站在巨人的肩膀上學(xué)化學(xué)
——利用化學(xué)史實(shí)突破化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)

金榮妹

(江蘇省蘇州市吳江實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué) 215200)

在初中化學(xué)中，“科學(xué)探究”“構(gòu)成物質(zhì)的基本微?！薄百|(zhì)量守恒定律”，這三大知識(shí)點(diǎn)既是全書(shū)的重點(diǎn)，又是全書(shū)的難點(diǎn)，而初中學(xué)生在學(xué)習(xí)這三大難點(diǎn)的過(guò)程中容易出現(xiàn)分化，因此找出分化的原因是由于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解不透，那么如何才能將這些難點(diǎn)進(jìn)行突破，大面積地提高教學(xué)質(zhì)量，是每位化學(xué)教師認(rèn)真研究的重要課題.如何對(duì)三大難點(diǎn)進(jìn)行突破呢？結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐我談?wù)勛约捍譁\的認(rèn)識(shí)，以期共同探討.

一、羅伯特、波義耳教會(huì)如何進(jìn)行科學(xué)探究

科學(xué)探究法是學(xué)習(xí)化學(xué)常用的方法.科學(xué)探究幫助人們揭開(kāi)了自然界的神奇奧秘.科學(xué)探究也是我們獲取各種知識(shí)的一條重要的途徑.為了幫助學(xué)生更好地理解這一重要的學(xué)習(xí)方法，筆者就把化學(xué)史實(shí)拿來(lái)當(dāng)小故事講解給學(xué)生聽(tīng)，從而巧妙地化解了這一難點(diǎn).

英國(guó)化學(xué)家羅伯特、波義耳最?lèi)?ài)各種漂亮的花朵，一次偶然的機(jī)會(huì)他拿著一束美麗的紫羅蘭路過(guò)實(shí)驗(yàn)室，而這時(shí)他的助手們正在辛苦地拿著盛滿鹽酸的大罐吃力地往外傾倒時(shí)，波義耳趕忙隨手把紫羅蘭放在實(shí)驗(yàn)桌上，然后去幫忙.結(jié)果不小心紫羅蘭上被濺上了稀鹽酸，片刻后神奇的現(xiàn)象出現(xiàn)了，紫羅蘭花瓣的顏色由紫色變成了紅色.這一現(xiàn)象使波義耳振奮不已.他思考：其他酸能不能讓紫羅蘭花瓣變紅呢？這就是科學(xué)探究法的第一步：看到現(xiàn)象提出問(wèn)題.猜想有兩種：A.其他酸不會(huì)使紫羅蘭變紅，B.其他酸會(huì)使紫羅蘭變紅.這是科學(xué)探究的第二步：猜想與假設(shè).哪一種猜想正確？要證明猜想就要進(jìn)入第三個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn).于是波義耳將醋酸(食醋的主要成分)、硫酸、硝酸分別倒入燒杯中，然后把紫羅蘭花瓣放在盛酸的燒杯中.結(jié)果紫羅蘭花瓣都變紅了.科學(xué)探究的第四步，觀察現(xiàn)象，收集證據(jù)從而得出結(jié)論：酸能使紫羅蘭花瓣變紅.而此時(shí)波義耳還想到：提取紫羅蘭花瓣的汁液可以幫助我們檢驗(yàn)?zāi)承┤芤菏欠耧@酸性.這是科學(xué)探究的第五步：拓展與遷移.

此故事簡(jiǎn)短、有趣，讓學(xué)生初步了解科學(xué)探究一般過(guò)程：提出問(wèn)題-猜想與假設(shè)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)探究-觀察現(xiàn)象-收集證據(jù)-得出結(jié)論-拓展遷移.在此基礎(chǔ)上帶領(lǐng)學(xué)生按照科學(xué)探究的一般過(guò)程對(duì)鎂的性質(zhì)進(jìn)行探究.這樣的科學(xué)史實(shí)融入化學(xué)教學(xué)中，把原本抽象的理論演繹的生動(dòng)而易懂，又充滿故事趣味.既能牢牢地吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又能將清晰易懂地講解科學(xué)探究的一般過(guò)程這一教學(xué)中的難點(diǎn)，學(xué)生掌握起來(lái)非常輕松.

二、盧瑟福把人們帶進(jìn)了微觀世界，讓人們認(rèn)識(shí)了原子結(jié)構(gòu)

構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子、分子原子的結(jié)構(gòu)是滬教版初三化學(xué)的又一難點(diǎn)，同時(shí)也是本書(shū)的重點(diǎn).這部分內(nèi)容之所以成為難點(diǎn)，是因?yàn)樵邮俏⒂^世界的微粒，看不見(jiàn)，感受不到，非常抽象，教師不好講解，學(xué)生不好理解.突破這一難點(diǎn)，為了讓學(xué)生更好地理解原子的結(jié)構(gòu).筆者在上課時(shí)把偉大的科學(xué)家盧瑟福引入了課堂，并且和他一起研究a粒子的散射實(shí)驗(yàn).

