6.培养刚毅顽强、百折不回的科学精神
学习本身是一个艰苦的脑力劳动过程，在学习过程中，学生会遇到各种 困难。如，有的学生对较抽象的化学概念、原理、理论的学习有困难。有的 学生感到化学计算难以掌握，遇到较复杂的计算题不知从何处下手。有的又 感到元素化合物的知识分散、琐碎，不易掌握等。在困难面前有两种态度， 一种是畏缩不前、垂头丧气，失掉学习的信心。一种是不畏惧，以顽强的毅 力和百折不回的精神去克服它。这就是说，在困难面前，首先在精神上要树 立困难是可以战胜的观点。这种观点是在学生对一个个具体困难经过努力得 到克服之后才能树立起来的。其次要认真动脑分析产生困难的原因，然后针 对具体困难找出明确的解决办法，如对物质的量浓度的计算有困难，其原因 在于没有弄懂“物质的量”概念，这就要求教于书本，把概念弄懂后再去计 算。有时经过自己的努力，困难仍难以解决，这时最需要的是顽强的毅力和 百折不回的精神，需要的是坚持不懈，因为只有顽强地坚持，才有可能在思 维活动中产生新的飞跃，才能使困难得到解决。化学教学中就要有意制造些 困难，让学生通过努力，在克服一个个困难中，培养和锻炼这种科学精神。
三、培养科学态度的基本要求
科学态度的形成、发展有赖于后天的教育和一定社会环境的影响。学生 科学态度形成的外部因素是教师和化学教学内容。学生形成科学态度的内部 因素，是学生的认识、情感和行为倾向。科学态度的形成既不能完全依靠教 师和教学内容的外部因素，也不能单纯由学生自发地产生，而必须由教师通 过化学教学与学生自身的需要结合起来协调一致才能真正达到目的。如能注 意以下几点，对培养学生的科学态度将是有益的。
1.充分发挥教师的主导作用
学生的科学态度不能自发地形成，需要化学教师的培养和教育。教师的 教育思想、教师的“人才观”和“质量观”直接影响学生科学态度的养成。 为此，教师端正教育思想、树立正确的“人才观”和“质量观”是十分重要 的。这样才能在思想上明确科学态度在培养德、智、体、美全面发展的人才 中所处的地位、在不同层次人才的培养中的重要性，才能把化学基础知识和 基本技能的教学、能力的培养、思想政治教育跟科学态度的培养统一于化学 教学的全过程的各个阶段之中。教师还要优选有效的教学方法和科学方法， 使学生在化学学习的过程中，在获得化学知识、基本技能的同时，受到有关 科学态度的影响。对于符合科学态度的行为给以充分的肯定和鼓励，不符合 的则进行教育和帮助，在激发他们追求新知的内在需要和积极情感方面下些 功夫。
2.要重视化学史教育 通过化学史教育，能够促使学生运用辩证唯物主义和历史唯物主义观点，认识和分析化学知识的形成和发展的过程，了解人类对物质化学变化规 律的认识的长期性、艰巨性；使他们初步体会到，坚持辩证唯物主义观点对 化学知识的形成、发展是多么的重要；还会使学生了解到，在化学科学知识 发展的历史过程中，化学家的作用是不容忽视的，他们的任何一个发明、创 造以及他们所做出的贡献，既体现了他们批判地继承了前人的科学研究成果 的继承精神，又体现着他们大胆创新、勇于探索、坚持实践、刻苦钻研、百 折不回、精益求精的科学精神和实事求是的科学态度。科学家艰苦奋斗、勇 于攀登、坚韧不拔、永不满足的好奇心和求知欲，以及为献身科学的生活经 历，会对学生养成科学态度起到良好的教育效果。
3.要十分重视化学实验的作用
化学实验可以“培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。”
①教学实践证明，课内和课外活动中的化学实验对于培养学生的科学态度确实 起着十分重要的作用。例如，在化学实验中，有时产生的气体或沉淀的量很 少，现象不明显，粗心就看不到发生的现象，这就要求学生细致地观察；有 的实验进行缓慢，性急不行，要有耐心；有的实验一次不成功，需要进行几 次，这就要有毅力，不怕困难和麻烦；还有的实验结果与书上的记述结论不 一致，这要求学生要尊重观察到的事实和现象，并找出原因，进行解释。定 量实验在观察中，更需要做到准确和精细，不允许有半点粗心大意。因此， 实验的每一步操作和观察都要求学生有严肃认真、实事求是的科学态度。包 括实验记录和实验报告在内，是认真对待，还是敷衍了事，这里也有个科学 态度的问题。那种对实验现象进行人为加工、修改数据，实验前就把实验报 告填好的做法，都是应该反对的。总之，教师要把课内外的化学实验的全过 程，作为培养学生科学态度的重要环节，通过化学实验，有计划、有目的地 去培养学生的科学态度。
① 中华人民共和国国家教育委员会制订.全日制中学化学教学大纲.北京：人民教育出版社，1986.
