化學(xué)史的教學(xué)-鑒古知今

課例六化學(xué)史教學(xué)——鑒古知今，人文的陶冶——《工業(yè)合成氨》教學(xué)設(shè)計(jì)【內(nèi)容簡(jiǎn)析】工業(yè)合成氨內(nèi)容是在化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡之后，是對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的綜合應(yīng)用，是化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論在生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行應(yīng)用的一個(gè)范例?；A(chǔ)知識(shí)不難，而且是這部分知識(shí)的終結(jié)，它更多的是要求學(xué)生關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際間的聯(lián)系。教學(xué)內(nèi)容主要涉及到三方面，一為合成氨的原理；二為合成氨的條件選擇；三是學(xué)生科學(xué)精神與態(tài)度的培養(yǎng)。第三點(diǎn)要滲透化學(xué)史的教學(xué)，也是該案例體現(xiàn)的核心?！灸繕?biāo)定位】能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理闡析當(dāng)前的生產(chǎn)條件；能根據(jù)合成氨化學(xué)原理，簡(jiǎn)述合成氨生產(chǎn)的主要流程；運(yùn)用數(shù)據(jù)的歸納分析方法與辯證思維理解合成氨條件選擇；通過小組討論合成氨的適宜條件，體現(xiàn)出同學(xué)之間的合作與交流意識(shí)；從哈伯合成氨發(fā)明的初衷激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)及化學(xué)工業(yè)的興趣與社會(huì)責(zé)任感；通過了解合成氨的全過程，可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情；從合成氨工業(yè)與第一次世界大戰(zhàn)的關(guān)系感悟科學(xué)的倫理價(jià)值問題；從合成氨催化劑的發(fā)明與創(chuàng)新中體悟科學(xué)創(chuàng)新所需的勤奮、堅(jiān)毅、合作的精神；結(jié)合我國(guó)合成氨的現(xiàn)狀對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。通過練習(xí)題，逐步形成獨(dú)立分析問題、解決問題的能力?？傊韵嚓P(guān)知識(shí)為主線，以化學(xué)史為載體，從而達(dá)到既鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，又能讓學(xué)生鑒古而知今，進(jìn)行人文的陶冶?！痉椒U釋】常見合成氨課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，有講授式的；有探究式的；有開放式的等等，這些設(shè)計(jì)往往讓人感到教學(xué)的單一、乏味。任何一門自然科學(xué)本身都包含著兩個(gè)不同的側(cè)面，知識(shí)的一面和獲取這些知識(shí)而進(jìn)行科研活動(dòng)的一面。只有這兩個(gè)方面都加以學(xué)習(xí)，才能全面把握科學(xué)。根據(jù)合成氨內(nèi)容特點(diǎn)，可以以合成氨化學(xué)史為教學(xué)載體進(jìn)行教學(xué)，其中蘊(yùn)藏的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不但能滿足大綱的要求,而且在科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神與態(tài)度的教學(xué)上更具有不一般的活力。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)史的目的絕不在于“知道”這些事實(shí)。化學(xué)史既包括科學(xué)家對(duì)化學(xué)的研究過程，又包括科學(xué)家研究化學(xué)時(shí)所持有的不同觀點(diǎn)和態(tài)度，既包括化學(xué)理論和方法的形成和演變，又包括不同學(xué)科之間的聯(lián)系，科學(xué)與社會(huì)的相互影響。“化學(xué)史中蘊(yùn)藏著科學(xué)家——人，研究過程——事，研究成果——知識(shí)體系等多方面的教育資源，它對(duì)學(xué)生的教育價(jià)值是巨大的?！薄拌b古知今”，對(duì)科學(xué)史的學(xué)習(xí)的根本是為了更好地創(chuàng)造未來?；瘜W(xué)史是化學(xué)科學(xué)的形成、發(fā)展及其演變規(guī)律的反映?；瘜W(xué)史教學(xué)涉及的內(nèi)容雖然是過去的事，似乎是“過時(shí)”的東西，但它包含的規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、作用，則始終保持著充沛的生命力。學(xué)生已經(jīng)掌握了化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的相關(guān)知識(shí)，但是學(xué)生還沒有將所知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)，教師重在幫助學(xué)生形成方法，而不是教會(huì)學(xué)生具體的知識(shí)。在學(xué)生形成方法的基礎(chǔ)上，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)獨(dú)立演練的機(jī)會(huì)。讓學(xué)生課前查閱工業(yè)合成氨的材料，以便課堂上向同學(xué)們介紹；鏈接實(shí)驗(yàn)室制法的原理，以便對(duì)比學(xué)習(xí)；課堂上進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的回顧、相近知識(shí)的學(xué)習(xí)、相關(guān)科學(xué)史的學(xué)習(xí)和討論，達(dá)到知識(shí)和情感教育的相互滲透和升華，達(dá)到理性和感性的統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展，從而完成教學(xué)目標(biāo)。