首页 理论教育 用优秀化学家的品格给学生以人文精神和科学精神的熏陶

用优秀化学家的品格给学生以人文精神和科学精神的熏陶

时间:2022-03-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:在化学教学中,教师要善于挖掘学科中有利于学生人文精神塑造与培养的因素,用人类优秀的文化遗产陶冶、教育学生,促进自然科学与人文科学的融合、渗透,塑造学生的人文精神和科学精神。其实,优秀科学家对青少年的教育、影响并不仅仅在于他们科学研究上的成就,更在于他们在科学研究工作中表现的崇高气质、卓越品格和科学精神。

在化学教学中,教师要善于挖掘学科中有利于学生人文精神塑造与培养的因素,用人类优秀的文化遗产陶冶、教育学生,促进自然科学与人文科学的融合、渗透,塑造学生的人文精神和科学精神。

在化学发展的历史进程中,涌现出许多优秀的化学家。他们为了科学事业的发展、为了国家和民族的利益,在化学研究与化学科技的发展、创新上孜孜不倦地探索,做出了重大贡献。在化学教学中应该让学生了解化学家的光辉成就和高尚精神,让学生受到优秀化学家们雄浑博大的崇高气质的感染,得到教诲和启发,获得人文精神的陶冶。

[案例9-6]用“稀土之父”徐光宪[1]的榜样教育学生

在有关“物质结构”和“稀土元素”的教学中,教师都会介绍我国化学家徐光宪先生。徐光宪是北京大学化学系教授,中国科学院院士。多数教师向学生讲述徐光宪先生的事迹,都强调他在物质结构和稀土元素分离中的成就,介绍他率先编写了高等学校《物质结构》教科书,是中国的“稀土之父”,但很少介绍他的崇高气质、卓越品格和科学精神。其实,优秀科学家对青少年的教育、影响并不仅仅在于他们科学研究上的成就,更在于他们在科学研究工作中表现的崇高气质、卓越品格和科学精神。

仅从徐光宪先生研究稀土的一些事迹,就可以说明他为什么会受到人们的敬仰,为什么会在科学技术研究和创新中做出卓越的贡献。

自从1951年回国以来,搞量子化学出身的徐光宪,三次为了国家的需要改变研究方向:转向配位化学,再到放射化学,直到最后的稀土化学。

1972年,52岁的徐光宪为了国家急需的重要战略资源,被称为“工业维生素”的稀土元素化合物的生产,第三次因为国家需要而改变自己的研究方向,“半路出家”,接受了一项紧急军工任务——分离稀土元素中性质最为相近的镨和钕,而且分离的纯度要求很高。我国有着世界上最大的稀土资源储备量,但由于稀土分离工艺、生产技术一直被国外少数厂商垄断,成为高度机密,直到20世纪70年代,还只能向国外廉价出口稀土原料,然后高价进口高纯度稀土产品。

徐光宪知道,镨和钕两种元素比孪生兄弟还要像,分离难度极大。但是他说,世界最大的稀土资源国,却只能进口高纯度稀土产品,我们再不能受制于人了,再难也要上。

在广泛了解国外资料后他发现,国外学界也尚未很好解决分离镨和钕的问题。最先进的法国罗地亚厂,能够用萃取法分离其他稀土,可是分离镨、钕仍要用传统的生产速度慢、成本高的离子交换法。在无先例可循的情况下,徐光宪决定立足于基础研究,着眼于国家目标,不跟外国人跑,走自己的创新之路,挑战萃取法分离的国际难题。

萃取技术要达到极高的纯度要求,必须要经过上百次的萃取分离,将每次分离的成果串联起来,才能达到99%以上的纯度。这是极为烦琐的串级萃取工艺过程。如何把串级萃取理论真正应用于大规模工业生产,是一个大难题。

在繁复而漫长的稀土萃取工艺实验阶段,不仅要解决种种技术难题,还须面对我国的稀土分布很广、各地的原料组成不同的困难。为从理论研究入手开辟创新之路,徐光宪和他的助手们白天做烦琐的串级萃取工艺“体力劳动”,晚上做理论研究“脑力劳动”。一周工作80个小时,没有节假日。工夫不负有心人,他们终于从串级萃取工艺实验中提取数据,建立了包含100多个公式的数学模型,创建了“稀土萃取分离工艺一步放大”技术,发现了“恒定混合萃取比规律”,建立串级萃取理论,使原本繁难的稀土生产工艺“傻瓜化”,能直接应用到实际生产中。1978年,徐光宪的科研成果在国有工厂里无偿推广。从此,法国、美国和日本在国际稀土市场的垄断地位被打破,我国实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、出口大国的飞跃,成功改写了国际稀土产业的格局,形成了“China Impact”(中国冲击)。直到今天,他的研究成果依然是我国稀土工业的基础,保持着世界领先地位。

在化学研究发展的历史上,还有许许多多为化学科学的发展做出伟大贡献的化学家。他们淡泊名利、献身于科学的无私奉献精神,锲而不舍、甚至不惜牺牲自己的健康也要攻克科学难关的毅力,是宝贵的精神财富。在中学化学教材中介绍了几位举世闻名的科学家,实际上还有其他许多优秀的科学家,他们光辉而悲壮的科学研究历程,值得教师结合化学教学作介绍,用他们的科学精神和高贵品质教育、影响学生。

例如,在化学元素的发现史上有许多感人的故事,其中氟元素的发现是化学元素发现史上,参加人数最多、危险最大、工作最难的研究课题。1768年德国化学家马格拉夫(A. S. Marggraf,1709—1782)发现氢氟酸,1886年法国化学家莫瓦桑(H. Moissan,1852—1907)制得单质氟,期间历时118年之久。为此,不少化学家在实验中损害了健康,甚至献出了生命,谱写了一段极其悲壮的化学元素史。结合元素化合物发现史实的介绍,可以让学生了解到化学发现和化学科学发展的艰难历程,感受到科学家为科学事业前仆后继、锲而不舍的执着精神。

【注释】

[1]“稀土之父”徐光宪. 人民日报海外版,2013年6月14日

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