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用化學(xué)解生活之“謎”

2019-06-18 01:29陳佳
廣西教育·A版 2019年4期
關(guān)鍵詞:初中化學(xué)生活

【摘要】本文以《金屬的化學(xué)性質(zhì)》(第一課時)教學(xué)為例,論述教師結(jié)合生活實際開展化學(xué)教學(xué)的途徑,提出通過創(chuàng)設(shè)情境、開展探究活動、回歸生活等教學(xué)建議,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用化學(xué)知識解答生活之謎,體會學(xué)習(xí)化學(xué)課程的意義和價值。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 生活 《金屬的化學(xué)性質(zhì)》

【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889(2019)04A-0051-03

2015年桂林市開始使用科粵版九年級化學(xué)教材進行教學(xué),教材上、下兩冊書共9章,始于“身邊的化學(xué)”,列舉了許多生活中與化學(xué)有關(guān)的物品及現(xiàn)象,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情和興趣,中間各章分別以生活中常見的物質(zhì)命名,分別為“空氣”“氧氣”“水”“燃料”“金屬”“溶液”“酸堿鹽”,末章為“現(xiàn)代生活與化學(xué)”,充分體現(xiàn)了教材編著者對于化學(xué)在生活中應(yīng)用的重視?;诖?,筆者在每節(jié)課的課堂教學(xué)中,都會選用一些與生活有關(guān)的實例,帶領(lǐng)學(xué)生從生活走進化學(xué),用化學(xué)知識走向生活。

一、教材分析與學(xué)情分析

“金屬的化學(xué)性質(zhì)”是上冊課本第一章第四節(jié)《物質(zhì)性質(zhì)的探究》內(nèi)容的延伸和拓展,作為第六章“金屬”的核心內(nèi)容,本節(jié)蘊含了大量的化學(xué)知識與原理,是初中化學(xué)知識的重要內(nèi)容,也是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的難點之一。九年級的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,也具備了許多與金屬材料有關(guān)的生活常識,如銅和鐵在潮濕的空氣中容易生銹、煮綠豆不能用鐵鍋、用火燒一下可以鑒別真假黃金等,但學(xué)生對這些生活常識的認(rèn)識還處于從感性到理性的轉(zhuǎn)變階段,未能對其做出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊蜏?zhǔn)確的解釋。所以在本節(jié)課中,筆者選取了一些與金屬化學(xué)性質(zhì)有關(guān)的生活素材和事例,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用化學(xué)知識解答生活中的常見現(xiàn)象,從而讓學(xué)生從具體到抽象、從感性到理性認(rèn)識金屬的化學(xué)性質(zhì),并為后面學(xué)習(xí)溶液、酸堿鹽打下良好的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)過程

(一)創(chuàng)設(shè)情境,關(guān)注生活

(教師通過投影展示生活中各種金屬的圖片:青海塔爾寺金頂、國家博物館典藏鎏金鹿紋銀雞冠壺、教室窗外的防盜窗、1998年五角銅幣等)

師:為什么幾百年前的金頂、約一千年前的銀壺到了今天仍然閃閃發(fā)光,而教室窗外十幾年前的防盜網(wǎng)和二十年前的五角銅幣卻早已銹跡斑斑了呢?你知道這些金屬的“化妝師”是誰嗎?

生:氧氣。

設(shè)計意圖:從生活中可見的物品引入,拉近化學(xué)與學(xué)生的距離,展示青海塔爾寺金頂、國家博物館鎏金鹿紋銀雞冠壺,讓學(xué)生感受中華藝術(shù)之美,領(lǐng)略古代人民的智慧,激發(fā)學(xué)好化學(xué)知識、游遍天下的斗志;再列舉生活中常見的金屬防盜窗和五角硬幣,讓學(xué)生感受金屬就在身邊,化學(xué)與生活息息相關(guān),培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、善于發(fā)現(xiàn)的精神。

(二)動手探究,積累知識

1.探究活動一:探究金屬與氧氣反應(yīng)的難易程度與劇烈程度

師:我們學(xué)過的哪些金屬能與氧氣反應(yīng)?你能說出實驗現(xiàn)象,并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎?

