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化學史教育論文2000字_化學史教育畢業論文范文模板

實用文檔 2021-06-22 09:17 435 化學

導讀:化學史教育論文寫作也并非易事,特別是一些初次接觸論文寫作的作者來說,更是無從下筆的,為了能夠順利完成論文撰寫,提高論文的寫作質量,參考文獻必不可少,本文分類為教育論文,下面是小編為大家整理的幾篇化學史教育論文范文供大家參考。


  化學史教育論文2000字(一):淺析高職化學史教育對培養學生科學態度的影響論文


  【摘要】高職教學中不僅僅要注重技能的掌握,同時還要注重知識的傳遞,高職化學教學中教師可以引入化學史來激發學生學習的興趣,實現對學生的人格培養目標,認識到化學史教育對培養學生科學態度的重要性,認識到化學史教育對培養學生科學態度的影響,進而將化學史教育價值發揮出來,提高教學質量和教學效率的同時培養學生的綜合素養。本文對高職化學史教育對培養學生科學態度的影響進行了探究。


  【關鍵詞】高職化學史教育科學態度


  隨著課程改革的逐漸深入,素質教育的提出,教師在教學的過程中不僅要讓學生掌握有關知識,還要提高學生的知識應用能力,培養學生的核心素養,為學生日后進入社會發展打下良好的基礎。職業教育的主要任務就是解決職業技能所需的素質基礎問題,辦學重心應放在文化基礎課、專業基礎課、通用技能和職業道德的培養上。雖然高職教育是以技能的培養為核心,但對于學生知識理論的提升也應該注重,化學是一門以生活息息相關的學科,研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的基礎自然科學。在高職化學教學的過程中通過引入化學史提高學生的學習興趣,還可以培養學生的職業道德和科學素養。


  一、化學史教育對培養學生科學態度的重要性


  科學態度是科學素養的核心,而科學素養是一個融科學知識、科學方法、科學態度、科學價值觀等多種因素為一體的復合概念。學生在學習過程中獲得的科學態度,不會隨著課程的結束而消失,而是會和原有的一些態度觀念融合起來,在他們的生活中發生作用??茖W教育中最重要的不是科學知識的灌輸,而是態度的培養?;瘜W史就是化學的形成歷史,其中包括一些科學家對化學知識的形成過程,運用化學史進行化學的教育,激發學生學習化學的興趣,同時讓學生能夠深入的掌握化學知識的形成過程,感受化學與實際生活生產之間的緊密聯系,進而調動學生學習化學的積極性,讓學生對化學知識有更深刻的認識,同時培養學生的科學態度,有助于學生理解科學本質,掌握科學方法,培養其尊重事實、敢于質疑的科學精神。


  二、化學史教育對學生科學態度的影響


 ?。ㄒ唬┡囵B學生科學的邏輯思維能力


  化學是一門實驗比較多的學科,理論知識和概念也比較多,具有一定的科學邏輯性和嚴謹性,需要學生的記憶與理解,然而傳統的教學中大多數教師的講授方法比較枯燥,久而久之學生就會失去學習的興趣,通過化學史教育能夠激發學生學習的興趣,讓學生對科學家研究化學知識有一定的認識,了解化學知識形成的過程,對化學知識有更深刻的感悟與理解,進而提高教學效率,同時加強學生的科學邏輯思維能力。


  例如,教師在進行天體的運行教學中可以結合尼古拉·哥白尼研究天體運行的歷史,哥白尼提出的日心說否定了傳統的地心說理論,他的宇宙結構就是今天我們所熟知的太陽系,即以太陽為中心的天體系統。宇宙既然有它的中心,就必須有它的邊界,作為近代自然科學的奠基人,哥白尼的歷史功績是偉大的。在此過程中學生對于天體的運行有了更深的理解,同時也跟隨著哥白尼的思想對自然科學知識形成了一定的思維。


 ?。ǘ┡囵B學生辯證統一的哲學思想


  高職教學中教學不僅要給學生傳遞必要的知識,通過化學史教育還可以培養學生辯證統一的哲學思想,讓學生能夠從中學習到不同的科學家都是將自己的突發想法進行有關實踐才能夠探究出更深層次的知識,進而造福人類,為社會作出貢獻,給人們的生活帶來更好的享受,然而這些思想都是通過大量的基礎實驗得來的,需要堅持不懈,不能夠輕易放棄。例如,遠古一次偶然的天火就讓勇敢的古猿人學會了利用火,火藥的發現就是古煉丹師們通過一次次實踐在血與火中偶然發現的,玻璃據說也是因為一艘擱淺的貨船而意外得到的,凱庫勒夢中盤旋的小蛇使他發現了苯分子結構,那也是他日思夜想的結果。在科學驗證的漫長過程中,也要時常的關注周圍的事情與風景,這樣能夠提供更多的機會,說不準哪一個事情或者風景就能夠激起人們的突發奇想。


