踏著歷史的足跡探尋鐵和銅——“從自然界獲取鐵和銅”案例分析

張雙（鄞州區姜山中學　浙江寧波　315191）

踏著歷史的足跡探尋鐵和銅——“從自然界獲取鐵和銅”案例分析

張雙
（鄞州區姜山中學浙江寧波315191）

摘要：文章以“從自然界獲取鐵和銅”的教學設計為例，以銅器時代、鐵器時代、多元材料時代的歷史變革引導學生進行鐵、銅知識的學習，將化學史教學融入課堂，也落實了情感態度與價值觀目標。

關鍵詞：教學設計；銅器時代；鐵器時代；多元材料時代

中圖分類號：

文章編號：1008-0546（2015）03-0045-02G633．8

文獻標識碼：B

一、問題的提出

人本主義理論認為學習的過程應該是人的全面發展，不僅是學生形成一定的知識、技能、能力的過程，同時是學生的情感、態度、價值觀的培養的過程。這給我們的啟示是教學不但要關注學生學什么、怎樣學習、形成怎樣的學習方法，更重要的是培養學生積極的情感，形成正確的價值觀和化學學科思想。“情感態度與價值觀”作為新課程的三維目標之一，是化學新課程改革的一個突出特點，探討情感態度與價值觀目標在化學新課程教學中的落實具有現實意義。筆者在《從自然界獲取鐵和銅》這節課的教學中進行了嘗試，借助歷史的榮耀、現代的成就和對未來的展望將情感態度與價值觀落到實處。

二、案例分析

1．設計思路

金屬工具的使用是人類進入文明社會的重要標志，鐵、銅是人類使用最早、應用最廣泛的兩種金屬，人類的歷史就經歷了以它們命名的青銅器時代和鐵器時代，由此可見鐵、銅在人類文明發展中的重要地位。該堂課以時間為主線，踏著歷史的足跡，從石器時代－銅器時代－鐵器時代－多元材料時代這幾個不同時間段以及未來資源的利用演繹銅和鐵的“前世”、“今生”和“來世”。首先，從歷史的榮耀、現代的成就中體會鐵、銅的冶煉對人類文明的影響；其次，在對未來的展望中樹立可持續發展的思想，加強社會責任感。

2．教學片段分析

（1）引課部分

［引課］視頻播放鄞州電視臺新聞報道：姜山中學高一年段學生割稻活動；投影：割稻用的鐮刀，現代化收割機。

［介紹］這是我們割稻時用的工具，縱觀人類歷史，會發現人類文明的發展與工具密不可分，人類早期先后經歷了石器時代，銅器時代，鐵器時代，之后又不斷發展。用鐵和銅兩種金屬來命名人類的歷史時期，可見他們對人類文明發展的重要性，今天，我們就踏著歷史的足跡來了解下“從自然界獲取鐵和銅”。

［投影］人類歷史演變：石器時代；銅器時代；鐵器時代……

設計意圖：從親身經歷的割稻活動到工具與人類文明的聯系，引出鐵、銅對人類文明發展的重要性，在提起學生興趣之余，使學生初步感受到鐵、銅對人類文明的影響。

（2）銅的冶煉（銅器時代）

［學生］閱讀課本了解銅在自然界的存在狀態（前世），并通過有銅生成的化學方程式的書寫，討論總結出銅由化合態轉變至游離態，發生了還原反應，需要加入還原劑，常見還原劑有CO，C，H2，活潑金屬等。

［教師］媒體展示古代的各種銅制品，體會它們蘊藏的人文精神和歷史意義。引導學生回憶古人煉銅的方法：濕法煉銅，火法煉銅（煅燒孔雀石）；踏著時間線，跨越至現代，介紹現代煉銅方法：高溫冶煉黃銅礦，電解精煉銅。指導學生閱讀課本了解生物煉銅

