1 历史论文的写法最重要的是确定主题,根据主题列出写作提纲,根据历史论文的指导思想和总体思路,使用所掌握材料,有计划的依次成文。文章以提纲为构架却不为提纲所割裂,它应是史事完整、气势贯联,浑然一体的一个整体。写好历史论文要注意以下问题:(1)力求寓理论于叙述之中,做到史观与史料的有机联系与内在统一。要既防止空洞理论而缺少史实,流于社会学公式,又要防止堆砌史料,无理论分析。更要力避史论、史料两张皮,我们要从实际情况出发,引出规律性、找出事物的内部联系。要做到这一点,就要凭客观存在的事实,详细地占有材料,从这些材料中引出正确的结论。(2)历史逻辑与语言逻辑的统一,历史论文的语言应服务于、服从于历史的真实性。要在保证史实正确、准确的前提下,讲求语法修辞。历史发展有其不以人们意志为转移的客观规律,客观的历史规律反映在人们的头脑里,用历史论文或著作表达出来,这就是历史逻辑;体现这个历史逻辑的实践,是通过运用词、句、文章的语言文字手段来完成的。但,“史实真、道理正”占第一位,“文章好”居第二位,要重视历史论文的语言、文辞方面的质量,但不能因词害义,本末倒置。在内容真实丰富的基础上,要充分发挥语言文笔的风采。这样,才能成功地达到言以声其心之所得。(3)文章要通畅、质朴、简洁,在史学文章里,为了能“真实、凝练、生动”地表达人、事,也可以适当地“文白兼用”或所谓“
历史小论文写作要领
一、立论。
立论就是确定历史小论文的中心论点。
即作者赞成什么,反对什么,歌颂
什么,批判什么。
或对某一历史人物、历史事件表示自己的观点和看法。
在考虑中心论
点时应注意:
1.立论的科学性
所谓立论的科学性就是作者的观点和搜集的资料信息要有理论根据和事实依据。
即作
者的观点要符合辩证唯物主义和历史唯物主义原理,要坚持四项基本原则,要有利于社
会主义事业,讲述的史实要有依据或明确的出处,不可以想当然,更不应该凭空臆造。
只有这样的立论才有价值。
2.立论的前卫性
立论的前卫性就是超前意识。
立论要新,就是要写没有人写过或很少有人写过的题材。
这就要求学生对近几年的学术动态应该有大致的了解,以免撞车,还有人云亦云之嫌。
3.立论的指导性
立论的指导性又称立论的实用性。
论文出来是给别人看的,作品要能给读者以启迪,
对读者有所帮助、有所鼓舞、有所收获。
这就是我们通常所说的
“古为今用,洋为中用
”这就是论文的价值。
如果有人反其道而行之,去歌颂义和团运动的盲目排外,或者为反
面人物歌功颂德,这类文章即使写得再好,也是不可取的。
二、命题论文的中心论点决定以后,给论文定一个新颖、明确、有吸引力的题目,用
来表达文章主题是十分重要的。
从某种意义上说,论文的命题比论文写作更难。
1.题目要新
在重视科学性的前提下,论文命题要新,要有创意,切忌平淡无奇,要力争做到语不惊人死不休。
2.题目要奇
命题要奇,不是指搞文字游戏或故弄玄虚,而是要用科学的态度,实事求是的态度为
自己的论文命题,以达到文章能引人入胜的效果。
3.题目要小
历史论文题,宜小不宜大。
特别是刚刚学习写作的中学生更是不要选大题目,选大题
目的结果不是大而空,就是大而乱。
想把文章写得面面俱到,却往往因为自身能力和水平限制会一面都不到。
三、布局
1.开头、结尾好的开头,是成功的一半
”论文开头十分重要,第一段应该力求开门见山,直接接触
主题,明确地提出自己的观点,赞成什么,反对什么。
最好还要有点悬念,引起读者的
注意和追求。
结尾要提纲挈领,发人深思,余味无穷。
所以有些有经验的作者在论文的
开头和结尾上是很下功夫的。
2.编写提纲
论文写作提纲是文章的设计方案。
首先提出论点(包括总论点和分论点),然后提出
论据。
论据包括历史史实、名人名家论述。
最后是明确的结论。
至于有几个分论点,引
用哪些论据,先写什么,后写什么,一般视作者自身习惯而定。
如果有必要,或文章篇
幅较长,也可以加上小标题,以求取得一目了然的效果。
四、定稿
历史小论文的写作,包括起草、修改、定稿三个步骤。
起草就是写初稿,要深思熟虑,一气呵成。
修改时,要对史料、观点、语言一一检查,
以提高文章的质量。
还可以征求老师和同学的意见,对文章加以补充,最后定稿。
与其他论文格式一样,写一些史实就行了
历史小论文写作要领 一、立论。立论就是确定历史小论文的中心论点。即作者赞成什么,反对什么,歌颂什么,批判什么。或对某一历史人物、历史事件表示自己的观点和看法。在考虑中心论点时应注意: 1.立论的科学性 所谓立论的科学性就是作者的观点和搜集的资料信息要有理论根据和事实依据。即作者的观点要符合辩证唯物主义和历史唯物主义原理,要坚持四项基本原则,要有利于社会主义事业,讲述的史实要有依据或明确的出处,不可以想当然,更不应该凭空臆造。只有这样的立论才有价值。 2.立论的前卫性 立论的前卫性就是超前意识。立论要新,就是要写没有人写过或很少有人写过的题材。这就要求学生对近几年的学术动态应该有大致的了解,以免撞车,还有人云亦云之嫌。 3.立论的指导性 立论的指导性又称立论的实用性。论文出来是给别人看的,作品要能给读者以启迪,对读者有所帮助、有所鼓舞、有所收获。这就是我们通常所说的“古为今用,洋为中用”这就是论文的价值。如果有人反其道而行之,去歌颂义和团运动的盲目排外,或者为反面人物歌功颂德,这类文章即使写得再好,也是不可取的。 二、命题论文的中心论点决定以后,给论文定一个新颖、明确、有吸引力的题目,用来表达文章主题是十分重要的。从某种意义上说,论文的命题比论文写作更难。 1.题目要新 在重视科学性的前提下,论文命题要新,要有创意,切忌平淡无奇,要力争做到语不惊人死不休。 2.题目要奇 命题要奇,不是指搞文字游戏或故弄玄虚,而是要用科学的态度,实事求是的态度为自己的论文命题,以达到文章能引人入胜的效果。 3.题目要小 历史论文题,宜小不宜大。特别是刚刚学习写作的中学生更是不要选大题目,选大题目的结果不是大而空,就是大而乱。想把文章写得面面俱到,却往往因为自身能力和水平限制会一面都不到。 三、布局 1.开头、结尾好的开头,是成功的一半”论文开头十分重要,第一段应该力求开门见山,直接接触主题,明确地提出自己的观点,赞成什么,反对什么。最好还要有点悬念,引起读者的注意和追求。结尾要提纲挈领,发人深思,余味无穷。所以有些有经验的作者在论文的开头和结尾上是很下功夫的。 2.编写提纲 论文写作提纲是文章的设计方案。首先提出论点(包括总论点和分论点),然后提出论据。论据包括历史史实、名人名家论述。最后是明确的结论。至于有几个分论点,引用哪些论据,先写什么,后写什么,一般视作者自身习惯而定。如果有必要,或文章篇幅较长,也可以加上小标题,以求取得一目了然的效果。 四、定稿 历史小论文的写作,包括起草、修改、定稿三个步骤。 起草就是写初稿,要深思熟虑,一气呵成。修改时,要对史料、观点、语言一一检查,以提高文章的质量。还可以征求老师和同学的意见,对文章加以补充,最后定稿。
论文文献研究方法部分怎么写
论文文献研究方法部分怎么写,毕业论文对大学生是很重要的一项内容,如果毕业论文不通过就可能毕不了业了,论文的研究方法是很重要的,下面我和大家分享论文文献研究方法部分怎么写,一起来了解一下吧。
1、调查法
调查法是最为常用的方法之一,是指有目的、计划的搜集与论文主题有关的现实状况以及历史状况的资料,并对搜集过来的资料进行分析、比较与归纳。调查法会用到问卷调查法,分发给有关人员,然后加以回收整理出对论文有用的信息。
2、观察法
观察法是指研究者用自己的感官或者其他的辅助工具,直接观察被研究的对象,可以让人们的观察的过程中,可以拥有新的发现,还可以更好的启发人们的思维。
3、文献研究法
以一定的目标,来调查文献,从而获得关于论文的更加全面、正确地了解。文献研究法有助于形成对研究对象的一般印象,可以对相关资料进行分析与比较,从而获得事物的全貌。
论文研究方法最为典型的有调查法、观察法以及文献研究法,都是值得大家采用的方法。
论文写作中的研究方法与研究步骤
一、研究的循环思维方式
二、研究的路径
三、研究的分析方法
四、研究过程的设计与步骤
五、对传统研究思维模式的再思考