生1:鎂條、鐵絲、銅片。

(生2描述鎂條、鐵絲、銅片分別與氧氣反應(yīng)的實驗現(xiàn)象,生3在黑板上寫出鎂條、鐵絲、銅片分別與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式)

設(shè)計意圖:回歸課本,充分利用教材。在九年級化學(xué)上冊課本中,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過一些金屬與氧氣的實驗,如鎂條、鐵絲在氧氣中燃燒,銅片在氧氣中加熱。讓學(xué)生通過回顧舊知,進一步鞏固所學(xué)知識,并總結(jié)零散的化學(xué)知識,培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。

(教師指導(dǎo)學(xué)生開展動手實驗1:將桌面上的鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片一半打磨,一半不打磨)

師:實驗后你有什么發(fā)現(xiàn)?

生:鎂條變化最明顯,表面的黑色物質(zhì)被打磨掉了,露出了光亮的銀白色。鐵、銅表面變化不明顯,鋁表面似乎變亮了一些。

設(shè)計意圖:鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片體積都比較小,如果讓學(xué)生或教師進行演示實驗,不利于其他學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,此刻安排分組實驗,有利于學(xué)生近距離觀察實驗現(xiàn)象,也為下一步探究各金屬與酸反應(yīng)的實驗鋪墊。

師:鎂在常溫下就能與空氣中的氧氣反應(yīng),表面形成一層黑色的氧化物薄膜。鋁表面是否也有一層氧化物薄膜?

生(猜測):有。

(教師指導(dǎo)學(xué)生進行動手實驗2:加熱鋁片)

師:實驗中觀察到什么現(xiàn)象?

生:鋁片內(nèi)部發(fā)紅熔化,被表面的灰色薄膜包裹著并未滴落,說明鋁表面有一層致密的氧化物薄膜。

設(shè)計意圖:學(xué)生通過親自動手操作加熱鋁片的實驗,能近距離觀察到鋁片表面氧化物薄膜的存在,有利于加深學(xué)生對氧化鋁薄膜致密性的理解。

師:綜合課前的圖片和剛才進行的實驗,你能初步判斷出鎂、鋁、鐵、銅、金、銀這些金屬的活動性強弱嗎?

生:金屬活動性為“鎂、鋁>鐵、銅>金、銀”。

師(聯(lián)系生活):請同學(xué)們運用金屬與氧氣反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)解釋生活中的現(xiàn)象。①暖寶寶發(fā)熱的原理。②鋁制門窗、炊具常年不易生銹的原因。

(學(xué)生討論后得出結(jié)論:①暖寶寶的原料是鐵粉、活性炭、蛭石和水等合成的聚合物,當(dāng)我們把外袋撕掉使得內(nèi)袋暴露于空氣中,氧氣就會通過透氣膜與發(fā)熱原料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生熱量;②鋁在常溫下與空氣中的氧氣反應(yīng),表面生成一層致密的氧化物薄膜,阻礙內(nèi)層的鋁進一步被氧化)

師:我們由此聯(lián)系生活實際,得出使用鋁制品的注意事項。鋁鍋使用時間長了,里面一般都會出現(xiàn)黑色斑點或白色沉淀物,這對人體無害,可以不用擦掉;若想擦掉也可以,只要加一點醋洗刷即可除去。

設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生用新學(xué)知識解釋生活現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生自主探究熱情的同時,擴展學(xué)生視野。

2.探究活動二:探究金屬是否能與稀酸反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度

師:鋁鍋用久了表面會生成黑色物質(zhì),可用醋將其除去,但不能浸泡太長時間,由此可得出什么信息?

生:鋁能與醋酸反應(yīng)。

師:鋁是否還能與其他酸反應(yīng)?其他金屬是否也能與酸反應(yīng)?如果能反應(yīng),現(xiàn)象有何不同?

