融入化学史发展初中生化学核心素养

作者: 邓艳

精心选择与教学内容匹配的化学史,不仅能丰富课堂内容,还能悄然无痕地发展学生的化学观念、科学探究等核心素养。下面以人教版九年级化学上册第五单元课题1“质量守恒定律”教学为例进行说明和分析。

一、教学过程与设计意图

1.新课导入,创设情境

引入:质量守恒定律的发现在化学史上具有里程碑意义。化学家拉瓦锡发现了这一定律,在当时科学界引起轰动。记者采访了拉瓦锡先生。(插播录音)

记者:您是怎样发现这一定律的?

拉瓦锡:我将氧化汞放在密闭容器内加热,使其分解。我发现,分解的氧化汞的质量等于生成的汞与氧气的质量之和。我通过大量实验,得出化学反应前后物质总质量守恒这一规律。

用采访这一形式引入,生动有趣。另外结合拉瓦锡的实验解说和装置图,学生很快就明晰了这一经典实验的原理。化学史的巧妙引用,干脆利落地把学生的关注点引导到化学反应前后物质的质量上。

2.师生实验,得出结论

过渡:由于拉瓦锡的实验用时长,且汞有毒,所以用白磷替代。

教师演示白磷燃烧实验时将托盘天平改为电子秤,省时方便。

学生分组做铁钉与硫酸铜反应实验,分析现象,得出结论。

天平史料的提及,追溯了质量守恒定律发现的历史背景,让学生认识到科学成就与技术的发展密不可分。但天平史料只简单提及,不影响实验原理分析和科学探究能力培养。

3.追溯史实,答疑解惑

过渡:发现质量守恒定律的路上,并非一帆风顺。在拉瓦锡之前,许多学者做过相关实验。“我叫施塔尔,我注意到蜡烛燃烧后,质量变小,我想应该是蜡烛中的燃素跑出去了。我没有找到质量守恒这一规律。”

演示:播放蜡烛燃烧电子秤示数变小的视频。

过渡:“我叫波义耳,我称量一根铜丝的质量,然后将其加热。我称量变黑的铜丝发现质量增重。我也没有发现质量守恒定律。”

提问:它们是不是不遵循质量守恒?如果要验证质量守恒,在实验设计上,要注意什么?有同学做铁钉与硫酸铜反应实验时,未给锥形瓶塞胶塞,最后发现天平仍平衡。这是为何?

这两个历史实验,涉及气体生成和参与,分别取代了课本碳酸钠与盐酸反应、镁条燃烧实验。对于初学化学者,蜡烛燃烧实验亲切易懂,且为下一环节分析碳酸钠与盐酸的反应做思维铺垫。

4.巧设习题,创新拓展

过渡:请问碳酸钠与盐酸反应后,天平是否平衡?若要反应后天平仍平衡,你怎样设计?

拓展:你能用生活中的器具设计实验装置吗?

学生:可在锥形瓶上套气球、用生活中的小药瓶等。

展示学生发明的多套创意装置。

拓展:你能利用其他化学反应设计实验,验证质量守恒定律吗?这是课后劳动作业。

课中若学生实验过多,又缺乏理性分析,课堂会华而不实。利用生活中器具设计实验装置,使化学走进生活,激发了学生动脑动手的兴趣,培养了学生的创新意识。

二、融入化学史的课堂教学思考

1.化学史的选用应注意难度

课堂教学重点并非讲授化学史,而是科学运用化学史发展学生的核心素养。笔者第一次将化学史融于课堂教学时,介绍了燃素说的提出和局限,学生反映难度太大。第二次教学实践中,笔者只选用两个历史实验,并不介绍燃素说,既降低了学习难度,又起到抛砖引玉的作用。

2.化学史情境的引用可开发多种形式

化学史情境的呈现除了最常见的叙述,还可采用记者采访、科学家自述、录制纪录片小视频等多种活泼的形式。在经典实验的呈现上也可采用对比或类比方式。本课中施塔尔实验和波义耳实验的对比,让学生印象深刻,另外再与拉瓦锡实验装置对比,学生自然明了装置密闭这一关键点。

3.提高教师对化学史的认知水平

教学中不要只强调知识结论,要把知识的学习由记忆变为发现。在课堂中学生经历了知识的发生、发展过程,获得了智慧,科学素养也得到发展。将化学史更好地融入课堂教学,需要教师对化学史有更深入的研究和认知,才能更好地发挥化学史的教育功能。