在我们指导研究生写论文的过程中,甚至于我们自己从事课题研究时,不禁让我们思考一系列有关研究的基本问题。例如,我们为什么要写论文?我们为什么要做研究?在我们探讨论文写作的过程中,我们是为了完成论文本身的写作,还是完成一个研究过程?写论文与做研究之间有什么联系与区别?如果论文写作应该反映一个研究过程,那么研究过程应该是什么样的?我们用什么样的方法进行研究?我们发现这些问题的解决,对指导研究生的论文写作有非常大的帮助。因此,本文就以我个人在从事教学课题研究和指导研究生完成论文中总结的一些有关研究方法与研究步骤的问题与大家交流共享。欢迎大家参与讨论。
世界上无论哪个领域都存在许多未知的事物,也存在着许多未知的规律。我们研究者的主要任务就是要不断地从大量的事实中总结规律,将之上升到可以指导实践的理论。然而理论也并不是绝对的真理,它也要在实践中不断地被修正,因此,就会有人对理论的前提和内容进行质疑,并提出新的猜想和新的思维。新的猜想和新的思维又要在实践中进行验证,从而发展和完善理论体系。我们探求未知事物及其规律就需要有研究的过程。这个过程,我们称之为研究的循环思维方式(Research Cycle)。用概念模型来表述就是[1]:
Facts —Theory—Speculation
事实——理论——猜想
上述从“事实”到“理论”,再进行“猜想”就构成了一般研究的思路。从事科学研究的人员既要侧重从事实到理论的研究过程,也同时在研究中要有质疑和猜想的勇气。而这一思路并不是一个终极过程,而是循环往复的过程。当猜想和质疑得到了事实的证明后,理论就会得到进一步的修正。
上述研究的循环思维方式就是我们通常说的理论与实践关系中理论来源于实践的过程。这个过程需要严密的逻辑思维过程(Thought Process)。通常被认为符合科学规律,而且是合理有效的逻辑思维方法为演绎法(Deduction)和归纳法(Induction)。这两种逻辑思维方式应该贯穿研究过程的始终。
另外,从知识管理角度看研究的过程,在某种意义上,研究的过程也可以被理解为,将实践中的带有经验性的隐性知识转化为可以让更多的人共享的系统规律性的显性知识。而显性知识的共享才能对具体的实践产生普遍的影响。研究者除了承担研究的过程和得出研究的结论之外,还要将这一研究的过程和结论用恰当的方式表述出来,让大家去分享。不能进行传播和与人分享的任何研究成果,对社会进步都是没有意义的。
我们认为,研究人员(包括研究生)撰写论文就是要反映上述研究过程,不断探索和总结未知事物及其规律,对实践产生影响。我们强调,论文的写作不是想法(idea)的说明,也不仅是过程的表述。论文的写作要遵循一定的研究方法和步骤,在一定的假设和前提下,去推理和/或验证某事物的一般规律。因此,对研究方法的掌握是写好论文的前提条件。
研究的路径(Approaches)是我们对某事物的规律进行研究的出发点或者角度。研究通常有两个路径(Approaches):实证研究和规范研究。
实证研究(Empirical Study)一般使用标准的度量方法,或者通过观察对现象进行描述,主要用来总结是什么情况(what is the case)。通常研究者用这种研究路径去提出理论假设,并验证理论。规范研究(Normative Study):是解决应该是什么(what should be)的问题。研究者通常是建立概念模型(Conceptual Model)和/或定量模型(Quantitative Model)来推论事物的发展规律。研究者也会用这种路径去建立理论规范。
我们认为,上述两种研究的路径不是彼此可以替代的关系。二者之间存在着彼此依存和相辅相成的关系。对于反映事物发展规律的理论而言,实证研究与规范研究二者缺一不可,前者为理论的创建提供支持和依据;后者为理论的创建提供了可以遵循的研究框架和研究思路。
针对上述两个路径,研究过程中都存在着分析(Analytical)过程,也就是解释为什么是这样的情况(Explaining why the case is as it is),而分析过程就需要具体的研究分析方法来支持。
[2]。然而,更多的学者倾向认为,定量与定性的方法问题更多的是从分析技术上来区别的[3]。因为,任何的研究过程都要涉及数据的收集,而数据有可能是定性的,也有可能是定量的。我们不能将定量分析与定性分析对立起来。在社会科学和商务的研究过程中既需要定量的研究分析方法,也需要定性的研究分析方法。针对不同的研究问题,以及研究过程的不同阶段,不同的分析方法各有优势。两者之间不存在孰优孰劣的问题。对于如何发挥各自优势,国外的一些学者也在探索将两者之间的有机结合[4]。
因此,定性分析方法是对用文字所表述的内容,或者其他非数量形式的数据进行分析和处理的方法。而定量分析方法则是对用数量所描述的内容,或者其他可以转化为数量形式的数据进行分析和处理的方法。一项研究中,往往要同时涉及到这两种分析方法[5]。定性分析是用来定义表述事物的基本特征或本质特点(the what),而定量分析是用来衡量程度或多少(the how much)。定性分析往往从定义、类推、模型或者比喻等角度来概括事物的特点;定量分析则假定概念的成立,并对其进行数值上衡量[6]。
定量分析的主要工具是统计方法,用以揭示所研究的问题的数量关系。基本描述性的统计方法包括:频数分布、百分比、方差分析、离散情况等。探索变量之间关系的方法包括交叉分析、相关度分析、多变量之间的多因素分析,以及统计检验等。定量研究之所以被研究者所强调,是因为定量分析的过程和定量结果具有某种程度的系统性(Systematic)和可控性(Controlled),不受研究者主观因素所影响。定量分析被认为是实证研究的主要方法。其优势是对理论进行验证(Theory Testing),而不是创建理论(Theory Generation)。当然,相对自然科学的研究,社会科学和商务研究由于人的因素存在,其各种变量的可控性被遭到质疑,因此,定量分析被认为是准试验法(Quasi-experimental approach)
定性研究有其吸引人的一面。因为文字作为最常见的定性研究数据是人类特有的,文字的.描述被认为具有“丰富”、“全面”和“真实”的特点。定性数据的收集也最直接的。因此,定性分析与人有最大的亲和力。恰恰也就是这一点,定性分析也具有了很大的主观性。如果用系统性和可控性来衡量研究过程的科学性。定性分析方法比定量分析方法更被遭到质疑[7]。然而,定性数据被认为在辅助和说明定量数据方面具有重要价值[8]。实际上,定性分析方法往往贯穿在研究过程的始终,包括在数据的收集之前,有关研究问题的形成、理论的假设形成,以及描述性分析框架的建立等都需要定性的分析过程,即对数据进行解释和描述等。如果遵循系统性和可控性的原则,那么定性分析方法在数据的收集过程中也有一些可利用的辅助工具,例如,摘要法、卡片法、聚类编码法等。在研究结论的做出和结论的描述方面,像矩阵图、概念模型图表、流程图、组织结构图、网络关系图等都是非常流行的定性分析工具。另外,从定性的数据中也可以通过简单的计算、规类等统计手段将定性分析与定量分析方法结合起来。
这里要指出的是,科学研究不能用想法(idea)本身来代替。科学研究需要有一个过程,而这个过程是用一定的方法来证明有价值的想法,并使之上升为理论;或者通过一定的方法来证明、创建或改进理论,从而对实践和决策产生影响。研究过程的科学性决定了研究成果是否会对实践和决策产生积极的影响效果[9]。
第五步、进行数据的处理和分析
数据的处理主要是保证数据的准确性,并将原始的数据进行分类,以便转化成可以进行进一步分析的形式。数据处理主要包括数据编辑、数据编码和数据录入三个步骤。数据编辑(Data Editing)就是要识别出数据的错误和遗漏,尽可能改正过来,以保证数据的准确性、一致性、完整性,便于进一步的编码和录入。数据编码(Data Coding)就是对所收集的第一手数据(例如对问卷开放式问题的回答)进行有限的分类,并赋予一个数字或其他符号。数据编码的主要目的是将许多的不同回答减少到对以后分析有意义的有限的分类。数据录入(Data Entry)是将所收集的第一手或者第二手数据录入到可以对数据进行观察和处理的计算机中,录入的设备包括计算机键盘、光电扫描仪、条形码识别器等。研究者可以用统计分析软件,例如SPSS等对所形成的数据库进行数据分析。对于少量的数据,也可以使用工作表(Spreadsheet)来录入和处理。