 ?。ㄈ┡囵B學生的匠人精神


  人才是推進社會發展的關鍵,高素質、高質量的人才也是社會所急需的,任何人的成功都不是簡單的,都需要付出一定的努力,通過化學史教育學生能夠從中了解到著名的科學家都是通過堅持不懈的努力驗證、實驗,反復的推敲,不斷的改進與創新,才能夠得出想要的結論,證明自己觀點的正確性,同時給后人留下可以參考的證據,讓后人能夠掌握有關的知識,科學家都是偉大的,因此,學生能夠從具體的事例中學習努力奮斗、堅持不懈、克服困難的精神,進而為學生的未來發展打下良好的基礎。例如,著名的居里夫人也是一直在堅持提純才能夠獲得自己想要的結果,這都是偉人努力的證明。


  結論


  在高職化學教育中引入化學史不僅能夠激發學生學習的興趣,同時還能夠調動學生學習的積極性,培養學生的科學態度,讓學生能夠擁有良好的科學素養和科學精神,從著名的化學家的身上學習不同的精神,進而推動化學教育更好的開展,提高教學質量與教學效率。


  化學史教育畢業論文范文模板(二):新課標視域下化學史的科學本質教育功能研究論文


  摘要:科學本質是科學教育的主要目標之一?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(2017年版)》強調促進學生對科學本質的理解?;瘜W史記錄了化學科學知識形成、建立和發展的全部過程,承載了科學本質的許多方面,2017年版新課標強調將化學史與促進學生對科學本質的理解相聯系。通過對科學本質和化學史進行分析、整理,討論了化學史的科學本質教育功能。


  關鍵詞:科學本質;化學史;新課程標準;教育功能


  文章編號:10056629(2020)01000305


  中圖分類號:G633.8


  文獻標識碼:B


  科學本質(NatureofScience,簡稱NOS)是科學教育的重要目標之一,一直以來也是國際科學教育關注的熱點?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(2017年版)》在教學策略、教學提示、學業要求中多次提到“促進學生對科學本質的理解”[1]??茖W史(HistoryofScience,簡稱HOS)是科學課程的重要內容之一,科學史能提供關于科學的概念、過程和背景等有意義的觀點,在科學課程中融入科學史,可以幫助學生理解抽象的科學概念,還有助于學生對科學本質的理解[2],化學史是科學史的分支,有效地運用化學史,可以增進學生對科學本質的理解?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(2017年版)》中多次將化學史與促進學生對科學本質的理解聯系起來,比如“借助科學史的故事和素材多角度展示人類對微觀結構的認識過程,促進學生對科學本質的理解”“有效利用化學史的素材,幫助學生認識科學理論會隨著技術手段的進步和實驗證據的豐富而發展,通過設計角色扮演等活動引導學生理解科學理論發展過程中的爭論,從而增進對科學本質的理解”“關注化學理論的歷史演進過程,結合理論模型發展中的重要事實和科學家的推理論證過程,引導學生認識化學理論的建立過程和思想方法,發展學生的高級思維能力及其對科學本質的認識”“利用科學技術發展進程中的優秀案例,引導學生認識科學本質”[3]。由此可以看出,《普通高中化學課程標準(2017年版)》重視發展學生對科學本質的理解,且將化學史作為發展學生對科學本質理解的重要手段。


  1核心概念的界定


  1.1科學本質


  科學本質一直是國際科學教育關注的熱點,一些國家將“科學本質”納入科學課程標準中,強調科學本質的教育。1996年,美國頒發的《國家科學教育標準》,將科學的歷史和本質作為重點內容之一,規定5~8年級的學生應該逐步理解科學的本質和科學史,9~12年級的學生應該具備理解科學知識的本質和歷史觀點的能力,給出了科學本質和科學史的具體內容[4]。2013年,美國頒布的《下一代科學教育標準》(NextGenerationofScienceStandards,簡稱NGSS),不再單獨設立有關“科學的歷史和本質”教學內容,而是將科學本質教育內容納入科學實踐和科學教育中,標準中提到了八條科學本質的教學內容[5]。因為科學本質涉及到科學哲學、科學社會學、科學史學、科學心理學等領域,因此對其具體定義一直沒有全面達成共識,但是在學??茖W教育層面,對K12年級應能理解的科學本質的內容基本達成了一致,目前主要采納的是美國科學教育家萊德曼(N.G.,Lederman)給出的符合K12年級學習的科學本質的7個方面(簡稱“LedermanSeven”)[6],這7個方面如下:(1)科學知識的經驗性;(2)科學定律和理論的區別與聯系;(3)科學知識的創造性和想象力;(4)科學知識的理論負載性;(5)科學知識的社會和文化嵌入性;(6)科學方法的多樣性;(7)科學知識的暫定性。萊德曼關于科學本質的7個方面應用廣泛[7,8]??茖W本質教育具有重要的教育價值,研究者認為科學本質的教育價值主要有:可以幫助學生形成正確的科學觀,能區分科學和非科學;有利于學生體會、理解科學事業中的過程與方法,培養學生的科學素養;幫助學生領會科學的精神[9]。


