依托化學簡史，進行“金屬的冶煉與利用”復習課的教學

劉艷

關鍵詞：化學史;金屬;資源;民族自豪感

一、教學主題內容和教學現狀分析

1.教學主題內容

本章內容選自滬教版九年制義務教育教科書上冊第五章，該章節共分為3小節，依次為金屬的性質和利用、金屬礦物鐵的冶煉、金屬的防護和廢金屬的回收，是上接“氧氣”下承“酸、堿、鹽”的轉折環節，也是學生首次系統學習金屬這類物質的章節。第二章“氧氣的化學性質”的學習已經讓學生認識到大多數金屬能與氧氣反應。憑借生活經驗，學生也知道“真金不怕火煉”的俗語，這都為該章節金屬的化學性質的學習作了前期鋪墊，同時也為第七章酸和鹽的化學性質的學習打開了一扇窗，讓學生認識到化學知識并不是孤立的，而是前后相互聯系。依據常州市2020年初中學業水平考試說明要求[1]，本章節在中考中的考點也較多，主要有A和B兩個等級（見表1）。

2. 教學現狀分析

知網上查閱雜志發表的有關“金屬的冶煉和利用”的復習課教學設計，共計6篇。例如：錢柳云老師設計的無線投屏技術在課堂上的應用[2];王德強老師用實驗探究式、情境引導式、思維導圖式、物質簡介式4種方式對“金屬的冶煉和利用”這一章節進行了教學設計[3];孫覓覓老師以暖寶寶為情境載體，從引出鐵、總結鐵的性質、回顧鐵的冶煉3部分內容確立教學主線[4]。每篇教學設計都有自己獨特的亮點和側重點，但將化學史實和金屬的相關知識有機結合，引發學生積極地進行情感體驗，潛移默化地滲透民族自豪感和社會責任感的教學設計目前還沒有。

二、教學思想和創新點

一節高效的化學課堂，教師要結合化學史、聯系生活中科技發展背景或新材料應用等已有內容，搭建認知腳手架，創設適合學生認知規律和科學素養提升的教學情境。研讀化學史實，不是考證歷史事實，而是利用化學家的探索經歷對學生進行知識、方法和人文情感方面的引領，給予學生不一樣的感受和啟迪。人類對金屬的認識過程正好與滬教版第五章的節次排序不謀而合。筆者以史為主線，沿著歷史的足跡，感受金屬的前世今生，在真實的情境中分析問題，串聯起金屬的性質、冶煉、防護三大核心知識，升華教學內容，讓學生體驗從歷史走進化學，從化學走向社會，感受化學史的有趣、有用和有魂。

三、教學目標

1.通過了解人類利用金屬的發展歷程，鞏固金屬的性質、冶煉和防護等相關化學知識。

2.通過小組合作辨黃金、齊心齊力煉金屬等環節，培養學生實驗探究的科學素養。

3.通過冶煉金屬的歷史，知道冶煉是人類文明進步的產物，培養學生民族自豪感和社會責任感。

四、教學流程

教學流程見圖1。

五、教學實錄

[視頻]金屬無處不在（自制視頻，課前播放）。

1. 穿越黃金時代，回顧金屬性質[講述]人類對金屬材料的利用經歷了上千年的歷史，大約在5000年前，四大文明古國中的埃及人很擅長加工金屬材料。

[視頻]古埃及黃金史。

[提問]黃金作為第一種被埃及人認知的金屬，它具有哪些物理性質呢？

[講述]黃金的延展性極好，據傳埃及艷后甚至將黃金做成衣服穿在身上。

[小結1]金屬的物理性質。

[演示實驗]取一小塊金，分別進行加熱、加入到稀硝酸中，加入到硫酸銅溶液中的實驗。

[講述]這說明黃金的化學性質穩定，不怕腐蝕，千百年后絲毫不改其“英雄本色”，所以它才可以以天然的金屬單質形式存在于沙河之中。

[交流討論、分組實驗]“慧眼識金”。

[投屏展示]設計的方案、涉及的化學原理（寫出化學方程式）。

[小結2]金屬的化學性質。

[講述]（投影圖片）這么美麗漂亮的黃金戒指實際上來自淘寶，外觀和真黃金非常相似，但價格相差甚遠（見圖2）。

設計意圖：根據情境需要，組織調動相關知識，進行實驗探究活動，尋求解決問題的方法。重視教學內容的結構化設計，滲透符號表征，引導學生總結提煉，激發學生學習化學的興趣，促進學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。

2. 穿越青銅時代，體驗金屬冶煉

[過渡]單靠一種金屬已經不能滿足社會發展的需要，公元前3400年，人類開始學會自己冶煉金屬。

[視頻]青銅史介紹。

[提問]埃及人最早學會用木炭還原堿式碳酸銅獲得銅單質，請大家說說看，這里面可能涉及哪些化學反應？

[同心協力煉金屬]模擬火法煉銅創新實驗。實驗步驟：在空氣中灼燒銅片，用鑷子將灼熱的銅片放入盛滿CO的集氣瓶中，觀察現象。

[思考]實驗原理不變，但裝置千變萬化，書本上煉鐵的裝置同樣也可以用來煉銅（見圖3），分析實驗過程中有什么現象？反應方程式是什么？點燃酒精燈的前后順序是什么？如何進行尾氣處理？