§4-4 科学方法论教育
科学方法论是关于科学认识的一般过程和科学方法的理论。科学方法论 教育是指通过化学教学为使学生能初步认识科学认识过程和科学方法的理论 所进行的教育。科学方法论教育是在新形势下培养新型人才、提高学生素质 所不可忽视的重要教育内容。
一、科学方法论教育的重要作用
科学方法论教育的重要作用主要表现在以下几个方面。
1.科学方法是学生获得化学知识的主观手段 科学方法贯穿于科学认识的始终。黑格尔认为：“在探索的认识中，方法也就是工具，是主观方面的某个手段，主观方面通过这个手段和客体发生 关系。”①这是指的一般认识方法。科学方法是认识主体正确反映认识客体的 主观手段，是达到科学认识目的所不可少的工具。对于化学教学中的学生认 识来说，同样需要借助于认识手段和工具来达到获得化学基础知识的认识目 的。
从认识论角度，可把科学认识过程，分为实践基础上的感性认识阶段、 理性认识阶段及复归实践阶段的 3 个程序，还可以把科学认识过程，分为提 出问题、分析问题和解决问题 3 阶段程序。这种不同分法在科学认识程序上 是统一的，科学方法则是这种统一的具体化。化学教学中学生的一般认识过 程，大体上也可划分为类似的 3 个阶段。在很多情况下，提出问题后，就采 用实验与观察等感性认识的科学方法，为学生提供感性认识材料；再经过科 学抽象、假说、模型等理性认识的科学方法（当然，还要用到逻辑方法和类 比等的思维方法）对感性材料进行加工，以达到对物质的本质和规律性的理 性认识的目的。最后，再将这种理性认识成果应用于实际，解决某些问题。 很明显，在学生的认识过程中，不借助于实验观察、科学抽象、假说等科学 方法就不能达到对物质客观规律性认识的目的。可见，科学方法是学生获取 科学认识的主观手段、重要的认识工具。当学生掌握了科学方法，即使他们 离开了学校，也会借助于科学方法，按照科学认识的思考步骤和操作步骤去 解决一些面临的新问题，并能在科学知识不断更新中，运用科学方法进行再 学习，继续获得新知识。
2.科学方法论教育有助于培养学生的创造性思维
科学方法论的形成过程就是一种创造性思维升华的过程。把科学方法用 于化学教学过程中，以求达到学生的认识目的，这本身是创造性思维再升华 的过程。从化学教学中按科学方法组织化学教学的程序看，无论是提出问题、 还是通过观察和实验收集化学实验事实，以至对实验事实、数据的分析与处 理，直到经过科学抽象、假说、验证假说，最终得出科学结论、形成化学概 念，其中的每一个具体步骤、第一环节，都渗透着思维力和想象力的有机结 合，都凝结着创造性思维。当然，这种创造性思维是在学生认识水平基础上 的创造性思维。科学方法中的假说、模型对发展学生的创造性思维起着重要 作用。化学教学中的假说是根据学生已有的化学知识与掌握的化学实验事 实，通过想象和类比推理提出来的。模型也是靠丰富的想象力来创立的。假 说、模型方法的运用过程都有想象力的作用。在想象过程中，不仅可以创造①
转引自：舒炜光等编.自然辩证法原理.长春：吉林人民出版社， 1984.