数据的分析就是运用上述所提到的定性或定量的分析方法来对数据进行分析。研究者要根据回答不同性质的问题,采取不同的统计方法和验证方法。对于有些研究,仅需要描述性的统计方法,对于另一些研究可能就需要对假设进行验证。在统计学中,假设的验证需要推论的统计方法(Inferential Statistics)。对于社会科学和商务的研究,一些研究是针对所获取的样本进行统计差异(Statistical Significance)的验证,最终得出结论是拒绝(Reject)还是不拒绝(Fail to Reject)所设定的假设条件。另一些研究则是进行关联度分析(Measures of Association),通常涉及相关分析(Correlation)和回归分析(Regression)。相关分析是通过计算来测度变量之间的关系程度;而回归分析则是为预测某一因变量的数值而创建一个数学公式。
值得注意的是,随着我们研究和分析的`问题越来越复杂,计算机和统计软件的发展使得多变量统计工具应用越来越广泛。如果多变量之间是从属关系,我们就需要从属关系的分析技巧(Dependency Techniques),如多元回归分析(Multiple Regression)、判别分析(Discriminant Analysis)、方差的多元分析(MANOVA,Multivariate Analysis of Variance)、典型相关分析(Canonical Analysis)、线性结构关系分析(LISREL,Linear Structural Relationships)、结合分析(Conjoint Analysis)等。如果多变量之间是相互依赖关系,我们就需要相互依赖关系的分析技巧(Interdependency Techniques),如因子分析(Factor Analysis)、聚类分析(Cluster Analysis)、多维尺度分析(Multidimensional Scaling)等。如果收集的数据有明显的时间顺序,我们不考虑变量之间的因果关系,而是重点考察变量在时间方面的发展变化规律,我们就需要时间序列分析(Time Series Analysis)。目前流行的统计软件,如SPSS对上述各种分析方法都提供非常好的支持。
第六步、得出结论,并完成论文
论文的撰写要结构合理、文字表达清楚确定,容易让人理解。形式上要尽量采取可视化的效果,例如多用图表来表现研究过程和研究结果。具体论文的撰写要考虑包含如下内容:摘要、研究介绍(包括背景、研究的问题、研究的目的)、研究的方法和步骤(样本选择、研究设计、数据收集、数据分析、研究的局限性)、研究的发现、结论(简要结论、建议、启示意义)、附录、参考文献。
针对社会科学和商务领域的问题研究,我们传统上所遵循的研究思维模式是:“提出问题、分析问题和解决问题”。我们承认这是一种创造性的思维过程。遵循这种思维方式可以帮助决策者快速找到问题,并解决问题。然而,用这一思维模式来指导研究的过程,容易使我们混淆研究者与决策者的地位,找不准研究者的定位。首先,这一研究思路和模式将问题的解决和问题的研究混在一起了。其次,没有突出,或者说掩盖了对研究方法的探讨和遵循。这种传统的思维方式是结果导向的思维方式。它忽略了问题的识别过程和研究方法的遵循过程。而从科学研究的角度看,问题的识别过程和研究方法的遵循过程是一项研究中非常重要的两个前提。问题的识别过程可以保证所研究的问题有很强的针对性,与理论和实践紧密联系,防止出现只做表面文章的情况,解决不了根本问题。研究方法的遵循过程可以保证研究结果的可靠性,使研究结果有说服力。当然,在此,我们并不是说明“提出问题、分析问题和解决问题”这一传统模式是错误的,也不否认研究的目的是指导实践。然而,我们觉得,这一传统研究思维模式太笼统,太注重结果导向,不足以说明科学的研究的一般方法和研究步骤。
在社会科学和商务研究中,运用这一传统的研究思路和模式来指导学生撰写论文,容易出现两个不良的倾向。一是使我们过于重视论文本身的写作过程,而忽略了论文写作背后的研究过程和研究方法。也就是只强调结果,不重视过程。在此情况下,论文的写作多半是进行资料的拼凑和整合。当然我们并不能低估资料的拼凑和整合的价值。可是,如果一味将论文的写作定位在这样的过程,显然有就事论事的嫌疑,无助于问题的澄清和问题的解决,也有悖于知识创造的初衷。特别是,既没有识别问题的过程,也没有形成研究问题和研究假设,甚至没有用任何可以遵循的研究分析方法,就泛泛对一个问题进行一般描述,进而提出感觉上的解决方案。这种研究结果是很难被接受的。第二个不良的倾向是上述传统的研究思路和模式使我们辨别不清我们是在做研究,还是在做决策。研究通常是在限定的一个范围内,在一定的假设前提下进行证明或推理,从而得出一定的结论。我们希望这个结论对决策者能产生影响。然而,决策者毕竟与研究者所处的地位是不一样的,考虑的问题与研究者或许一致,或许会很不一致。有价值的研究是要给处在不同地位的决策者(或者实践者)给予启示,并促其做出多赢的选择。因此,传统的研究思维模式缺乏研究的质量判定标准,缺乏系统性和可控性,也不具备可操作性,容易让研究者急功近利,盲目追求片面的终极的解决方案。
在指导对外经济贸易大学研究生的实践中,我们曾试图改变以往的传统思维模式,尝试让我们的研究生将论文的写作与研究过程结合起来,特别注重研究的过程和研究方法,并且要求在论文的写作中反映这些研究的方法与步骤。例如,2002届研究生万莲莲所写的《电子采购系统实施中的管理因素-摩托罗拉公司电子采购系统实施案例研究》硕士论文就是在这方面所做的最初探索。此论文的结构就分为综述、指导理论、方法论、数据分析,以及研究结论和启示等五个主要部分,运用了问卷调查和深度访谈等定性和定量的各种具体方法。其研究结论具有非常强的说服力,因为研究者并不限于第二手资料的收集、整理和加工,而是借鉴前人的理论研究框架,运用问卷定量调查等手段,遵循案例研究的方法,对第一手资料进行收集、处理和分析之后得出的结论,对实践具有较强的指导意义。相同的研究方法,我们又应用在其他研究生的论文写作过程中,例如2002届龚托所写的《对影响保险企业信息技术实施的主要因素的研究》、2003届王惟所写的《对中国铜套期保值现状的研究》,以及2003届马鸣锦所写的《中国银行业知识管理程度与网络银行发展程度的关系研究》等。通过论文写作,这些研究生的确掌握了一般研究的方法和研究的步骤。以上的研究结论对教学和实践直接有借鉴的意义。在教学和咨询过程中,其方法和结论都得到了肯定。据多方反馈,效果还是非常好的。
【注释】:
[1]这是笔者在美国芝加哥自然博物馆看恐龙展览时了解的美国科学家的基本研究思路而得到的启示。
[2] Robson, Colin (1993), Real World Research: A Resource for Social Scientists and Practitioner-Researcher. Blackwell Publishers, P303。
[3] Bryman, A. (1988), Quality and Quantity in Social Research. London: Unwin Hyman.我们发现许多文献资料将定量与定性分析方法称为定量与定性技术(techniques)
[4] Cook, . and Reichardt, . (1979) Qualitative and Quantitative Methods in Evaluation Research. Newbury Park and London: Sage. Ragin, C. C. (1987) The Comparative Method: moving beyond qualitative and quantitative strategies. Berkeley, Cal.: University of California Press.
