摘　要：科学教育发展的主要趋势是科学教育与人文教育的融合。化学教育是科学教育的重要组成部分，在实施全面的化学教育的诸多途径中，化学史教育是非常有效的途径之一。本文通过对英国纳菲尔德化学教材中的化学史的编排特点及其教育功能的介绍，希望给予我国中学化学教材编写者以启示---教材中的化学史可以被创设成一种教学情境，促进学生掌握化学知识；作为人文教育的文化背景；引导学生重视科学过程，培养学生的科学素养。

关键词：化学史　人文教育　科学素养　情境教学

科学教育的目标中最重要的是培养学生的科学素养。要培养学生的科学素养，仅仅依靠给学生传授科学知识体系是远远不够的，还需要科学史、科学社会学、乃至一般人文学科的影响与熏陶。科学教育中融入史学教育，既营造了学生学习科学知识的氛围，又提供了学生学习科学知识的平台，因此重视科学史教育是全面实施科学教育的重要途径。

那么什么是科学史呢？美国著名科学史家G.萨顿（George Sarton,1884～1956）曾经这样为科学史下定义：“如果把科学定义为系统化的实证知识，或者看作是在不同时期、不同地点所系统化的这样一种知识，那么科学史就是这种知识发展的描述和说明。”简而言之，科学史是人类在长期社会实践活动中，关于自然知识的系统的历史描述。化学史是科学史的一个重要分支，是人类在长期的社会实践活动中，对大自然的化学知识的系统的历史的描述，它是从化学发展的历史角度，对化学科学孕育、产生和发展过程的动态论述。其结构是由化学发展的规律、化学概念、学说、理论的提出、发展和演变、化学家的业绩及其科学思想和科学方法等组成的内容体系。

我国著名化学家傅鹰（1902～1979）曾经说过：“化学可以给人以知识，化学史可以给人以智慧。” 在中学化学教学中，把化学史渗透于知识教学中，对提高学生学习化学的兴趣、培养科学精神与科学态度、训练科学方法以及加强爱国主义教育等等都是十分必要并且具有深远意义的。英国朗文出版社出版的纳菲尔德化学教材（Nuffield Co-ordinated Science Chemistry）是在英国纳菲尔德—切尔西（Nuffield-Chelsea）课程基金会资助下，由安德鲁.亨特任主编，以问题中心编写模式即以社会生产中的实际化学问题为中心来组织编排知识的一套化学教材。该教材一个很突出的优点就是将化学史、化学知识、科技发展、人文与社会生活知识有机地融为一体。本文拟对其独特、合理的化学史编排特点及其教育功能做以介绍。

一、纳菲尔德中学化学教材中化学史的编排特点

（一）化学史内容丰富，编排合理

纳菲尔德化学教材内容选材贴近学生生活，全书由绪言（Introduction）、数据部分(Data Section)和6个主题单元构成，分18章。6个单元的主题分别是：C1原始物质；C2物质的应用；C3生活中的化学品；C4化学能量转换；C5土壤和农业；C6周期表、原子及化学键，体现STS教育思想的内涵，能使学生深刻体会到化学的发展对人类生活和社会进步所起的巨大作用。

教材中所编排的化学史分布在全书的11章中（见表1），涵盖面非常地广泛，跨越年代久远，既包含古代化学史，也涵盖近现代化学史；既介绍英国本国的化学史，也涉猎到世界化学史。从化学史内容层面的选择来看，涉及到的既有化学家的生平事迹以及他们所做的研究工作的历史，还有在某一领域的化学工业的发展历史；既介绍化学物质、化学理论、科学方法的发现、发明历史，还介绍与化学学科息息相关的医学、生物等领域的发展史。化学史内容可以分为以下几类：（1） 常识性介绍或轶闻趣事的，例如，诺贝尔奖的介绍和伦敦皇家学院等；（2）化学工业的发展历史，例如，英国古老的铝工业的历史、英国古代、近现代染料工业的发展史及合成氨工业的发展等；（3）化学基本理论的建立或发现的化学史，例如，拉瓦锡的“元素”说和道尔顿的“原子学说”、戴维和法拉第对于电解的研究、门捷列夫对于元素周期表的研究等；（4）与我们日常生活联系比较紧密的物质的发现历史和体现与化学学科有密切联系的其他方面的发展史，例如，阿斯匹林的发现、医学中化学疗法的专家介绍等等。

