科学发展史中批判性思维的作用和习得途径

doi:10.3866/PKU.DXHX201903010

摘要/Abstract

摘要：

科学理论的革新需要科学家具备较为全面的批判性思维。以科学发展史中"燃素说"的推翻和"元素周期律"的提出为例，阐述了批判性思维技能和习性在其中的重要作用，尝试开发以科学史实为素材的批判性思维的习得途径。

Abstract:

Scientific theory innovation needs scientists who have comprehensive critical thinking. Taking the history of science of phlogiston and periodic law of elements as an example, this paper expounds the role of the critical thinking skills and habits, and tries to develop the way for acquisition of critical thinking from the history of science.

Key words: Critical thinking, History of science, Phlogiston, Periodic law of elements

顾晔. 科学发展史中批判性思维的作用和习得途径[J]. 大学化学, 2019, 34(7): 109-116.

Ye GU. Role and Ways of Learning Critical Thinking in the History of Science[J]. University Chemistry, 2019, 34(7): 109-116.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX201903010

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2019/V34/I7/109

图/表 7

表1

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参考文献 12

1	Monk M. ; Osborne J. Sci. Educ. 1997, 81, 405. doi: 10.1002/(ISSN)1098-237X
2	彼得·费希万; 诺琳·费希万; 爱格尼丝·蒂瓦里; 费利克斯·尤恩. 北京大学学报(哲学社会科学版), 2009, 46 (1), 61.
3	Facione, P. A. Critical Thinking: A Statement of Expert Consensus for Purposes of Educational Assessment and Instruction; California Academic Press: Millbrae, CA, 1990; pp 7-19.
4	岳晓东. 教育研究, 2000, (8), 65.
5	林德宏. 科学思想史, 第2版南京: 江苏科学技术出版社, 2004, 171.
6	林德宏. 科学思想史, 第2版南京: 江苏科学技术出版社, 2004, 174- 175.
7	Peter, A. F.; Sánchez, (Giancarlo) C. A.; Facione, N. C.; Gainen, J. J. Gen. Educ. 1995, 44 (1), 1.
8	罗清旭. 清华大学教育研究, 2000, 21 (4), 81.
9	吕林海; 张红霞; 李婉芹; 万东升. 远程教育杂志, 2015, (5), 54. doi: 10.3969/j.issn.1672-0008.2015.05.007
10	任长松. 课程·教材·教法, 2014, 34 (11), 52.
11	迈耶尔的周期表. (2013-07-08)[2018-04-13]. https://en.m.wikipedia.org/wiki/History_of_the_periodic_table#/media/File%3APeriodic_table_Meyer_1864.png
12	门捷列夫的第一份元素周期表. (2016-03-01)[2018-05-22]. https://en.m.wikipedia.org/wiki/History_of_the_periodic_table#/media/File%3ADmitry_Mendeleyev_Osnovy_Khimii_1869-1871_first_periodic_table.jpg

年代	国别	科学家	实验方法和结果	经分析、推理得出结论
1673	英国	波义尔	在敞口甑中加热2盎司(56.7 g)锡，封瓶后加热焙烧，然后冷却并截掉瓶口。结果：重量增加12喱(0.7776 g)	增加的12喱是“从火对金属作用得到的”，燃烧是物体与“火微粒”化合的过程
1703	德国	斯塔尔	研究了波义尔的实验，比较全面地研究燃烧现象	物质燃烧时有易燃元素逸出——燃素，空气是带走燃素的媒介物，燃素离不开空气
1773	瑞典	舍勒	磷在密闭空气中燃烧，变为磷酸酐。发现容器内空气体积减少了1/5	占1/5的气体是能助燃的有用空气，或称活空气。设想释放出的燃素穿过玻璃壁跑出去了。磷酸酐一定比磷轻
1774	英国	普利斯特里	用直径30 cm的聚光镜对氧化汞加热，搜集到一种气体，它能使物体燃烧更旺	氧化汞产生的气体是脱燃素气(dephlogisticated air)，燃烧一段时间后，变成了燃素化气体

	实验内容	实验结论
实验1	重做了波义尔的煅烧金属的实验，不仅称了金属的质量，还称了整个容器的质量，确认煅烧前后总的质量不变	金属的增重等于容器内空气的减重
实验2	重复了普利斯特里的加热氧化汞实验，并使汞又变成氧化汞，原来减少的约1/6的气体又重新产生出来	找到了灰渣中包含的空气中的“某种气体”
实验3	重复了舍勒燃烧磷的实验，仔细地称了磷酸酐的重量，发现空气重量的减少恰恰等于磷酸酐的增重	弄清了密封容器内空气与燃烧物重量的变化

年代	科学家	规律或理论
1829	德博莱纳	将54种元素中的15种归入“三素组”
1862	尚古多	把62种元素按相对原子质量大小的顺序标记在螺旋上升的线上，化学性质相似的元素都出现在同一母线上
1864	迈耶尔	同一类各元素的原子量差数相近；原子量与原子体积关系的曲线图
1866	纽兰兹	八音律，相似元素的号数差是7的整数倍

元素分组	元素1原子量	元素2原子量	元素3原子量	元素1、3原子量均值
碱金属	锂6.94	钠22.99	钾39.10	(6.94 + 39.10)/2 = 23.02
碱土金属 (原子量待核实)	钙40.1	锶87.6	钡137.3	(40.1 + 137.3)/2 = 88.7
成盐元素 (卤素)	氯35.470	溴78.383	碘126.470	(35.47 + 126.47)/2 = 80.470
成酸元素 (氧族元素)	硫32.239	硒79.263	碲129.243	(32.239 + 129.243)/2 = 80.741

[1]	郭霖, 隋坤艳, 胡浩, 王久兴, 王逸凡, 张小艳, 彭乔虹, 随欣. 高分子化学教学中几个似是而非的问题——学生批判性思维、问题转换能力及文献查阅意识的培养[J]. 大学化学, 2021, 36(8): 2009004 - .
[2]	章慧. 旋光理论量子力学诠释的先驱——莱昂·罗森菲尔德[J]. 大学化学, 2021, 36(6): 2008054 - .
[3]	欧阳小清, 张春艳, 潘蕊, 阮婵姿, 吕银云, 翁玉华, 董志强, 彭淑女, 李华敏, 许振玲, 任艳平. “trans/cis-[Co (en)₂Cl₂]Cl配合物的制备及其光谱鉴定”实验教学实施结果与探讨——培养学生批判性思维的典型案例之一[J]. 大学化学, 2021, 36(3): 2006069 - .
[4]	吕银云, 阮婵姿, 张春艳, 潘蕊, 许振玲, 任艳平. 对“Co²⁺鉴定”实验的再认识——批判性思维教育的最好案例之一[J]. 大学化学, 2020, 35(9): 89 -95 .
[5]	袁宁. 元素周期律的共同发现者：尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔[J]. 大学化学, 2019, 34(12): 8 -12 .
[6]	任艳平,吕银云,董志强. 在基础化学实验教学过程中如何培养学生“想”的意识——以“经典合成实验”教学为例[J]. 大学化学, 2018, 33(9): 55 -61 .
[7]	冯清. 在化学类通识教育课程中开展“课堂辩论”对大学生能力培养的探索与实践[J]. 大学化学, 2018, 33(11): 70 -74 .
[8]	周春生,邸友莹,陈三平,杨奇,谢钢,高胜利. 从另一个角度处理“原子结构”内容的尝试[J]. 大学化学, 2016, 31(11): 28 -36 .