[5]Robson, Colin (1993), Real World Research: A Resource for Social Scientists and Practitioner-Researcher. Blackwell Publishers, P307。
[6] John Van Maanen, James M. Dabbs, Jr., and Robert R. Faulkner, Varieties of Qualitative Research (Beverly Hills: Calif.: Sage Publications, 1982), P32
[7] 这是因为社会科学和商务研究中包括了人的因素,而人本身作为分析者具有自身的缺陷。例如:数据的有限性、先入为主的印象、信息的可获得性、推论的倾向性、思维的连续性、数据来源可靠性、信息的不完善性、对信息价值判断误差、对比的倾向性、过度自信、并发事件与相关度的判断,以及统计数据的不一致性等。上述缺陷的总结与分析来源于Sadler, D. R. (1981) Intuitive Data Processing as a Potential Source of Bias in Educational Evaluation. Educational Evaluation and Policy Analysis, 3, P25-31。
[8] Robson, Colin (1993), Real World Research: A Resource for Social Scientists and Practitioner-Researcher. Blackwell Publishers, P371。
[9] Ronald R. Cooper, C. William Emory (1995, 5th ed) Business Research Methods, IRWIN, P352
论文研究方法怎么写模板
论文研究方法怎么写模板,很多同学在写论文的时候都是一头雾水,有可能是因为第一次接触根本不知道该怎样写,那么下面大家就跟随我一起来看看论文研究方法怎么写模板的相关知识吧,希望对大家能有所帮助。
论文(1)
研究方法:
通过普遍联系法、案例分析法和文献结合的写作方法。较全面地分析不同情况下视听资实的效力认定问题。普遍联系是要将我国视听资料效力认定的各个法律与外国相关的法律法条,以及我国法律所不祥尽的具体情况和外国相关规定统一结俣起来,对视听资烊的效力进行一个具体全面的剖析,以对比、引用等方式对本文进行论述。案例分析法是在论证问时注重从实际出发,在事实基础上讲道理、摆证据,运用法律知识和条文进行证明自己的观点和主张。文献法是对目前学术界研究的理论成果进行分析。用这三种方把整篇文章紧密联系起来,使整篇论文富有逻辑和深刻度。从而得出在不同情况下如何认定视听资料问题。
研究条件:
1、电子科技迅猛发展,视听资实的效力认定越来越受到关注。因此,可通过书店、互联网、图书馆等多种渠道收集资料。2、有论文老师的细心指导。3、大学三年的学习,法学知识有了一定积累,具备研究的能力。
拟解决的主要问题:
通过视听资料效力认定问题,解决司法实践中视听资料认定难等问题,找出立法上不足,从而切实保护公民的合法权益,维护司法公正,促进社会各谐发展。
论文(2)
研究方法:
由于犯罪的复杂性,承继共犯的成立存在不同情况。通过对不同成立条件的对分析,找出承继共犯成立的不同情况。案例分析法则是通过具体案例进行具体分析,以阐释承继共犯承担刑事责任的不同情况。
研究条件:
1、学校图书馆和资料室 具备论文研究所需要的较丰富的书籍,期刊等参考文献
2、已收集了较丰富和全面的文献资料。
3、具有上网条件和丰富的网络资源。
拟解决主要问题:
本课题旨在研究承继共季的刑事责任问题,从理论上着手探讨承继共犯的特征及成立条件,再结合实际情况分析承继共犯的刑事责任问题。对国内相关不同学说研究研进行对比分析。同时针对新出现的理论争议和实践难题也进行一定的关注。
陈:论文(3)
研究方法:
1、比较研究法。比较国外立与中国立法,找出双方的优劣,并此提出自己的完善建议。
2、描述法。用描述的方法描术欠薪行为。以例子及材料将现象和事件描棕和识别,将欠薪的各个方面展现出业。
3、实证分析法。以实际生活中的案例分析,就案件进行论证。
研究条件:
目前已有很多现成文献 和资料。各国、各地的理论研究成果、网络上丰富的资源。
拟解决问题:
对恶意欠薪罪做一个深入剖析和理解,提出自己的完善建议。
论文(4):
研究方法:
本文采用概念的研究和比较分析相结合的方法。具体表现在:一是对不纯正身份犯共同犯罪的概念进行祥细论述。剖析其包含的身份仅影响刑罚轻重和身份即影响犯罪性质,同时影响刑罚轻重两个方面的内容。二是将国内外学者对不纯正身份犯的共同犯罪问题的各种观点进行比较分析,进而得出本文的结论。
研究条件:
1、时间充裕。从论文选题到定稿要6个月时间。
2、参考资实齐全,利用网络、图书馆查找相关文献 期刊。
3、论文指导师的指导和帮助。
4、大学四年的法学积累,具备一定的研究能力。
拟解决主要问题:
如何对不纯正身份犯共犯问题进行完善,进而有利于刑法理论的发展。
论文(5):
研究方法:本文采用众多的研究方法。其中主要有文献研究法,通过调查文献 获取相应资料,对所研究的问题进行全面、准确的了解与掌握;历史研究法,对研究问题的一些历史因素、形成背景调查得出原因;实证研究法,即将所研究的问题,通过相应资料佐证,得出一些结论。
研究条件:
图书馆、网络、已有知识积累,老师的指导。
解决的问题:
通过对中国刑有关结果加重犯的定,找出中国对结果加重犯规定的不足,完善我国刑法对该问题的研究。
研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤
1、研究什么?——怎样确定研究课题
一切科学研究始于问题——问题即课题;教学即研究(掌握方法很重要,否则就不是研究);进步与成果即成长。
教育科研课题主要来源于两大方面:
A、实践来源——客观存在的或潜在的教育实际问题,教育教学实践本身存在的问题。
教育教学与其外部的矛盾(教师与家长、教师与学校、学校与社会、教育与社会发展)。
B、理论来源——现有教育理论所揭示的问题以及理论体系中的空白和矛盾点(例如《关于“信息技术与课程整合”的冷思考》一文产生的过程)
2、怎样进行研究课题的论证?
我们既然已选定了一个课题,我们就必须对这个课题的所有情况进行全面的了解。了解这个课题目前在国外、国内的研究情况,包括研究已取得的成果和存在的问题,了解这一课题所属的理论体系等等。对课题的全面了解,可以使我们在研究过程中少走弯路,确立研究的主攻方向,这就是我们常说的:“知己知彼,百战百胜”。
怎样对一个课题进行论证呢?论证一个课题主要是弄清如下几个问题:
A、所要研究的问题是什么性质和类型的问题?
B、要研究的问题具有什么现实意义?它的理论价值(即在理论上预计有哪些突破?)
C、要研究的问题目前已有哪些研究成果?研究的方向是什么?
D、要研究的问题所应具备的条件分析。
E、课题研究的策略和步骤如何?
F、课题研究的成果及其表现形式有哪些?
3、教育课题研究的基本方法有:
⑴ 观察法 ⑵ 调查法 ⑶ 测验法 ⑷ 行动研究法 ⑸ 文献法 ⑹ 经验总结法 ⑺ 个案研究法 ⑻ 案例研究法
⑼ 实验法(在一个课题研究过程中,根据不同的研究目的和要求,往往会用到两种以上方法)
(1)观察法:为了了解事实真相,从而发现某种现象的本质和规律。
观察法的步骤:观察法的实施分为以下三个步骤,步骤之一就是进行观察研究的设计,此步骤可分为如下几个方面:
(2)作大略调查和试探性观察。
这一步工作的目的不在于搜集材料,而在于掌握基本情况,以便能正确地计划整个观察过程。例如:要观察某一教师的教学工作,便应当预先到学校大致了解这位教师的工作情况,学生的情况,有关的环境和条件等等。这可以通过跟教师和学校领导人谈话,查阅一些有关的材料,如教案、教学日记、学生作业等,以及听课等方式进行。
(3) 确定观察的目的和中心。
根据研究任务和研究对象的特点,考虑弄清楚什么问题,需要什么材料和条件,然后作明确的规定。如果这规定不明确,观察便不能集中,结果就不能深入。观察不能有几个中心,范围不能太广,全部观察要围绕一个中心进行。如果必须要观察几个中心,那就采取小组观察,分工合作。
(4) 确定观察对象
一是确定拟观察的的总体范围;
二是确定拟观察的个案对象;
三是确定拟观察的具体项目。
比如,要研究新分配到小学任教的中师或大专毕业生在课余时间进行业务、文化进修的情况,那么,拟观察总体就是教师工作年限达一年或两年的新教师。在这一总体范围内,再定下具体观察哪几所小学,哪几个教研组中的哪些教师。具体观察名单确定以后,再把拟观察的时间、场合、具体观察项目确定下来。
(5)制定观察计划
观察计划除了明确规定观察的目的、中心、范围,以及要了解什么问题、搜集什么材料之外,还应当安排观察过程:观察次数、密度、每次观察持续的时间,如何保证观察现象的常态等。
(6) 策划和准备观察手段
观察手段一般包括两种:
一种是获得观察资料的手段;一种是保存观察资料的手段。
获得观察资料的手段主要是人的感觉器官,但有时需要一些专门设置的仪器来帮助观察,如观察屏、计算机终端装置、更高级的`如动作反应器等。这些仪器主要起两方面作用:保证观察的客观性与提高观察的精确性。
在保存资料的手段中,人脑是天然器官。但这种与观察主体连在一起的保存手段缺乏精确性和持久性,也不能实现资料的客体化。因此,人们先利用文字、图形等符号手段,进而又利用摄影、录音、录像等技术手段,把观察时瞬间发生的事、物、状况以永久的方式,准确地、全面地记录下来,供研究地反复观察资料和分析资料所用。
无论哪一类手段,都应在观察开始前就准备好,对观察中使用的种仪器也须事先作好功能检查,以保证在使用过程中不出现障碍。对于观察人员来说,必须掌握使用仪器的基本方法,并知道在观察中应做些什么。如要详细、全面拍摄一堂课,一部摄像机是不够的。观察者应准备几部摄像机,并事先作好分工。即使是作观察记录,也需要事先作好设计。在记录纸上印好以一定的格式排列的必须记录的项目,还可以约定一些记录符号,以尽量减少现场记录时书写文字的时间、
我们以中学生课堂行为记录为例,见表5-1。在下面表格中,研究人员根据研究需要,列出他认为在课堂上学生可能发生的行为。但估计所列不会完全,所以留出一些空格,让观察员在需要时使用。研究者如果要请别人帮助观察,必须事先和观察人员讲清楚每一个项目的具体所指,遇到意外情况的处理方法,要求他们熟悉每一个项目的所在位置。为了稳妥起见,还可以在正式观察前先作几次观察练习,帮助观察人员熟悉表格的内容;如发现表格的缺陷,可在正式观察前作出调整。
(7)规定统一性标准
为了增加观察的客观性,为了便于衡量和评价各种现象,为了易于用数量来表达观察的现象,为了使观察结果可以核对、比较、统计和综合,必须事先考虑自己的观察可能涉及到的各种因素,并对每一因素规定出统一的标准。每次观察或观察同一现象的不同观察者,要坚持采用统一的标准去衡量。这主要在于,不同的研究项目常会涉及到不同性质的标准。如:有的涉及到单位问题,如怎样衡量学生表现的知识质量;有的涉及到定义问题,如怎样才算违反纪律;有的涉及计算方式问题,如怎样登记和表达学生之间产生的矛盾的频率,等等。对类似问题,都应事先做好统一规定。
