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化
学
在化学教学新课改中渗透人文教育
——改进元素周期律的教学案例
和平区
张春艳
天津市第十七中学
学科：化学
联系电话：81193099
在化学教学新课改中渗透人文教育 ——改进元素周期律的教学案例
[内容摘要] 在高科技占主导地位的现代社会里，过分重视科学教育直接导致在教育中只注重知识技能的传授，而忽视学生人文精神的培养。令人欣慰的是，我国在新课程改革中明确提出把培养具有科学精神和人文精神的人才作为课程的目标，因此论文旨在通过改进元素周期律的课堂教学来研究如何渗透人文教育。
在以科学技术为主导的现代社会中，科学教育占据了教育的核心地位，导致学生只注意科学知识的学习，忽视了思想道德的建设，从而现代社会的发展迫切呼唤人文教育与科学教育的融合。
人文教育的最根本目标是培养人文精神，科学教育的最根本目标是培养科学精神。从本质上说，科学教育和人文教育都是人性化、教养化的教育，两者所追求的目标是一致的。从表面上看，科学主真，人文主善、美，然而从本质上分析，科学与人文的真善美应该是相互渗透的。首先，科学从一开始就包含着人类对善和美的追求，譬如科学本质上就包含着对愚昧、邪恶和迷信的否定；其次，科学的宗旨在于造福人类，实现人在自然中的价值，无论是科学表述、科学概念、还是科学理论、科学体系，都存在着一种抽象的、冷峻的美，它反映了人类对自然的和谐与韵律的深刻把握。可见在对科学教育的追求中同样体现着人文教育的价值取向。反之，在对人文教育的追求中也包含着科学教育的价值取向。因而两者互相渗透，共同构成完整意义上的教育。所以，培养真善美统一的完满人格，便是教育的终极目标，也是科学教育与人文教育融合所要求的。
以元素周期律的教学为例，笔者通过随堂听课发现，在教学中教师往往过多地重视这部分知识的掌握和应用且通过习题加以强化，而对理论的发现、论证、假设等包含人文教育的内容很少提及，这种教学直接导致了学生在知识技能方面的片面发展。
下面就从如何培养学生创造力的角度，谈谈在元素周期律的教学中如何渗透人文教育。【传统教学中的不足】
元素周期律这部分内容比较抽象，要转化为学生头脑中的认识规律有一定的困难，在传统的教学设计中也存在着许多不足之处值得反思。
第一，对“周期性”的剖析不够透彻，在观察核外电子层的排布、原子半径、化合价的变化规律时只重视横向之间的变化，但忽视了纵向的变化，也没有提出整个周期表中各横行之间的螺旋式上升的变化规律，即量变引起质变的哲学观点。第二，对元素周期律和元素周期表的意义这一部分的教学，一般采取的方法是学生阅读和教师简单讲授相结合，没有分析元素周期律的发现历史，不利于培养学生的科学思维的方法。第三，没有为学生创设亲自体验的机会，致使学生可能认为目前课本中所使用的元素周期表是唯一的表现形式，这样的教学束缚了学生的创造力。【改进后的教学设计】
针对传统教学设计的不足，在改进后的教学设计中，我们侧重于强调科学认识方法对理论发现的指导意义，使教学能够体现出元素周期律的科学意义。并在此基础上，让学生主动参与周期表的设计，从而找到一套适合自己的科学认识方法。
主要从以下三方面入手：
第一，元素周期律观念的形成。为了使学生对元素周期律的理解不应只定位在周而复始的重现上，而应充分体现“周期性”。
首先，在指导学生观察元素周期表时，要求学生观察元素周期表的每行、每列中各元素的原子结构和化学性质如何变化，行与行之间怎样变化。例如，学生在观察原子半径的变化时会发现，同一行中原子半径逐渐减小，同一列中原子半径逐渐增大，因而得出结论：行与行之间表现出来的变化趋势将是螺旋式周期性变化。
接着，在这种对“周期性”定位的基础上，用同样的方法继续讨论化学性质的周期性，得出元素周期律。在这样的教学设计中，学生认识了量变引起质变的哲学观点，同时为学生对元素周期表的“再创造”奠定了坚实的基础。
