以“據(jù)”涵“養(yǎng)”

摘要：在《金屬的性質(zhì)和利用》一課中，以發(fā)展學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)為目標(biāo)，以情境為載體，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)為路徑展開(kāi)教學(xué)。具體地，通過(guò)精選生活證據(jù)，鍛煉分析能力;提煉史實(shí)證據(jù)，發(fā)展思辨能力;收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)，培養(yǎng)實(shí)證精神。

關(guān)鍵詞：證據(jù)推理生活史實(shí)實(shí)驗(yàn)《金屬的性質(zhì)和利用》

2018年12月4日，蘇州市初中化學(xué)基地校教學(xué)研討活動(dòng)在南環(huán)中學(xué)舉行，筆者上了一節(jié)《金屬的性質(zhì)和利用》展示課（使用滬教版初中化學(xué)教材）。本節(jié)課的教學(xué)，以發(fā)展學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)為目標(biāo)，以情境為載體，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)為路徑，以生活證據(jù)、史實(shí)證據(jù)、實(shí)驗(yàn)證據(jù)為抓手。

一、精選生活證據(jù)，鍛煉分析能力

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：“真實(shí)、具體的問(wèn)題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)重視創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問(wèn)題情境，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展?！?/p>

《金屬的性質(zhì)和利用》一課，筆者精選生活素材作為證據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角觀察世界、體驗(yàn)生活，展開(kāi)分析推理，構(gòu)建物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途與保存方法之間的多重聯(lián)系。

課始，以表演“打鐵花”引入：在繩子末端系一個(gè)長(zhǎng)尾夾，用長(zhǎng)尾夾夾住鐵絲絨，點(diǎn)燃后甩動(dòng)鐵絲絨，使其做圓周運(yùn)動(dòng);鐵絲絨在空氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。然后，以“打鐵花”為引子，提出三個(gè)問(wèn)題：

問(wèn)題1“打鐵花”中使用的是金屬鐵。在日常生活中，金屬的應(yīng)用十分廣泛。日常生活中金屬應(yīng)用的圖片，如圖1—圖4。請(qǐng)根據(jù)圖中所示的金屬用途，歸納一下金屬的物理共性有哪些？

問(wèn)題2（播放鐵粉用于麥片添加劑的視頻）麥片中添加鐵粉的目的是什么？怎樣檢驗(yàn)黑色粉末是鐵粉？

問(wèn)題3黃銅是銅鋅合金，外觀呈金黃色。市面上有人用它制成假的“金元寶”來(lái)行騙，你能用哪些方法鑒別？

問(wèn)題1，根據(jù)教師提供的生活證據(jù)（金屬應(yīng)用圖片），學(xué)生可以歸納出金屬的四大物理共性（金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性），體悟物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的關(guān)系（性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)）。問(wèn)題2，要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)論述麥片中添加鐵粉的目的以及為什么鐵粉可以用作食品添加劑，為食品安全和人體健康提供科學(xué)依據(jù)。問(wèn)題3，要求學(xué)生根據(jù)金屬的性質(zhì)進(jìn)行分析推理，對(duì)“金元寶”的真?zhèn)握归_(kāi)鑒定。

二、提煉史實(shí)證據(jù)，發(fā)展思辨能力

古人云：“以銅為鑒，可正衣冠;以古為鑒，可知興替;以人為鑒，可明得失?！笨茖W(xué)發(fā)展不是一帆風(fēng)順的，總是批判與質(zhì)疑相伴、堅(jiān)守與突圍緊隨?；瘜W(xué)史實(shí)揭示了化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景和條件。在提供史實(shí)證據(jù)的基礎(chǔ)上展開(kāi)教學(xué)，不僅能幫助學(xué)生了解化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生、發(fā)展的來(lái)龍去脈，增進(jìn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，還能讓學(xué)生通過(guò)對(duì)史實(shí)證據(jù)中的關(guān)鍵事件和人物展開(kāi)思辨，提高邏輯思維能力，發(fā)展“證據(jù)推理”素養(yǎng)。

教學(xué)中，筆者基于化學(xué)史實(shí)證據(jù)，設(shè)計(jì)了相關(guān)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。

史實(shí)證據(jù)1火藥是中國(guó)古代四大發(fā)明之一。在實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，在火藥中加入金屬粉末，燃燒時(shí)可產(chǎn)生不同顏色的火焰，并受此啟發(fā)制成了煙花。

問(wèn)題1煙花若劇烈燃燒，火星四射，可能是加入了哪種金屬？若發(fā)出耀眼的白光，可能是加入了哪種金屬？鎂粉、鐵粉燃燒的原理是什么？（金屬的個(gè)性）

問(wèn)題2你還知道哪些金屬能與氧氣反應(yīng)？這說(shuō)明金屬具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？（金屬的共性）

問(wèn)題3怎樣理解“真金不怕火煉”這句話(huà)？（金屬的差異性）

史實(shí)證據(jù)21625年，德國(guó)化學(xué)家格勞貝爾意外發(fā)現(xiàn)，金屬放入酸中會(huì)“消失”。這次意外讓格勞貝爾有了很多想法。