逐段提出观察提纲
在观察计划的基础上,应对每次或每段(几次同一性质上一内容的观察组成一段)观察提出具体提纲,以便使观察者对每一次观察的目的、任务和要获得什么材料非常明确。观察提纲可以包括本次观察要解决的具体问题,并且应当在前一次观察的基础上,经过深思熟虑之后提出来。亦可采用表格的方式,以便于分类统计。
观察实际过程,加以分析研究,得出某种结论。也许可以形成某个研究课题。
调查法 :
同样是为了了解事实情况,分析事实情况,得出结论,证实某种问题,以便改进工作(包括改进研究方法)或形成新的研究课题。
包括问卷调查、访问调查等.。了解事实情况、分析情况、认真研究,得出结论,寻找解决办法或进一步研究的方案。
举例说明调查法的操作过程:
抽样调查的主要步骤
在实际的抽样操作中,整个过程可大致分为如下步骤:
1.确定调查的目的(确定问题,形成假说;通过调查验证假说,使问题明确化,得出结论)。
2.确定抽样总体。要从中进行抽样的总体应与要得到信息的总体(目标总体)一致。从样本得出的结论适用于被抽样总体,超出这个范围结论的适用程度取决于被抽样总体与目标总体的差异程度。
3.确定待收集的数据。一般只收集与调查目的有关的数据,过长的调查表会降低回答的质量。
4.选择抽样方法。这时总体中的哪种单位作为个体基本上可定下来。
5.编制抽样框。如学校名录、学生花名册等。
6.确定需要的精确度。因抽样调查是要由样本推断总体,会带有某些不确定性。一般是对相对误差或绝对误差作出概率水平上的要求。
7.估计样本容量,估计费用。
8.抽样试验,在小范围内试填一下调查表,做些必要的改进。
9.实地调查工作的组织。按抽样方案进行调查。对收回的调查表的质量及时进行检查。对不回答的表要有处理方案。
10.根据所用的抽样方法进行数据分析。
11.可对同样的数据采用其它的分析方法,以作比较。
12.写出调查报告。留存有关总体的信息,它们可能对将来的抽样起指导作用。
对于教育现象,有时难于进行严格意义上的概率抽样,可以考虑采用下列方法抽样:从总体中选出若干有代表性的大单位(群),在群内进行概率抽样;从一个小总体中选出接近于研究者对总体平均数的印象的那些个体;样本限于总体中易于取到的部分;样本是随便选取的;样本由自愿被调查的人员组成;等等。但对这样得到的样本要选择适当的数据分析方法,对结论也要慎重,应充分利用其它信息进行核查、确认。在教育现象的研究中,研究者的智恝、经验和抽样技术的有机结合,是获取好样本的关键。
测验法:
是想描述某些行为的状况,或推论某些行为的状况(包括:能力与成就,个性、兴趣、动机、态度、观念及心理需要等);从而考虑改建的策略或方案,或进一步形成新的研究课题。
在教育学和心理学中,测量被用作定量研究的重要方法。主要功能是评估、诊断和预测。(举例,如XXX老师所做的“学生自学能力测验(试验)”,就是为了了解小学中高年级学生的自学能力究竟能达到何种程度)。
所谓测量就是根据一定的法则,将某种物体或现象所具有的属性或特征用数字或符号表示出来的过程。测验法是教育和心理学测量的一项主要内容和形式。
测验的客观性是关于测验系统化过程好坏程度的指标。测验的控制,在不同时间对于同一个被试,或同一时间对于不同的被试,其意义都应该是相同的。保持刺激的客观性则要遵照一定的程序予以控制。(如周文琴老师在做这一测试前邀请我去在他们的家长会上的讲话,目的就在于排除和避免人为因素影响,排除测验的随意性和不真实性,实现评测标准的同一性)。
推论的客观性指对同一结果不同的人所做的推论应该一致,同一个人在不同的时间对同一结果的所做解释应该相同。
行动研究法:
行动研究法是一种适应小范围内教育改革的探索性的研究方法,其目的不在于建立理论、归纳规律,而是针对教育活动和教育实践中的问题,在行动研究中不断地探索、改进改进工作,解决教育实际问题。行动研究将改革行动与研究工作相结合,与教育实践的具体改革行动紧密相连。(特点是边执行、边评价、边修改)。
模式基本是:计划——行动——考察——反思(即总结评价)。教师个体比较适用。
另一种模式:预诊——搜集资料初步研究——拟订总体计划——制订具体计划——行动——总结评价
从上述行动研究法的几个步骤中可以发现三个明显的特征:
一是具有动态性,所有的设想、计划、,都处于一个开放的动态系统中,都是可修改的;
二是较强的联合性与参与性,研究者、教师、行政人员的全体小组成员参与行动研究法实施的全过程。
三是在整个研究过程中,诊断性评价、形成性评价、总结性评价贯穿于行动研究法工作流程的始终。
具体说说操作方法:
(一)预诊:这一阶段的任务是发现问题。对教学或学校工作中的问题,进行反思发现问题,并根据实际情况进行诊断,得出行动改变的最初设想。在各步骤中,预诊占有十分重要的地位。
(二)收集资料初步研究:这一阶段成立由教研人员、教师和教育行政人员组成的研究小组对问题进行初步讨论和研究,查找解决问题的有关理论、文献,充分占有资料,参与研究的人员共同讨论,听取各方意见,以便为总体计划的拟定做好诊断性评价。
(三)拟定总体计划:这是最初设想的一个系统化计划。行动研究法是一个动态的开放系统,所以总体计划是可以修订更改的。
(四)制定具体计划:这是实现总体计划的具体措施,它以实际问题解决的需要为前提,有了它,才会导致旨在改变现状的干预行动的出现。
(五)行动:是整个研究工作成败的关键。这一阶段的特点是边执行、边评价、边修改。在实施计划的行动中,注意收集每一步行动的反馈信息,可行的,则可以进入下一步计划和行动。反之,则总体计划甚至基本设想都可能需要作出调整或修改。这里行动的目的,不是为了检验某一设想或计划,而是为了解决实际问题。在行动研究中,过程性资料的搜集、整理也是非常重要的。
(六)总结评价:首先要对研究过程进行考察。考察内容有:一是行动背景因素以及影响行动的因素。二是行动过程,包括什么人以什么方式参与了计划实施,使用了什么材料,安排了什么活动,有无意外的变化、如何排除干扰。三是行动的结果,包括预期的与非预期的,积极和消极的。要注意搜集三方面的资料,背景资料是分析计划设想有效性的基础材料,过程资料是判断行动效果是不是、由方案带来和怎样带来的考察依据;结果资料是分析方案带来的什么样的效果的直接依据。考察要灵活运用各种观察技术以及数据、资料的采集和分析技术,充 分利用录象、录音等现代化手段。
总结评价实际上是对行动研究过程及其结果的“反思”。反思是行动研究第一个循环周期的结束,又是过渡到另一个循环周期的中介。这一环节包括:整理描述,评价解释,写出研究报告。这是对整个研究工作的总结和评价。这一阶段除了要对研究中获得的数据、资料进行科学处理,得到研究所需要的结论外,还应对产生这一课题的实际问题作出解释和评价。
经验总结法:
这是教师可以常用的方法。教育经验总结法是根据教育实践所提供的事实,分析概括教育现象,挖掘现有的经验材料,并使之上升到教育理论的高度,以便更好地指导新的教育实践活动的一种教育科学研究方法。关键是要能够从透过现象看本质,找出实际经验中的规律;从而更好地更加理性地改进自己的教学。进行教育经验总结要遵循以下基本要求:
一、要注意经验的 先 进 性(观念必须更新)
二、要全面考察总结的对象,充分占有原始的事实材料;且做到有“点”有“面”,“点”、“面”结合,防止以偏概全的片面性。
三、要以教育实践活动为依据,不能凭空想当然,那是毫无价值。
四、要善于进行理论分析
文献法:
分类阅读有关文献(包括文字、图形、符号、声频、视频等具有一定历史价值、理论价值和资料价值的材料),得出一般性结论或者发现问题,寻找新的思路。
文献按内容性质分,有零次文献、一次文献、二次文献和三次文献。零次文献是未经发表和有意识处理的最原始的资料。一次文献指直接记录事件经过、研究成果、新知识、新技术的专著、论文、调查报告等文献。二次文献是指对一次文献进行加工整理,包括著录其文献特征、摘录其内容要点,并按照一定方法编排成系统的便于查找的文献。三次文献是指工具书和在二次文献的基础上,又对众多一次文献的综合研究结果。
个案研究法:
个案研究法就是对单一的研究对象进行深人而具体研究的方法。
个案研究的对象可以是个人,也可以是个别团体或机构。前者如对一个或少数几个优生或差生进行个案分析,后者如对某先进班级或学校进行个案研究。个案研究一般对研究对象的一些典型特征作全面、深入的考察和分析,也就是所谓“解剖麻雀”的方法。
个案研究中,原始的资料积累是非常重要的。同时个案研究不仅停留在对个案的研究和认识的水平上,而且需要认识教育与发展之间的因果关系,提出一些积极的教育对策,以改革教育教学方法。也可能通过对某个案的研究而形成假说,进而产生新的研究课题或教改实验。
观察或追踪一个人、几个人、一个团体、一节课……的过程,时间可长可短,依需要而定,进行分析概括,透过现象看本质,得出规律性的结论,找出解决问题的办法。(个案研究的对象少,研究规模也较小;同时个案研究一般都是在没有控制的自然状态中进行的,也不要在一段时间内突击完成。所以,个案研究就特别适合教师的研究。教师可以抓住一两个典型的学生或一类学生,结合教学、教育工作实践进行研究。对于每一个教育实践工作者来说,总可以在班上找到研究对象,而且也不需要什么特殊的处理,不影响正常的教育活动)。
案例研究法:
什么是“案例”?中外学者尚无普遍公认的、权威的定义,一般认为,案例是对现实生活中某一具体现象的客观描述。教育案例是对教育活动中具有典型意义的,能够反映教育某些内在规律或某些教学思想、原理的具体教学事件的描述、总结分析,它通常是课堂内真实的故事,教学实践中遇到的困惑的真实记录。对这些“真实记录”进行分析研究,寻找规律或产生问题的根源,进而寻求解决问题或改进工作的方法,或形成新的研究课题。在案例法的研究中,研究者自身的洞察力是关键。
《中国社会科学》是中国社会科学院主管并主办的综合性社会科学期刊,1980年1月创刊,系月刊。主要发表我国人文社会科学领域最新和最重要的学术研究成果。创刊以来,《中国社会科学》始终坚持以马克思主义为指导,坚持正确的政治方向;坚持理论联系实际,关注重大现实问题;坚持刊物的学术性,追求学术...《历史研究》(双月刊)创刊于1954年,是新中国成立后出版最早的一本综合性史学期刊。它一直是全国历史类期刊中居首位的核心期刊,1995年获全国社会科学优秀期刊提名奖...中国社会科学杂志社热诚欢迎海内外作者向《中国社会科学》、《历史研究》、《中国社会科学内部文稿》和《中国社会科学》(英文版)
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化 学 发 展 史( 化工学院 x x x)摘要:从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。关键词:燃素化学;量子论;晶体化学自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。一、化学的来由化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。二、化学的几个发展阶段远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。三、化学学科在探索中成长化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:2KNO3==2KNO2+O2↑2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO==2Hg+O2↑第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。四、化学学科的发展前沿中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......
