追寻化学史来构建化学教学的探索

史月英

摘 要：文章以“金属的化学性质”教学为例，阐述了教师该如何创造性地使用教材。借助化学史来主导教学中的知识主线，如同把学生带入科学家研究问题的实验室。

关键词：化学史;化学教学设计;教材

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 收稿日期：2019-10-11 文章编号：1674-120X（2020）01-0087-02

一、引言

人教版初三化学（下册）的结束语写道：“为此，我们应该理解和感谢化学。”这里的“为此”，[1]是指化学家重大发现和研究的历史，感谢他们的付出，也理解他们的失败、意见争论、传统影响等，使现代化学家能在研究中利用古代或近代化学家在探索中积累的大量经验。[2]

在构建化学教学的各种方法中，历史方法无疑有着很大的优点。教师利用化学史材料，如同把学生引进了化学家进行探索实验的实验室中，[2]向他们展示每一种化学性质都经历了一系列曲折的探索过程，其中蕴含着丰富的科学价值，是启蒙阶段教学中最珍贵的资源。以下是笔者在“金属的化学性质”中的教学体会。

二、教材依据

人教版初中化学第八章金属和金属材料课题2：金属的化学性质。

三、学习分析

本节课内容在初中化学中具有重要的地位，是学生学习的重点和难点。学生对Fe和O2的反应、Zn与稀硫酸的反应，以及Fe与CuSO4溶液的反应等，已经有了一些感性认识，对这些反应的条件、剧烈程度等也有一定的知识储备，但未对金属的化学性质进行归类总结，更缺乏对金属反应规律的深入认识。

四、设计思路

（一）创造性地使用教材

教师和学生在教学活动中都会有自己的思路。课堂教学在整体上应该实现编写者、教师、学生三者思路上的和谐统一。[3]而新课程教材，在科学方法与核心内容的编写上，注重用化学的视角和思维启蒙学生乐于探索有用的、真实的、丰富的、身边的化学。故教师应结合学生已有的储备知识，用生动的化学史实，有机地将其渗透到金属的化学性质教学的整个过程，帮助学生实现对金属化学性质的整体、深入的认识。

（二）课堂主线

（1）知识主线：从晋朝铁和硫酸铜反应，到唐朝利用金属与氧气反应，再到近代科学家经过漫长时期探索和发现金属和酸反应产生气体，最后自动提炼出金属活动性强弱。

（2）探究方法主线：从实践中发现金属的个性→实验验证金属的共性→反思和推导金属的差异性、递变性→系统研究金属的规律→用规律指导实践。

（三）实验改进

（1）为了让学生感受金属燃烧形成烟花特效，每组准备铁粉，用纸张自制凹状并用笔尖刺成几个细孔，取少量铁粉在纸上并放在酒精灯火焰上方轻轻抖动，铁粉燃烧出现烟花状，学生体验到化学美。

（2）往烧杯中放入几粒锌粒，加入约40%的稀硫酸10毫升，再滴入胶水甘油洗洁精，片刻观察到氢气的大气泡，用点燃的木条靠近气泡，气泡燃烧起来。[4]

五、教学过程

【展示历程1 】晋朝266—420年

《抱朴子内篇·黄白》中记载： 以曾青（CuSO4溶液）涂铁，铁赤色如铜。

【问题导引】“铁赤色如铜 ”，这句表达说明反应中出现了什么样的现象？以及铁表面覆盖的新物质是什么？

【实验再现】学生分组实验铁粉和硫酸铜溶液反应。

【设计意图】基于学生在“质量守恒定律”一课中已学过铁和硫酸铜反应的知识，通过对“铁赤色如铜” 这句的分析，简洁地表示了铁与硫酸铜反应的现象和生成的新物质。第二部分通过分组探究铁粉和硫酸铜溶液反应，观察到一种金属可以制取另一种新金属，体验到化学的用处，提升了学习动力。

【展示历程2】唐朝 618—907年

火药中添加金属（镁等）粉，会发亮光，制成烟花。

【教师演示】镁带在空气中的燃烧实验。

【问题追问】

1.以上史实说明镁有何化学性质 ？

2. 金属中只有镁有这样的性质吗？

3. 所有的金属都有这样的性质吗？

【分组实验】

取少量铁粉放在带有细孔的凹状的纸上，并放在酒精灯火焰上方轻轻抖动，铁粉燃烧出现烟花状。

【学生活动】

1.比较Mg、Fe与O2反应的程度，初步排出這两种金属化学性质的活泼性由强到弱的顺序。

2.讨论Al应排在Mg   Fe  Cu   Au的哪个位置？

【设计意图】基于学生在氧气的学习中已认识到铁丝能在氧气中燃烧的事实，及观察到镁带燃烧的剧烈，再次验证镁的化学性质比铁活泼。观察铁粉能在空气中燃烧产生焰火，让学生体会到化学美，喜欢上化学。通过对比实验和自主讨论，从能否与O2反应和反应的条件中，学生初步了解了金属的活动性强弱。