表1 纳菲尔德中学化学教材中的化学史及其编排

所属章节	主要内容	呈现方式
绪言	诺贝尔奖的介绍	插图，附文字说明
绪言	凯库勒的梦，凯库勒式的结构	插图，课文主体文字
第一章 化学元素 第二节 元素什么时候被发现？	拉瓦锡的“元素”（实际为化合物）说，道尔顿的“原子学说”	插图，课文主体文字
第四章 化学物质和岩石 第二节 铝怎样从岩石中制得？	英国古老的铝工业的历史	插图，课文主体文字，地图
第四章第三节 盐为什么如此重要？	电解什么时候被发现？	插图，课文主体文字
第五章 材料和结构 第四节 为什么NaCl与Na、Cl是不同的？	法拉第的电解研究	插图，课文主体文字附文字说明
第五章 第六节 我们是怎样发现物质结构的？	Lawence Bragg用X射线探测物质结构，他的父亲发明了X射线衍射仪	插图，引文，课文主体文字
第八章 聚合物 第二节 我们怎样用聚合物？	改变天然高分子，由Parkesine→赛璐珞→乙酸纤维的历程	插图，课文主体文字
第九章 家庭化学 第二节 我们怎样识别胶体？	布朗运动简介	课文主体文字
第十一章 染料和染色 第一节 染料是什么？	人们使用古老的天然染料的历史	插图，引文，课文主体文字
第十一章 第三节 合成染料什么时候被发现的?	英国的珀金（Perkin）怎样首先合成染料并且用于工业生产的历史	插图，引文，课文主体文字
第十一章 第四节 为什么现代染料发展的如此之快？	英国近现代染料工业的发展历史	插图，图表，课文主体文字
第十二章 药箱中的化学 第三节 阿斯匹林的发现	阿斯匹林的发现历史	插图，课文主体文字
第十二章第五节 什么是化学疗法？	介绍内科医生和化学疗法专家Dr Jane C.Wright	插图
第十四章 电池 第一节 电池是怎样被发现的？	电池的发现历史和最初的电池	插图，课文主体文字
第十六章 肥料 第一节 我们为什么需要肥料？	1842年John Lawes建立实验基地调查肥料对庄稼的效能	插图，图表，课文主体文字
第十六章 第二节 化学怎样解决氮肥问题	哈伯（Fritz Haber）与博施(Carl Bosch) 在合成氨工业中所做的贡献	插图，课文主体文字
第十七章 周期表 第一节 周期表是怎样发现的？	周期表发现的历史以及门捷列夫遗留的问题最终得，到解决的过程	插图，图表，课文主体文字

纳菲尔德化学教材中化学史内容十分地丰富， 编排也非常合理，极具特色。例如：该教材首先在绪言中介绍诺贝尔奖，告诉学生诺贝尔奖是用于每年奖励给那些在物理、化学、医学、文学、和平进步方面做出贡献的人。而在教材后续内容中将曾获得过诺贝尔化学奖的化学家依次介绍。其合理性体现在：教材把诺贝尔奖的介绍放在最开始可以告诉学生化学学科在诺贝尔奖中占有一席之地，说明化学学科的重要性，再通过介绍获得诺贝尔奖的化学家，可以激发学生学习化学的兴趣，激励学生献身化学事业的勇气和科学精神。

（二）化学史内容呈现方式多样化

纳菲尔德中学化学教材中的化学史的呈现方式是多种多样的（见表1），主要有课文主体文字、引用科学家在他们的著作中的引文、图片和必要的文字说明。其中课文主体文字是化学史的主要呈现形式，其优点是易引起学生的注意，采用了叙述的方式，明确地表达出化学史的事实，让学生对某一化学史问题有一个清晰明了的认识和了解；该教材引用科学家在他们自己著作中的引文，其优点是增加真实性，可以让学生体会到科学家在当时的心情，就像是在讲他们自己的往事，娓娓道来。

该教材中用来配合教材主体文字表现化学史内容的插图也是异常丰富的,化学史内容中的插图可分为七类：人物肖像照片、资料照片、实物照片、图画、结构模型图、表格、地图等（见表2）。插图的优点是增加趣味性、说服力，不用过多的文字去说明它，充分达到了图文并茂的效果，甚至以图代文，其言语溢于言表，传神之效妙不可言。每幅插图都美观大方、生动形象，反映化学史的主题，符合学生的年龄特征和认知规律。