首先讓我們一起穿越到1911年，當(dāng)年盧瑟福這位偉大的科學(xué)家完成了用a粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，這些粒子在金箔中“如入無(wú)人之境”，可以大搖大擺地通過(guò).這一現(xiàn)象說(shuō)明，固體中原子間并不是密不可分的，排列并不緊密，內(nèi)部也有許多空隙，所以a粒子可以穿過(guò)金箔不改變方向.實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)：也有少數(shù)a粒子穿過(guò)金箔時(shí)，好像被什么東西擠了一下，因而行動(dòng)軌跡發(fā)生了一定角度的偏轉(zhuǎn).盧瑟福分析：a粒子帶正電，而能使帶正電的a粒子偏轉(zhuǎn)說(shuō)明原子內(nèi)部帶正電，對(duì)a粒子產(chǎn)生了斥力從而使其改變方向.還有個(gè)別的粒子，好像正面撞在了堅(jiān)硬的東西上，完全反彈了回來(lái).這一現(xiàn)象又表明：原子內(nèi)部的帶正電這一核占據(jù)的空間很小即原子內(nèi)部的核體積很小，所以絕大部分不受影響能繼續(xù)前行，而撞到的幾率很小.極少部分碰個(gè)正著卻被彈了回來(lái)，說(shuō)明這一帶正電的體積極小的核質(zhì)量卻很大.

原子的這一微觀結(jié)構(gòu)因微小而非常抽象，利用掃描隧道顯微鏡的視頻也僅能讓學(xué)生“看到”原子，而原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更小，如果僅僅機(jī)械地灌輸，學(xué)生不但不能理解，而且容易遺忘.而通過(guò)盧瑟福的a粒子轟擊金箔這一重要的化學(xué)史實(shí)的分析，既可以把抽象的微觀形象化，還可以培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象分析本質(zhì)，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，也順利地將這一微觀結(jié)構(gòu)這一教學(xué)難點(diǎn)為學(xué)生講透講懂.

三、波義耳和拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)PK賽，讓人們懂得了質(zhì)量守恒定律的真諦

質(zhì)量守恒定律是學(xué)生學(xué)好化學(xué)方程式和利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ).只有基礎(chǔ)扎實(shí)，后面的學(xué)習(xí)才能得心應(yīng)手.質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究.而化學(xué)界的科學(xué)家們就是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出結(jié)論的.因此帶著學(xué)生站在巨人的肩膀上了解化學(xué)，探秘化學(xué).在學(xué)習(xí)質(zhì)量書(shū)恒定律這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，筆者是這樣利用史實(shí)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究的.

早在300多年前，波義耳和拉瓦錫兩位科學(xué)家就在不斷的實(shí)驗(yàn)中探尋，他們的實(shí)驗(yàn)分別是怎樣完成的，最后得出怎樣的結(jié)論？通過(guò)播放短片：波義耳在一敞口容器中加熱金屬時(shí)得到了金屬灰，然后稱(chēng)量金屬灰的質(zhì)量發(fā)現(xiàn)比原金屬的質(zhì)量增加了.而拉瓦錫在一密閉容器中研究氧化汞的分解與合成實(shí)驗(yàn)中各物質(zhì)之間量的變化，用45份重的氧化汞加熱分解，得到的汞重恰好是41.5份，氧氣重3.5份.拉瓦錫認(rèn)為，在化學(xué)反應(yīng)中，不僅物質(zhì)的總質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變，而且物質(zhì)中所含的元素的質(zhì)量也保持不變.讓同學(xué)們觀察、對(duì)照、思考.然后讓他們提出猜想，哪一位科學(xué)家的結(jié)論是正確的？讓同學(xué)自由站隊(duì)，然后分組實(shí)驗(yàn).有了波義耳和拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)鋪墊，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有了明確的方向.有了敞口與密閉的對(duì)比，就有了成功與失敗的思考.

利用波義耳和拉瓦錫這兩位優(yōu)秀化學(xué)家的pk賽史實(shí)，既使得課堂氣氛很快活躍起來(lái)，在驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，容器密封的重要性，反應(yīng)物中有氣體參與或生成氣體和沉淀對(duì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)成敗的影響，學(xué)生們意見(jiàn)各不相同，教師并不急著給出答案，這一偉大的pk賽對(duì)學(xué)生的思想都產(chǎn)生了猛烈的沖擊，學(xué)生躍躍欲試.而教師隨后組織讓學(xué)生親身實(shí)驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)象讓學(xué)生對(duì)比、分析從而得出結(jié)果.學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹匾杂辛饲猩眢w會(huì).這一史實(shí)不僅僅為了調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，更是為了培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)品質(zhì).而難點(diǎn)又在實(shí)驗(yàn)和史實(shí)中輕松突破.