基于化學(xué)史的教學(xué)設(shè)計(jì)-與科學(xué)家對(duì)話

基于化學(xué)史的教學(xué)設(shè)計(jì):與科學(xué)家對(duì)話摘要將化學(xué)史與課堂教學(xué)有機(jī)融合，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的足跡重溫科學(xué)探究之路，不僅能再現(xiàn)知識(shí)的動(dòng)態(tài)演變過程，而且可以揭示知識(shí)背后所蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)方法。使學(xué)生在獲得基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的同時(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)精神，全面提高科學(xué)素養(yǎng)。本文介紹的教學(xué)設(shè)計(jì)是以科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氯氣的過程為線索，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)手段，學(xué)習(xí)氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)。關(guān)鍵詞氯氣教學(xué)設(shè)計(jì)化學(xué)史實(shí)驗(yàn)探究科學(xué)本質(zhì)科學(xué)探究1教學(xué)流程本節(jié)課采用“以化學(xué)史為線索，創(chuàng)設(shè)情境；以實(shí)驗(yàn)探究為手段，展開活動(dòng)”的教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過程以時(shí)間和知識(shí)為坐標(biāo)展開，以時(shí)間為縱坐標(biāo)，通過呈現(xiàn)5個(gè)化學(xué)史資料提供氯氣曲折的發(fā)現(xiàn)史,追蹤氯氣發(fā)現(xiàn)之旅的足跡；以知識(shí)為橫坐標(biāo),讓學(xué)生置身于化學(xué)發(fā)展的過程中,開展氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)和探究,初識(shí)科學(xué)的本質(zhì)。圖1教學(xué)流程圖2教學(xué)目標(biāo)2．1知識(shí)與技能（1）了解氯氣的物理性質(zhì)；（2）初步掌握氯氣能與水、氫氧化鈣、金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)反應(yīng)等化學(xué)性質(zhì)。2．2過程與方法（1）初步了解科學(xué)家探究氯氣性質(zhì)的過程和方法；（2）提高獲取信息的能力。2．3情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）重溫科學(xué)家的氯氣發(fā)現(xiàn)之旅，體驗(yàn)成功的喜悅；（2）認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展的過程是一個(gè)不斷完善的過程。3教學(xué)過程3．1聯(lián)系生活，引入新課近期世界各地爆發(fā)了甲型H1N1流感，為了加強(qiáng)防護(hù)措施，我們平時(shí)會(huì)噴灑84消毒液，提到消毒液，老師要告訴大家一個(gè)生活常識(shí)：84消毒液與潔廁靈一起使用會(huì)產(chǎn)生一種有毒的氣體——氯氣。氯氣的應(yīng)用已經(jīng)深入到我們生活乃至工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)技術(shù)的方方面面，但是它的發(fā)現(xiàn)卻是一段曲折的歷程。下面就讓我們一同穿越時(shí)空，回到18、19世紀(jì)，與科學(xué)家對(duì)話，重溫氯的發(fā)現(xiàn)之旅。【設(shè)計(jì)意圖】由生活轉(zhuǎn)向化學(xué)，實(shí)現(xiàn)思維的遷移。讓學(xué)生置身于化學(xué)發(fā)展的過程中，準(zhǔn)備與科學(xué)家一同經(jīng)歷矛盾、困惑、頓悟,體驗(yàn)為了追求真理而堅(jiān)持不懈的探究過程。3．2發(fā)現(xiàn)之旅第一站【舍勒】我在一家藥房任藥劑師，并從事大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)我將軟錳礦（MnO2）與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生一種黃綠色的氣體，這種氣體有強(qiáng)烈的刺激性氣味，令我的肺部十分難受。