表2 纳菲尔德中学化学教材中有关化学史插图统计 

呈现方式	数量	举例
人物肖像照片	9	道尔顿、Lawrence Bragg、霍奇金（Dorothy Hodgkin）、门捷列夫
实物照片	24	诺贝尔奖章、戴维做实验的仪器、Bragg的X射线分光计
资料照片	8	拉瓦锡的《元素概论》中的元素目录、道尔顿的化学元素表示方法目录
图画	23	戴维为公众做化学报告、18世纪在法国染坊中工人在染丝织品
结构模型图	10	苯的结构式、阿斯匹林的发现历史的一系列结构式、X射线分光计的模型图
表格	2	一个成功的新型染料特征图表等
地图	1	古老的英国铝工业在英格兰西北地区冶炼铝厂的位置和Whiteby(英国地名)的位置
总计	77

在反映某一主题的化学史时，图片的表现形式是多种多样的。我们以第四章“化学和岩石第三节-盐，为什么如此重要？”这一节为例。教材的编写顺序是先简单介绍戴维的生平，然后介绍戴维的成长过程及其他对科学的主要贡献。教材先用主体文字介绍了在1800年电解被发现的过程及戴维（Humphry Davy）首先运用电解方法发现了新元素这一历程。接着教材仅仅用了9幅图片，简洁的文字说明把戴维的成长历程与工作介绍得清清楚楚，包括他在小的时候就对化学很感兴趣，在19岁时在他的小阁楼上开始化学研究，并且于1801年到了伦敦皇家学院等一系列事件。 这9幅图片的呈现方式有人物肖像照片（戴维的肖像）、资料照片（戴维的笔记）、实物照片（戴维用过的做化学实验的仪器等）、图画（戴维在公众做化学报告）。这些图片可以让学生了解到一个活生生的化学家的形象，图片惟妙惟肖，学生就像是在看连环画一样，符合学生的认知规律。在课文的主体文字部分还曾不止一次的提到了英国的最高科学研究殿堂──伦敦皇家学院，这无疑对学生的影响将是巨大而深远的。

（三）化学史内容古代与近现代衔接紧密，体现科学技术的发展历程

化学史是化学科学方法的产生、形成和发展及其演变规律的反映，纳菲尔德化学教材在介绍某一主题的化学史时，重视古代化学史与近现代化学史的联系，并注重两者之间的衔接。

例如，在“染料和染色”这一章中，教材首先介绍远古时代人们使用天然染料的历史。“在古代，染料是从植物和动物体内提取出来的。植物是最大的天然染料的来源。”接着教材又介绍了近现代合成染料的历史。“首先由珀金（William Perkin）于1856年制得合成染料。”然后教材又介绍了“为什么现代染料工业发展的如此之快？” 教材这样编排让学生对 染料工业发展从古代到现代的历史有一个非常清晰的了解。这样编排可以培养学生在对待某个历史时期的科学家或科学技术事件时，不会孤立地去分析和评价，而是放在当时的历史时代和氛围中进行分析，使学生理解，在某一时代、某位科学家在科学领域中所做出的贡献或在某一时期在科学领域中的新技术发展，只是代表在当时那种情况下最先进的科学技术，我们不能妄加评论它是否先进或落后，而应该把它放在整个人类历史的长河中去分析它，只有这样，我们才能了解科学技术发展的历程，体会到科学技术是在向前飞速发展前进的，理解科学的本质。

教材同时介绍了染料工业发展的过程中的难题及伴随着难题的解决促进了现代染料工业的迅速发展的情况。通过这种方式让学生了解现代染料工业发展的最前沿动态，知道现代染料工业还存在一些问题，让学生知道化学领域中还有许多实际问题需要解决、技术有待开发，要靠他们以后去实现，从而培养学生的科学责任感。

二、纳菲尔德中学化学教材中的化学史的教育功能

（一）加深学生对科学本质的认识，培养学生的科学素养

尽管“科学素养”这一概念至今尚未达成共识，但各种定义勾画出的大致轮廓是比较明晰的，包括科学知识、科学过程与方法、科学精神、科学态度、情感与价值观，以及科学、技术与社会的关系等方面。许多西方发达国家在科学教育改革中都认为：理解科学的本质是科学素养的重要组成部分。

