化學史與方法論緒言全解課件

1、化學的過去、現在和將來授課人：張四方緒論 化學可以給人以知識，化學史可以給人以智慧。 傅鷹（1902-1979）本章結構一、化學史學科概念及及特點二、學習化學史的重要意義三、化學史開設的歷史四、化學史的學習方法和要求一、化學史學科概念及特點 化學史是科學史的一個分支。是人類在長期的社會實踐過程中，對大自然的化學知識的系統(tǒng)的歷史的描述。 特點：自然科學與歷史科學相互交叉的一門特殊的歷史科學。與 自 然 科 學 的 關 系橫向：化學史是化學的一個分支，與化學的其他分支既有區(qū)別，又有聯系；縱向：闡述從化學的萌芽開始，經過漫長的歲月，怎樣發(fā)展為現代化學的歷史過程，即化學怎樣產生、發(fā)展和繁榮起來的全過程

2、的系統(tǒng)闡述?；瘜W史的劃分古代化學時期：從化學的萌芽到17世紀中期；近代化學時期：從17世紀后半期，波義耳把化學確立為科學至19世紀90年代；現代化學時期：從19世紀90年代末至20世紀以來。如何劃分1. 古代化學時期（萌芽17世紀中期） 對化學現象的認識是通過實踐摸索而積累的經驗知識；特點：以實用為主，古代化學工藝以埃及、中國等國最為突出。 古代化學的最高形式煉丹術。2. 近代化學時期（17世紀后半期19世紀90年代中期）發(fā)展的中心在歐洲；通過實驗有許多化學上的新發(fā)現；在以往積累事實和經驗的基礎上，化學逐漸成為科學，逐步發(fā)展出一系列的概念、定律和理論。到19世紀，化學進入了繁榮昌盛時期，成為帶

3、頭學科之一。16世紀以后，資本主義民主革命先后在歐洲一些主要國家取得勝利，生產力得到發(fā)展，手工操作被機器生產取代，工業(yè)部門的迅猛發(fā)展，促進了化學學科的成熟；化學家的作用比以往突出；化學專門教育的作用在化學史上逐漸占有重要地位，促進了化學人才和化學家的培養(yǎng)。英國化學家、物理學家波義爾所做的大量實驗工作和對元素的科學定義，使化學走上科學之路；法國化學家拉瓦錫提出燃燒氧化說，推翻了燃素說，引起化學史上著名的化學革命；道爾頓原子學說，從理論上位化學的統(tǒng)一和發(fā)展指出了方向，被恩格斯譽為“近代化學之父”；康尼查羅在原子論基礎上通過統(tǒng)一的原子分子學說，從理論上對化學現象進一步進行了概括和說明，使化學又一次跨

4、步前進；門捷列夫元素周期律，把雜亂眾多的元素及其化合物納入一個規(guī)律系統(tǒng)中宏觀領域微觀領域3. 現代化學時期（ 19世紀90年代末現在）特點： 把宏觀的理論研究與微觀的理論研究結合起來，更深刻地揭示出化學現象的本質；學科之間相互交叉、滲透。二、化學史的學習意義有利于培養(yǎng)人才的良好素質正確處理化學實驗的辯證關系提高化學人才的獨立工作能力培養(yǎng)自覺的辯證唯物主義觀點 “結合人類探索物質及其變化的歷史與化學科學發(fā)展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和基本方法，形成科學的世界觀?！逼胀ǜ咧谢瘜W課程標準科學史1.研究科學家的觀點互相影響領域2.研究重心3.學生觀念研究4.相對分析5.研究促使科學家觀點

5、改變的實驗6.教材設計7.研究促使學生觀點改變所設計的工作的評價理科教育8.相對分析理論研究模型案例教學模式環(huán)節(jié)：問題 自學 歷史研究 設計實驗 歸納 評價提出問題收集資料啟發(fā)討論觀點1觀點2觀點3設計實驗科學觀點回顧評價科學思維方法主線師生活動科學知識的價值任何科學知識的獲得都是科學家運用一定的科學方法，經歷艱難曲折的探索過程而獲得的，這個過程傾注了科學家的智慧，體現了科學家的思想和觀點。 認知價值 科學知識的價值 遷移價值 情意價值質量守恒定律認知價值：定量研究的科學方法遷移價值：化學方程式、計算情意價值：科學家的探索精神化學史應用于中學化學教學有利于激發(fā)學生學習化學的興趣 比如 “夢見蛇