而且它還能溶于水，我認(rèn)為這是一種新的物質(zhì)，所以我對(duì)它產(chǎn)生了濃厚的興趣，準(zhǔn)備對(duì)它做進(jìn)一步的研究?！咎岢鰡栴}】同學(xué)們，通過老師手中的這瓶氯氣我們可以觀察到氯氣是一種黃綠色的氣體，刺激性氣味也可以聞到。那么如何驗(yàn)證氯氣能溶于水呢？請(qǐng)同學(xué)們利用老師所提供的儀器和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！驹O(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】方案1：用玻璃注射器取適量蒸餾水注入到裝有氯氣的青霉素瓶中。振蕩后觀察氣體和水的變化。方案2：用玻璃注射器先后取適量氯氣和蒸餾水，迅速封住針頭。振蕩觀察注射器內(nèi)氣體刻度的變化?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】方案1：氣體的黃綠色變淺；水由無(wú)色變?yōu)闇\黃綠色。方案2：注射器內(nèi)氣體的體積變小。【得出結(jié)論】氯氣能溶于水?！驹O(shè)計(jì)意圖】在第一站中，依據(jù)化學(xué)史學(xué)生能總結(jié)出氯氣的部分物理性質(zhì)，顏色、狀態(tài)、氣味可通過觀察和聞得到。讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溶解性，不但能調(diào)動(dòng)全體學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使其主動(dòng)參與到探究知識(shí)的過程中，而且能使不同水平的學(xué)生獲得不同的情感體驗(yàn)，滿足個(gè)性化的需求。另外，實(shí)驗(yàn)中選用日常生活中常見的注射器和青霉素小瓶作為儀器，抓住了儀器微型化和試劑少量化兩個(gè)特點(diǎn)，充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)的原則。3．3發(fā)現(xiàn)之旅第二站【舍勒】當(dāng)我對(duì)這種氣體做進(jìn)一研究的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)它能使藍(lán)色紙條變白，也能使有色花朵和綠葉褪色。所以我認(rèn)為這種氣體具有漂白作用，我迫不及待地把這個(gè)新發(fā)現(xiàn)告訴了我的好朋友貝托萊?！矩愅腥R】當(dāng)我聽說舍勒的發(fā)現(xiàn)后，就積極著手對(duì)這一新氣體進(jìn)行研究，但我發(fā)現(xiàn)真正具有漂白作用的物質(zhì)不是這種純凈的氣體，而是它的水溶液?！咎岢鰡栴}】到底兩位科學(xué)家誰(shuí)說得對(duì)？是氯氣具有漂白作用還是氯水具有漂白作用？【設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】將紅色紙條分別放在兩個(gè)密閉的青霉素小瓶中。向其中一瓶中注射氯氣，向另一瓶中注射氯水?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】注入氯水的紅色紙條褪色，而注入氯氣的紅色紙條沒有褪色?！镜贸鼋Y(jié)論】氯氣不具有漂白作用，氯水具有漂白作用?！緦W(xué)生討論】為什么純凈的氯氣不能使紅色紙條腿色，而氯水卻可以使紅色紙條腿色呢？氯氣與水反應(yīng)生成一種具有漂白作用的物質(zhì)——次氯酸。引導(dǎo)學(xué)生完成化學(xué)方程式。【設(shè)計(jì)意圖】利用化學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，使其進(jìn)入一種積極的思維狀態(tài)，主動(dòng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究。通過實(shí)驗(yàn)把抽象的問題具體化，枯燥的知識(shí)趣味化，從而激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的欲望和探究問題的熱情。問題層層深入，啟發(fā)同學(xué)們探究表面現(xiàn)象背后所蘊(yùn)含的氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)?！矩愅腥R】為了進(jìn)一步研究這種黃綠色氣體的水溶液，我將它露置在陽(yáng)光下，發(fā)現(xiàn)生成了鹽酸并放出了氧氣，但后來(lái)我試圖分解純凈的黃綠色氣體時(shí)，卻無(wú)法得到鹽酸和氧氣，這令我百思不得其解！【提出問題】為什么氯水能夠分解得到鹽酸和氧氣？