不論學(xué)習(xí)什么內(nèi)容，不論采取什么方法，化學(xué)史的教學(xué)都要遵循一般的教學(xué)規(guī)律，符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律、社會(huì)歷史發(fā)展規(guī)律，緊密結(jié)合學(xué)生的身心發(fā)展水平和認(rèn)知規(guī)律，選擇合適的內(nèi)容、方法，用發(fā)展的眼光辯證地看待這些“歷史”的功與過?！窘虒W(xué)流程】環(huán)節(jié)一課題引入（引導(dǎo)學(xué)生回顧）氨的用途：化肥、炸藥、染料等，合成氨廣泛應(yīng)用與農(nóng)業(yè)、軍工等。氮的固定：包括自然固氮和人工固氮，合成氨是人工固氮的一種方法?！驹O(shè)計(jì)意圖】聯(lián)系生活實(shí)際，引發(fā)學(xué)生探索的興趣，引出本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容。環(huán)節(jié)二原理分析（學(xué)生簡(jiǎn)述）合成氨的原理：N2+3H22NH3+Q該反應(yīng)的特點(diǎn)；熵減小的放熱反應(yīng)。即合成氨的反應(yīng)是一個(gè)放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng)?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過該方程式對(duì)比實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的原理，讓同學(xué)們明白二者的不同；同時(shí)對(duì)原料氣的制備有一定的認(rèn)識(shí)。環(huán)節(jié)三鏈接理論（學(xué)生回顧）化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，并分析如何提高合成氨的速率和產(chǎn)率。（1）對(duì)科學(xué)及科學(xué)發(fā)明有辨證的看法，科學(xué)的不合理使用會(huì)對(duì)人類造成巨大的危害，例如毒氣戰(zhàn)的使用；（2）科學(xué)家從事科學(xué)事業(yè)時(shí)應(yīng)該具備基本的倫理道德；（3）維護(hù)世界和平，反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)?！驹O(shè)計(jì)意圖】加深學(xué)生對(duì)科學(xué)是把雙刃劍的理解，對(duì)科學(xué)道德有更深的理解。環(huán)節(jié)五得出結(jié)論老師引導(dǎo)學(xué)生通過復(fù)習(xí)理論，回顧發(fā)展歷程，結(jié)合今天的實(shí)際，總結(jié)合成氨的適宜條件。合成氨的適宜條件：溫度：700K壓強(qiáng)：200atm--500atm催化劑：鐵觸媒濃度：將生成的氨及時(shí)從混合氣中分離出來，且向混合氣中不斷補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃??！驹O(shè)計(jì)意圖】在運(yùn)用理論的過程中，可以進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的理解和提高知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。環(huán)節(jié)六展望我國(guó)合成氨工業(yè)前景利用各種學(xué)習(xí)資源,分析中國(guó)合成氨工業(yè)現(xiàn)狀。主要介紹我國(guó)幾個(gè)方面的改進(jìn)：原料及原料氣的凈化、催化劑的改進(jìn)、環(huán)境保護(hù)上的改進(jìn)。簡(jiǎn)單介紹合成氨發(fā)展前景“生物模擬固氮”，例如我國(guó)福建廈門物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的模擬生物固氮研究進(jìn)展，以及生物模擬固氮的研究的巨大應(yīng)用前景。【設(shè)計(jì)意圖】通過合成氨前景的展望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美，并在其中滲透愛國(guó)主義教育。（引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)）1、合成氨工業(yè)生產(chǎn)中，采用哪些條件可以提高生產(chǎn)效益？2、在實(shí)際過程中，對(duì)某合成工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇一般應(yīng)從哪些角度去考慮？（化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、生產(chǎn)動(dòng)力、材料、設(shè)備等。）環(huán)節(jié)七課堂練習(xí)例：在硫酸工業(yè)中，SO2與O2催化氧化為SO3（正反應(yīng)放熱）試思考：（1）上述反應(yīng)的特點(diǎn)？（2）工業(yè)生產(chǎn)過程中常采用過量的空氣，有何作用？（3）硫酸工業(yè)中，為何采用400─500度高溫呢？（4）合成氨采用加壓的方法，為何的氧化不采用高壓呢？（課下作業(yè)）總結(jié)現(xiàn)代合成氨的基本生產(chǎn)過程“造氣—凈化—合成”三工藝流程，以及生產(chǎn)過程中的相關(guān)措施如下：（1）原料氣的合成和凈化：從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本上考慮。（2）氨的合成與分離，高溫、高壓、催化劑、氣體的循環(huán)使用，有利于氨的合成。【教學(xué)后記】合成氨教學(xué)設(shè)計(jì)，從學(xué)生熟悉的用途入手，讓同學(xué)們體會(huì)到化學(xué)就在他們身邊，化學(xué)來源于生活，服務(wù)于生活。通過回顧化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。使學(xué)生從合成氨工業(yè)的發(fā)展歷史來理解，使學(xué)生掌握合成氨知識(shí)的同時(shí)，更深刻的理解合成氨工業(yè)的用途。同時(shí)可以使學(xué)生更好的汲取其中所蘊(yùn)涵的科學(xué)精神，尤其是科學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的雙刃劍作用，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、以及正確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