出客观存在的东西，而且还可创造出从来没知觉过的事物形象（如微观粒 子），也可以创造出不曾经历过的事物形象。因此，在化学教学中，正确地 运用科学方法的一般过程，特别是注意假说和模型方法的使用，对培养学生 的思维力、想象力和创造性思维将是有益的。
3.科学方法论教育有助于学生树立辩证唯物主义的基本观点 科学方法论是在哲学方法的指导下，建立起来的关于科学认识和科学方法的规律性的理论。科学方法一般过程中的各种科学方法的相互联系不是杂 乱无章的，而是在认识客观物质的过程中形成的具有一定规律性的整体。观 察和实验是取得感性材料的科学方法，然后，运用逻辑方法，经过一系列的 科学抽象，从现象深入到本质，从感性上升到理性，最后获得规律性的认识， 形成概念或理论，还要把这种理性认识成果运用于实际，经过检验和证实。 所以说，科学方法论本身就蕴含着丰富的辩证唯物主义因素，科学方法程序 化的一般过程则具体体现了科学认识的这种辩证法。因此，以科学方法论为 指导组织化学教学过程，可以通过运用科学方法揭示物质运动的规律，使学 生受到辩证唯物主义的教育。
二、科学方法论教育的内容
化学教学中进行科学方法论教育，通常是指按照科学方法程序化的一般 过程组织化学教学活动，使学生从中受到教育。或者说，是指按照科学方法 提供的思考步骤和操作步骤组织教学过程，使学生受到科学方法论的教育， 在这一过程中运用科学方法，引导学生的认识沿着正确的反映途径前进。在 这个认识的整体过程中涉及到的具体科学方法有：观察、实验等感性认识的 科学方法，科学抽象、假说、模型等理性认识的科学方法。
1.观察方法
观察是把外界的自然信息通过感官输入到人的大脑，经过大脑的处理， 进而形成对外界事物的感知。
观察包括自然观察和实验观察。自然观察是指对自然状况下的事物、现象不做任何人为的干预和控制的情况下所进行的观察。在化学教学中，让学 生在课外观察洗濯碱的风化、粗食盐的潮解以及铁的锈蚀等就是自然观察。 实验观察是指在人为的干预、变革或控制实验对象的情况下所进行的观察。 在化学教学中采用的观察多数属于实验观察。
观察是激发学生学习化学的兴趣、直接获得感知对象的信息、培养观察能力的一种最基本、最重要的科学方法。在化学教学中，不论哪一种观察， 都应引导学生做到：坚持观察的客观性，克服观察中的主观性；坚持观察的 全面性，克服观察中的片面性；观察要有明确的目的性和观察重点；坚持观 察时开展积极思维。此外，还应注意做好观察记录。记录是一种有效的信息 储存方式，是常用的科学方法。它可以督促学生坚持观察的客观性、全面性、 系统性、思维性和目的性。
2.实验和实验条件控制的方法 化学实验就是根据实验目的，运用实验仪器、工具、设备等物质手段，在人为特定的实验条件下，变革实验对象的状态或性质，通过实验观察获得 各种化学实验事实的一种科学方法。
无论实验属于哪种类型，它都是由实验者、实验对象、实验手段 3 个基 本要素构成的。实验者是实验主体，是设计实验和操作实验的，在学校里就 是教师或学生。实验者是变革实验对象的首要因素，实验者的理论水平和实验操作技能直接关系着实验的成败和效果。实验对象是被教师或学生变革的 物质对象，是为学生提供感性认识材料或检验假说、验证知识的，是使学生 获得所需信息的物质基础。实验手段是由实验仪器和设备等物质实体所组成 的，它是认识主体的感觉器官和思维器官的延长。在实验过程中，实验主体 把自己变革实验对象的主观意图，通过实验仪器和设备传递给实验对象，使 实验对象得以发生物理的和化学的变化，使物质的属性和变化规律得以显现 出来。从而为学生提供感性认识材料，或达到验证假说的目的。
实验条件是物质发生变化必不可少的外在因素；物质的性质往往只有在 一定的实验条件下才能显现出来。实验条件不同可以发生不同的变化，但是， 实验条件不是独立起作用的因素，它是通过物质的本质属性、物质的内部组 成和结构而起作用的。
实验条件的控制是指为使实验对象发生某种变化，实验者对影响实验对 象发生变化的各种外部因素给予人为控制的科学方法。外部因素主要有：温 度，催化剂，试剂的状态、形状、浓度、用量等，仪器、设备，实验操作步 骤和方法等。
化学教学中实验条件控制的主要目的在于使实验成功，为学生提供所需 要的感性材料。同时也是为了使实验安全、简易、快捷。
培养学生掌握实验条件控制的方法，可以注意：要结合具体的实验内容，有计划、有目的地进行培养，如通过用高锰酸钾制取氧气的实验来培养学生 学习加热控制温度的方法；通过用氯酸钾制取氧气的实验来使学生学习，使 用催化剂并给反应物加热这两个实验条件的控制方法；通过电解水的演示实 验使学生了解水中加入电解质（氢氧化钠或硫酸）的量、电流的强度、电压 的高低、实验装置等条件都需要控制，这个实验告诉学生，有的实验需要同 时控制几个条件。培养学生掌握实验条件控制的方法要通过学生亲自动手进 行实验操作、进行实验条件的控制才有效，光看不做不行。