第二，元素周期律的发现。对于元素周期律对元素周期表的指导意义的教学，从介绍门捷列夫编制元素周期表的过程入手，让学生发现科学认识方法的指导意义。门捷列夫发现元素周期律的进程可以分为几个阶段：
（1）问题的产生。门捷列夫在编写教材中的碱土金属时，不知Mg应该和Ca、Sr、Ba为伍，还是应该和Zn、Cu、Hg为伍，认为化学元素缺少严整体系。
（2）存在的困难。对已发现的63种元素的相对原子质量和种种基本性质编制卡片、试排，由于相对原子质量的测定不太准确，从而遇到了很多困难。
（3）坚持真理就是胜利。门捷列夫的成功在于对元素周期律的深信不疑。门捷列夫当时是按原子量编写元素周期表的，当发现少数元素原子量数据与其化学性质不匹配，破坏了元素周期律
时，他果敢地判断原子量数据有误。例如，当时化学家都认为铟（In）的原子量是76，介于砷（As，原子量75）和硒（Se，原子量79）之间，门捷列夫根据In的物理及化学性质认为不合适。因为若将In排在As之后，就将In列入第Ⅵ族，不但与它的性质不符，而且其他元素的新位置也有悖于元素周期律。其中，Se被挤到第Ⅶ族，而原在第Ⅶ族的Br、I被推到第Ⅰ族（当时稀有气体尚未发现），可以看到变换了位置的所有元素化学性质与所在族的其他元素都不相同，所以将In列入第Ⅵ族就完全破怀了元素的周期性。这样的否定用现在的周期表很容易理解，但当时由于发现的元素尚少，元素周期律对元素周期表的指导意义尚不明确的背景下，门捷列夫用他坚信的元素周期律推测铟的原子量应是114，则In应在Cd（原子量113）和Sn（原子量118）之间，而且这个位置与In的物理及化学性质完全相符。后来经过事实验证，证明门捷列夫的主张是正确的。[1]
（4）大胆推测新元素的存在。当门捷列夫发现已知元素的原子量发生中断，元素性质也发生跳跃性变化时，他就大胆推断尚有未被发现的元素，并在周期表中给它们留下空位。例如，他基于原子量和元素性质的跳跃性（Ca与Ti之间，Zn与As之间），果断地在周期表中留下了3个空位。被预言的这三种元素在1875年（镓，Ga）,1879年（钪，Sc），1886年（锗，Ge）依次被发现。这种从局部的和不完全正确的结果得到全部的和正确的结论，这个结论不但清楚地总结以往，而且正确地揭示未来，这就是门捷列夫的成就。
通过这样的教学，能很好地渗透方法论的教育，门捷列夫建立元素周期性理论时运用了比较的方法，即将纵向比较与横向比
较结合起来形成了周期性理论体系。学生也可应用比较法进行学习，从多个维度去考虑问题，使知识结构化，网络化。这种科学的认识方法对于深入学习元素周期律具有重要的指导意义，它可以引导学生将自己对元素“周期性”的认识以图表的形式表现出来，同时为周期表的“再创造”奠定了基础。
第三，帮助学生认识到目前广泛使用的元素周期表充分体现了元素“位置、结构、性质”三者之间的关系，进一步启发学生对其提出怀疑，此阶段的教学实际上就是引导学生应用已有知识，在有关方法论的指导下去创造性地绘制元素周期表。当然我们仅仅要求学生画出大致的图表，对副族元素没有做过高要求。结果学生通过不同的表现形式绘出了各种各样的元素周期表，并在彼此的交流中对元素周期律有了更深的认识。教学设计通过改进，使学生更积极、主动地参与到知识的形成过程中来，并且大胆地将所学知识有机结合，既加深了学生对元素周期律的认识，同时也培养了学生的创造力。【教学效果反馈】
笔者采用了对比实验的方法，目的是为了检验渗透人文教育的教学效果。结果显示实验班的学生对元素周期律和元素周期表的认识明显加强，从而激发了学生学习化学的兴趣，培养了学生的创造力。
对于元素周期律的教学改进，笔者重新设计教学案例的目的主要是使学生懂得只有当自己真正的参与到知识的形成过程中，才能提高自己对科学的认识，运用方法论帮助和指导今后的学习。这也是人文教育的根本目的。
参考文献：
[1] 江玉安．实践课程新理念的一种探索[J]．化学教育，2004（3）：25
