追尋化學(xué)史來(lái)構(gòu)建化學(xué)教學(xué)的探索

史月英

摘 要：文章以“金屬的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)為例，闡述了教師該如何創(chuàng)造性地使用教材。借助化學(xué)史來(lái)主導(dǎo)教學(xué)中的知識(shí)主線，如同把學(xué)生帶入科學(xué)家研究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)室。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史;化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì);教材

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-10-11 文章編號(hào)：1674-120X（2020）01-0087-02

一、引言

人教版初三化學(xué)（下冊(cè)）的結(jié)束語(yǔ)寫(xiě)道：“為此，我們應(yīng)該理解和感謝化學(xué)。”這里的“為此”，[1]是指化學(xué)家重大發(fā)現(xiàn)和研究的歷史，感謝他們的付出，也理解他們的失敗、意見(jiàn)爭(zhēng)論、傳統(tǒng)影響等，使現(xiàn)代化學(xué)家能在研究中利用古代或近代化學(xué)家在探索中積累的大量經(jīng)驗(yàn)。[2]

在構(gòu)建化學(xué)教學(xué)的各種方法中，歷史方法無(wú)疑有著很大的優(yōu)點(diǎn)。教師利用化學(xué)史材料，如同把學(xué)生引進(jìn)了化學(xué)家進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室中，[2]向他們展示每一種化學(xué)性質(zhì)都經(jīng)歷了一系列曲折的探索過(guò)程，其中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)價(jià)值，是啟蒙階段教學(xué)中最珍貴的資源。以下是筆者在“金屬的化學(xué)性質(zhì)”中的教學(xué)體會(huì)。

二、教材依據(jù)

人教版初中化學(xué)第八章金屬和金屬材料課題2：金屬的化學(xué)性質(zhì)。

三、學(xué)習(xí)分析

本節(jié)課內(nèi)容在初中化學(xué)中具有重要的地位，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)Fe和O2的反應(yīng)、Zn與稀硫酸的反應(yīng)，以及Fe與CuSO4溶液的反應(yīng)等，已經(jīng)有了一些感性認(rèn)識(shí)，對(duì)這些反應(yīng)的條件、劇烈程度等也有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，但未對(duì)金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行歸類(lèi)總結(jié)，更缺乏對(duì)金屬反應(yīng)規(guī)律的深入認(rèn)識(shí)。

四、設(shè)計(jì)思路

（一）創(chuàng)造性地使用教材

教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中都會(huì)有自己的思路。課堂教學(xué)在整體上應(yīng)該實(shí)現(xiàn)編寫(xiě)者、教師、學(xué)生三者思路上的和諧統(tǒng)一。[3]而新課程教材，在科學(xué)方法與核心內(nèi)容的編寫(xiě)上，注重用化學(xué)的視角和思維啟蒙學(xué)生樂(lè)于探索有用的、真實(shí)的、豐富的、身邊的化學(xué)。故教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生已有的儲(chǔ)備知識(shí)，用生動(dòng)的化學(xué)史實(shí)，有機(jī)地將其滲透到金屬的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬化學(xué)性質(zhì)的整體、深入的認(rèn)識(shí)。

（二）課堂主線

（1）知識(shí)主線：從晉朝鐵和硫酸銅反應(yīng)，到唐朝利用金屬與氧氣反應(yīng)，再到近代科學(xué)家經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)時(shí)期探索和發(fā)現(xiàn)金屬和酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，最后自動(dòng)提煉出金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。

（2）探究方法主線：從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)金屬的個(gè)性→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證金屬的共性→反思和推導(dǎo)金屬的差異性、遞變性→系統(tǒng)研究金屬的規(guī)律→用規(guī)律指導(dǎo)實(shí)踐。

（三）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

（1）為了讓學(xué)生感受金屬燃燒形成煙花特效，每組準(zhǔn)備鐵粉，用紙張自制凹狀并用筆尖刺成幾個(gè)細(xì)孔，取少量鐵粉在紙上并放在酒精燈火焰上方輕輕抖動(dòng)，鐵粉燃燒出現(xiàn)煙花狀，學(xué)生體驗(yàn)到化學(xué)美。