3.测定和数据处理的方法
测定方法 测定是在实验中进行的一种量的观察。物质有多方面的属性， 其中许多是属于物质量的属性（例如熔点、沸点、相对密度、密度、硬度、 溶解度、相对分子质量、氧化还原电势等），这些属性要通过实验测量来认 识。对于物质的组成，物质有关各因素之间的数量关系，有时也要通过实验 测量才能被认识。化学教学中不仅要使学生认识物质的质的规定性，还应了 解物质的量的规定性，只有这样，才能使学生对物质的认识进入更全面和更 深刻的阶段。测定能很好地为学生从量的方面去认识物质提供条件。为了进 行准确的测量，使测得的数值更接近真实值，使学生注意到以下几点是有益 的：测量仪器要有较高的精确度，试剂的纯度较高，溶液的浓度要准确，测 定时各种条件要得到严格控制，实验操作技术要熟练，读数要准确。测定在 中学化学教学中是十分重要的，这主要表现在：它可为学生提供客观、精细 和准确的感性认识；能使学生把测量操作跟测量原理有机地结合起来，测定 中运用的数学表达式能帮助学生从量的方面加深对物质的认识；有助于培养 学生的实验技能，有利于学生养成严谨、认真的科学态度和一丝不苟的科学 作风；测定中涉及的科学方法较多，有助于对学生进行多种科学方法的培养 和训练。
数据的处理方法 用测量仪器直接测得的数据，如沸点、熔点、密度等， 一般不需要进行处理就能直接揭示出物质的某种量的属性，不过，为了使测得的数据更接近真实值，有时要在同样条件下进行 2～3 次的重复性测定，取 平均值，这是最简单的数据处理方法。有时实验测得的数据必须与有关数学 表达式建立联系后，才能揭示出物质的某种量的属性，例如阿伏加德罗常数、 中和热、相对分子质量的测定，这也是一种数据处理方法。如果被测数据对 某一实验对象常因条件的改变而发生变化（例如溶解度与温度的关系、反应 速率与温度的关系等）这时所测数据是两组或多于两组，每组又有多个数据 时，就要用另一方式进行处理，在中学常用的有表格法和线图法两种。表格 法是把测得的数据和算出的数据，填在用横竖线条组成的表格里，这种数据 处理方法的优点是，能把测得的数据整齐、有序地归纳在一个表格里，可以 使学生很容易看到各数据间的联系和变化规律性。线图法常用在处理两个相 关物理量方面，以揭示这两个量之间的相互联系和变化规律。线图一般是在 表格的基础上对两个相关物理量的再处理。它的长处是直观、鲜明，能从图 中找出未测数据。
4.科学抽象的方法 科学抽象就是在思维中，排除事物次要的、非本质的因素，抽取出其固有的、本质特征的一种科学方法。科学抽象不论在科学认识中还是在化学教 学中都具有重要意义。在化学教学中，学生在观察和实验的基础获得大量的 感性认识材料，感性材料作为科学认识的基础是重要的，但认识不能停留在 感性认识阶段，感觉只能反映物质的现象，思维才能把握物质的共同的、本 质的属性，达到更深刻的认识。科学抽象是达到这一目的的重要方法。
化学教学中科学抽象的任务在于提出化学概念。如，电解质、非电解质、酸、碱、盐、氧化还原反应等化学概念都是在实验的基础上获得一定的感性 材料之后，通过科学抽象才提出来的。
化学教学中的科学抽象可分为表征性抽象和原理性抽象两大类。
表征性抽象是以可观察到的物质现象为直接起点的一种初始抽象。如， 通过实验观察到：盐酸能使石蕊试液变成红色、硫酸能使石蕊试液变成红色， 醋酸能使石蕊试液变成红色等一系列实验事实，经抽象概括，得到的认识是： 酸能使石蕊试液变成红色。可见，表征性抽象撇开了事物的个性，抽取的是 事物的某种共同的表面属性。
原理性抽象是在表征性抽象基础上形成的一种深层抽象。它所把握的是事物的因果性、本质和规律性。如，在对盐酸、硫酸、醋酸等具体酸的分子 结构以及它们在水中电离的情况进行分析、比较之后，了解到它们在水中都 能电离产生氢离子，经过抽象概括得到的认识是：酸在电离时产生的全部阳 离子是氢离子，这是酸的本质属性。H+是使酸具有许多其它共性（使指示剂 变色、跟碱或碱性氧化物反应生成盐和水等）的根本原因。又如，元素周期 律、平衡移动原理等理论知识，都是经过这种抽象才使学生获得的。
