訪古論今 趣學(xué)化學(xué)

呂詠玉

【摘? ?要】基于提升學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的高中化學(xué)課堂教學(xué)，旨在提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生感悟到化學(xué)在促進(jìn)人類文明可持續(xù)發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)史;高中化學(xué);教學(xué)情境

法國著名物理學(xué)家朗之萬說：“在科學(xué)教育中，加入歷史的觀點(diǎn)是有百利而無一弊的。”化學(xué)史是化學(xué)學(xué)科孕育、形成、發(fā)展及其演變規(guī)律的歷史，我們可以從中汲取養(yǎng)分，去“滋養(yǎng)”高中化學(xué)的教學(xué)。在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，以社會生活生產(chǎn)實(shí)際為教學(xué)情境背景，巧妙穿插利用化學(xué)史教學(xué)，不僅有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性，更能拓寬學(xué)生視野，提高學(xué)生的人文和科學(xué)素養(yǎng)。

下面，筆者以“金屬礦物的開發(fā)利用”為例，對此加以闡述。

一、教學(xué)概述

“金屬礦物的開發(fā)利用”是人教版化學(xué)必修II第四章第一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，涉及金屬冶煉的概念、方法和原理、金屬礦物合理開發(fā)利用的途徑等知識點(diǎn)。鑒于必修I中學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了金屬材料的使用，因此本課的教學(xué)可以此為基礎(chǔ)，結(jié)合人類金屬冶煉的歷史，推動(dòng)學(xué)生探知金屬冶煉的方法和原理。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過對金屬冶煉的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握金屬冶煉的原理和一般方法，提高歸納、總結(jié)、比較的能力;通過探討金屬礦物合理開發(fā)利用的途徑，幫助學(xué)生認(rèn)識和體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，幫助其樹立節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境、變廢為寶的意識。

三、教學(xué)實(shí)錄

1.新課導(dǎo)入

師：自然界金屬元素存在形式？生：化合物。

【投影】自然界金屬元素存在。

圖片展示：金礦、鉑礦、黃銅礦、赤鐵礦和鋁土礦。

師：金屬礦物究竟是什么？金屬的冶煉是怎樣的過程？ 生：金屬元素從化合態(tài)轉(zhuǎn)變成游離態(tài)。

【投影】金屬的冶煉定義

設(shè)計(jì)意圖：在金屬材料的使用這一情境下，由學(xué)生已知的自然界金屬元素存在的形式和金屬材料的認(rèn)識出發(fā)，通過對比自然界存在和實(shí)際使用的差異，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，在認(rèn)識金屬冶煉基本概念的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。

2.歷史資料共賞，發(fā)現(xiàn)金屬冶煉歷史的秘密

【投影】簡介展示歷史：黃金、青銅、鐵器和鋁器時(shí)代。

師：金屬活動(dòng)性與發(fā)現(xiàn)、使用的關(guān)系？生：越不活潑，使用越早。

設(shè)計(jì)意圖：展示人類文明史中金屬冶煉歷史的幾個(gè)側(cè)影，使學(xué)生認(rèn)識化學(xué)史上金屬的冶煉有先后順序，明確這種順序是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平導(dǎo)致的結(jié)果，與金屬的活動(dòng)性有必然的關(guān)系，為金屬冶煉方法的學(xué)習(xí)鋪墊。

3.史實(shí)入手，認(rèn)識金屬冶煉的一般方法

【投影】展示劉禹錫的《浪淘沙》

師：“沙中浪底來”說的是哪種金屬的獲得方法？生：沙里淘金。

【投影】物理提取法：略

【投影】史實(shí)：燒丹煉汞

師：怎樣獲得汞？ 生：加熱。

【投影】一、金屬的冶煉方法

1.熱分解法：略

【投影】古代煉銅史實(shí)。

生：書寫濕法煉銅原理。

師：從氧化還原角度分析金屬礦物。生：還原劑。

【投影】2.熱還原法：略

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)延伸上一環(huán)節(jié)“人類金屬冶煉的歷史”而來，從黃金時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代分別截取幾個(gè)冶煉的小片段，讓學(xué)生從歷史中認(rèn)識金屬冶煉的常用方法，趣味性強(qiáng)，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.演示實(shí)驗(yàn)，抽絲剝繭認(rèn)識鋁熱反應(yīng)

師：為什么生成的鐵是紅熱的？生：反應(yīng)放熱。

【投影】鋁熱反應(yīng)應(yīng)用：略

設(shè)計(jì)意圖：本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)在于對鋁熱反應(yīng)過程的理解。通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn);通過分析，去推知反應(yīng)放熱。兩步設(shè)計(jì)幫助學(xué)生從實(shí)質(zhì)認(rèn)識鋁熱反應(yīng)。

5.近代歷史，認(rèn)識鋁的冶煉

【投影】電解制鋁法歷史

【投影】3.電解法：

設(shè)計(jì)意圖：由歷史認(rèn)識鋁的冶煉，結(jié)合講解讓學(xué)生認(rèn)識電解法并發(fā)現(xiàn)三種典型金屬冶煉中的要點(diǎn)。

6.對比反應(yīng)，理解冶煉的原理

設(shè)計(jì)意圖：由學(xué)生總結(jié)歸納典型金屬的冶煉方法，再從氧化還原反應(yīng)角度去對比分析歸納。既能有效完成重點(diǎn)小結(jié)，又利于構(gòu)架知識框架、內(nèi)化新知。

7.學(xué)生探討合理開發(fā)利用金屬礦物的途徑

師：金屬礦物不是取之不盡用，怎樣開發(fā)利用才合理的？

學(xué)生回答：①提高金屬礦物的利用率，減少金屬礦物的開發(fā);②開發(fā)新的材料代替金屬材料;③廢棄金屬設(shè)法再加工再利用。

設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生從根本上認(rèn)識化學(xué)和自然的緊密聯(lián)系，感悟化學(xué)學(xué)科研究發(fā)展的意義。

四、總結(jié)與反思

化學(xué)家傅鷹說：“一門科學(xué)的歷史是那門科學(xué)中最寶貴的一部分，因?yàn)榭茖W(xué)只能給我們知識，而歷史卻能給我們智慧?！被瘜W(xué)史不僅記載了化學(xué)學(xué)科形成和發(fā)展的過程，更記錄了化學(xué)發(fā)展歷程中的重要事件，向人們展示了化學(xué)家們研究化學(xué)規(guī)律的經(jīng)歷，以及體現(xiàn)出的嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的治學(xué)精神。所以，化學(xué)史在教學(xué)中的嵌入，不僅能起拋磚引玉的作用，而且能有效提高課堂教學(xué)效率。當(dāng)然，針對不同教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，如何運(yùn)用有效運(yùn)用化學(xué)史輔助教學(xué)需要因地制宜、因材施教的設(shè)計(jì)。所以，將化學(xué)史融入課堂教學(xué)是提高高中化學(xué)教學(xué)的有效途徑。