[小結3]實驗步驟的順序。

[資料]CO還原CuO的實驗過程中，黑色固體慢慢變成紅色，有可能生成紅色固體Cu2O。

[思考]反應前后硬質玻璃管中的固體質量變化見表2，分析反應后裝置中紅色固體的成分？

[過渡]火法冶銅需要消耗大量能源。我國于西漢時期首次用膽礬煉銅，成為世界上第一個濕法冶金的國家。

[提問]觀看鐵和硫酸銅反應的微觀示意圖，從微觀角度看，該反應實際上是哪兩種微粒之間的相互作用？

設計意圖：利用這些素材創設學習情境，生動地進行愛國主義、民族精神的教育，增強民族自豪感，增強學生的社會責任感，感悟我國古代勞動人民的智慧，體驗化學與歷史發展、社會進步的密切聯系，引導學生理解人與自然的關系，認識化學在促進社會可持續發展中的重要作用。

3. 穿越鐵器時代，感悟防銹方法

[過渡]在煉銅的基礎上，人類憑借自己的智慧又逐漸掌握了煉鐵技術，極大地促進了當時農業和軍事的發展。

[提問]由于鐵比銅活潑，使用久了之后表面就會生銹，如何延緩鐵生銹一直被大家所關注，大家對預防生銹有什么好的建議嗎？為什么這么做就可以防銹呢？

[活動]花樣防銹大比拼。

[小結]生銹條件、防銹方法。

[講述]隨著時代的發展，鋁質輕、耐腐蝕的特性被人們所發現。在燒烤的時候，為了鎖住水分，常用“錫紙”包裹食物。

[提問]為什么“錫紙”不容易生銹，而且在高溫加熱的時候也沒有燃燒？

[表達]鋁和氧氣反應生成致密保護膜。

[總結]回顧過去，人類社會的發展與金屬材料有著千絲萬縷的關系;立足現在，我們所處的生活中到處都可見合金的身影;展望未來，還會有更多的金屬材料等待我們去發現，更多的金屬性質等待我們去研究。唯有現在好好學習，將來才有無限可能。

設計意圖：讓學生體會我們的生產、生活離不開金屬，社會發展、人類文明的進步、科技發展也離不開金屬材料。通過化學史的學習，可以清楚地了解化學發展是廣大勞動群眾和化學家經過長期艱辛努力取得的成果。

六、板書設計

本節課采用坐標軸式的板書（見圖4），以時間為橫坐標，利用板書總結相關知識要點。

七、教學反思

1.問題活，有思維之美

問題要和學科核心知識有機結合，由情境激發興趣，衍生出問題，引發思考，點燃思維的火花。設計的問題要有層次性、拓展性、挑戰性。讓學生的思維不斷地走向深入，給學生留下自主發展的空間，從而引導知識建構，培養學科關鍵能力。在實驗探究的過程中不斷地給學生設置“未知與已知之間的矛盾碰撞”，讓他們不由自主地產生“自己的問題”，再通過獨立思考，傾聽他人觀點，并對他人觀點進行質疑，拓展學習的深度與廣度，促進學生高階思維發展，促進深度學習。通過觀看視頻，問學生看到了什么？黃金為什么是最早被人熟悉的金屬？引入物質的組成、結構、性質與用途相互間的關系，這樣的問題導入相比直接問“金屬有什么性質？”更具有啟發性，更能調動學生的積極性。

2.情境真，有貫穿之美

“情境學習”理論認為：學習發生在社會情境中，社會化的學習能極大地提高個人回憶、檢索和重新使用知識等思維的能力。在實際教學中，多數教師創設的情景，往往用于導課階段，或者說停留在“有趣”或“激發興趣”層面。學習情景的功能并不是傳統意義上的導入新課，而應在整個學習過程中都能激發、推動、維持、強化和調整學生的認知活動、情感活動和實踐活動等[2]。化學史提供化學發展的來龍去脈，幫助學生了解知識的產生過程[5]。本節課選用金屬的發展史作為貫穿整節課的主情境，在動態情境中鞏固、遷移、運用所學知識和技能，培養關鍵能力。在歷史面前，我們不是要頂禮膜拜，而是要認真研習解讀，讀出歷史的價值，讀出時代的精神，吸取深蘊其中的科學思想和方法。教學的本質就是引導學生不斷獲取知識，豐富自身靈魂，提升內在素養的過程。

3.活動實，有探究之美

很多時候我們的化學課堂給人一種熱熱鬧鬧的感覺，但實際上參與的學生卻不多，大多數的學生在交流討論、實驗探究環節中都是看客，他只是在聽別人說，看別人怎么做，缺少獨立的思考。確立高階思維發展的教學目標，在于設計能夠促進學生深度理解和參與的活動，在活動中切切實實培養學生的科學探究能力，而不是循規蹈矩地按照老師的指示進行簡單地實驗操作。在慧眼識金環節，從方案設計到實驗操作都是學生自主完成，讓學生切實感受到化學獨特的學科魅力。