基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的《金屬的性質(zhì)和利用》教學(xué)設(shè)計(jì)

在化學(xué)教學(xué)中，開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)是促進(jìn)教師自覺地去開發(fā)和利用教學(xué)資源的一種有效方式。項(xiàng)目學(xué)習(xí)是基于一項(xiàng)真實(shí)的任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動、行為誘導(dǎo)等手段，組織學(xué)生在完成任務(wù)的過程中實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識與技能的學(xué)習(xí)，在同伴互助活動中培育興趣，養(yǎng)成習(xí)慣，陶冶情操，學(xué)會學(xué)習(xí)。筆者就滬教版上冊第五章第一節(jié)《金屬的性質(zhì)和利用》的教學(xué)，設(shè)計(jì)了對貨幣材質(zhì)的研究項(xiàng)目，通過學(xué)生課余的研究活動，教師組織課堂討論，在學(xué)生彼此交流的過程中，幫助他們構(gòu)建知識，掌握技能，實(shí)現(xiàn)真正意義上的先做后學(xué)、先學(xué)后教。

一、挖掘貨幣的使用歷史

學(xué)生在日常生活中有一些金屬器件應(yīng)用的體驗(yàn)，對金屬的性質(zhì)有一定的感性認(rèn)識。如何設(shè)計(jì)一個(gè)能貼近社會、貼近生活的項(xiàng)目，使《金屬的性質(zhì)和利用》的教學(xué)活動能夠豐富多彩、生動活潑呢？筆者注意到教材中“聯(lián)想與啟示”欄目中的第3個(gè)問題：“選擇鑄造硬幣的金屬材料需要考慮哪些因素？”這個(gè)問題在這一節(jié)中不是重點(diǎn)知識，通常都是不作探討的。本次筆者就把目光聚焦在金屬硬幣上，把它作為一個(gè)項(xiàng)目，開展《金屬的性質(zhì)和利用》的教學(xué)活動。

縱觀歷史，引發(fā)思考。

課前教師布置了研究性學(xué)習(xí)的任務(wù)，要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等資源，對貨幣的發(fā)展歷史、貨幣選用的材質(zhì)等進(jìn)行研究。課堂教學(xué)就從分享學(xué)生研究成果入手，展開有關(guān)《金屬的性質(zhì)和利用》一節(jié)的教學(xué)。

師：同學(xué)們，在我們的生活中，只要有商品買賣，就需要“錢”——貨幣。今天，我們聊一聊貨幣。下面請大家說說，我國的貨幣使用歷史。

生：貝是中國最早的貨幣，商朝以貝作為貨幣。從商朝銅幣出現(xiàn)到戰(zhàn)國時(shí)期，中國的貨幣形狀很多，以趙國的鏟幣、齊國的刀幣、秦國的圓形方孔錢、楚國的蟻鼻錢較著名。秦統(tǒng)一中國后，結(jié)束了中國古代貨幣形狀各異、重量懸殊的雜亂狀態(tài)……

師：這是貝幣，初期貝幣的材料主要是貝殼、骨頭、石頭等天然材料。這是金屬貨幣，金屬貨幣的材料是各種金屬。這是紙幣，紙幣的材料是紙張。

這樣設(shè)計(jì)的意圖，就是幫助學(xué)生梳理貨幣的演變歷史，以及貨幣的材質(zhì)變化，引入課堂教學(xué)的主題。

師：金屬貨幣從公元前14世紀(jì)（即我國的商朝）開始，一直沿用至今。不僅在中國，國外很多國家都在使用金屬貨幣。為什么人類喜歡用金屬材料來鑄造貨幣呢？人們通常選用哪些金屬材料來鑄造貨幣呢？

學(xué)生小組內(nèi)交流討論。有的學(xué)生認(rèn)為，金屬的硬度比較高；有的學(xué)生認(rèn)為，金屬不易腐爛……教師在小組討論的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生闡述觀點(diǎn)，分享各組討論的成果。教師適時(shí)拋出課堂教學(xué)的核心問題：金屬到底有哪些與眾不同的性質(zhì)？我們該選擇哪些金屬材料來鑄造貨幣（硬幣）呢？以問題為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體，驅(qū)動學(xué)生去了解金屬的性質(zhì)、合金的特性等知識。