(教師指導(dǎo)學(xué)生進行動手實驗3:將被打磨過的鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片分別加入等量、等濃度的稀鹽酸或稀硫酸中,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并在表1中記錄實驗現(xiàn)象等,得出金屬活動性排序“鎂>鋁>鐵>銅”)

設(shè)計意圖:《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)指出,教師在教學(xué)中應(yīng)高度重視和加強實驗教學(xué),充分發(fā)揮實驗的教育功能,有條件的學(xué)校盡可能多地為學(xué)生提供動手做實驗的機會。對比新舊課標(biāo)可知,“金屬的化學(xué)性質(zhì)”在新課標(biāo)中所占比重有所增加,被列入了學(xué)生必須完成的8個基礎(chǔ)實驗。因此,安排學(xué)生親自動手開展探究實驗顯得尤為重要。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下有序完成實驗,既復(fù)習(xí)了上冊課本所學(xué)的固體、液體的取用等基本實驗操作,又培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神,收獲了很好的教學(xué)效果。

師(聯(lián)系生活):請同學(xué)們思考,①炒菜時加入食醋的原因;②為什么用鐵鍋煮綠豆鐵鍋會變黑,用鐵刀切蘋果、梨子后,鐵刀表面也會變黑?

(學(xué)生查找資料、討論后得出結(jié)論:①用鐵鍋炒菜是防止缺鐵性貧血的簡便方法,特別是炒菜時加入食醋、番茄醬等酸性物質(zhì),可使食物中含鐵量增加11~15倍;②綠豆、蘋果、梨中都含有鞣酸,會與鐵反應(yīng)生成黑色的鞣酸鐵,使得鐵表面變黑,少量的鞣酸鐵對人體無害)

師:觀察以上四個反應(yīng)的化學(xué)方程式,從反應(yīng)前后物質(zhì)的種類角度分析,可以得出什么規(guī)律?

生:它們都是一種單質(zhì)和一種化合物發(fā)生反應(yīng);反應(yīng)后都生成了另一種單質(zhì)和另一種化合物。

師:像這樣單質(zhì)和化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),叫做置換反應(yīng),可用一個通式表示,A+BC=B+AC。

設(shè)計意圖:善于發(fā)現(xiàn)規(guī)律并利用規(guī)律的人,才是會學(xué)習(xí)的人。引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)前后物質(zhì)種類的角度對以上四個化學(xué)方程式進行對比分析,能提升學(xué)生觀察、比較、歸納概括的能力,發(fā)展化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

3.探究活動三:探究金屬能與哪些金屬的鹽溶液發(fā)生反應(yīng)

師(開心一刻):下面我們來看一個有趣的置換反應(yīng)。(投影圖片:化學(xué)學(xué)霸的表白。你的“美”偷走了我的“心”,Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn)

設(shè)計意圖:以學(xué)生最感興趣的話題切入,承上啟下的同時,加深了學(xué)生對置換反應(yīng)的理解與應(yīng)用。介紹時,特別強調(diào)是化學(xué)學(xué)霸發(fā)明的表白方式,以此激發(fā)學(xué)生的崇拜之情,立下學(xué)好化學(xué)、用好化學(xué)的決心。

師:鎂為什么能偷走鋅?請你猜想一下,在剛才我們探究金屬和稀酸反應(yīng)的實驗中,鎂、鋁、鐵、銅四種金屬中,還有哪種金屬能把另一種金屬從它化合物的溶液中置換出來?

生1(猜想一):鎂能從鋁的溶液中將鋁置換出來。

生2(猜想二):鎂能從鐵的溶液中將鐵置換出來。

生3(猜想三):鎂能從銅的溶液中將銅置換出來。

生4(猜想四):鋁能從鐵的溶液中將鐵置換出來。

生5(猜想五):鋁能從銅的溶液中將銅置換出來。

生6(猜想六):鐵能從銅的溶液中將銅置換出來。

……

師:請你利用桌上提供的金屬和溶液,設(shè)計實驗來驗證你的猜想。

(學(xué)生前后4人為一小組,討論出設(shè)計方案。教師指導(dǎo)學(xué)生進行動手實驗4:從鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液中選取藥品進行實驗,學(xué)生進行實驗并在表2中記錄實驗現(xiàn)象等,得出結(jié)論金屬的活動性排序“鎂>鋁>鐵>銅”)

設(shè)計意圖:學(xué)生進行完探究活動一、探究活動二后,已在腦海中建構(gòu)出鎂、鋁、鐵、銅四種金屬的活動性順序,在此基礎(chǔ)上,學(xué)生能輕松提出猜想。由于時間關(guān)系,每組學(xué)生只完成兩個實驗,通過同學(xué)之間的相互分享、補充,可以將所有可能進行的反應(yīng)的現(xiàn)象和方程式補齊,這種生生互教、生生互學(xué)的方式,更有利于學(xué)生建構(gòu)探究思維。