  1.2化學史


  化學史是科學史的一個分支,美國著名的科學史家薩頓認為:“科學史是描述人類在長期社會實踐中關于自然認識的歷史”。那么,化學史也就是描述人類在長期社會實踐中關于自然的化學知識的歷史[10]。長期以來,科學史是科學課程的重要組成部分,運用科學史教學能夠幫助學生理解抽象的科學概念,對學生理解科學本質有促進作用[11]。2017年版新課程標準中的情境素材建議里提供了大量化學史素材,例如電離理論的建立、元素周期律的發展、原電池的發現、人工合成氨、人工合成尿素、青蒿素的提取、氧化還原理論建立的史料、核外電子運動模型的歷史發展、玻爾與愛因斯坦的爭論等[12]。


  2例析化學史的科學本質教育價值


  利用科學史進行科學本質教育,至少可以追溯到上個世紀50年代,美國科學教育家詹姆斯·科南特設計了大量基于科學史的教學案例,嘗試幫助非理科生理解科學本質的某些方面[13]。已有研究表明,將科學史作為一種教學策略使其與科學內容和科學本質教育相結合能幫助學生更好地理解科學本質[14,15]?;瘜W史是科學史的一個分支,將化學史與化學知識教學相結合,能夠促進學生對科學本質各個方面的理解。


  2.1化學史能承載科學知識的經驗性


  對科學知識的經驗性(TheEmpiricalNatureofScientificKnowledge)的恰當理解是:科學知識的產生至少在一定程度上是基于對自然界的觀察,但科學家并沒有直接接觸到大多數的自然現象,因此科學知識的產生除了需要觀察之外還需要推論。學生應該了解觀察和推論之間的關鍵區別,觀察是對自然現象的陳述性描述,而推論是對感官無法直接理解的現象進行陳述[16]。


  化學史具有體現科學知識的經驗性的功能,以原電池的發現為例來進行討論。1780年,意大利醫學家伽法尼在一次偶然情況下,觀察到解剖青蛙時青蛙出現了痙攣現象,基于這一現象伽伐尼推論出了“生物電”理論。1793年,意大利物理學家伏特質疑伽伐尼的發現,進行了大量的試驗之后形成了結論:將捆綁在青蛙肌肉兩端的不同金屬連接成閉合回路,這才是產生電的關鍵。伏特根據這些現象,推論出是兩種不同的金屬相互接觸時所產生的電效應,與接觸的動物無關,并基于這一推論制作了伏特電堆。但伏特電堆難以維持穩定的電流,1836年,英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行改良,制作了第一個實用的“丹尼爾電池”[17]。從發現原電池的這一段化學史我們可以看到,化學知識的產生是建立在一系列的實驗、觀察和推論的基礎上的。教師在講授化學反應與電能這章節時,可以借助原電池的發現史使學生理解觀察和推理的區別與聯系,理解科學知識的產生是建立在觀察的基礎上的,但是僅僅通過觀察往往是不夠的,還需要基于觀察的推論,觀察和推理都是產生科學知識的重要途徑。


  2.2化學史能承載科學定律和理論的區別與聯系


  對科學定律和理論(Scientifictheoriesandlaws)的恰當理解是:科學定律是指對可觀察到的現象之間的關系進行陳述性描述,科學理論是對那些現象中可觀察到的現象或規律的推斷解釋。理論不能被直接檢驗,只有間接證據才能用來支持理論并建立理論的有效性。理論和定律是兩種不同的知識,一種不能轉為另外一種,都是科學的產物[18]。


