組合、聯想和想象;直覺思維的材料側重於關係表象,其加工方法是運用關係表象進行整體把握、直觀透視和快速綜合判斷。
溫寒江先生在《構建中小學創新教育體係》一書中指出:要想實現思維認識客觀世界的功能,思維必須具備兩個條件一外界的信息必須在人腦中得到表征及信息的表征必須是可操作的。完全具備這兩種屬性的思維隻有形象思維和抽象思維,在本書中,我們采用這種觀點,將思維分為形象思維和抽象思維兩種,側重於探索在化學教學中發展形象思維的途徑。