纳菲尔德化学教材充分利用化学史丰富的内涵，通过大篇幅的主体文字和生动有趣、丰富的图片来描绘化学家们的科学探究过程、所采用的研究方法和他们成功、失败的经验教训、勇于探索、大胆创新的科学态度、坚持实践、百折不挠的科学精神，使学生在阅读中理解科学的本质,培养学生的科学素养。它通过化学物质、化学理论、科学方法的发现与发展的历史向学生说明：科学是可知的；科学理论是变化的；科学知识的持久性；科学不能为所有问题提供全部答案；人类认识自然、发现真理需要特定的方法和手段。从化学家的生平事迹以及他们所做的研究工作的历史向学生展示：科学需要证据；科学是逻辑与想象的结合；科学能进行解释和预见；科学家需要明辨是非，避免偏见；科学不奉行独裁主义；科学是一项复杂的社会活动；科学分为不同学科，在不同机构中研究；科学研究中有普遍接受的道德规范；科学家在参与公共事物时，既是专家又是公民；科学态度的核心是“实事求是”。例如教材在介绍科学家劳伦斯（Lawrence Brag）时，不仅向学生介绍了测定物质结构的方法，而且介绍劳伦斯和他的父亲在研究过程中，批判一些科学家的错误观点，得到了许多科学家的帮助，最终用X射线探测出了许多结构复杂的物质的结构，并于1915年获得了诺贝尔奖这一艰难过程。通过这段史料表现出劳伦斯父子对科学真理不懈追求的科学精神、科学态度以及他们在做科学研究的过程中所体现出的科学方法。同时教材用劳伦斯自己的语言对科学观点做了论述：“ 灵感的到来是因为一个人了解来自某一领域的一块知识，恰巧这时又了解了来自同一领域的另一块知识，在某些时候，这两块知识相撞就会产生一个新的想法（灵感），在我的事业里，灵感可以带给我一个三倍的机会。”“在科学上一个错误的理论也是非常有价值的，比没有这一理论要好得多。”这番话语精辟表达出科学家的科学观点 ，这对学生在以后的科学研究过程中，树立正确的科学观，加深对科学探究的认识都有一定的促进作用。

（二）对学生进行人文教育

完善的科学教育应该重视人文文化的传承。中国科学院杨叔子院士在论述人文精神的重要性时说过：“德、智、体等诸方面同科学教育与人文教育紧密相连，无法分割。没有科技，如何做事？没有人文，如何做人？科学与人文，是一个实现高度完美的双翼。” 将人文文化引入理科教材，增加了科学的人文价值，丰富了科学教育中人文教育的素材，对于提高学生的人文素养，使学生获得理性的、情感的、精神的、审美的、体格的等多方面健全的发展，最终成为一个既能创造生活又能享受生活，既懂得尊重他人又善于实现自我的具有完美个性的人有不可替代的作用。

纳菲尔德中学化学教材中的化学史的选材体现了浓厚的人文色彩，选入的化学家与化学事件不是孤立于社会之外，而是作为科学发展的背景与社会生活息息相关。学生在阅读教材时，既是学习科学知识，同时也是一种文化体验。例如教材在介绍电解时，就将化学家戴维 小时侯的逸事、遭遇的不幸，逐渐成长起来的故事作为素材。小戴维学习非常不努力，并且时常在学校惹一些麻烦，但对铜和锡的用途以及怎样用铜和锡来制物件很感兴趣，在他15岁时，他的父亲死了，他就离开了学校，毅然挑起了家庭的重担，来养活他的妈妈和其余的四个孩子，19岁时就在他的小阁楼上开始做化学实验等。虽然这些情节在内容中不占据重要地位，但从教材对戴维生平介绍的寥寥数语中，我们就可以看出，戴维在小的时候就是一个孝顺的、有责任心的好孩子，同时也能了解到英国社会的各个方面。文字情节虽少，但可以让学生从另一侧面学习到科学家身上的优良美德，教育效果不言而喻。

教材在“化学岩石” 和“染料和染色”这两章，介绍了英国古老的炼铝工业和首先制得合成染料的历史，这都可以激起英国学生对自己国家的热爱和自豪情感，作为一种精神动力，激励他们在投身自己国家建设事业中勇往直前。

（三）创设情境，在情境中掌握化学知识

自20世纪80年代以来，情境认知已成为一种能提供有意义学习并促进知识向真实生活情境转化的学习理论。基于情境认知与情境学习的理论研究和实践模式的开发越来越受到人们的关注。情境教学就是在教学过程中，教师为学生提供各种真实的学习环境，让学生在与现实经验关系密切的条件下进行学习，以便学生将抽象的概念及其在现实世界中的应用有意识的联系起来，达到更佳的学习效果。