写好化学论文的必要条件1、深刻的论据论证,严密的科学性:科学研究的任务是揭示事物发展的客观规律,探求客观真理,成为人们改造世界的指南,学术论文的科学性在于:①主论上要求作者不带有个人好恶的偏见,不得主观臆造,必须切实地从客观实际出发,从中引出符合实际的结论。②论据上要求作者下较大力气,经过周密的观察,准确的实验与深入的调查研究,尽可能多地占有资料,以最充分、确实的有力论据作为主论的依据。③沦证上要求作者经过周密思考具有严谨而富有逻辑效果地论证,做到论证充分,令人信服。正确的论点,严密的论据,有说服力的论证使学术论文具有严密的科学性。化学论文切忌弄虚作假,有人写论文说自己已做了20多项实验,事实上他所描述的实验都是别的参考书上摘引过来的。这本身就缺乏写论文的正确的科学态度。化学论文不得发生科学上的差错,一篇写Nq以)3与K仁水解后溶液碱性的差异的文章,却误将山作Ki代入公式计算,因而写出错误的结论。永嘉上塘中学一位青年教师写的“电解食盐水时为什么用铁作阴极”的文章中,通过实验得出“当铁网的宽度大千石墨时,氢气在Fe上析出所需的时间就比石墨要少,所以增大铁网的表面积,可以降低过电位,并使气体更易逸出。另外铁网宜于吸附石棉绒成为隔膜层,铁网价格低廉,取材方便,又易于加工。所以选用铁网作电解食盐水的阴极/这篇文章虽短,但富于科学性与钻研精神,不啻为一篇好的论文。2、要有独立见解,富有创新性学术论文要有自己的独立见解,有创新性。科学研究是对新知识的探求。只能继承或人云亦云缺乏创新精神,这样没有给人以新的启迪,文章的价值自然就低了,人类社会的文明与历史就不会有所前进了!创新性是科学研究的生命,它能提出新的问题,解决新的问题,推动科学事业的发展。瑞安市一位化学老师写的“谈物理性质的教学”就是针对部分师生对物质的物理性质不够重视,他在教学中刻苦钻研,要求掌握物性的教学规律,提高物性的教学质量,多方面培养学生的学习物性的兴趣,尽量变机械记忆为意义记忆,提高物性知识的应用能力,提出自己的独立见解,在教学上具有推广的意义。此文获市化学教学论文评比一等奖。化学论文不要东拼西凑,更不应抄袭人家的文章,成为“手抄本”以免使人读了有似曾相识之感,如一篇论文写氧化还原反应的配平方法采用厂“十字交叉法”与“半反应”配平法,就缺乏新意。另一篇写“氨氧化催化的实验的改进”,采用纯氧代替空气加速氨的氧化,这个方法也没有什么新意。
化学发展史论文一、化学的前奏1.人类文明的起点——火的利用在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证,至少在距今50 万年以前,可以找到人类用火的证据,即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。有了火,原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康,智力也有所发展,提高了生存能力。后来,人们又学会了摩擦生火和钻木取火,这样,火就可以随身携带了。于是,人们不再是火种的看管者,而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各样化学反应这个特点,人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺,进入了广阔的生产、生活天地。2.历史悠久的工艺——制陶陶器是什么时候产生的,已很难考证。对陶器的由来,说法不一,有人推测:人类最原始的生活用容器是用树枝编成的,为了使它耐火和致密无缝,往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中,偶尔会被火烧着,其中的树枝都被烧掉了,但粘土不会着火,不但仍旧保留下来,而且变得更坚硬,比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来,人们干脆不再用树枝做骨架,开始有意识地将粘土捣碎,用水调和,揉捏到很软的程度,再塑造成各种形状,放在太阳光底下晒干,最后架在篝火上烧制成最初的陶器。大约距今1 万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产陶器的国家。陶器的发明,在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质,使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化,使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义,而且有新的经济意又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法,陶制的纺轮、陶刀、陶挫等工具也在生产中发挥了重要的作用,同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此,陶器很快成为人类生活和生产的必需品,特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。3.冶金化学的兴起在新石器时代后期,人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限,于是,产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿,约公元前3800 年,伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热,得到了金属铜。纯铜的质地比较软,用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后,便出现了青铜器。到了公元前3000~前2500 年,除了冶炼铜以外,又炼出了锡(xī) 和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡,可使铜的熔点降低到800℃左右,这样一来,铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅),它的硬度高,适合制造生产工具。青铜做的兵器,硬而锋利,青铜做的生产工具也远比红铜好,还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就,如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器,是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟,称得上古代在音乐上的伟大创造。因此,青铜器的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度,中国在春秋时代晚期(公元前6 世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁,木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物,当然也用于制造兵器。到了公元前8~前7 世纪,欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬,炼铁的原料也远比铜矿丰富,在绝大部分地方,铁器代替了青铜器。4.中国的重大贡献——火药和造纸黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢?这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的,因此,制成的火药也是黑色的,叫黑火药。火药的性质是容易着火,因此可以和火联系起来,但是这个“药”字又怎样理解呢?原来,硫磺和硝石在古代都是治病用的药,因此,黑火药便可理解为黑色的会着火的药。火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关,炼丹的目的是寻求长生不老的药,在炼丹的原料中,就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中,长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中,曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象,经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系,一直被用在军事上。古代人打仗,近距离时用刀枪,远距离时用弓箭。有了黑火药以后,从宋朝开始,便出现了各种新式武器,例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种,用火将药线点着,把火药包抛出去,利用燃烧和爆炸杀伤对方。大约在公元8 世纪,中国的炼丹术传到了阿拉伯,火药的配制方法也传了过去,后来又传到了欧洲。这样,中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前,中国古代传播文字的方法主要有:在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字,即所谓的甲骨文;甲骨数量有限,后来改在竹简或木简上刻字。可是,孔子写的《论语》所用的竹简之多,份量之重是可想而知的;另外,用丝织成帛(bó),也可以用来写字,但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸,一直流传到今天。1957 年5 月,中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造,其年代不会晚于汉武帝(公元前156~公元前87 年),这是现存的世界上最早的植物纤维纸。提起纸的发明,人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重,便总结了前人造纸的经验,带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料,先把它们剪碎或切断,放在水里长时间浸泡,再捣烂成为浆状物,然后在席子上摊成薄片,放在太阳底下晒干,便制成了纸。它质薄体轻,适合写字,很受欢迎。造纸是一个极其复杂的化学工艺,它是广大劳动人民智慧的产物。实际上,蔡伦之前已经有纸了,因此,蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。