追寻化学史，构建化学教学的探索——以“金属的化学性质”的教学设计为例

■福建省福安市实验中学 史月英

一、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。

二、学习分析

本节课内容在初中化学中具有重要的地位，是学习的重点和难点。学生在第二单元氧气的学习中已认识到铁能在氧气中燃烧，在第五单元质量守恒定律的学习中探究过铁与硫酸铜溶液的反应，在第七单元燃料及其利用中知道镁与稀盐酸反应会放出热量，以及实验室可用锌与稀硫酸制取氢气，这些知识储备为学习金属化学性质奠定坚实的基础。但尚未对金属的化学性质进行分类研究和系统总结，更缺乏对金属反应规律的深入探究。

三、设计思路

（一）创造性地使用教材

教师和学生借助教材在教和学活动中，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。新课程教材，在科学方法核心内容的编写上，注重让学生了解化学家研究化学的方法，培养学生科学精神和科学方法。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

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与酸反应的产物。最后总结出金属活动性规律。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

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。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。

四、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（硫酸铜溶液）涂铁，铁赤色如铜。问题导引：“铁赤色如铜”，这句表达反应中出现了什么的现象？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”一课中已学到铁和硫酸铜反应的认知，通过“铁赤色如铜”这句的分析，简洁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。

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：通过比较Mg 、Fe 、Cu 、Au 与氧气反应的剧烈程度，初步排出这四种金属化学性质的活泼性由强到弱的顺序？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，从能否与氧气反应和反应的条件中，初步得出金属的活动性强弱。

展示历程3：1625～1782 年，1625 年德国化学家格劳贝尔意外发现金属放入酸中会“消失”，这次意外让格劳贝尔有了很多想法。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1766 年，拉瓦锡重复卡文迪什的实验，并在1787年把它命名为氢气，意喻“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，用点燃的木条靠近气泡，气泡燃烧起来。演示实验：锌、铁、铜和稀硫酸（或稀盐酸）的反应。学生活动：通过比较不同金属与稀酸反应的程度，排出这四种金属化学性质的强弱？设计意图：借助近代科学家发现氢气的历程，激发学生探究的意愿。这时适时安排学生用锌与稀硫酸反应的探究，使学生更加热爱化学。在教学中，教师有意识引导学生从发现实践中个别金属的个性，通过实验验证金属与酸反应的共性，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Cu-SO4 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？3.分析出这几种金属化学性质的活动性强弱？过渡：那么以上变化的依据是什么？

展示历程4：1812 年利用金属活动性顺序表的诞生和发展的史实。时代背景：1812 年化学家齐里乌斯根据实验现象最先提出金属活动性顺序。1865年俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究的基础上提出了金属活动性顺序：拓展：铜和锌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：通过金属活动性顺序表的诞生和发展的历史，使学生理解其历史的阶段性，感受到科学知识的发展性。依据以上已认知的探索方法，提出要探究的问题，培养学生能对观察的实验信息进行加工并获得结论。课堂总结：由学生总结基础上，教师帮助学生建立探究方法的基本过程（图1）：

图1 探究方法的基本过程

设计意图：探究过程始于学生在一定经验的基础上，将广泛收集信息并以科学思维去相应的行动理念。在教学中教师有意识地帮助学生建立这种模型，在任务驱动下，进行探究、总结、反思、应用，提高了学习动力。

五、结语

在教学上，将化学史作为分散的知识点之间的桥梁，从历史的维度把握知识的起源与历程，从学生认知出发，挖掘每一个知识背后的历史，让学生能感受并赞叹化学是改变世界的重要科学。从某种意义上说，每位化学教师都是一位化学史的传承人，都有责任和义务向我们的学生展现一幅化学发展的动态画卷。