6、咬尾巴”的故事; “王水”的故事 “酸堿指示劑”發(fā)現的故事 “錯誤之柜”的故事化學史應用于中學化學教學有利于體現化學教育的人文價值、進行情感態(tài)度價值觀教育 愛國主義：侯德榜 科學精神：拉瓦錫因為否認“燃素說”而被送上斷頭臺化學史應用于中學化學教學有利于創(chuàng)設促進知識建構的學習情境 比如講原子概念時介紹道爾頓是怎樣想到物質是由原子組成的;講解門捷列夫的元素周期律時，要敘述他發(fā)現元素周期律的思維過程;講到苯分子的結構時要講解凱庫勒如何打破常規(guī)思維，從夢中悟出了苯環(huán)結構， 化學史應用于中學化學教學有利于促進學生對科學本質的理解、掌握科學的研究方法 科學本質：原子結構的發(fā)現 科學方法：講到氧氣以及空氣的

7、組成時，講授拉瓦錫是如何運用天平作為研究化學的工具，在實驗中重視化學反應中物質質量的變化，并在舍勒和普利斯特里工作的基礎上對空氣的組成有了突破性的認識，從而建立了科學的燃燒理論。 初中化學教材中的化學史教學資源人教版上教版魯教版 章節(jié) 化學史的主要內容第六單元 課題1人造金剛石和金剛石薄膜 緒言火的發(fā)現和利用及一些古代物品；道爾頓、阿伏加德羅及原子和分子的構成；門捷列夫及元素周期表 第七單元課題1燃燒的利用第一單元 課題2 煉丹術和煉金術、早期的化學實驗室 第七單元 課題2能量及我國古代燒制陶器 第二單元 課題1拉瓦錫及氧氣的發(fā)現、空氣的成分第八單元 課題1金屬材料;青銅奔馬;滄州鐵獅;鉛的利

8、用第三單元 課題1拉瓦錫、普利斯特里、卡文迪許及水的組成第八單元 課題3我國古代煉鐵第四單元 課題1院士張青蓮及相對原子質量的測定第十一單元課題1我國制堿工業(yè)的先驅侯德榜第四單元 課題2道爾頓及元素符號 第十一單元課題218 世紀化學肥料的使用第五單元 課題1拉瓦錫及質量守恒定律 章節(jié)化學史的主要內容第三章第三節(jié)元素周期表第一章第一節(jié)青銅器,鋼的冶煉,瓷器的 燒制第四章第二節(jié)質量守恒定律的發(fā)現第一章第一節(jié)佛萊明及青霉素,DNA雙螺旋結構,克隆多利第四章第三節(jié)夢溪筆談中對石油的記載第一章第二節(jié)物質的組成與結構；物質的性質與變化；物質的用途與制取第五章第第二節(jié)鋼的使用第二章第一節(jié)空氣成分的發(fā)現第五

9、章第四節(jié)圓明園遺址第二章第三節(jié)二氧化碳與溫室效應第五章第四節(jié)明代的 天工開物燒石灰第三章第二節(jié)人類對原子認識第七章第一節(jié)酸堿指示劑的發(fā)現第三章第二節(jié)原子的構成第七章第二節(jié)科學家認識酸和堿的過程第三章第二節(jié)原子核內有什么第七章第四節(jié)侯德榜制堿第三章第二節(jié)張青蓮及相對原子質量第八章第三節(jié)蛋白質與氨基酸第九章第二節(jié)青銅器,古代陶瓷 章節(jié)化學史的主要內容第四單元第四節(jié)溫室效應第一單元第二節(jié)C60的發(fā)現第五單元第一節(jié)酸堿指示劑的發(fā)現第二單元第三節(jié)原子的結構第六單元第三節(jié)候氏制堿法第二單元第三節(jié)電子云第七單元第二節(jié)濕法煉銅第二單元單元練習道爾頓及原子學說第七單元第三節(jié)“越王劍”為什么沒有生銹第三單元第一節(jié)