  化學史具有體現科學定律和理論的功能,以電離理論建立的化學史為例來進行討論。1800年,英國化學家戴維通過一系列電解實驗,為了解釋電分解作用,首次提出親合力的電理論。1832年,英國科學家法拉第根據大量的電解實驗現象得出了兩條結論,也就是法拉第定律。1887年,阿倫尼烏斯結合自己的實驗和他人的研究(克勞修斯、柯爾勞希、范霍夫等)提出了電解質稀溶液的電離理論[19]。從電離理論建立的化學史我們可以看到,科學定律是根據大量的實驗數據和現象總結出來的相關關系,而科學理論是為了解釋現象而提出的相關理論。教師在講電離與離子反應這章節時,可以借助電離理論建立的化學史使學生理解科學定律和理論的區別,理解科學定律和理論是兩種不同的科學產物,一種不能轉化為另一種。


  2.3化學史能承載科學知識的創造力和想象力


  對科學知識的創造力和想象力(TheCreativeandImaginativeNatureofScientificKnowledge)的恰當理解是:科學知識的發展包括對自然的觀察,然而,產生科學知識也需要人類的想象力和創造力,科學包括解釋和理論實體的發明,這就要求科學家有很大的創造力[20]。


  化學史具有體現科學知識的創造性和想象力的功能,以核外電子運動模型的歷史發展過程為例來進行討論。1897年,湯姆生在研究陰極射線時,發現了原子中電子的存在,通過想象創造出原子結構模型,稱為“葡萄干面包模型”。1910年盧瑟福進行α粒子散射實驗時,為解釋α粒子的散射實驗,通過想象構造出原子結構模型,稱為“盧瑟福核式模型”。1913年,丹麥物理學家玻爾在研究了氫原子光譜后,根據量子力學觀點,創造和想象出新的原子結構模型,稱為“玻爾原子結構模型”,1926年,薛定諤提出了主量子數、角量子數、磁量子數來描述核外電子運動狀態,根據想象力和創造力以及相關原理建立了“電子云模型”[21]。借助核外電子運動模型的建立以及苯環結構發現的史實,教師可以幫助學生認識到科學知識的產生過程還需要科學家的創造力與想象力。


  2.4化學史能承載科學知識的理論負荷性


  對科學知識的理論負荷性(TheTheoryLadenNatureofScientificKnowledge)的恰當理解是:科學家的理論和承諾、信念、先驗知識、經驗等實際上影響著他們的工作。所有這些背景因素形成了一種心態,這種心態會影響科學家思考的問題,以及他們如何進行思考,影響他們觀察或不觀察什么,以及他們如何解釋他們的觀察[22]。


  化學史具有體現科學知識的理論負荷的功能,以玻爾與愛因斯坦爭論的化學史為例來進行討論。愛因斯坦和玻爾關于量子力學的爭論從1927年開始,一直持續到1955年愛因斯坦逝世。玻爾提出的對應原理和哥本哈根學派提出的波函數的幾率解釋,以及1927年海森堡提出的“測不準原理”。愛因斯坦對測不準原理和量子力學的概率解釋都不認同。愛因斯坦反對量子力學是基于對實在論、因果律、決定論等哲學方面的堅定信念[23]。從愛因斯坦和玻爾爭論的化學史我們可以看出,兩位科學家的理論負荷,導致對量子力學有不同的觀點,兩位科學家的爭論也推進了量子力學的發展。教師在講研究物質結構的方法與價值這一主題時,借助玻爾與愛因斯坦的爭論這一化學史素材,引導學生理解科學理論發展過程中的爭論,體會科學家們的理論負荷有時會阻礙他們發現科學知識,導致科學家產生錯誤的理解,同時也可能推進科學知識的發展。


  2.5化學史能承載科學知識的社會和文化嵌入性


  對科學知識的社會和文化嵌入性(TheSocialandCulturalEmbeddednessofScientificKnowledge)的恰當理解是:科學作為人類的事業是在更大的文化背景下實踐的,它的實踐者是這種文化的產物,科學受其所嵌入的文化的各種因素和智力領域的影響[24]。