【學(xué)生討論】氯水中含有的次氯酸不穩(wěn)定，可以分解得到鹽酸和氧氣?！驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生大膽猜測(cè)，得出結(jié)論—次氯酸不穩(wěn)定，為發(fā)現(xiàn)之旅第三站埋下伏筆。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和廣闊性。3．4發(fā)現(xiàn)之旅第三站【講述】當(dāng)時(shí)的科學(xué)家力圖把次氯酸應(yīng)用于漂白工業(yè)，但是次氯酸不穩(wěn)定，易分解。怎么辦呢？英國(guó)化學(xué)家臺(tái)耐特將這種氣體溶于石灰乳（主要成分是氫氧化鈣）中，發(fā)現(xiàn)形成了一種漂白作用更強(qiáng)，更穩(wěn)定的物質(zhì)——漂白粉。但是他并沒有對(duì)漂白粉的成分進(jìn)行探究。質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)?？此坡葰獾某煞謮m埃落定，但呂薩克沒有堅(jiān)信實(shí)驗(yàn)事實(shí)，從而與真理的發(fā)現(xiàn)失之交臂。使同學(xué)們明白，在實(shí)驗(yàn)探究過程中要堅(jiān)信實(shí)驗(yàn)事實(shí)，敢于質(zhì)疑。3.6發(fā)現(xiàn)之旅第五站【戴維】我一生致力于電解法的研究，對(duì)于這種黃綠色的氣體我也同樣采用電解法進(jìn)行研究，但是我的實(shí)驗(yàn)一次次地失敗，并不能電解出任何物質(zhì)。最終，我感到只有把它當(dāng)成一種單質(zhì)，才能合理地解釋所有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。隨后我用大量的實(shí)驗(yàn)證明了我的想法。1810年，我發(fā)表論說，把這種氣體命名為氯氣。【設(shè)計(jì)意圖】戴維在發(fā)現(xiàn)氯元素的艱難歷程中，堅(jiān)信科學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，大膽猜測(cè)，從而建立了不朽業(yè)績(jī)。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)展的過程是一個(gè)不斷完善的過程，科學(xué)探究需要?jiǎng)?chuàng)新意識(shí)和革命精神?！拘〗Y(jié)】至此，我們終于揭開了氯氣神秘的面紗。這節(jié)課我們站在巨人的肩上，也當(dāng)了一次科學(xué)家，探究了氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。氯氣其他的性質(zhì)，在我們以后的學(xué)習(xí)中還會(huì)繼續(xù)探究?！静贾米鳂I(yè)】買一袋漂白粉，仔細(xì)閱讀說明書上的主要成分、使用方法、注意事項(xiàng)、保質(zhì)期，結(jié)合本節(jié)所學(xué)知識(shí)對(duì)其作出解釋，嘗試寫出漂白粉使用原理和變質(zhì)時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)方程式。你有什么更好的方法使漂白粉更好、更快地發(fā)揮漂白作用？【設(shè)計(jì)意圖】課后學(xué)習(xí)是對(duì)課堂學(xué)習(xí)的鞏固和延伸，通過布置作業(yè)讓學(xué)生更加深刻地理解所學(xué)內(nèi)容，并實(shí)際應(yīng)用到化學(xué)學(xué)習(xí)以及生活之中?！咎岢鰡栴}】現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位進(jìn)行討論，嘗試著寫出氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)的方程式。【得出結(jié)論】2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生根據(jù)氯氣與水反應(yīng)的方程式類推出氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)的方程式，得出漂白粉的成分，培養(yǎng)學(xué)生的思維連貫性。另外通過小組學(xué)習(xí)不僅能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和合作意識(shí)，而且能拓寬學(xué)生的視野。3．5發(fā)現(xiàn)之旅第四站【呂薩克】我總結(jié)了前人關(guān)于這種黃綠色氣體研究的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，沒有從分解它的角度去思考，而是將這種氣體