奇思破常规:促进教育科研发展——元素周期律的发现给我们实验教学的启示

元素周期律是俄罗斯化学家门捷列夫最初发现的。1 8 6 5年, 门捷列夫在彼得堡大学教授无机化学, 当他准备着手编写无机化学教科书《化学原理》时, 面对那些杂无章的元素, 他不知如何排列为好。于是他开始对前人所做的大量实验事实进行验证、分析和概括, 经过四年的努力仍无头绪。门捷列夫爱玩纸牌, 有一天他突发奇想, 别出心裁地想把当时已知的6 3种元素制成纸牌来“玩一玩”, 他剪出了6 3张卡片, 在每张卡片写上元素的名称、符号、原子量和主要性质, 把元素扑克牌按原子量大小进行排列, 进行反复地排列比照, 惊奇地发现有几处都是每隔7个元素又出现一个与这个元素性质十分相似的元素。按照这一启示, 门捷列夫终于发现元素的性质是按原子量的大小在作周期性的重复, 这就是著名的元素周期律的最初发现。

元素周期律揭示了元素之间内在的本质规律, 它是科学家们研究化学的指南。门捷列夫发现元素周期律有其偶然性又有其必然性, 作为高校实验教师的我们, 应该从中有所思, 有所悟, 有所得。

一, 在科学发展的过程中, 任何一种发现都是科学技术日积月累、后积薄发的产物, 积累丰厚的理论和实践知识是变“奇想”为现实的坚实基础, 每个“奇想”变为现实都历尽艰辛, 经受过严峻的考验。元素周期律的发现和其他规律的发现一样, 也是经历了一个艰辛的历程。早在19世纪初, 世界各国的科学家就对已发现的各种元素之间的联系进行了各种探索和研究, 相继提出了“三元素组”、“螺旋图”、“六元素表”、“八音律”等等。到门捷列夫发现元素周期律时, 各种探索竟有几十起之多。真是八仙过海, 各显其能。他们积累了许多研究资料, 虽然当时看起来杂乱无章, 但却给门捷列夫提供了丰富的资料, 况且从“三元素”到“八音律”也是一步一步向真理逼近, 为门捷列夫发现元素周期律开辟了道路。门捷列夫正是在汲取了这些“营养”之后, 再结合自己的研究成果, 才产生用扑克牌排列元素进而发现元素周期律的灵性。当他在俄罗斯化学会邀请的各方专家专门学术讨论会上, 用他那副奇特的扑克牌向专家们演示他的发现时, 受到的却是人们的冷嘲热讽。但如门捷列夫没有气馁, 也没被外界强大的舆论所吓倒, 他坚信自己的判断, 以惊人的毅创新发现

力继续他的“扑克牌”实验, 共改正了铟、铍、铂、钛、铈、铀等元素的原子量, 预见了“类硼”等11个元素的存在。直到1875年法国科学院布瓦博德明发现新元素镓并证明元素周期律的正确后, 门捷列夫的元素周期律才在科学界引起了极大的震动, 连他的老师齐宁也亲自登门谢罪。可见, 每一项发明和创造, 每一个新科技的发现, 都是经过无数科学家前赴后继地研究和探索, 在长期的实验和摸索中不断积累经验, 当知识日积月累到一定程度而产生的。所以, 积累丰厚的理论和实践知识是变“奇想”为现实的坚实基础, 在此基础上, 个别科学家的某些灵性或“异想天开”, 则成了新科技的催生剂, 加快了新科技的诞生, 有时竟成为新发现的关键所在。新生事物从出世到被认可, 也大都经历了风风雨雨, 但真理终归是真理, 真金不怕火炼, 事实胜于雄辩。

