利用信息技術整合化學史資料在教學中的應用

化學史材料是教材的重要組成部分，孫穎蕾研究表明，在化學教學中利用號化學史，可以提高學生化學的興趣，幫助學生理解化學知識。然而，有些經(jīng)典化學實驗在中學化學實驗室無法再現(xiàn)，化學史在考試中幾乎不考，在通常的教學中化學史常常作為引入新課的背景材料，其教育教學價值不能全面體現(xiàn)。利用信息技術將經(jīng)典的化學實驗和理論以動畫或圖片的形式予以呈現(xiàn)，可以提高化學史在教學過程中的教育教學價值。

一、利用信息技術實現(xiàn)實驗裝置的演變

在授新課《空氣》一節(jié)內容中，我利用信息技術手段將人類認識空氣成分的簡史、在課堂上呈現(xiàn)了測定氧氣含量實驗裝置演變過程，取得了良好的教學效果，幫助學生理解了知識，提升了學生的課堂參與率，增強了學生學習化學的興趣。具體過程如下：

（一）利用信息技術手段呈現(xiàn)人類認識空氣成分的簡史

借助PPT展示科學家對空氣成分的探索歷程，比較普利斯特里、舍勒、拉瓦錫的實驗結論，介紹科學家所處的環(huán)境，以及當時科學界的理論學說。

（二）利用網(wǎng)絡查閱氧氣和氮氣名稱的由來

為了增強學生的學習興趣，提高學生課堂參與率，我鼓勵學生先閱讀課本，發(fā)現(xiàn)問題，小組討論，由小組長整理問題，如什么是氧氣，為什么叫氧氣，然后，在網(wǎng)絡上直接查閱氧氣（Oxygen）希臘文的意思是“酸素”，該名稱是由法國化學家拉瓦錫所起，原因是拉瓦錫錯誤地認為，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。他認為人的生存離不開氧氣，所以就命名為“養(yǎng)氣”即“養(yǎng)氣之質”，后來為了統(tǒng)一就用“氧”代替了“養(yǎng)”字，便叫這“氧氣”，學生進行整理，學生了解氧氣的英文名和中文名的意義。

通過引導學生閱讀教材，理解氮氣（“不能維持生命的”）名稱的由來。強調物質名稱表示一種物質，如課本中汞、紅磷、五氧化二磷等都表示一種物質。

（三）播放“美麗化學”視頻片段

動畫有很強的真實感，為了讓學生深入了解拉瓦錫實驗的過程，我選擇了“美麗化學”的視頻片段，如圖1所示，將教材中拉瓦錫實驗以動畫的形式呈現(xiàn)，幫助學生理解拉瓦錫實驗。

（四）分析拉瓦錫實驗的裝置和原理

為了讓學生進一步理解拉瓦錫實驗的中各儀器的作用和實驗原理，利用PPT展示拉瓦錫實驗裝置，如圖2所示，引導學生得出火爐提供熱量，曲頸甑是反應容器。

利用PPT呈現(xiàn)反應前后液面的變化情況，如圖3所示，引導學生分析壓強變化的原因，得出拉瓦錫測定空氣中氧氣含量的實驗原理：利用汞與氧氣反應生成氧化汞（固體），密閉容器內的氣體壓強降低，鐘罩內液體體積改變，液體體積的改變量就等于消耗氧氣的體積。

（五）改進拉瓦錫實驗裝置

由于拉瓦錫測定空氣中氧氣含量所用的實驗藥品有毒、操作復雜，在中學實驗室拉瓦錫實驗很難再現(xiàn)。為此，我利用PPT引導學生逐步改進實驗裝置。首先將拉瓦錫實驗裝置分成如圖4所示的兩部分，然后縮小火爐和曲頸甑置于鐘罩內，得到如圖5所示的裝置。考慮到汞有毒、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，教師展示鐘罩和水槽，讓學生親自操作并談談感受。學生會說出：“鐘罩和水槽較大不便于操作”。教師引導學生用體積較小的廣口瓶和燒杯替代，得到如圖7所示的實驗裝置。最后，向學生說明可燃物在燃燒時放出大量熱，使容器內氣體體積膨脹，氣體會從導管逸出，而該實驗要求必須在密閉容器內進行。經(jīng)過學生的討論，可以得出在膠皮管處加一個彈簧夾，這樣就可以形成一個密閉體系，得到如圖8所示的裝置。

上述過程，成功地實現(xiàn)了從拉瓦錫測定氧氣含量實驗裝置到利用紅磷燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗裝置的演變。隨后引導學生，得出測定空氣中氧氣含量的原理：可燃物消耗密閉容器內空氣中的氧氣，氣體體積發(fā)生改變，減少的體積即空氣中氧氣的體積。

二、利用信息技術整合化學理論發(fā)展史

利用信息技術整合化學理論發(fā)展史材料，不僅可以幫助學生理解化學理論，還可以讓學生體會科學家認識事物的過程。

實踐證明：在《元素》新授課中，通過利用信息技術整合元素發(fā)展史材料，不僅可以讓學生體會到元素符號發(fā)展的過程，學生體驗科學探究過程、還有助于知識的生成，培養(yǎng)科學思維與方法，通過長期觀察發(fā)現(xiàn)，學生詢問有關化學史的問題積極性明顯增強，主動閱讀資料卡片。

小結：

信息技術是改進化學史教學的重要手段，利用信息技術手段整合化學史材料，以“問題為導向”逐步引導學生解決學習中的疑惑，在課題《空氣》教學中，讓學生直觀地感受拉瓦錫實驗和紅磷燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗裝置的統(tǒng)一性，原理的一致性。在課題《元素》教學中，幫助深刻理解了元素符號的意義，讓學生體驗了元素符號的發(fā)展過程，利用信息技術改進發(fā)展史教學，不僅可以幫助學生理解學科知識，同時深入挖掘化學史背后蘊藏的化學知識、原理、學習方法。提高了化學史資料卡片使用價值。

天津市靜海區(qū)第七中學 張瑞軍