在化学教学中进行科学抽象方法的教育时，应注意：要让学生学会在掌 握充分、可靠的感性材料的基础上进行科学抽象，材料不充分不易作出正确 的结论，材料不可靠更不能作出正确的结论。因为，任何一个化学概念、化 学定律和原理，都是在取得丰富可靠的实验事实材料以后，经过科学抽象才 产生的。这是进行科学抽象的前提，否则，即使思想方法对头，也无法得出 完全、深刻、正确的抽象。为了使学生掌握充分可靠的材料，最重要的是让 学生有更多的机会去亲自进行观察和实验，以取得实际的、具体的感性材料， 才有可能达到科学的抽象。此外，认真学习他人积累的材料也是一个不可忽视的方面。要注意的另一点，是要让学生学会运用思维规律和方法去进行科 学抽象。科学抽象的过程是运用正确的理论思维对感性材料进行逻辑加工的 过程。没有充分可靠的感性材料无法进行科学抽象，有了充分可靠的感性材 料，没有正确的理论思维也不能进行科学抽象。化学教学中，学生学到的化 学概念、定律、原理和理论，都是在教师引导下运用正确的思维方法（如， 比较、分类、归纳、概括、分析和综合等）进行抽象的结果。
5.假说和模型方法
假说方法 假说是科学研究工作的一种重要方法。它的特点是根据已知的 科学事实，通过逻辑推理后得出假定性结论，这个结论有待于检验和证明。 任何科学理论，都是先提出假说，再经过对它检验证明后，才上升为理论的。 所以，恩格斯说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”①学生学习的是前人已经证明了的化学知识。化学教学中运用假说方法的 目的在于：以便最大限度地调动学生学习的主观能动性和学习的积极性；可 以更有效地培养学生的思维能力和发挥学习中的独创精神；提高学生的科学 素质，为毕业后从事研究工作打下科学方法的基础。
化学教学中运用假说方法，一般要经历下述的几个主要阶段。让我们以 乙醇的分子结构的讲授为例进行说明。
第一步：提出问题。如，乙醇分子结构是什么样的？它的分子结构式应怎样写？ 第二步：明确已掌握的化学实验事实和已有的化学知识，这是提出假说的依据。如对乙醇已掌握的化学事实和化学知识是：乙醇的分子式为 C2H6O；C、H、O 的化合价分别为+4、+1、-2。 第三步：在第二步的基础上提出假说。如乙醇分子的结构可能是：一个乙基（C2H5）与一个羟基（OH）相联；也可能是一个氧原子和两个甲基（CH3）
相联。 第四步：根据假说推出可能产生的结论。如乙醇的分子结构是第一种情况，当乙醇与钠反应时，生成氢气的量可能是全部含氢量的 5/6 或 1/6。如果其分子结构是第二种情况，所含的氢将全部被置换出来。 第五步：通过实验验证假说。如，做乙醇跟钠反应的实验，收集产生的氢气，测得氢气的体积。经过计算得知产生的氢气量大约是乙醇全部含氢量的 1/6。 第六步：得出结论。在这里得出的结论是乙醇分子结构是第一种情况，其结构式可写成：
肯定了第一种假说，否定了第二种假说。 化学教学中运用假说方法时要注意：教师要结合教学的具体内容，做到精心设计，对教学的每一步活动都要认真考虑，争取在课堂上用较短的时间 完成提出假说和验证假说的全过程。其次，在运用假说方法进行教学时，要 不断提出一些具有启发性的问题，引导他们在运用已有知识和化学事实的基 础上，积极进行思考，大胆提出设想，做出合理地推断；敢于提出验证假说① 自然辩证法.于光远等译编.北京：人民出版社， 1984.
的实验设计，并能用实验验证它。但是，这要有计划、有步骤地进行，不可 要求过高。做法上可由简单的教学示例向较复杂的教学示例过渡，由教师的 示范教学向学生独立提出假说和验证假说的方向过渡。
模型方法 模型方法是利用模型来达到特定目的的科学方法。模型是指 人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的描述。这种描述可以 是定性的（如对原子结构的描述），也可以是定量的（如 pV=nRT）。有的借 助于具体的实物来描述（如分子结构的球棍模型），有的则通过抽象的形式（如符号、文字、公式等）来描述。化学教学中运用的模型可分为物质模型 和思想模型两大类。
物质模型是用物质实体仿照原型而复制的物件。如在化学教学中使用的 分子和晶体的球棍空间结构模型，吸收塔和热交换器等的教学模型等都属于 物质模型。物质模型是化学教学常用的直观教具，物质模型较多地应用于物 质结构知识的教学中。物质模型在教学中的主要作用在于它能为学生提供生 动直观的形象，为学生形成概念、学习理论打下感性认识基础。但是，也应 引起学生注意，物质模型只能揭示原型的某些特点，而不能把它当做原型的 真实写照。如分子结构的球棍模型，只能向学生展示出分子内原子的空间排 布情况，球的大小、颜色不能表示原子或离子的实际情况，棍也不能表示键 型和键的强度，这是要提醒学生的。