（2）往燒杯中放入幾粒鋅粒，加入約40%的稀硫酸10毫升，再滴入膠水甘油洗潔精，片刻觀察到氫氣的大氣泡，用點(diǎn)燃的木條靠近氣泡，氣泡燃燒起來(lái)。[4]

五、教學(xué)過(guò)程

【展示歷程1 】晉朝266—420年

《抱樸子內(nèi)篇·黃白》中記載： 以曾青（CuSO4溶液）涂鐵，鐵赤色如銅。

【問(wèn)題導(dǎo)引】“鐵赤色如銅 ”，這句表達(dá)說(shuō)明反應(yīng)中出現(xiàn)了什么樣的現(xiàn)象？以及鐵表面覆蓋的新物質(zhì)是什么？

【實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)】學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)鐵粉和硫酸銅溶液反應(yīng)。

【設(shè)計(jì)意圖】基于學(xué)生在“質(zhì)量守恒定律”一課中已學(xué)過(guò)鐵和硫酸銅反應(yīng)的知識(shí)，通過(guò)對(duì)“鐵赤色如銅” 這句的分析，簡(jiǎn)潔地表示了鐵與硫酸銅反應(yīng)的現(xiàn)象和生成的新物質(zhì)。第二部分通過(guò)分組探究鐵粉和硫酸銅溶液反應(yīng)，觀察到一種金屬可以制取另一種新金屬，體驗(yàn)到化學(xué)的用處，提升了學(xué)習(xí)動(dòng)力。

【展示歷程2】唐朝 618—907年

火藥中添加金屬（鎂等）粉，會(huì)發(fā)亮光，制成煙花。

【教師演示】鎂帶在空氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)。

【問(wèn)題追問(wèn)】

1.以上史實(shí)說(shuō)明鎂有何化學(xué)性質(zhì) ？

2. 金屬中只有鎂有這樣的性質(zhì)嗎？

3. 所有的金屬都有這樣的性質(zhì)嗎？

【分組實(shí)驗(yàn)】

取少量鐵粉放在帶有細(xì)孔的凹狀的紙上，并放在酒精燈火焰上方輕輕抖動(dòng)，鐵粉燃燒出現(xiàn)煙花狀。

【學(xué)生活動(dòng)】

1.比較Mg、Fe與O2反應(yīng)的程度，初步排出這兩種金屬化學(xué)性質(zhì)的活潑性由強(qiáng)到弱的順序。

2.討論Al應(yīng)排在Mg? ?Fe? Cu? ?Au的哪個(gè)位置？

【設(shè)計(jì)意圖】基于學(xué)生在氧氣的學(xué)習(xí)中已認(rèn)識(shí)到鐵絲能在氧氣中燃燒的事實(shí)，及觀察到鎂帶燃燒的劇烈，再次驗(yàn)證鎂的化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑。觀察鐵粉能在空氣中燃燒產(chǎn)生焰火，讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)美，喜歡上化學(xué)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和自主討論，從能否與O2反應(yīng)和反應(yīng)的條件中，學(xué)生初步了解了金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。

【展示歷程3 】1625年 —1782年

1625年化學(xué)家格勞貝爾意外地發(fā)現(xiàn)金屬放入酸中消失了，這次意外讓格勞貝爾有了很多思考。同學(xué)們，你們有什么想法呢？

【演示實(shí)驗(yàn)】? 鎂和稀硫酸反應(yīng)

（1）觀察——反應(yīng)有無(wú)新物質(zhì)生成？

（2）猜想——這是什么物質(zhì)？

（3）驗(yàn)證——如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)氣體？

【時(shí)代背景】追溯到1625年，當(dāng)時(shí)認(rèn)為世界上只有一種氣體——空氣 ，所以認(rèn)為產(chǎn)生的氣體是空氣。再追溯到1787年，拉瓦錫通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后，把它命名為H2，喻“會(huì)制造水的物質(zhì)”。

【過(guò)渡】鎂和稀硫酸的反應(yīng)是個(gè)例嗎？還有哪些金屬也會(huì)與稀酸反應(yīng)？反應(yīng)的程度是一樣嗎？

【分組實(shí)驗(yàn)】往燒杯中放入幾粒鋅粒，加入約40%的稀硫酸10毫升，再滴入膠水甘油洗潔精，片刻觀察到氫氣的大氣泡，點(diǎn)燃?xì)馀?，氣泡燃燒起?lái)。