問(wèn)題把金屬鋅粒放入稀硫酸中會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？

史實(shí)證據(jù)3由于當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為世界上只有一種氣體——空氣，所以格勞貝爾并不認(rèn)為發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。直到141年后的1766年，英國(guó)化學(xué)家卡文迪許用六種金屬與酸反應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氣體具有可燃性，燃燒后會(huì)產(chǎn)生水，并把這種氣體稱(chēng)作“燃素”。拉瓦錫于1782年重復(fù)卡文迪許的實(shí)驗(yàn)，并在1787年把這種氣體命名為氫氣，意為“會(huì)制造水的物質(zhì)”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)162年的研究，人們對(duì)金屬與稀酸反應(yīng)的認(rèn)識(shí)才逐漸完善。

問(wèn)題金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)是個(gè)別現(xiàn)象嗎？其他金屬能否與稀硫酸反應(yīng)？同學(xué)們動(dòng)動(dòng)手，做做實(shí)驗(yàn)，看看哪些金屬能與酸反應(yīng)。

史實(shí)證據(jù)4葛洪是我國(guó)晉代著名的煉丹家。一次，葛洪之妻鮑姑用鐵勺盛曾青（硫酸銅溶液），幾天后，葛洪拿起鐵勺使用，奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了——鐵勺變成了“金勺”，金光閃閃。葛洪的徒弟高興得跳了起來(lái)：“點(diǎn)石成金了！”

問(wèn)題真能點(diǎn)石成金嗎？讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取證據(jù)。

利用化學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，并不是簡(jiǎn)單地講故事，也不是讓學(xué)生記住一些重要史實(shí)，而是讓學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的經(jīng)歷、過(guò)程以及不同時(shí)代化學(xué)家們之間的“化學(xué)反應(yīng)”，從而獲得科學(xué)方法論的價(jià)值，并從學(xué)科本原上把握化學(xué)核心概念發(fā)展中所蘊(yùn)含的學(xué)科思想方法。

史實(shí)證據(jù)1旨在引導(dǎo)學(xué)生思考金屬與氧氣反應(yīng)的現(xiàn)象，體驗(yàn)物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的關(guān)系。史實(shí)證據(jù)2旨在引導(dǎo)學(xué)生沿著前人研究的腳步，就金屬與酸反應(yīng)的現(xiàn)象與原理展開(kāi)探究。史實(shí)證據(jù)3旨在引發(fā)學(xué)生深入體悟：在科學(xué)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中，任何知識(shí)都來(lái)之不易，都是艱辛付出的結(jié)晶;在山重水復(fù)之際，唯有大膽質(zhì)疑、小心求證、深度思辨，方能突破局限，迎來(lái)柳暗花明的盛景。提供史實(shí)證據(jù)4的目的有兩個(gè)：一是展示我國(guó)在濕法冶金方面的卓越成就，二是引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)思辨。

三、收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)，培養(yǎng)實(shí)證精神

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的“最高法庭”。利用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)操作與思考，可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證精神：從宏觀現(xiàn)象上觀察，從微觀結(jié)構(gòu)上解釋并用化學(xué)符號(hào)表示物質(zhì)的性質(zhì)和變化，建立觀點(diǎn)、結(jié)論與證據(jù)之間的邏輯關(guān)系。

在每個(gè)史實(shí)證據(jù)之后，筆者還安排了與之對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)1用坩堝鉗夾住一根鋁條，在酒精燈上燃燒，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。保持灼燒，用探針劃開(kāi)鋁表面的膜，有什么現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)2用啟普發(fā)生器（或替代裝置）演示金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)3先在礦泉水瓶底部放入鎂條、鋅粒、鐵釘和銅片四種金屬，然后三個(gè)小組加入稀鹽酸，另三個(gè)小組加入稀硫酸，觀察有無(wú)反應(yīng)以及反應(yīng)的快慢（由于很難控制金屬的表面積和厚度一致，該實(shí)驗(yàn)僅讓學(xué)生初步感知不同金屬反應(yīng)的速率有差異）。

實(shí)驗(yàn)4（1）將一根潔凈的鐵釘浸入井穴板上的硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象;（2）將一根潔凈的銅絲插入井穴板上的硝酸銀溶液中，觀察現(xiàn)象。

質(zhì)疑和實(shí)證是科學(xué)探究的精神核心?；瘜W(xué)探究是以實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)用實(shí)驗(yàn)的方法探究分子層面上物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律，用實(shí)驗(yàn)的方法學(xué)習(xí)和研究化學(xué)。

實(shí)驗(yàn)1配合史實(shí)證據(jù)1，旨在突出金屬鋁與氧氣反應(yīng)的特殊性，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察金屬鋁表面致密而結(jié)實(shí)的氧化膜，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生歸納金屬與氧氣反應(yīng)的基本規(guī)律。實(shí)驗(yàn)2是一個(gè)微探究活動(dòng)，重點(diǎn)探究金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)后的生成物。為了收集硫酸鋅生成的證據(jù)，教師可以這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在試管內(nèi)加入金屬鋅與稀硫酸，待反應(yīng)完全后，將試管置于冰箱內(nèi)冷卻，析出白色硫酸鋅晶體。探究生成的是哪種氣體時(shí)，學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)猜想可能是氧氣、二氧化碳、一氧化碳或氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以排除二氧化碳和一氧化碳，依據(jù)氣體能夠燃燒可以證實(shí)生成的是氫氣。實(shí)驗(yàn)3則是對(duì)實(shí)驗(yàn)2的延續(xù)，目的是研究金屬與酸反應(yīng)的遞變性。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生初步體會(huì)到：幾種金屬都能與稀鹽酸（或稀硫酸）反應(yīng)，但是反應(yīng)速率有差異。實(shí)驗(yàn)4是研究金屬與鹽溶液的反應(yīng)，讓學(xué)生通過(guò)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

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