二、注重金屬的生活體驗(yàn)

在我們的衣食住行中，金屬的蹤影無處不在。學(xué)生具有一定的金屬器件應(yīng)用的生活體驗(yàn)，對其相應(yīng)的性質(zhì)有一定的感性認(rèn)識。圍繞鑄造金屬貨幣時(shí)需要考慮哪些金屬的物理性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)，在交流分享過程中總結(jié)出金屬的主要物理性質(zhì)。

聯(lián)系生活，總結(jié)物性。

師：金屬的性質(zhì)包括哪些？

生：金屬的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

師：下面先請同學(xué)們分小組交流金屬一般有哪些物理性質(zhì)，看看哪個(gè)小組講得多，講得好。

生：金屬銅可以作導(dǎo)線，這是利用它的導(dǎo)電性；鐵可以鑄造鐵鍋，這是利用它的導(dǎo)熱性……

教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，及時(shí)引導(dǎo)、啟發(fā)、補(bǔ)充，梳理和總結(jié)金屬常見的物理性質(zhì)。之后教師重新回到當(dāng)前要解決的實(shí)際問題上來——從金屬的物理性質(zhì)看，鑄造金屬貨幣需要考慮哪些因素。學(xué)生分小組進(jìn)行討論，填寫下列表格。（見表1）因?yàn)榻?jīng)過了充分的討論，加上自己已有的生活經(jīng)驗(yàn)，解決這一問題已經(jīng)是水到渠成。

三、展現(xiàn)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)特色

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)課程中具有不可替代的地位和非常重要的作用。關(guān)于金屬的化學(xué)性質(zhì)，學(xué)生已經(jīng)了解了一部分，大部分知識將要在本章節(jié)中學(xué)習(xí)。為了更好地展現(xiàn)奇妙的化學(xué)世界，筆者將本節(jié)課中的實(shí)驗(yàn)整合為“聯(lián)想”“驗(yàn)證”“探究”三組。

通過實(shí)驗(yàn)初探化學(xué)性質(zhì)。

從金屬的物理性質(zhì)考慮鑄造金屬貨幣需要考慮的因素，引入從金屬的化學(xué)性質(zhì)考慮，應(yīng)該選擇什么樣的金屬鑄造貨幣。

1.聯(lián)想篇。

請同學(xué)們聯(lián)系生活，觀察桌上的金屬物品，說說常見的幾種金屬暴露在空氣中的情況，把觀察結(jié)果填在表2中。

通過觀察，引導(dǎo)學(xué)生從他們的生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)W習(xí)經(jīng)歷中，聯(lián)想常見的幾種金屬在空氣中的變化情況，從而為金屬貨幣鑄造材料的選擇作鋪墊。

2.驗(yàn)證篇。

師：鋁的顏色是銀白色，在生活中我們發(fā)現(xiàn)一些鋁制品使用一定時(shí)間后，顏色會變“暗”。為什么？

生：是鋁與空氣中的氧發(fā)生了反應(yīng)，形成一層致密的氧化膜。

師：是不是這樣呢？我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證吧。

學(xué)生了解鋁表面變色的原因后，師生一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生活動：取兩片相同的鋁片，其中一片用砂紙打磨，另外一片不打磨，分別放在酒精燈火焰上灼燒。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象，經(jīng)過分析，得出結(jié)論。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋁與氧氣確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，形成了一層能致密、高熔點(diǎn)（自我保護(hù)）的氧化膜。這為金屬貨幣選擇鋁作為材料埋下伏筆。

3.探究篇。

關(guān)于常見金屬與酸反應(yīng)的教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)建議，討論形成實(shí)驗(yàn)方案后，再自己動手進(jìn)行操作。通過近距離仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析常見金屬的活動性的差異。

學(xué)生根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)物品，將大小、形狀、質(zhì)量相同的鎂片、鋁片、鋅片、銅片打磨后，同時(shí)將它們插入相同體積和濃度的稀鹽酸中，觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在師生互動中總結(jié)金屬的活動性。

師：通過上面的學(xué)習(xí)，我們了解到，有些金屬化學(xué)性質(zhì)活潑，有些金屬化學(xué)性質(zhì)相對不活潑。請同學(xué)們完成表3，從金屬的化學(xué)性質(zhì)思考我們應(yīng)該選擇哪些金屬來鑄造金屬貨幣。