【演示實(shí)驗(yàn)】Zn、Fe、Cu和稀硫酸（或稀鹽酸）的化學(xué)反應(yīng) 。

【學(xué)生活動(dòng)】通過(guò)比較不同金屬與稀酸反應(yīng)的程度，能否排出這三種金屬化學(xué)性質(zhì)的強(qiáng)弱？

【設(shè)計(jì)意圖】借助于近代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氫氣的歷程，激發(fā)學(xué)生探究的意愿。可以適時(shí)安排學(xué)生展開(kāi)對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)的探究，使學(xué)生更加熱愛(ài)化學(xué)。

在教學(xué)中，教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)實(shí)踐中個(gè)別金屬的個(gè)性，到通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證金屬與酸反應(yīng)的共性，進(jìn)而反思不同金屬與稀酸反應(yīng)的差異性。這種科學(xué)探索方法給學(xué)生開(kāi)啟了一扇化學(xué)思維的大門(mén)。

【過(guò)渡】鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)只是個(gè)例嗎？是否還有更多類(lèi)似反應(yīng)的例子？

【演示實(shí)驗(yàn)】

1.Al和CuSO4溶液反應(yīng)

2. Cu和AgNO3溶液反應(yīng)

【學(xué)生活動(dòng)】

1.觀察現(xiàn)象，說(shuō)出原金屬表面變成哪一種金屬。

2.排出這幾種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。

【過(guò)渡】那么以上變化的依據(jù)是什么？

【展示歷程4 】 1812年金屬活動(dòng)性順序表的誕生和發(fā)展的史實(shí)

【時(shí)代背景】最先提出金屬活動(dòng)性順序的是1812年化學(xué)家貝齊里烏斯，到1865年化學(xué)家貝開(kāi)托夫在大量實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上完善了金屬活動(dòng)性順序：

【拓展】Cu和Zn的合金外觀呈金黃色，市面上有人用它制成假金元寶行騙，你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案揭穿它？

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)了解金屬活動(dòng)性順序表的誕生和發(fā)展的歷史，學(xué)生理解了其歷史的階段性，建立起能預(yù)見(jiàn)化學(xué)今后發(fā)展的科學(xué)思想。

【課堂總結(jié)】探究方法主線：在學(xué)生總結(jié)基礎(chǔ)上，教師幫助學(xué)生建立探究方法的基本過(guò)程：

【設(shè)計(jì)意圖】圖1顯示，探究過(guò)程始于學(xué)生在一定經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，廣泛收集資料信息（尤其是自己探究活動(dòng)中的信息），并以科學(xué)思維去實(shí)施相應(yīng)的行動(dòng)理念。在教學(xué)中，教師有意識(shí)地幫助學(xué)生建立這種模型。[5]在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生進(jìn)行探究、總結(jié)、反思、應(yīng)用，提高了學(xué)習(xí)動(dòng)力。

六、結(jié)語(yǔ)

筆者認(rèn)為：每一節(jié)課都是一場(chǎng)美妙的科學(xué)之旅，與學(xué)生一起，帶著思想，共同追尋“既有知識(shí)，又有智慧”的醉人風(fēng)景。在教學(xué)上，化學(xué)史方法無(wú)疑有很多優(yōu)點(diǎn)。教師根據(jù)化學(xué)史材料和學(xué)生的原認(rèn)知，讓學(xué)生把分散的知識(shí)有機(jī)串聯(lián)起來(lái);通過(guò)用化學(xué)家的創(chuàng)造性活動(dòng)來(lái)啟蒙，使學(xué)生養(yǎng)成樂(lè)于探索身邊的化學(xué)的好習(xí)慣;通過(guò)展示化學(xué)史的科學(xué)發(fā)展過(guò)程，讓學(xué)生感受并贊嘆化學(xué)是改變世界的重要科學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王晶主編.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)*化學(xué)（下）（九年級(jí)）[M].北京：人民教育出版社，2015.

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