利用信息技術(shù)整合化學(xué)史資料在教學(xué)中的應(yīng)用

化學(xué)史材料是教材的重要組成部分，孫穎蕾研究表明，在化學(xué)教學(xué)中利用號(hào)化學(xué)史，可以提高學(xué)生化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)。然而，有些經(jīng)典化學(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室無(wú)法再現(xiàn)，化學(xué)史在考試中幾乎不考，在通常的教學(xué)中化學(xué)史常常作為引入新課的背景材料，其教育教學(xué)價(jià)值不能全面體現(xiàn)。利用信息技術(shù)將經(jīng)典的化學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論以動(dòng)畫(huà)或圖片的形式予以呈現(xiàn)，可以提高化學(xué)史在教學(xué)過(guò)程中的教育教學(xué)價(jià)值。

一、利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置的演變

在授新課《空氣》一節(jié)內(nèi)容中，我利用信息技術(shù)手段將人類認(rèn)識(shí)空氣成分的簡(jiǎn)史、在課堂上呈現(xiàn)了測(cè)定氧氣含量實(shí)驗(yàn)裝置演變過(guò)程，取得了良好的教學(xué)效果，幫助學(xué)生理解了知識(shí)，提升了學(xué)生的課堂參與率，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。具體過(guò)程如下：

（一）利用信息技術(shù)手段呈現(xiàn)人類認(rèn)識(shí)空氣成分的簡(jiǎn)史

借助PPT展示科學(xué)家對(duì)空氣成分的探索歷程，比較普利斯特里、舍勒、拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，介紹科學(xué)家所處的環(huán)境，以及當(dāng)時(shí)科學(xué)界的理論學(xué)說(shuō)。

（二）利用網(wǎng)絡(luò)查閱氧氣和氮?dú)饷Q的由來(lái)

為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生課堂參與率，我鼓勵(lì)學(xué)生先閱讀課本，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，小組討論，由小組長(zhǎng)整理問(wèn)題，如什么是氧氣，為什么叫氧氣，然后，在網(wǎng)絡(luò)上直接查閱氧氣（Oxygen）希臘文的意思是“酸素”，該名稱是由法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫所起，原因是拉瓦錫錯(cuò)誤地認(rèn)為，所有的酸都含有這種新氣體。氧氣的中文名稱是清朝徐壽命名的。他認(rèn)為人的生存離不開(kāi)氧氣，所以就命名為“養(yǎng)氣”即“養(yǎng)氣之質(zhì)”，后來(lái)為了統(tǒng)一就用“氧”代替了“養(yǎng)”字，便叫這“氧氣”，學(xué)生進(jìn)行整理，學(xué)生了解氧氣的英文名和中文名的意義。

通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，理解氮?dú)猓ā安荒芫S持生命的”）名稱的由來(lái)。強(qiáng)調(diào)物質(zhì)名稱表示一種物質(zhì)，如課本中汞、紅磷、五氧化二磷等都表示一種物質(zhì)。

（三）播放“美麗化學(xué)”視頻片段

動(dòng)畫(huà)有很強(qiáng)的真實(shí)感，為了讓學(xué)生深入了解拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，我選擇了“美麗化學(xué)”的視頻片段，如圖1所示，將教材中拉瓦錫實(shí)驗(yàn)以動(dòng)畫(huà)的形式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生理解拉瓦錫實(shí)驗(yàn)。

（四）分析拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的裝置和原理

為了讓學(xué)生進(jìn)一步理解拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的中各儀器的作用和實(shí)驗(yàn)原理，利用PPT展示拉瓦錫實(shí)驗(yàn)裝置，如圖2所示，引導(dǎo)學(xué)生得出火爐提供熱量，曲頸甑是反應(yīng)容器。

利用PPT呈現(xiàn)反應(yīng)前后液面的變化情況，如圖3所示，引導(dǎo)學(xué)生分析壓強(qiáng)變化的原因，得出拉瓦錫測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理：利用汞與氧氣反應(yīng)生成氧化汞（固體），密閉容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)降低，鐘罩內(nèi)液體體積改變，液體體積的改變量就等于消耗氧氣的體積。