思想模型（又称观念模型或理想模型）是客观事物在人的头脑中的抽象反映形式。有时还把思想模型看作是“概念”、“假说”或“理论”的同义 语。思想模型是观念形态的东西。例如，汤姆生曾提出原子均匀结构模型， 卢瑟福提出了原子有核结构模型，他们对原子内部的结构情况都做了微观表 述。在这里原子是客观存在的微粒，人们对它们内部结构所提出的各种描述 和解释就是思想模型。思想模型可用语言、文字表述，也可用符号、图解、 图表、示意图等形式体现出来。思想模型能够用来解释一些现象，能帮助人 们认识研究对象的某些变化过程和某方面的本质属性。
化学教学中讲到物质的分子结构时，引出的电子式、结构式、分子结构示意图等，这些化学图式都是表示某物质分子结构的思想模型。其中有的分 子结构还可以制成物质模型。上述化学图式、物质模型和模型图，它们从不 同的角度，以不同的形式描述了物质分子的结构，为学生形成分子的概念提 供了形象化的东西。总之，在教学中学生可以凭借教师的口头讲解、教材上 的文字描述、图表、流程图、示意图、模型图、化学符号、化学反应方程式、 数学表达式、化学图式等思想模型以及物质模型等，在头脑中形成新的形象， 想象出物质结构的形态，解释某种现象产生的原因、某种变化发生的过程和 可能产生的结果等，以形成正确的概念和理论知识。可见，思想模型在教学 中运用，对于学生接受化学知识，培养与提高想象力、创造性思维能力都起 着重要作用。
前面分别介绍了几种科学方法在化学教学中的应用，但是在实际教学过 程中，总是综合地运用各种科学方法，不可能只采用某一种科学方法。
三、科学方法论教育的基本要求
要真正发挥科学方法在化学教学中的作用，使学生受到科学方法的训 练，需注意以下几点基本要求。
1.要根据教材的具体内容来设计教学的一般过程和选定科学方法 化学教学中有些教学内容是从实验、观察的感性认识入手，然后运用理性认识方法，经过科学抽象和概括形成化学概念的。例如质量守恒定律、电 解质和非电解质等概念的形成都属于这种情况。在化学教学中，有许多情况 并不需要通过实验和观察，而是利用已知的事实，并在已有概念和理论的基 础上，经过一系列的分析和综合、判断和推理，最后形成新的概念。还有的 概念是通过归纳推理或者演绎推理建立起来的。这说明科学方法（包括逻辑 方法）的应用要以教学的具体内容为依据。
2.要深入钻研教材，创设运用科学方法进行教学的条件 既然科学方法的应用对于学生的培养很重要，教师就要不受教材的限制，在钻研教材的基础上，努力挖掘其中的有利因素，积极创设运用科学方 法进行教学的条件，使学生有更多的机会受到科学方法的训练。
3.要做到教学方法与科学方法有机结合，相互为用 进行科学方法教育的目的，是在于提高教学质量和培养具有一定科学素养的人才。如果教师仍采用填鸭式、满堂灌的教学方法，不注重启发式，不 去调动学生学习的积极性和主动性，即使教师本人运用了科学方法，也不一 定能达到上述目的。因此，运用科学方法时还要认真考虑教学方法的选用和 配合的问题。例如在分析、研究和处理资料和数据时，为了训练和培养学生 的理性思维，常要采用讨论、谈话、问答、练习等教学方法，必要时配合以 适当的讲授，有时还要使用电化教具和各种直观教具。教师的主导作用就在 于使科学方法和教学方法二者相互联系、紧密配合，使学生的学习主动性和 积极性得到很好地调动和发挥，同时又能受到科学方法的培养和训练。
4.运用科学方法进行教学时，还应重视教学原则对化学教学提出的要求教学原则是根据教育方针、教育任务和学生在教学活动中的认识规律制 订出来的，是对学生提出的基本要求，是教师在教学活动中应该遵循的一般 原理。在化学教学中运用科学方法时也要遵循教学原则。
§4-5 化学史教育
化学教学中，结合化学史实向学生进行的教育，就是化学史教育。 一、化学史教育的重要作用 化学史教育的重要作用主要表现在以下几个方面。
1.有助于激发学生的学习兴趣 学习兴趣是力求认识世界，渴望获得文化科学知识和不断追求真理的一种认识倾向。学生对化学有了学习兴趣，就会在学习活动中变得积极、主动， 从而取得良好的学习效果。如果化学教学中只重视把一些现成的化学科学认 识成果（概念、定律、原理、理论等）教条式地灌输给学生，学生对这种死 板的、静止的知识感到枯燥乏味，就会失去或降低对化学的学习兴趣，其结 果必然影响学习效果。如采用历史的方法，把作为化学科学认识成果的化学 知识，与这些成果产生、形成、发展的历史背景，正确与错误矛盾斗争的曲 折经过以及化学家所运用的研究方法等介绍给学生，这样的知识就不是孤立 的、静止的、死板的了，而是动态的、有来龙去脉、生动活泼的。教学实践 证明，学生对这样的教学内容是有兴趣的，对介绍的内容易于理解，便于记 忆。这对激发学生学习化学的兴趣，提高化学教学质量将会起到积极作用。
