第一节 化学教育的发展分期

一、近代化学与化学教育

近代化学的形成，化学史界一般认为，应从 1661 年波义耳（Robert

Boyle，1627—1691）的名著《怀疑派化学家》发表算起，经过 18 世纪的罗

蒙诺索夫、普利斯特里、社勒、拉瓦锡，直到 19 世纪初道尔顿等人的努力， 方才形成系统的科学。这是在医药化学的基础上，经过几代人的探索、研究的过程和结果。

从波义耳明确给出元素的科学概念到拉瓦锡（AntoineL.Lavoisier， 1743—1794）推翻燃素说确立燃烧理论的氧化说；从拉瓦锡到道尔顿（John Dalton，1766—1844）建立科学的原子论体系；以及阿伏加德罗（Amedeo Avogadro，1776—1856）确立分子学说到 1869 年门捷列夫（Дмитри йИ.Meнлеев，1834—1907）发现元素周期律，为数众多的化学家以他们的睿智创新、探求真理的科学精神及严谨治学、坚持实践的治学风范为化学做出了卓越贡献。

从波义耳到拉瓦锡，这一时期可称之为“实验化学”或“定性化学”时期。波义耳在他青年时期就自己建立了实验室，孜孜不倦地致力于实验研究。他认为实验和观察才是形成科学思维的基础，并强调实验是最好的老师，化学必须依靠实验来确定自己的基本定律。他首先用实验检验了古代哲学家亚里士多德的“土、水、气、火”四元素说和医药化学家认为万物都是由盐、硫、汞以不同的比例构成的“三元素说”。波义耳认为，确定哪些物质是元素，哪些物质不是元素，其唯一的手段是实验。他在科学界第一次提出了科学的元素概念：“元素乃是具有确定性质的、实在的、可觉察到的实物，是不能用一般的化学方法再分解为简单的物体的实物。”1他运用实验手段确定了金、银、汞、硫这些物质是元素，并以元素这一定义将单质与化合物、混合物区分开来。波义耳从理论上解决了当时化学所面临的一系列问题。恩格斯明确指出：“波义耳把化学确立为科学。”②

波义耳把严密的实验方法引进到化学研究，并在实验的基础上进行理性概括。他认为化学主要是从事自然现象的理论解释，不应当把它看做是一种制造贵金属或有用药物的经验技艺，并明确提出：应该把化学看成一门独立的科学，化学应为其自身的目的去进行研究，而不仅仅是从属于医学或炼金术。化学研究的目的在于认识物体的本性，从而需要进行专门的实验，搜集所观察到的事实。波义耳还极力主张研究方法的改革，既重视运用严密的实验方法，又很重视理性思考的作用。例如，对物质成分和纯度的测定、物质的相似性和差异性的研究，对大量的显色反应和沉淀反应进行系统分类等

¹ ①袁翰青、应礼文合编，化学重要史实，北京：人民教育出版社，1989 年版，第 25 页。

② 恩格斯著，于光远等译编，自然辩证法，北京：人民出版社，1984 年版，第 28 页。

等，把当时的定性分析实验归纳成一个系统，创立了分析化学以及定性实验归纳法的基础。应当说，波义耳为使化学方法从准实验方法发展到以定性实验归纳法为代表的经验方法阶段奠定了基础。

波义耳还是一位善于演讲的哲学家和英国皇家学会的栋梁。在自然科学教育尚不被社会所重视的时期，以波义耳为代表的一批科学家正是以他们的科学研究实践和著述、演讲等为科学教育的发端、奠基做出令后人永志不忘的贡献。因为，早期化学家的科学研究实践与教育实践活动多是融合在一起而展开的。他们的助手和演讲的“听众”，从一定意义上讲，也是他们的学生。英国学者福尔斯（G.Fowels）曾写道：有关（化学家）演讲的文章，总是与化学教育联结在一起的。对某些最好的实验的描述，有时会编入教材， 有时还会出现在学会会长的教育思想和致词、演讲、论证的报告以及专题论文里。这些文章很少编辑成书，大多散见在难以找到的期刊中。①

17 世纪中叶以后，欧洲陆续成立的科学研究机构和团体，对科学及化学

教育的发展起到了很大的推动作用。如 1666 年成立的法国巴黎科学院、1700 年普鲁士成立的柏林科学院等，在当时都是科学研究的中心，也是各学派大师育人和推动科学教育发展的中心。尽管捷克著名教育家夸美纽斯（Johann A.Comenius，1591—1670）于 17 世纪已率先提出了对全体儿童进行广泛的普通教育及实施班级授课制的先进主张，并自编过一本包括天文、物理、化学、动物、植物以及人类学等一些科学知识因素的《物理学概观》，还亲自担任中学高级班的物理学教学工作。英国唯物主义思想家培根