（五）改進(jìn)拉瓦錫實(shí)驗(yàn)裝置

由于拉瓦錫測(cè)定空氣中氧氣含量所用的實(shí)驗(yàn)藥品有毒、操作復(fù)雜，在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室拉瓦錫實(shí)驗(yàn)很難再現(xiàn)。為此，我利用PPT引導(dǎo)學(xué)生逐步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。首先將拉瓦錫實(shí)驗(yàn)裝置分成如圖4所示的兩部分，然后縮小火爐和曲頸甑置于鐘罩內(nèi)，得到如圖5所示的裝置?？紤]到汞有毒、火爐需要固定，選擇紅磷替代曲頸甑中的汞，用水代替汞槽中的汞，利用燃燒匙固定火爐得到如圖6所示的裝置。這時(shí)，教師展示鐘罩和水槽，讓學(xué)生親自操作并談?wù)劯惺?。學(xué)生會(huì)說(shuō)出：“鐘罩和水槽較大不便于操作”。教師引導(dǎo)學(xué)生用體積較小的廣口瓶和燒杯替代，得到如圖7所示的實(shí)驗(yàn)裝置。最后，向?qū)W生說(shuō)明可燃物在燃燒時(shí)放出大量熱，使容器內(nèi)氣體體積膨脹，氣體會(huì)從導(dǎo)管逸出，而該實(shí)驗(yàn)要求必須在密閉容器內(nèi)進(jìn)行。經(jīng)過(guò)學(xué)生的討論，可以得出在膠皮管處加一個(gè)彈簧夾，這樣就可以形成一個(gè)密閉體系，得到如圖8所示的裝置。

上述過(guò)程，成功地實(shí)現(xiàn)了從拉瓦錫測(cè)定氧氣含量實(shí)驗(yàn)裝置到利用紅磷燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置的演變。隨后引導(dǎo)學(xué)生，得出測(cè)定空氣中氧氣含量的原理：可燃物消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣，氣體體積發(fā)生改變，減少的體積即空氣中氧氣的體積。

二、利用信息技術(shù)整合化學(xué)理論發(fā)展史

利用信息技術(shù)整合化學(xué)理論發(fā)展史材料，不僅可以幫助學(xué)生理解化學(xué)理論，還可以讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家認(rèn)識(shí)事物的過(guò)程。

實(shí)踐證明：在《元素》新授課中，通過(guò)利用信息技術(shù)整合元素發(fā)展史材料，不僅可以讓學(xué)生體會(huì)到元素符號(hào)發(fā)展的過(guò)程，學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程、還有助于知識(shí)的生成，培養(yǎng)科學(xué)思維與方法，通過(guò)長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，學(xué)生詢問(wèn)有關(guān)化學(xué)史的問(wèn)題積極性明顯增強(qiáng)，主動(dòng)閱讀資料卡片。

小結(jié)：

信息技術(shù)是改進(jìn)化學(xué)史教學(xué)的重要手段，利用信息技術(shù)手段整合化學(xué)史材料，以“問(wèn)題為導(dǎo)向”逐步引導(dǎo)學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的疑惑，在課題《空氣》教學(xué)中，讓學(xué)生直觀地感受拉瓦錫實(shí)驗(yàn)和紅磷燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置的統(tǒng)一性，原理的一致性。在課題《元素》教學(xué)中，幫助深刻理解了元素符號(hào)的意義，讓學(xué)生體驗(yàn)了元素符號(hào)的發(fā)展過(guò)程，利用信息技術(shù)改進(jìn)發(fā)展史教學(xué)，不僅可以幫助學(xué)生理解學(xué)科知識(shí)，同時(shí)深入挖掘化學(xué)史背后蘊(yùn)藏的化學(xué)知識(shí)、原理、學(xué)習(xí)方法。提高了化學(xué)史資料卡片使用價(jià)值。

天津市靜海區(qū)第七中學(xué) 張瑞軍