5.炼丹术与炼金术当封建社会发展到一定的阶段,生产力有了较大提高的时候,统治阶级对物质享受的要求也越来越高,皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望:第一是希望掌握更多的财富,供他们享乐;第二,当他们有了巨大的财富以后,总希望永远享用下去。于是,便有了长生不老的愿望。例如,秦始皇统一中国以后,便迫不及待地寻求长生不老药,不但让徐福等人出海寻找,还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为,可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金,然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是,在合金表面便形成了一层硫化锡,它的颜色酷似黄金(现在,金黄色的硫化锡被称为金粉,可用作古建筑等的金色涂料)。这祥,炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上,这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法,是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到,但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中,应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训,甚至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出:“丹砂(硫化汞)烧之成水银,积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结,即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验,必定需要大批实验器具,于是,他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要,制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药,其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来,他们还创造了许多技术名词,写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作,开挖了化学这门科学的先河。从这些史实可见,炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的,后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们,应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此,在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近,其真正的含义是“化学源于炼金术”。二、创建近代化学理论——探索物质结构世界是由物质构成的,但是,物质又是由什么组成的呢?最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140 年),他认为:“易有太极,易生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。约公元前1400 年,西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母;黑拉克里特斯认为,万物是由火生成的;亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时,以四种“原性”作为自然界最原始的性质,它们是热、冷、干、湿,把它们成对地组合起来,便形成了四种“元素”,即火、气、水、土,然后构成了各种物质。上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上,是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出:“元素是构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”波义耳还主张,不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺,而应把它看成一门科学。因此,波义耳被认为是将化学确立为科学的人。人类对物质结构的认识是永无止境的,物质是由元素构成的,那么,元素又是由什么构成的呢?1803 年,英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。原子学说的主要内容有三点:1.一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成,这种微粒称为原子;2.同一种元素的原子的性质和质量都相同,不同元素的原子的性质和质量不同;3.一定数目的两种不同元素化合以后,便形成化合物。原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德罗又于1811 年提出了分子学说,进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为,许多物质往往不是以原子的形式存在,而是以分子的形式存在,例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子,而化合物实际上都是分子。从此以后,化学由宏观进入到微观的层次,使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。三、现代化学的兴起19 世纪末,物理学上出现了三大发现,即X 射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学平衡和反应速度的概念,可以判断化学反应中物质转化的方向和条件,从而开始建立了物理化学,把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论,使人类进一步了解了分子结构与性能的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题,用化学的知识来分析和解决社会问题,例如能源危机、粮食问题、环境污染等。化学与其他学科的相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证,在改善人民生活,提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上,发展成为多分支学科的科学,开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手,为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。2.元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究陕西省渭南师范专科学校化学系张文根化学发展史上,从个人发现新元素的数量方面讲,出现过两次奇迹。值得研究的是,两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。1.戴维与新元素的发现英国化学家戴维(H·Davy,1778~1829)出生于木刻匠家庭,从小就喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性,发现其麻醉性,使医学外科手术发生了重大改途;他还发明了安全矿灯,解决了因火焰引起的瓦斯爆炸,对19 世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有益的贡献。但是,他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。1799 年,意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序,并应用其发明了伏特电池。次年,英国化学家尼科尔森(W.Nicholson)和卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此,电在化学研究中的应用引起了科学家的广泛关注。1806 年,戴维对前人有关电的研究进行了总结,预言这种手段除可以把水分解为氢气和氧气外,还可能分解其他物质,这一科学思想使他把电与物质组成联系起来,从而导致了一系列新元素的发现。1777 年之前,对于碱类和碱土类物质的化学成分,人们普遍认为具有元素性质,是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创立氧化理论之后,则认为这两类物质都可能是氧化物。1807 年,戴维决心用实验来证实拉瓦锡的见解,同时也想验证一下自己预言的正确性。最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验,发现碱没有变化,只和水电解结果一样。通过分析,他认为应该排除水这个干扰因素。于是改用熔融苛性钾,结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰,说明由于加热温度过高,分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾并通以强电流,但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后,他总结教训,在密闭坩埚内电解熔融苛性钾,终于拿到了一种银白色金属,并进行性质实验,发现在水中能剧烈反应,出现淡紫色火焰,显然是该金属与水作用放出氢气的结果。山此,戴维判断这是一种新金属,取名为钾。不久,他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年,用同样方法,他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了新元素镁、钙、锶和钡。1807 年12 月,尽管当时英法两国正进行着战争,法国皇帝拿破仑仍然颁发勋章,以嘉奖戴维的卓越成就。但是,戴维并没有因此骄傲起来。金属钾被发现以后,他由该金属可从水中分解出氢气受到后发,认为钾也应该能够分解其他物质。于是在1808 年,他将钾与无水硼酸混合,在铜管中加热,得到了青灰色的非金属硼。这样,不到两年,戴维就发现了7 种新元素。如果加上他1810 年和1813 年确定的氯元素和碘元素,戴维一生发现和确认的元素就有9 种。这一成就在他去逝之前的52 个元素发现史上,无人能与其媲美。2.