10、空氣成分的發(fā)現史第九單元第二節(jié)從沙子到芯片第三單元第二節(jié)元素的進化第九單元第二節(jié)隱性材料第三單元第二節(jié)人工合成元素及元素發(fā)現史第九單元第三節(jié)神奇的比爾多液第四單元第二節(jié)質量守恒定律的發(fā)現與發(fā)展第九單元第四節(jié)赤潮和水華第四單元第二節(jié)波義耳與質量守恒第九單元第四節(jié)酸雨的危害高中化學教材中的化學史教學資源人教版魯科版蘇教版模塊人教版魯科版蘇教版必修1四位科學家、十余件化學史相關資料 三十幾位科學家、化學的發(fā)展歷史及中國化學的重大發(fā)現等 十余名科學家，原子結構模型的發(fā)展歷史等必修2十余件化學史相關資料（三位科學家） 夸克、元素周期律等的發(fā)現及八位科學家的簡單介紹三件化學史事件化學與生活與生活相關的四五

11、件常見物質的合成發(fā)現、中國古代化學工藝的應用，化學物品對環(huán)境的危害等食品添加劑的規(guī)定、伏打、毒霧事件、法拉第發(fā)明不銹鋼、拜爾的聚胺酯的研究等等二噁英對環(huán)境的危害維生素C、阿司匹林的發(fā)現合成等化學與技術列舉了合成氨、純堿、電池、功能合金等工業(yè)的發(fā)展陶瓷、純堿工業(yè)的發(fā)展等合成氨工業(yè)的發(fā)展、阿司匹林的合成，DDT的合成及其危害等模塊人教版魯科版蘇教版物質結構與性質二十余位科學家簡單介紹，并且重點介紹了分子、原子結構、元素周期律、光譜等的發(fā)展二十余位科學家，重點介紹原子結構、量子力學、X射線、納米技術、液晶技術的發(fā)展歷史二十余位科學家，重點介紹原子結構、分子學說、氫譜、共價鍵等理論的發(fā)展化學反應原理三

12、個化學史事件四個化學史事件三個化學史事件有機化學基礎十余位科學學家，涉及有機化學的發(fā)展進程及其尖端技術，我國有機化學方面的巨大成就三十余位化學家，從古代的釀酒到近現代化學的發(fā)展， 有機化學各個分支的巨大成就十余位科學學家，涉及有機化學的發(fā)展進程及其重要合成方法，DDT等有機合成物質對社會的用途及其危害、我國有機化學方面的成就實驗化學近代化學實驗技術、工藝、儀器的發(fā)展以及我國在實驗合成方面的巨大成就從波義耳時期到現代的實驗技術，以及我國在實驗工藝方面的巨大成就簡單介紹氣相色譜儀、勒夏特列、阿司匹林的合成技術三套化學新教材中的化學史資料主要涉及以下幾部分內容：1我國古代先進的化學工藝技術：中國古代

13、的陶瓷、青銅器、冶煉金屬的技術、中藥等。2我國現代化學上的重大突破：侯氏制堿法、結晶牛胰島素的合成等。3化學發(fā)展歷程以及化學的重大突破；化學發(fā)展的歷程、原子結構理論的發(fā)展、量子力學、氫譜、分子光譜、有機化學的發(fā)展進程等。4化學發(fā)展的前沿：夸克研究、金屬陶瓷、記憶合金、液晶、功能高分子材料等。5著名化學家的生平介紹：凱庫勒、阿伏加德羅、道爾頓等6對社會生活產生較大影響的化學物質的發(fā)現及其合成：阿司匹林的合成、合成氨、碳酸鈉的合成、青霉素的發(fā)現等7對人類社會生活產生巨大用途且同時對環(huán)境產生巨大危害的化學物質：DDT、氟里昂、二噁英等物質?；诨瘜W史的教學設計化學原理的教學設計 化學概念的教學設計

