学科教育论文-化学史中科学精神的探析.doc

学科教育论文-化学史中科学精神的探析化学史不仅忠实地记录了化学科学的孕育、产生、发展过程和演变的规律，而且它以不可代替的独特方式积累体现了人类精神文明的优秀成分，是科学精神最集中的载体。学习化学史对高校学生人文道德的提高与智力的发展可以起到同等重要的促进作用。科学精神是在科学发展的历程中，科学界逐渐形成的一些传统规矩、指导原则，这就是科学精神，是贯穿于整个科学发展历程中的具有普遍意义的意识，是人们在从选题到应用的全部科学活动中的所采取的态度。科学精神作为促进科学活动的精神动力，其内涵包括：求真务实的精神、竞争协作的精神、继承创新的精神、敬业献身的精神等等，随着科学的发展和社会历史条件的变化，这些精神不断丰富、不断拓展、不断向社会渗透、辐射而成为一种时代精神。本文仅从化学史的角度对这几种精神做如下探析：1求真务实的精神科学是以求真务实为天职和灵魂的，科学的本征也表现在它坚持真理这一品格上。一代代科学家正是坚守着求真务实的品格，才越来越多地认识了周围的种种真实存在和客观规律。19世纪3040年代，格罗夫、焦耳、迈尔、赫姆霍兹等科学家，在不同的国度、不通信息的情况下差不多同时关注能量与质量的相互关系，各自进行观察、实验、分析，却得出了大致相同的结论。1828年德国的维勒首次用无机物合成了尿素，使人们信奉百年之久的“生命力论”受到冲击，当维勒将成果报告给他的老师、化学权威贝采里乌斯时，却受到了老师的极力反对，但维勒用古希腊大学者亚里士多德的千古名句“吾爱吾师，吾更爱真理”道出了他对真理的挚爱和虔诚，他以大量事实证明了自己理论的真理性，并将“生命力论”扫出了历史舞台。科学研究以客观实践活动为基础，凭科学事实立论，以科学实验为检验理论正确与否的标准。1911年英国化学家卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子结构的“行星式模型”，而他的学生玻尔将普朗克的量子论和爱因斯坦的光子说引入了原子模型，提出了著名的玻尔原子模型，并得到了实验的验证，正因为这一点，卢瑟福不但不反对，反而顶住种种压力亲自推荐其论文发表，并勇于修正自己的论点，还鼓励玻尔继续研究，以完善新理论，充分表现出卢瑟福唯事实、唯真理是从的大科学家风范。求真与务实在具体的科学过程中是统一的，那就是实事求是的精神，它是科学之所以是科学、科学区别于宗教迷信和伪科学的唯一标准。前苏联的勒伯辛斯卡娅声称用人工方法培育了“活细胞”；朝鲜金凤汉宣布发现了“经络小体”，但他们的结果都经不起实践的检验。就科学而言，实践标准指的是科学实验，科学实验必须遵循一套严密的程序和规范。如某“特异功能大师”声称从2000km以外的广州乃至大洋彼岸的美国“发功”到北京某实验室，竟然改变了放射性物质的衰变率，该实验据云有教授级的科学家参加、有精密的仪器设备、有设计、有数据、有分析、有结论、有报告，被称为“高层次”、“突破性”实验，但却经不起科学实验的检验，如没有遵循起码的“双盲”准则，完全不属于科学意义上的事实。所以科学活动中的“眼见为实”与实践标准有着本质的区别：前者是肤浅的经验论，后者是马克思主义的命题。2竞争协作的精神科学在追求真理和创新的历程中，向来充满竞争，“并逐曰竞，对辩曰争”，竞争是科学发展的重要动力。20世纪50年代，鲍林、威尔金斯和沃森、克里克等人为揭示dna的结构曾展开了激动人心的“双螺旋竞争”。桑格、鲍林、佩鲁斯、肯德鲁等人也曾为解开蛋白质结构之谜进行过紧张的角逐。人类对纷纭浩淼的自然界的认识是一个复杂的过程，通过不同观点、不同学派的交锋，人类的认识才会由浅入深、由表及里、由片面到全面，才能愈来愈接近真理，对同一事物从不同角度、用不同方法去研究，有利于将问题引向深入，有利于更深刻地揭示其规律，有力地促进科学全面地发展。在有机化学结构理论的初期，核团学说与二元论的争论、一元论与二元论的争论引发了取代学说和类型论的提出。18世纪末意大利的加法尼与伏打之间的“蛙腿之争”，使伏打电池研制成功，并由此引发了电动势的研究，为电化学诞生奠定了基础。19世纪末，德英科学家之间关于阴极射线本质的“波动说”和“粒子说”持续争论了几十年，以克鲁克斯为代表的德国学者普遍认为阴极射线是一种带负电的电磁波；而英国学者们则认为阴极射线是一种粒子流。