西博格与新元素的合成美国化学家西博格(G.T.Seeborg,1912~)的家庭境况和戴维差不多。依靠打工,他读完了高中和大学,并以出色的学习成绩,获得了著名科学家路易斯的赏识,随后便成为路易斯的得力助手和合作者,完成了许多重要研究。他热爱化学和物理学,决心在核化学领域做出非凡成绩。本世纪初,电子、X 射线和放射性的发现,打开了原子不可分的大门。1929 年,美国物理学家劳伦斯(E.O.Lawrence)在加利福尼亚大学发明■计出了回旋粒子加速器,从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段,使新元素不断被发现和合成,仅1934 年至1937 年就有二百多种人工放射性同位素出现。到1939 年,在92 号铀元素之前,只剩下61 号和85号两个空位了。所以,人们已不在关心元素周期表中的空格补缺,而将精力转移到铀后面元素的发现和合成上。3.金刚石的老知识和新知识吴国庆(北京师范大学化学系100875)早在1879 年,SmithsonTennant 已经发现,金刚石燃烧的产物是碳的氧化物,故金刚石是碳的单质。1913 年,Bragg 父子用X-衍射实验测定了金刚石的晶体结构。证实通常的天然金刚石属于立方晶系,其晶胞为面心立方,一个晶胞里有8 个碳原子(一个点阵点为两个碳原子)。每个碳原子周围有四十呈四面体排列的碳原子,健长为154pm。然而应当指出,在殒石里发现的金刚石却是六方晶系的。两种晶体的差别不在于碳原子的杂化类型(sp3),而在于排列方式不同引起晶体的对称性不同。金刚石被人类当作宝石而珍藏,据说已有3000 年的历史。经过琢磨的金刚石称为钻石,它密度大(·cm-3),是已知物质中最坚硬的(莫氏硬度10);它对光的透明度好,折射率高,琢磨适当的钻石能反射出更多的光而显得格外耀眼;高色散性还使钻石有‘光彩’,这是白光被钻石色散成单色光所致。金刚石的色散值是天然宝石里最高的。利用色散值的差别可以把金刚石跟很象它的锆石(ZrsiO4)区分开来。天然金刚石有的无色,有的则呈美而的蓝、黄、棕、绿等色,还有的呈黑色。理论研究证实,纯净的金刚石应当是无色的。它可以透过各种不同波长的光(包括红外和紫外)。这是因为把金刚石晶体里的电子从基恣激发到最低能量的激发恣需要电子伏特的能量,远大于可见光的能量(—电子伏特)。当金刚石里掺杂氮,能量从原来的 降到 左右,随氮原子的含量的增高,由于热运动引起的氮能级的宽度的差别,吸收不同波长的可见光,呈现黄(C/N=105:1)、绿(C/N=103:1)色,氮原子继续增多,所有可见光都会被吸收掉,便得到黑色的金刚石。在好长一个时期里,人们认为蓝色的金刚石是由于其中掺杂铝引起的。后来经美国通用电气公司的实验室证实,金刚石的蓝色是由其中不到百万分之一的硼引起的。他们发现,蓝色的金刚石是有导电性的。这可以解释为:硼原子的存在可以使碳的价带电子进入硼(受主)能级而在价帝里留下空穴,引起空穴导电。而铝的掺杂不可能有这种性质。金刚石的颜色还可因掺杂原子引起所谓的“色心”(又称F 心)而引起。这类金刚石的颜色会因加热、辐照而改交,有的还有荧光。习惯上钻石的质量按克拉(1 克拉等于200 毫克)计算。一颗钻石,超过10 克拉,就已很稀罕很珍贵了。至今最大的一颗金刚石是1906 年开采出来的‘非洲之星’,3025 克拉。世界上最大的一颗钻石则是称为‘蒙兀儿大帝’的,加工前重780 克拉。人们梦想合成金刚石已经有很长的历史了。这种梦想的推动力一开始就是为了人工造出珍贵的钻石。因为天然的金刚石太少了。地球化学研究证实,自然界里的碳只有当熔化的岩百在3 万个大气压的高压下,才能以金刚石的方式结晶出来,有时生成金刚石的压力竟高到60000 个大气压。这样大的压力只有在地面下60—100 公里的深外才存在,从这样深的地方翻到地秃表层来的岩石太少了。开采金刚石需要很大的投资。那种从地表找到一颗金刚石的机会是极其稀少的。而开采出来的天然金刚12 石,只有很少就其质量而言可以加工成钻石,多数是灰色或黑色的。并不透明,有的内部夹杂有石墨,无法琢磨出钻石。最早尝试人工合成金刚石的报导在1880 年。而第一个宣称合成金刚石的是著名的法国实验化学家莫瓦桑(H·Moissan)。他以当时已有的化学知识预计,尚未制得的单质氟的化学性质极其活泼,若用它来及其迅猛地夺取碳氢化台物里的氢,就有可能把余留下的碳转变成金刚石。结果,他费了数年的光阴,克服了重重困难,真的制出了活泼的氟,取得了同的代人不可多得的巨大成就(他因此以及由此开拓的氟化学而得到诺贝尔奖金)。然而,当他实施氟和烃类的反应时,既使是在超低温下,也以猛烈的爆炸告终,一无所得。惨重的失败并未动摇过莫瓦桑人工制造金刚石的信念。后来,他从地球化学家那里得知了自然界石墨转化成金刚石的高温高压的条件,便设计了一种模拟天然过程的用石墨造金刚石的实验。他把石墨溶进熔融的铁,然后令铁急速地冷却。企图通过液恣的铁转化成固态的铁时产生的巨大内压,把石墨转化成金刚石。这种想法,粗想起来是蛮有道理的。因而莫瓦桑叫他的学生们,一次又一次地把这种实验得到的产品用无机酸把铁溶解掉,从黑乎乎的固恣残渣里寻找金刚石。后来,‘真的’从中发现了透明的“金刚石”。其中一颗被命名为法国卢浮宫里的著名钻石——摄政王同名的金刚石至今仍然在莫瓦桑的实验室里展览。莫瓦桑曾经两度在报上发表他已成功地制得金刚石。鉴于莫瓦桑的崇高威信,一时间引起了全球的轰动,穷人为之欢呼雀跃,富人为之垂头丧气。后来虽有著名氟化学家O·Ruff 在1915 年以及Parsons 在1920年宣称重复了莫瓦桑的实验制得了金刚石,却始终不能拿出足以令人信服的证据。到本世纪50 年代,有人从理论上论证了金刚石在高温高压下生成的临界条件,根本地否定了莫瓦桑设计的实验取得成功的可能性。据说,莫瓦桑的人造金刚石是他的学生被逼得无奈,投进酸洗后的黑色残渣里的天然金刚石。也有人报导,莫瓦桑得到的只是碳化硅或尖晶石(MgAl2O4)。首先在理论上计算合成金刚石的热力学条件的是R·Berman。简单地说,他的计算就是建立石墨转化为金刚石相图。计算的结果是:如果以温度为横坐标,压力为纵坐标,可以在图上划出一条由左下方向右上方延伸的近似的直线,在直线的下方是石墨的稳定区(对金刚石则是热力学的介稳区),在直线的上方则是金刚石的稔定区(对石墨则力介稳区)。若温度和压力正好外于直线上则是金刚石和石墨的平衡转化点。这张图表明,例如在1200—1500K 的温度范围内,要使石墨转化为金刚石的压力需要达到××109Pa(4—5 万大气压)。值得指出的是,在教学讨论中,我们常常发现有人误解高温对合成金刚石的作用。应当注意,根据上述的石墨转化为金刚石的相图,如前所述,相平衡线的斜率是正值。这就是说,反应温度越高,需要的压力也就越高。若单考虑温度,结论应当是:(就热力学而言)温度越高,石墨越不容易转化为金刚石。这也可以从只考虑温度不考虑压力的Gibbs—Helmholtz 方程(△G=△H-T△S)看出。标恣下石黑转化为金刚石是吸热反应(△H>0),熵变△S<0(∴-T△S>0),因此温度越高,石墨转化为金刚石的自由能越大,即自发趋势越小。加压有利于转化是不难理解的。这是由于石墨的密度比金刚石的小,转化是体积减小的过程。因此,转化反应所需的高温只是为了提高速度。事实上,在高温高压下合成金刚石也是需要催化剂的。无催化剂时,石墨直接转化为金刚石的实验条件是2700℃,13GPa;利用Ni—Co—Fe 合金加入少量的硫、钛、铝等,可使转化温度降到950℃,压力降到4GPa。金属为什么能够催化石墨转化为金刚石的反应?这是一个引人入胜的问题。在已经提出的理论中有两种十分形象。一种是金属的表面作用的理论:金属镍属于面心立方晶体。镍原子的二维密置层的法线方向是立方晶胞的对角13 线方向,在晶体学上称为(111)方向,而每个镍原子周围有6 个镍原子的二维密置层则称为(111)面。面上的镍原子形成的正三角形的边长为249pm,跟石墨的二维面上的碳原子形成的三角形的边长(246pm)十分接近。当金属镍的表面正好是(111)面而又正好对着石墨的二维平面肘,镍原子便和碳原子之间一对一地形成化学键(石墨的碳原子的与二维平面垂直的2pz 轨道里的单电子进入镍原子的只有单电子的3d轨道),结果把石墨的二维平面上的半数碳原子拉向镍的表面,在高压下,石墨的层间距从335pm 被压缩,从而使碳原子的杂化类型由sp2 转化为sp3(见图1)。铁、钴、镍及其合金的晶体结构相似,因此都是石墨转化为金刚石的催化剂。另一种理论认为石墨中的碳原子可以单个地进入金属原子之间的四面体空隙,并在金属原子的作用下使其原子轨道杂化成sp3,碳原子通过扩散遇到另一碳原子形成金刚石。图1 石墨在金属表面原子的作用下转化为金刚石50 年代初,在美国和瑞典成立了两个人造金刚石的研究小组,分别在1954 和1953 年合成了金
化学发展史的五个时期自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?1.远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。2.炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。3.燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。4.定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。5.科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的时期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。燃素说的影响可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师——chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道——他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:2KNO3==2KNO2+O2↑2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO==2Hg+O2↑第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:“我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。”这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:1.简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。2.简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。3.简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。4.简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。