生：我會選擇銅。

師：為什么？

生：因?yàn)殂~的化學(xué)性質(zhì)不活潑，比較耐腐蝕。

四、整合合金的特有性質(zhì)

合金的內(nèi)容一般建議安排在第二課時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。雖然教材的編排具有合理的結(jié)構(gòu)，但是教材并不是一成不變的“圣經(jīng)”，適時(shí)、適當(dāng)?shù)馗淖兘滩陌才牛匦录軜?gòu)課堂教學(xué)，也是必要的。

發(fā)現(xiàn)不足，制造合金。

師：有同學(xué)選用鋁做貨幣，我想問問：鋁是不是十全十美的好材料？鋁有沒有“致命”的弱點(diǎn)？

生：鋁的硬度比較小，且不耐酸的腐蝕。

師：有同學(xué)選擇銅，誰來分析一下銅的弱點(diǎn)？

生：銅雖然比較耐腐蝕，但是，純銅的硬度比較小。

師：當(dāng)我們把金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)結(jié)合起來，就會發(fā)現(xiàn)一些問題。比如銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很多同學(xué)都會考慮選擇銅，但是我們發(fā)現(xiàn)純銅的質(zhì)地卻是非常柔軟。那么，我們能不能直接用純銅來鑄造貨幣？

生：不能。

師：實(shí)際上，由于生產(chǎn)水平的低下，我們的古人最先得到的不是純金屬，而是合金，比如我國商代就會鑄造青銅器。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類逐漸認(rèn)識了合金及合金的特性，并學(xué)會了調(diào)整合金的構(gòu)成，制造出各種性能優(yōu)異的合金。

師：什么是合金？它有什么特性？

生：合金是一種金屬和其它金屬（或非金屬）熔合在一起生成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的熔點(diǎn)比純金屬的熔點(diǎn)低……

師：同學(xué)們，請看，這是我們中國現(xiàn)行流通的硬幣。它們的鑄造材料是不同的，但都是合金的。

讓學(xué)生認(rèn)識到純金屬不能滿足金屬貨幣的鑄造要求，筆者引入合金的內(nèi)容。最后，又讓學(xué)生了解中國現(xiàn)行流通的硬幣的材質(zhì)，使學(xué)生加深物質(zhì)的性質(zhì)決定用途這一認(rèn)識。

五、拓展應(yīng)用的綜合因素

金屬鑄造需要考慮的因素很多，涉及的學(xué)科知識有物理的，化學(xué)的，還有美學(xué)的，等等。筆者在學(xué)生認(rèn)識到物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途后，引導(dǎo)學(xué)生思考，除了要考慮金屬的性質(zhì)外，還要考慮哪些因素。

綜合考慮，知識拓展。

師：通過今天的學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)的性質(zhì)決定了它的用途。我們在鑄造貨幣時(shí)，除了要考慮金屬的性質(zhì)外，還需要考慮哪些因素？把相關(guān)因素填到表4中。

學(xué)生展開小組討論，教師組織組間交流。這是一個(gè)開放性的問題，可以讓學(xué)生展開充分的討論，可以就貨幣的選材提出合理的建議，等等。

總之，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)，真正讓化學(xué)學(xué)習(xí)走進(jìn)學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，同時(shí)也為化學(xué)學(xué)習(xí)走向社會打通了渠道。但是，教師在組織教學(xué)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：一是教師在實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，要知道課程資源的內(nèi)涵和外延，才能在整合和開發(fā)課程資源的過程中做到有的放矢。二是教師在實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，一方面要指導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)科內(nèi)外知識，綜合分析問題，解決實(shí)際問題；另一方面要展現(xiàn)本學(xué)科的特色，在學(xué)生活動中凸顯化學(xué)教學(xué)的地位。三是教師在實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，不僅要注意素材性資源的開發(fā)，還要注意條件性資源的開發(fā)，才能保證課程資源開發(fā)和利用的成功。比如，開放學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室、微機(jī)房等。四是教師實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，要注意學(xué)生課內(nèi)課外、課前課后的學(xué)習(xí)，這不僅能提高教學(xué)效率，而且能使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動豐富多彩，生動活潑。