師(聯(lián)系生活):請同學(xué)們思考。①在海南島適宜種植芒果樹,每年芒果樹修枝后,都要噴灑濃度為15%的硫酸銅溶液殺蟲,該溶液又稱波爾多液。椰林村的小王用鐵桶配好農(nóng)藥后,第二天才噴藥,結(jié)果發(fā)現(xiàn)害蟲沒被殺死,有紅色的東西粘在鐵桶壁上。為什么害蟲沒有被殺死?鐵桶壁上的紅色物質(zhì)是什么?②工人師傅切割鐵板時,為什么使用硫酸銅溶液可在鐵板上輕松劃線?

(學(xué)生查找資料、討論后得出結(jié)論:①波爾多液中含有硫酸銅,能與鐵制容器中的鐵發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì);②因為銀白色的鐵板與硫酸銅接觸的部位會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成紅色的銅)

師:本節(jié)課你學(xué)會了哪些探究金屬活動性大小的方法?科學(xué)家們運用類似的方法,排列出了各種金屬的活動性順序。

(學(xué)生閱讀課本:金屬的活動性順序及應(yīng)用)

(三)回歸生活,答疑解惑

教師創(chuàng)設(shè)情境:老人撿到一枚“金戒指”,不法分子謊稱“價值上萬,見者有份”騙走了老人3000元。老人將“金戒指”拿回家讓正讀初三的孫子小天欣賞,小天運用所學(xué)的化學(xué)知識鑒別一番后,馬上告訴奶奶此戒指為假戒指。如果你是小天,你會用哪些方法來鑒別此戒指的真假?

設(shè)計意圖:再次回歸生活、聯(lián)系生活,使學(xué)生學(xué)以致用,體會“生活處處有化學(xué)”。

三、教學(xué)反思

德國著名哲學(xué)家胡塞爾在“生活世界”理論中指出,科學(xué)是從生活世界中來的,最終也要回歸到生活世界中去。這一理論啟示我們,教育要與生活緊密聯(lián)系起來,將生活轉(zhuǎn)化成教學(xué)素材來充實課程內(nèi)容。筆者在本節(jié)課中共設(shè)計了三個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都從學(xué)生熟悉的事物或事例出發(fā),如在金屬與氧氣反應(yīng)的教學(xué)中,由遠及近地展示了青海塔爾寺金頂、國家博物館典藏鎏金鹿紋銀雞冠壺、教室窗外防盜窗、1998年五角銅幣的圖片,逐漸拉近學(xué)生與化學(xué)的距離;在討論完鋁制門窗、炊具等常年不易生銹的原因后,緊接著介紹“鋁鍋用久了表面會生成黑色物質(zhì),可用醋除去,但不能浸泡太長時間”,引入金屬與酸反應(yīng)的實驗;在一種金屬與另一種金屬化合物溶液反應(yīng)的教學(xué)中,極具敏銳力地引入目前很火的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)表白方式,貼近學(xué)生生活的同時,激發(fā)了學(xué)生進一步了解此反應(yīng)原理的興趣。在學(xué)生通過親手實驗探究,建構(gòu)起金屬化學(xué)性質(zhì)的知識體系后,再次回歸生活,對生活中類似的現(xiàn)象進行解釋,從而建立起認(rèn)識“生活中的金屬”的化學(xué)視角,在深刻的化學(xué)原理與熟悉的生活經(jīng)驗之間建立起實質(zhì)性聯(lián)系,體會學(xué)習(xí)化學(xué)課程的意義和價值。

【參考文獻】

[1]王欽忠.《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的變化與分析[J].北京教育學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2012(3)

[2]徐順英,吳兆根.“先行組織者策略”在化學(xué)教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用例析——以人教版九年級《金屬的化學(xué)性質(zhì)》為例[J].化學(xué)教與學(xué),2011(9)

注:本文系桂林市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“基于科學(xué)探究的初中化學(xué)課堂教學(xué)案例研究”(項目編號:2015A-04)的研究成果。

作者簡介:陳佳(1985— ),女,漢族,廣西桂林人,中小學(xué)二級教師,研究方向:初中化學(xué)教學(xué)。

(責(zé)編 劉小瑗)

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