（FrancisBacon，1561—1626）也早就主张学校里应当讲授自然科学。但是， 因为受当时学校课程设置历来重文轻理的限制，波义耳时代的化学教育仍局限于少数人研究学问、交流研究成果及在学会组织的演讲会等这样小规模的范围之中。

这种状况，到了拉瓦锡时代，已发生了很大的变化。拉瓦锡就读于以科学教育著称全法国的马札兰学校。当时卢埃尔（Guillaume F.Rouelle，1703

—1770）的化学实验讲演、广博的化学知识和娴熟的实验技能使拉瓦锡沉醉其中，这种早期的化学教育引导拉瓦锡最终走向化学研究的探索之路。

1768 年，拉瓦锡以他的科学研究论文和卓越才华被选进巴黎皇家科学院。拉瓦锡把天平作为衡量化学反应质量变化的标准，确立了质量守恒定律。由于拉瓦锡在化学定量研究方面的巨大贡献，故被人们誉为“定量化学之父”。拉瓦锡奠定了计算化学的基础，是化学反应方程式计算的启蒙学者。拉瓦锡最大的贡献是推翻了禁锢化学界约百年的燃素学说，建立氧化理论， 从而引起了化学领域的一场革命。拉瓦锡强调实验是认识的基础，重视在实践基础上进行理论思维，并运用以量求质的定量研究方法。这些方法论原理对于治学育人都是永葆青春活力的宝贵财富。恩格斯曾指出：“在化学中， 燃素说经过百年的实验工作提供了这样一些材料，借助于这些材料，拉瓦锡才能在普利斯特列制造出来的氧中发现了虚幻的燃素之真实的对立物，因而

抛弃了全部的燃素说。但是燃素说者的实验结果完全不因此而被排除。相反地，这些实验结果仍然存在，只是它们的表述形式被倒过来了，从燃素说的语言翻译成了现今通用的化学的语言，并且至今它们还一直保持着自己的有效性。”①

从拉瓦锡到道尔顿（John Dalton，1766—1844）这一时期，是定量分析方法迅速发展的时期，被人们称为“定量化学”的发展时期。而道尔顿则把化学带入了另一个新的发展时期。

1803 年 10 月 21 日在曼彻斯特文学哲学学会会议上，道尔顿作了题为“论水和其他液体对气体的吸收”的报告，宣读了他制订的第一张原子量表，首次阐明了他的原子论观点。②1808 年，道尔顿的最重要著作《化学哲学新体系》第一册出版，这册包括原子理论的主要论点和实验证明；第二册于 1810 年出版，第二册分述了当时已知元素的化学性质及二元化合物的组成和性质；第三册补充了一些实验结果，出版于 1827 年，重点论述了金属的氧化物、硫化物、磷化物以及合金等性质的规律性，对原子论的思想作了进一步发挥。

道尔顿的原子论为化学开辟了从搜集材料到整理材料并进而认识物质结构的一个基本层次——原子的科学道路。恩格斯指出：“化学中，特别感谢道尔顿发现了原子量，已达到的各种结果都具有了秩序和相对的可靠性， 已经能够有系统地、差不多是有计划地向还没有被征服的领域进攻，可以和计划周密地围攻一个堡垒相比。”①“化学中的新时代是随原子论开始的（所以，近代化学之父不是拉瓦锡，而是道尔顿）”。②

道尔顿研究问题的典型方法包括：一是通过严密的观察、搜集事实、进行类比，直到得出一般规律；二是随后用设计好的实验来检验或征询同行学者的意见，汲取他们的经验。这种研究方法在道尔顿发现分压定律和倍比定律的过程中得以运用，取得显著成效。道尔顿还具有极为活跃的想象力，例如把原子符号化、图式化。他克服了患色盲症的生理缺陷的障碍，自制仪器， 坚持实验，搜集实验数据，深邃思考，从而获得了异乎寻常的洞察力，使他得以抓住由实验提供的线索，运用科学的理论思维去把握原子的存在和运动，从而引向原子论体系的建立。

上述史实表明，在学校教育课程中未开设化学课程以前，化学家的科学研究实践及其著述的出版，同时也为化学教育的开端和发展作出了贡献。

化学教育于 18 世纪末叶，首先进入法国和德国大学的化学、药学实验室里，19 世纪末叶，英美和欧洲大陆各国始将化学列入中学教学计划之中。

① 恩格斯著，于光远等译编，自然辩证法，北京：人民出版社，1984 年版，第 51 页。

② 廖正衡主编，中外著名化学家传略，长春：吉林教育出版社，第 129 页。

① 恩格斯著，于光远等译编，自然辩证法，北京：人民出版社，1984 年版，第 199、275 页。

② 恩格斯著，于光远等译编，自然辩证法，北京：人民出版社，1984 年版，第 199、275 页。

这样方得以在基础教育阶段对儿童、少年实施化学教育。这一教育体制上的重大举措为化学教育的发展和普及开创了必需的社会条件。