設計意圖：時間線的第一站，銅器時代。通過銅制品對于人類發展的意義和人類從古代到現代煉銅方式上的轉變，并由此帶來不同的結果，初步體會人與自然的緊密關系，了解化學在解決人類社會發展過程中面臨的有關問題，提高人類的生活質量、促使人與自然和諧相處等方面發揮著重要的作用。同時，充分利用課本資源，知道學生自主學習的方法。

（3）鐵的冶煉（鐵器時代）

［過渡］自從人類冶煉出銅，就結束了漫長的石器時代，進入銅器時代，但是銅制品相對較軟，容易鈍。隨著生產科技的發展，人們更需要堅硬的，適合深耕的材料，鐵器就應運而生，人類開始步入鐵器時代。

［知識遷移］自然界鐵的存在形式主要為化合態，由化合態轉變至游離態，發生了還原反應，需要加入還原劑，常見還原劑有CO、C、H2、活潑金屬等。

［引導］實際工業生產中選擇還原劑需從多方面因素考慮，如生產成本、節能環保、安全、可操作性、產品純度等。

［交流與討論］最佳還原劑？

［過渡］帶著問題（書本73頁交流與討論），觀看視頻。

［投影］高爐結構圖

［解決問題］書本73頁，并解決為什么焦炭和鐵礦石不直接反應制備鐵？

［介紹］高爐煉鐵得到的是含碳2%－4．5%的生鐵，將生鐵進一步煉制，就可以得到用途更廣泛的鋼（含碳0．03%－2%）。

［教師］穿越回古代，了解古代煉鐵的原理

設計意圖：沿著時間線，進入鐵器時代，過渡自然。經過銅的冶煉的學習，將知識遷移應用，學生比較容易得出結論。利用視頻等多媒體資料使學生直觀的了解煉鐵過程，通過學生的歸納總結加深對煉鐵原理、流程的理解，幫助學生自主構建知識體系。同時對爐渣，廢氣的再利用，增強學生的環保意思，樹立綠色化學的思想。在古人的煉鐵場景中，進一步體會歷史的榮耀。使學生深刻感受到將所學的知識應用于實際生活，解決實際問題，感受化學知識的價值。

（4）鐵、銅的應用（多元材料時代）

［過渡］鐵器相對于石器和青銅器的優點，使鐵器得到了廣泛的使用，人類的工具制造進入一個全新領域，生產力得到極大提高。隨著科技的發展，不斷有新型金屬材料問世，但是鐵、銅仍然是重要的金屬材料。

［投影］北京奧運會電纜用銅7000噸，上海世博會鋼用量15萬噸。

［轉折］自然界的資源是取之不盡的嗎？

［提問］鐵銅，我能為你做些什么？

［學生討論］循環、減少、替代。

［倡議］保護地球資源，我們共同的責任！

設計意圖：現代的成就，體會鐵、銅的重要性；未來的展望，樹立可持續發展的思想；保護地球資源的倡議，增強社會責任意識。

三、實踐反思

1．工具在人類文明發展的歷史上起著至關重要的作用，工具演變的歷史就是人類文明發展的歷史，時間的主線讓整節課思路清晰，“歷史的榮耀，現代的成就，未來的展望”這條情感主線貫穿始終，引導學生在學習化學的基本原理和基本方法中感受化學在人類發展歷史以及未來發展中的重要作用，使化學課堂教學不只是技術活，更是藝術活，情感活。

2．通過化學史的學習加強化學與社會、化學與人的關系的教學，使學生了解化學與現代社會的關系和影響，樹立可持續發展的思想，加強社會責任感。

3．“情感態度與價值觀”目標的達成要以“知識與技能”目標為載體，以“過程與方法”目標為媒介，三維目標是相輔相成的有機整體；同樣“情感態度與價值觀”的落實對于實現“知識與技能、過程與方法”目標也有著重要的促進作用。

參考文獻

［1］王祖浩．化學1·必修［M］．南京：江蘇教育出版社，2009：71－73

［2］王祖浩．化學2·必修［M］．南京：江蘇教育出版社，2009：92

［3］王祖浩，吳星．高中化學教學參考書化學1（必修）［M］．南京：江蘇教育出版社，2007：74－75．

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．03．016