2.有助于向学生进行唯物史观的教育
唯物史观（历史唯物主义）是辩证唯物主义原理在社会历史领域中的运 用，是马克思主义哲学不可分割的组成部分。因此，进行化学史教育，必须 运用辩证唯物主义的基本观点来阐述化学史实，使学生在了解化学史实的同 时受到历史唯物主义观点的教育。如，在讲授空气组成时，除了要介绍拉瓦 锡在确定空气组成方面的贡献外，有必要简单讲一下燃素学说并给予客观的 评价。要让学生了解，尽管燃素学说是错误的，燃素也是不存在的，但是在 历史上利用燃素学说却解释了大量的化学现象和化学反应，并把大量的化学 事实统一在一个概念之下，这在一定程度上促进了化学的进步与发展。另外， 在燃素学说统治的百年间，化学家们为了解释各种现象，曾做了大量实验， 积累了丰富的实验事实材料。这些不仅是化学发展史上的宝贵财富，还是拉 瓦锡等科学家们用来推翻燃素学说，建立燃烧氧化学说的可靠的依据。因此， 对在化学史中曾起过作用的“理论”、“假说”，不能用今天的观点采取一 概否定、抹煞的态度。正确的态度是运用历史唯物主义观点，既要看到它的 不足、缺点和错误，又要对它在历史上起过的作用给以充分的肯定。
3.有助于进行科学方法论教育
如前所述，“双基”教学是进行科学方法论教育的重要途径。结合化学 史实的讲述则是进行科学方法论教育的另一条重要途径。通过化学史料进行 科学方法论的教育可采取两种方式：一种方式是仿照化学家的研究方法，重 复化学家曾经经历过的、成功的研究途径和采用的科学方法，从提出问题开 始，到提出假说、设计实验、实施实验、收集实验事实、处理与分析化学实 验事实、运用一系列的逻辑方法进行科学抽象，直到得到规律性的认识，再 用实验检验认识成果。这种做法易使学生产生亲临其境的感觉，把自己放在 科学发现的过程之中，这就使学生在积极主动、生动活泼的气氛中受到了科 学方法的教育，从中学习科学家从事科学研究的正确方法。另一种方式是通 过对化学家从事研究工作过程的叙述，使学生了解化学家是在什么情况下提 出问题的，对于问题的解决化学家通过怎样的途径、采取了一些什么样的科学方法，这中间遇到了些什么困难，又是怎样解决的等等。这种做法也会使 学生受到科学方法的熏陶，从中认识到科学方法在科学创造、发明中的重要 作用，以及应该怎样运用科学方法等。
4.有助于向学生进行不畏艰险、顽强探索的科学精神的教育 在向学生介绍有关化学史实时，要向学生指出任何一个科学发现和发明，无不凝结着化学家的千辛万苦和劳动汗水。其中包含着他们在漫长道路 上遇到的无数次失败、挫折，以及种种困难和打击。如讲到卤族元素时，可 以向学生介绍游离态氟制取所经历的艰险过程。早在 1813 年的戴维、1836 年爱尔兰的乔治·诺克斯和托马斯·诺克斯两兄弟，后来比利时的鲁耶特和 法国的尼克雷，到 1850 年法国的佛雷密等人的实验都没有成功，有人因中毒 被迫停止了实验，有人甚至丧失了生命。莫瓦桑吸取了前人失败的教训，从1884 年起，连续工作了 2 年，到 1886 年 6 月 26 日终于获得了成功。又如， 居里夫妇从 1899 年到 1902 年底大约经过了 45 个月，在简陋的实验室里艰苦 顽强地从 2t 铀矿渣中成功地提炼出 0.1g 氯化镭，并测定了镭的相对原子质 量。这些历史事实都强有力地说明，科学家们对科学的真诚热爱，即使在极 其困难的条件下也没有动摇他们追求真理的信念，在这种信念的鼓舞下，他 们勤勤恳恳地工作着，不畏艰险、顽强探索，甚至为科学献身。这些内容能 给学生以深刻的教育。
此外，还可以通过化学史的介绍向学生进行爱国主义教育。在讲到碱金属时，最好让学生了解侯德榜是我国的一位有名的化学家，他发明的联合制 碱法为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出贡献，在世界上为我国争得了 荣誉。他热爱自己的祖国，为振兴祖国的制碱工业立下了不朽的功绩。他在 逝世前还想到祖国、想到后人，把自己最珍贵的藏书捐献给国家、留给后人。 在介绍女科学家居里夫人的光辉业绩中，讲述一下当她第一次作出重大贡 献，发现了放射性元素钋时，她首先想到的是自己的祖国波兰，为了纪念她 伟大的祖国，把这种新元素命名为钋。
二、化学史教育的内容和形式
1.化学史教育的内容 结合化学史实进行化学教学，既可使学生从中受到思想政治教育，又可使学生在“双基”方面得到提高。因此，可以把化学史教育的内容分为：思想政治教育和“双基”教育两部分。其中的思想政治教育又可分为：辩证唯 物主义及历史唯物主义、科学方法论、科学态度、科学精神以及爱国主义等 具体内容。“双基”教育内容可分为：化学元素的发现，新化合物的研制及 发现，化学概念、理论、假说、原理等的形成与发展，化学定律的发现，化 学实验方法、物质手段以及实验技术的改进、革新与创造，等等具体内容。 此外，杰出化学家及其贡献也应作为重要的教育内容。