纳菲尔德化学教材将化学史内容穿插在化学知识中，为学生营造了一个生动、有趣，基于学生生活与社会文化的学习氛围。其方式有：（1）给出背景知识，以化学史为背景，渗透化学知识。例如在第四章“化学与岩石”中“铝怎样来自岩石？”这一节中，教材先说明铝是英国最早制得的纯化学物质，接着介绍了17～18世纪铝的重要的用途--做染羊毛织物的媒染剂及古代制铝的工业过程。教材设置这种背景知识，使学生在人文情景中了解英国古代制铝的历史，又主动建构了铝的化学知识。（2）创设问题情境，变抽象难懂的知识为具体的、易理解的知识。例如在第十四章中，教材介绍了意大利科学家卡尔文（Galvani）在偶然的情况下发现死亡的青蛙在有闪电时，腿部肌肉会发生抽搐，提出疑问。接着描述了意大利科学家伏特（Volta）重复做了卡尔文的实验，经过两年的研究得出了新理论──当两种不同的金属触摸潮湿的物体并把它们连接起来时，就会产生电流，引起动物肌肉的抽搐，后来伏特于1800年发明了电池。通过创设电池是怎样发现的问题情境，让学生既知道了电池发明的历史，又懂得了不易理解的抽象的知识。（3）努力创设“生活”情境，从与学生日常生活联系较紧密的经验出发，使学生感受化学学科用途的广泛性。例如在第十二章“-药箱中的化学”这一节中介绍-阿斯匹林是怎样发现的，教材先介绍英国人爱德华（Edward Stone）首先从柳树皮中提取出了水杨酸，由于它的酸性对口腔、胃有刺激性，后来变成了水杨酸钠，接着霍夫曼（Felix Hofman）发现了一种简单的方法对水杨酸的结构进行了修改，变为乙酰水杨酸钠即阿斯匹林，它是一种有效的缓解疼痛并且没有刺激味道的药品。教材通过创设一个与学生联系非常紧密的阿斯匹林是怎样发现的问题情境，使学生在这个氛围中轻松愉快地掌握了一些较难理解的有机化学知识。

三、纳菲尔德化学教材的编排特点带给我们的启示

纳菲尔德化学教材通过大量化学史料的介入，为化学这门学科增加了生动性、趣味性，学生在化学史所创设的情境中，更易主动建构知识、全面认识科学本质，提高科学素质，得到人文文化的熏陶，值得我们借鉴。

首先，该教材中的化学史内容无不与人文教育紧密的联系在一起，虽然该教材是理科教材，但其中的化学史内容处处都能体现出人文精神。同时，化学史内容配合主题文字而附加的大量内容丰富、形式不一的插图中，无不体现出化学的内在美感，其中有一些还是画家所创作的非常美妙的艺术作品，使学生在理科教育中同时感受到了艺术精神的美。研究表明，科学家对科学的热爱往往源于对科学产生的兴趣。同样，兴趣也是学生学好化学的直接动力。纳菲尔德化学教材中的化学史内容生动有趣，语言带有感情色彩、富有感染力，使学生置身于化学发现和发明的情境和过程中，和化学家一起经历矛盾、困惑、惊讶、甚至失败的体验，感受猜测、想象的欢乐，使学生能从中品尝到科学研究、探索的乐趣，无疑可以唤起学生浓厚的学习化学、探索化学的兴趣，从而富有创造性地学习和研究化学。同时，该教材中还介绍了一些化学发展史上的轶闻趣事，也是唤起学生探求兴趣的好素材。

其次，纳菲尔德化学教材通过详实的、丰富的化学史料穿插渗透，培养学生的科学素养。纳菲尔德化学教材在介绍科学家时，并不是泛泛而谈，只简单介绍他们在这一领域内都做出了哪些贡献，而是详细地介绍科学家的科学研究的历程。这是该教材的一个最大优点──重视科学过程。学生可以了解到科学家在探索科学的过程中的详细情节，可以激发学生的科学情感，对他们努力学习科学知识起着远景动机的作用；可以培养学生的科学态度，学习科学家们实事求是、严肃认真、一丝不苟、谦虚谨慎的品质；可以培养学生形成科学的研究方法，这一手段是学生获得化学知识和以后做科学研究的重要工具。

我们希望通过对英国纳菲尔德化学教材中化学史的编排特点及其教育功能的介绍，对我国中学化学教材的编写能起到借鉴作用。

参考文献

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