1894年汤姆逊用实验证明了阴极射线是带负电的粒子，即“电子”，似已结束了此争论，但1924年法国的德布罗意又提出了微观粒子波粒二象性的假说，使人们更深刻地认识了微观粒子的运动规律和原子的内部结构。不同观点和学派的自由竞争可以激发人们探索真理的积极性，使研究充满活力和生气，谁经受不住竞争熔炉的锤炼，谁就会被淘汰，这种无情的压力所带来的动力是巨大的，它导致了人才的脱颖而出，也“在相当广阔的范围内培植进取心、毅力和大胆首创精神”。如：沃森和克里克在“双螺旋竞争”时只是30岁左右名不见经传的小人物，而对手鲍林、威尔金斯等是卓有成就的大科学家，但他们不惧怕权威，坚持自己的观点，最后在竞争中成为分子生物学的开创者。科学上任何形式的学阀作风和以行政手段压制别人观点的做法都是与科学精神相违背的。19世纪中叶，法国的杜马因年青化学家罗朗和日拉尔提出了与自己观点不同的理论，便横加指责，并对他们进行人身侮辱、压制和排挤，导致两位科学家英年早逝，也极大地妨碍了科学的发展。在科学还是个人或少数人活动的“小科学”时期，许多发明和创造可能是个人或少数人的行为；现在科学已发展到国家规模乃至国际规模，科学研究的日趋复杂、学科间的相互渗透日益明显，单靠一个人、一项专长已难有所作为，需要依靠集体的智慧和力量去完成。所以“现在科学的大规模性，面貌一新且强而有力，使人们以大科学一词来美誉之。”化学史上团结协作、日臻进益的例子举不胜举。20世纪60年代我国几十位化学家共同努力，完成了含有51个氨基酸的结晶牛胰岛素的全合成。1975年诺贝尔化学奖获得者、澳大利亚的康福斯与生物化学家普杰克长达20年的紧密合作，共研究出了13个反应的立体化学机制，并因此双双闻名于世。美国化学家穆尔和坦斯终生合作，硕果累累，并由于对核糖核酸化学结构和催化活力的研究成果共获了1972年诺贝尔化学奖。纵观诺贝尔化学奖百年获奖历史，在19011930年间共颁奖26次，授奖28人，其中合作获奖的只有1929年英国的哈登和瑞典的奥伊勒.凯尔平1项；19311960年间共颁奖26次，授奖35人，其中7项为合作授奖；19612000年间共颁奖40次，有69人获奖，其中19项为合作授奖。当代科学前沿重大课题，小至粒子大到浩瀚宇宙，复杂至生物基因重组，都愈来愈成为全人类的共同问题，成为时代的课题，例如要解决环境、资源、人口等问题，更要求跨国界的科学共同体通力合作。正如爱因斯坦深刻指出：“不管你们喜欢不喜欢，科学是，而且永远是国际的。”3继承创新的精神江泽民在1995年全国科学技术大会上的讲话中指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”科学作为一种精神生产，与物质生产的最大区别就是它不能重复生产老产品，必须不断创造新产品。提出新理论、解决新问题、探索新领域、得出新成果，这是科学的本质表现，也是衡量科学有无价值和价值大小的尺度。科学历来着重“首次”、“第一”，在科学史上充满了为“优先权”而展开的激烈争论，这也是科学的创新要求所引发的一道独特的风景线。科学的怀疑精神是创新的前提，它对于现有的认识都要问一个为什么？看看是否真的有根据？根据是否充分？如何寻求更新的突破大量事实证明：怀疑批判的头脑是科学家的另一个“重要仪器”。近代化学奠基人波义耳如果没有敢于怀疑的精神，就不可能促成化学从医药和炼金术中剥离出来成为一门独立的学科。雷利、巴拉尔如果不对研究中的异常现象产生怀疑，就不可能发现元素氩和溴；而李比希和维勒却由于没有用怀疑的眼光去审视已观察到的异常，才使他们与发现元素溴和钒失之交臂。拉瓦锡正是由于不盲从、敢于怀疑，才打破了统治化学界百年之久的“燃素说”，掀起了一场史无前例的“化学革命”；而普里斯特列和舍勒虽先于拉瓦锡发现了氧气，但他们囿于传统的束缚，竟使“真理从鼻尖溜走”。科学是一个知识累积、智力接力的过程，雏凤清于老凤声，后人能够超越前人，是因为站在前人的终点起跑，所以继承是创新的基础。居里夫人是在伦琴发现x射线和贝克勒尔发现铀放射线的基础上发现镭的，所以贝克勒尔于1903年与居里夫妇共享了诺贝尔奖；居里夫人的女儿伊来纳、女婿约里奥也正是继承和发展了母亲对人工放射性的研究，才测定了放射性元素的半衰期和进行放射性的