【展示历程3 】1625年 —1782年

1625年化学家格劳贝尔意外地发现金属放入酸中消失了，这次意外让格劳贝尔有了很多思考。同学们，你们有什么想法呢？

【演示实验】  镁和稀硫酸反应

（1）观察——反应有无新物质生成？

（2）猜想——这是什么物质？

（3）验证——如何进行实验检验气体？

【时代背景】追溯到1625年，当时认为世界上只有一种气体——空气 ，所以认为产生的气体是空气。再追溯到1787年，拉瓦锡通过多次实验后，把它命名为H2，喻“会制造水的物质”。

【过渡】镁和稀硫酸的反应是个例吗？还有哪些金属也会与稀酸反应？反应的程度是一样吗？

【分组实验】往烧杯中放入几粒锌粒，加入约40%的稀硫酸10毫升，再滴入胶水甘油洗洁精，片刻观察到氢气的大气泡，点燃气泡，气泡燃烧起来。

【演示实验】Zn、Fe、Cu和稀硫酸（或稀盐酸）的化学反应 。

【学生活动】通过比较不同金属与稀酸反应的程度，能否排出这三种金属化学性质的强弱？

【设计意图】借助于近代科学家发现氢气的历程，激发学生探究的意愿。可以适时安排学生展开对锌与稀硫酸反应的探究，使学生更加热爱化学。

在教学中，教师有意识地引导学生从发现实践中个别金属的个性，到通过实验验证金属与酸反应的共性，进而反思不同金属与稀酸反应的差异性。这种科学探索方法给学生开启了一扇化学思维的大门。

【过渡】铁与硫酸铜溶液反应只是个例吗？是否还有更多类似反应的例子？

【演示实验】

1.Al和CuSO4溶液反应

2. Cu和AgNO3溶液反应

【学生活动】

1.观察现象，说出原金属表面变成哪一种金属。

2.排出这几种金属的活动性强弱。

【过渡】那么以上变化的依据是什么？

【展示历程4 】 1812年金属活动性顺序表的诞生和发展的史实

【时代背景】最先提出金属活动性顺序的是1812年化学家贝齐里乌斯，到1865年化学家贝开托夫在大量实验和系统研究的基础上完善了金属活动性顺序：

【拓展】Cu和Zn的合金外观呈金黄色，市面上有人用它制成假金元宝行骗，你能否设计实验方案揭穿它？

【设计意图】通过了解金属活动性顺序表的诞生和发展的历史，学生理解了其历史的阶段性，建立起能预见化学今后发展的科学思想。

【课堂总结】探究方法主线：在学生总结基础上，教师帮助学生建立探究方法的基本过程：

【设计意图】图1显示，探究过程始于学生在一定经验的基础上，广泛收集资料信息（尤其是自己探究活动中的信息），并以科学思维去实施相应的行动理念。在教学中，教师有意识地帮助学生建立这种模型。[5]在任务驱动下，学生进行探究、总结、反思、应用，提高了学习动力。

六、结语

笔者认为：每一节课都是一场美妙的科学之旅，与学生一起，带着思想，共同追寻“既有知识，又有智慧”的醉人风景。在教学上，化学史方法无疑有很多优点。教师根据化学史材料和学生的原认知，让学生把分散的知识有机串联起来;通过用化学家的创造性活动来启蒙，使学生养成乐于探索身边的化学的好习惯;通过展示化学史的科学发展过程，让学生感受并赞叹化学是改变世界的重要科学。

参考文献：

[1]王晶主编.义务教育课程标准实验教科书*化学（下）（九年级）[M].北京：人民教育出版社，2015.

[2]郭保章，董德沛.化学史简明教程[M].北京：北京师范大学出版社，1985.

[3]王云生.王云生的中学化学教学主张[M].北京：中国轻工业出版社，2014.

[4]葉麦琪.巧用“肥皂泡”设计几种常见气体检验的分组实验方案[J].化学教学，2017（5）：69-73.

[5]杨梓生，吴菊华.中学化学教师专业发展的十二堂必修课[M].上海：上海教育出版社，2015.