二, 我们在进行正常的实验教学和研究的同时, 不光要努力汲取前人所积累的经验和知识, 还要突破传统思维的束缚, 到多维空间去遨游, 不断攀登科技新高峰, 不断征服大自然的未知领域。门捷列夫用其特殊的“扑克牌”解开了元素周期律的奥秘, 不仅仅是偶然性, 它是人类知识日积月累的必然产物。门捷列夫在吸收利用前人积累的大量的研究资料的同时, 并不为所谓的“三元素组”、“八音律”的条条框框所束缚, 勇于探索、“异想天开”、大胆创新, 坚持真理, 经过长期不懈、持之以恒的努力, 历尽千辛万苦才揭开了元素周期律的“面纱”。我们应该承认, 人类知识的领域是有限的, 这正是我们要不断探索与追求新知的前提。自然界、人类社会和科学领域, 到处都隐藏着奥秘, 而对新知孜孜不倦的探索与追求, 乃是人作为智慧生物的天性, 也是人类文明进化的动力。面对无数个尚待破解的科学之谜, 我们作为高校实验教师, 应该在总结自己实验教学经验的同时, 努力学习科学知识, 不断提高自己的科学素质, 增长创新才干, 打破传统条条框框的束缚, 各抒其才、各展其能, 在神秘的科学领域里尽情地遨游, 经过不懈努力, 才能把“奇想”变为现实, 不断有所发现、有所创新、有所成就。

三, 做为高校的教育工作者, 门捷列夫的发现更应给我们以启迪。奇思破常规, 促进科研发展。我认为, 在我们平常的实验教学工作中, 一定要彻底改变传统的实验教学模式, 不断进行实验教学改革, 由封闭型实验教学逐渐转向开放型实验教学, 这是形势发展的趋势, 也是历史的必然。古代学者韩愈写道:“师者, 所以传道、授业、解惑也。”现代教师, 不光应具有现代教育观念和掌握现代教育技术, 还应会合理使用多种教育模式进行教学。不能只关心传道、授业、解惑, 还应注重引疑、启智和创新, 在日常的实验教学过程中, 要寓教育于学习之中、于竞赛之中、于娱乐之中, 充分启发学生的思维, 开发他们的视野, 挖掘他们的潜力。当代大学生思维活跃、好奇心强, 易发奇想, 指导老师要在严格管理操作规程的前提下, 认真对待学生提出的每一个问题。这样, 学生善于动脑子, 发现问题, 提出问题。利用先进的仪器设备, 经过试验, 起到抛砖引玉的效果, 使科研人员茅塞顿开, 发现一些难题的解决办法, 这样集思广益, 就会带来一些发明和创造。人类的好奇心是促进人类文明和科技发展的原动力, 促使人类不断的发现, 不断的提出新的问题并且一个又一个的解决它们。历史上的许多发明和创造都从当时认为不可思议的奇想中得到启示的。所以我们在日常的实验教学和科研工作中, 不仅要充分吸收前人的经验和精华, 还要充分相信自己的聪明才智和“奇想”, 突破常规, 大胆探索, 勇于创新。目前, 高校中许多新兴学科的诞生, 也引导人们的思维方式、方法和解决问题手段的更新, 如果我们解放思想, 不拘一格地去研究、去探索, 也许会有意想不到的收获。所以我们要教育学生不光要学习、接受现成的东西, 还要学会利用自己的主观能动性去思考和想象, 充分发挥青年学生好奇心强的优点, 提倡学生多提问题、多发现问题, 提供一切条件帮助、锻炼他们自己想办法去解决问题, 给学生以展示、锻炼、表现、提高自我的舞台, 激发他们的学习兴趣和积极主动性, 以创新的思维方式, 培养学生的科学素质, 培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力, 使他们在未来的科学探索中有所发现、有所创造。

摘要：门捷列夫在吸取前人经验和知识的基础上, 不拘一格, 大胆创新, “异想天开”, 利用排列扑克牌的方法发现了元素周期律。他坚持真理, 不屈不挠, 历尽艰险, 最终变“奇想”为现实。从中我们应该有所思, 有所悟, 有所得。

关键词：元素周期律,实验教学改革,创新,发现