2.化学史教育的形式 化学史教育的形式主要有：集中与分散两种教育形式。集中教育形式是指所介绍的化学史事实，在内容上较为完整、系统，在时间上较为集中。内 容上的完整和系统，是指把化学史实按其发生、发展的历史演变过程以及化 学家们在一定历史条件下所做的贡献等进行较全面的介绍和评价。由于介绍 的内容较多，时间上就要长些，一般控制在一课时左右。如，元素周期律的 发现和原子结构理论的建立等都可采用这种集中的教育形式。
分散教育形式是指结合化学基础知识和基本技能的教学，适当、灵活地穿插引进化学史实的一种教育形式。例如，结合空气组成的讲授，穿插介绍 惰性气体的发现小史就属这种形式。又如，以化学家的名字命名的元素名称（如钔）、化学定律（如门捷列夫周期律）、原理（如勒沙特列原理）、现 象（如丁达尔现象）、仪器（如启普发生器）等内容也都可以随时穿插引入 教学之中。
从教学形式来看，化学史教育又可分为课内与课外两种形式。课内教学 有多种教学模式，多种教学模式都可以用来进行化学史教育，既可以采取分 散的形式，也可采取集中的形式。
复习课是进行化学史教育的一种好的教学形式。这是把学过的有关知识 按化学史的发展顺序重新组合成为新的系统，来进行复习课教学。如，原子 结构的知识就可以在复习课里按照历史上的发展演变过程进行重新组合，采 用集中的形式进行教学。这种新的组合内容，常给学生以新鲜感，容易激发 学习兴趣，有利于提高复习课的质量和效果。
实验课也是进行化学史教育的一种好形式。这是把化学家曾做过的实验 引进化学实验课堂。用这种形式进行化学史教育，因人力、实验物质条件和 化学史资料等的限制，多数学校进行起来是有困难的。少数有条件的学校不 妨做些试验。采用这种形式进行化学史教育，会使学生有亲临其境的体验与 感受，也有助于从中受到科学方法和科学态度的教育。
课外活动是开展化学史教育的一种方便易行、容易见效的重要形式。通常结合课堂教学的内容，选择有教育意义、典型的题目，采取化学史专题讲 座、化学史专题读书报告会、专题讨论会、化学史资料板报或墙报等活动形 式进行化学史教育。通过课外活动开展化学史教育的优点是：内容较为丰富、 完整和系统，形式活泼多样，有助于巩固和深化化学基础知识，对提高学生 的独立活动和解决问题的能力，以及端正学习态度、改进思想方法等方面都 有积极作用。
三、化学史教育的基本要求
进行化学史教育的基本指导思想是应该有助于化学教学质量的全面提 高，而不是相反。为此，开展化学史教育应注意以下几点基本要求。
1.为了取得预期的教育效果，事先必须作好充分、细致的准备工作。教师首先要熟悉化学史料的有关内容，根据教学需要进行筛选与组织，并写在 教案中；其次，根据教学具体情况确定教学形式，即明确是在课内进行还是 在课外进行，是采用分散的教育形式还是采用集中的教育形式；再次，对所 需时间和活动手段都要做到胸中有数，如，是否要配合使用直观教具或电化 教学手段；哪些活动是以教师为主，哪些活动是在教师指导下的学生为主， 等等都要仔细考虑，认真准备。
2.化学史教育既要考虑如何发挥教师的主导作用，又要考虑如何才能最 大限度地调动学生学习的主观能动性。另外，对化学史教育的选题，以及采 用的方式方法，都不能忽略学生的年龄特点和知识水平，有的内容适合于向 低年级学生介绍，如惰性气体的发现小史，有的内容适于向高年级学生介绍， 如原子结构史料。
3.教师在运用历史唯物主义观点进行化学史教育的同时，应注意引导学 生学会用历史唯物主义观点去认识与评价化学科学发展进程中，化学科学认 识成果以及化学家的作用和贡献。不能用现代的理论观点去否定某些理论、 假说等曾经在科学史上所起的作用（如燃素说）。对化学家在历史上的作用，要作出客观、全面、公正的评价。化学家在科学上所以能够创造出卓越的成 绩、做出杰出的贡献，一方面是与他们具有广博、深厚的业务基础，具有丰 富的想象力、高超的判断力、脚踏实地的作风、严谨的科学态度、大胆创新、 勤奋学习、顽强努力的科学精神分不开。另一方面也是与当时的历史条件、 社会环境、科学技术水平以及前人遗留下的科学成果分不开。如，俄国化学 家门捷列夫在 1869 年发现元素周期律，就是他在前人工作的基础上，对以往 掌握的大量资料进行去粗取精、去伪存真的加工整理，经过努力探索，提出 自己的创见，最后终于发现了元素周期律这一客观的自然规律。