14、元素化合物知識的教學設計 化學情意類知識的教學設計 合成氨哈伯用于探索合成氨工藝合成氨條件的確定引入：糧食危機經過無數次實驗選擇用鉄觸媒做催化劑根據勒夏特列原理采用600 的高溫和200 個大氣壓原料氣的制取與凈化電解質引入：阿累尼烏斯的電離學說強電解質的概念弱電解質的概念電離學說之前的理論錯在何處？電解質的概念演示實驗：不同溶液的導電性硫酸銅導電、導熱、延展性，紫紅色金屬從銅的用處引出銅的物理性質濕法煉銅和火法煉銅引出銅的化學性質銅與非金屬單質的反應的置換反應銅與鹽溶液之間銅涉及的反應濕法煉銅與火法煉引入：濕法煉銅溴教師提問：為什么李比希會把溴當作是氯化碘呢？溴單質從何而來，又具有什么樣的性

15、質呢？教師以講故事的形式介紹巴拉發(fā)現了溴引導學生從故事中總結溴的物理性質結合巴拉發(fā)現溴的過程總結溴的化學性質色：紅棕色態(tài)：常溫下為液態(tài)味：刺激性氣味溶解性、密度等還原性：與氯氣反應氧化性：與碘化鉀反應與硝酸銀反應生成沉淀結合性質介紹溴的提取引入：錯誤之柜化學促進了人類社會的發(fā)展引入：化學對當今社會的貢獻（化學是如何發(fā)展起來的）的？古代的煉丹術金屬與人類文明諾貝爾哈伯化學工藝化學家三、化學史開設歷史郎之萬（法國）丁緒賢1. 國外開設歷史1904 法國科學家郎之萬提倡用歷史方法教學；其后美國CAS會長史密斯、哈弗大學校長康奈特及著名化學家賈菲都論述過開設化學史的必要性；日本化學家山崗望數十年堅持化

16、學史與化學教育教學；1960年，美國在26個州100所高校中進行科學史教育試驗；1982年，日本決定在高中開始科學史選修課2. 我國開設歷史化學史家丁緒賢，20世紀20年代在北大化學系講授化學史，著有化學史通考；化學史家丁子高與20世紀二三十年代在東南大學開設化學史課；化學史家翰青于1953-1955年北京師范大學開設化學史課；1983年，中國科技史學會化學史組在昆明舉行化學史討論及講習會，呼吁在化學專業(yè)開設化學史課。四、學習要求了解化學學科發(fā)展的基本規(guī)律,了解化學基本概念和基本理論產生、演化、和發(fā)展的過程；學會從歷史的觀點理解化學的現狀和發(fā)展遠景；熟悉化學發(fā)展各個時期的重大成就及對世界文明的

17、影響，總結成功的經驗和失敗的原因；學習前輩化學家的科學精神、治學態(tài)度和思維方式，并在探論化學家的思維方法和研究方法的交流革新中，樹立正確的世界觀和人生觀；更好地認識馬克思主義哲學和自然科學的關系，學習運用辯證唯物主義觀點認識、分析自然科學問題。應注意的問題1. 既要注重“內史”，又要了解“外史”2. 要尊重史實，避免把史實“故事化”或“神話化”3. 處理好已知與史實的關系4. 要有實事求是、認真求證的態(tài)度5. 要多層次、多角度挖掘史實的價值五、課程資源1. 中國化學史教學資源網2. 化學教學論國家精品課程資源平臺3. 推薦書目1 袁莉，白蒲嬰等化學史簡明手冊蘭州：甘肅科學技術出版社，20072 趙匡華化學通史 M北京：高等教育出版社，19903 化學思想史編寫組化學思想史M長沙：湖南教育出版社，19864 周益明中國化學史概論M南京：南京大學出版社，20045 (美) 國家研究