  化學史具有體現科學知識的社會和文化的嵌入性的功能,以人工合成氨的化學史和青蒿素的提取歷程為例來進行討論。1754年,英國化學家普里斯特利加熱氯化銨和石灰石時發現氨氣,1784年,法國化學家貝托雷確定了氨是由氮和氫組成的。19世紀以來,由于社會發展需求,氮的固定成為一個嚴峻而迫切的問題。很多著名化學家開始研究氮的固定,1900年,法國化學家勒沙特認為氮氣和氫氣在高壓條件下可以直接化合生成氨,但實驗失敗了。在合成氨研究屢屢受挫的情況下,直到1904年,德國物理化學家哈伯對合成氨進行了全面系統的研究和實驗,終于在1913年年底合成氨,終于從實驗室走向了工業化[25]。20世紀60年代中期,越南戰場抗藥性惡性瘧疾橫行,越南政府緊急向我國尋求援助,需要研制防治抗藥性惡性瘧疾新藥,屠呦呦及其團隊一直在不停地研究,最后直到發現青蒿素的有效作用,進行青蒿素的提取研究[26]。從人工合成氨和青蒿素的提取的化學史可以看出,科學是在一個大的文化環境下進行實踐的人類事業。教師在講主題化學科學與實驗時,借助工業合成氨以及青蒿素提取的化學史,引導學生進行科學探究以及培養學生嚴謹的科學態度,讓學生自己體會科學知識的產生與社會和文化有一定的關系,理解科學知識是在一定社會和文化背景下產生的。


  2.6化學史能承載科學方法的多樣性


  對科學方法的多樣性(MythofTheScientificMethod)的恰當理解是:沒有一種單一的科學方法可以保證發展可靠的知識??茖W家運用觀察、比較、測量、推測、假設、創造想法和概念工具,并構建理論和解釋,沒有單一的序列的活動[27]。


  化學史具有體現承載科學方法的多樣性的功能,原子結構模型的建立、氯氣的發現、化學電池的發展歷史以及李比希法分析碳氫元素含量等都可以用來承載科學方法的多樣性。比如舍勒在1774年研究軟錳礦時,他將軟錳礦與濃鹽酸混合并加熱時,發現了氯氣。戴維通過電解法發現了大量的元素,成為發現元素最多的化學家。教師在講化學科學與實驗探究時,借助原子結構模型、化學電池的發現等化學史,引導學生了解實驗、假說、模型等方法在化學學科研究中的運用。讓學生自己理解科學方法的多樣性,體會到科學家運用多種方法來解決科學問題,而不是一種單一的方法來發現科學知識。


  2.7化學史能承載科學知識的暫時性


  對科學知識的暫時性(TheTentativeNatureofScientificKnowledge)的恰當理解是:科學知識雖然可靠而持久,但絕不是絕對的或確定的。這種知識,包括事實、理論和法律,是可以改變的[28]。


  化學史具有體現科學知識的暫時性的功能,以氧化還原理論建立的化學史為例來進行討論,對于氧化還原理論的建立分為3個階段,18世紀末,拉瓦錫提出的燃燒氧化學說,以得失氧的角度來理解氧化還原反應理論;19世紀中期,由于化合價概念的建立,氧化還原反應理論從化合價的角度來理解;20世紀初期,由于成鍵電子理論的建立,氧化還原反應從電子的得失或偏移的角度來理解[29]。從氧化還原反應理論建立的化學史可以看出,科學知識是可靠的并且是經久的,但不是永久的、絕對的,而是暫時的。教師在講氧化還原反應這章節時,借助氧化還原反應理論建立的化學史,讓學生了解氧化還原反應原理并不是一蹴而就的,而是通過長達百年的時間逐漸演進的。體會科學知識雖然在一段時間內可靠而持久,能解釋自然界中的很多現象,但不是絕對的或確定的,隨著時間的推移,人類的認識逐漸提高,相應的科學知識也逐漸變化。


  3討論


  國外很多研究證明運用科學史能夠提升學生對科學本質的理解,化學史是科學史的分支,有效利用化學史也能增進學生對科學本質的理解。2017年版的新課程標準非常重視化學史和科學本質,明確提出應注重發揮化學史的作用,使學生從學科本源上把握化學核心概念發展中所蘊含的學科思想觀念,從而增進學生對科學本質的理解[30]。2017年版的新課標情境素材建議中的相關化學史能夠承載科學本質的不同方面,例如原電池的發現能夠承載科學本質中的科學知識的經驗性;電離理論的建立能夠承載科學本質中的科學定律和理論的區別;核外電子運動模型的歷史發展能夠承載科學本質中的科學知識的創造力和想象力;玻爾與愛因斯坦的爭論能夠承載科學本質中的科學知識的理論負荷;人工合成氨和青蒿素的提取能夠承載科學本質中的科學知識的社會和文化的嵌入性;原子結構模型的歷史、氯氣的發現等能夠承載科學本質中的科學方法的多樣性;氧化還原理論建立的史料能夠承載科學本質中的科學知識的暫時性。2017年新課標重視“素養為本”的教學,倡導情境素材的運用,化學史是情境素材相當重要的一部分,有效地利用化學史不僅可以增進學生對科學本質的理解,還可以培養學生的化學學科核心素養。

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