在化學(xué)教學(xué)中,開展項目學(xué)習(xí)是促進教師自覺地去開發(fā)和利用教學(xué)資源的一種有效方式。項目學(xué)習(xí)是基于一項真實的任務(wù),通過任務(wù)驅(qū)動、行為誘導(dǎo)等手段,組織學(xué)生在完成任務(wù)的過程中實現(xiàn)化學(xué)知識與技能的學(xué)習(xí),在同伴互助活動中培育興趣,養(yǎng)成習(xí)慣,陶冶情操,學(xué)會學(xué)習(xí)。筆者就滬教版上冊第五章第一節(jié)《金屬的性質(zhì)和利用》的教學(xué),設(shè)計了對貨幣材質(zhì)的研究項目,通過學(xué)生課余的研究活動,教師組織課堂討論,在學(xué)生彼此交流的過程中,幫助他們構(gòu)建知識,掌握技能,實現(xiàn)真正意義上的先做后學(xué)、先學(xué)后教。
一、挖掘貨幣的使用歷史
學(xué)生在日常生活中有一些金屬器件應(yīng)用的體驗,對金屬的性質(zhì)有一定的感性認識。如何設(shè)計一個能貼近社會、貼近生活的項目,使《金屬的性質(zhì)和利用》的教學(xué)活動能夠豐富多彩、生動活潑呢?筆者注意到教材中“聯(lián)想與啟示”欄目中的第3個問題:“選擇鑄造硬幣的金屬材料需要考慮哪些因素?”這個問題在這一節(jié)中不是重點知識,通常都是不作探討的。本次筆者就把目光聚焦在金屬硬幣上,把它作為一個項目,開展《金屬的性質(zhì)和利用》的教學(xué)活動。
縱觀歷史,引發(fā)思考。
課前教師布置了研究性學(xué)習(xí)的任務(wù),要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等資源,對貨幣的發(fā)展歷史、貨幣選用的材質(zhì)等進行研究。課堂教學(xué)就從分享學(xué)生研究成果入手,展開有關(guān)《金屬的性質(zhì)和利用》一節(jié)的教學(xué)。
師:同學(xué)們,在我們的生活中,只要有商品買賣,就需要“錢”——貨幣。今天,我們聊一聊貨幣。下面請大家說說,我國的貨幣使用歷史。
生:貝是中國最早的貨幣,商朝以貝作為貨幣。從商朝銅幣出現(xiàn)到戰(zhàn)國時期,中國的貨幣形狀很多,以趙國的鏟幣、齊國的刀幣、秦國的圓形方孔錢、楚國的蟻鼻錢較著名。秦統(tǒng)一中國后,結(jié)束了中國古代貨幣形狀各異、重量懸殊的雜亂狀態(tài)……
師:這是貝幣,初期貝幣的材料主要是貝殼、骨頭、石頭等天然材料。這是金屬貨幣,金屬貨幣的材料是各種金屬。這是紙幣,紙幣的材料是紙張。
這樣設(shè)計的意圖,就是幫助學(xué)生梳理貨幣的演變歷史,以及貨幣的材質(zhì)變化,引入課堂教學(xué)的主題。
師:金屬貨幣從公元前14世紀(jì)(即我國的商朝)開始,一直沿用至今。不僅在中國,國外很多國家都在使用金屬貨幣。為什么人類喜歡用金屬材料來鑄造貨幣呢?人們通常選用哪些金屬材料來鑄造貨幣呢?
學(xué)生小組內(nèi)交流討論。有的學(xué)生認為,金屬的硬度比較高;有的學(xué)生認為,金屬不易腐爛……教師在小組討論的基礎(chǔ)上,組織學(xué)生闡述觀點,分享各組討論的成果。教師適時拋出課堂教學(xué)的核心問題:金屬到底有哪些與眾不同的性質(zhì)?我們該選擇哪些金屬材料來鑄造貨幣(硬幣)呢?以問題為導(dǎo)向,以項目為載體,驅(qū)動學(xué)生去了解金屬的性質(zhì)、合金的特性等知識。
二、注重金屬的生活體驗
在我們的衣食住行中,金屬的蹤影無處不在。學(xué)生具有一定的金屬器件應(yīng)用的生活體驗,對其相應(yīng)的性質(zhì)有一定的感性認識。圍繞鑄造金屬貨幣時需要考慮哪些金屬的物理性質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗,在交流分享過程中總結(jié)出金屬的主要物理性質(zhì)。
聯(lián)系生活,總結(jié)物性。
師:金屬的性質(zhì)包括哪些?
生:金屬的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。
師:下面先請同學(xué)們分小組交流金屬一般有哪些物理性質(zhì),看看哪個小組講得多,講得好。
生:金屬銅可以作導(dǎo)線,這是利用它的導(dǎo)電性;鐵可以鑄造鐵鍋,這是利用它的導(dǎo)熱性……
教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上,及時引導(dǎo)、啟發(fā)、補充,梳理和總結(jié)金屬常見的物理性質(zhì)。之后教師重新回到當(dāng)前要解決的實際問題上來——從金屬的物理性質(zhì)看,鑄造金屬貨幣需要考慮哪些因素。學(xué)生分小組進行討論,填寫下列表格。(見表1)因為經(jīng)過了充分的討論,加上自己已有的生活經(jīng)驗,解決這一問題已經(jīng)是水到渠成。
三、展現(xiàn)化學(xué)的實驗特色
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,所以實驗教學(xué)在化學(xué)課程中具有不可替代的地位和非常重要的作用。關(guān)于金屬的化學(xué)性質(zhì),學(xué)生已經(jīng)了解了一部分,大部分知識將要在本章節(jié)中學(xué)習(xí)。為了更好地展現(xiàn)奇妙的化學(xué)世界,筆者將本節(jié)課中的實驗整合為“聯(lián)想”“驗證”“探究”三組。
通過實驗初探化學(xué)性質(zhì)。
從金屬的物理性質(zhì)考慮鑄造金屬貨幣需要考慮的因素,引入從金屬的化學(xué)性質(zhì)考慮,應(yīng)該選擇什么樣的金屬鑄造貨幣。
1.聯(lián)想篇。
請同學(xué)們聯(lián)系生活,觀察桌上的金屬物品,說說常見的幾種金屬暴露在空氣中的情況,把觀察結(jié)果填在表2中。
通過觀察,引導(dǎo)學(xué)生從他們的生活經(jīng)驗或?qū)W習(xí)經(jīng)歷中,聯(lián)想常見的幾種金屬在空氣中的變化情況,從而為金屬貨幣鑄造材料的選擇作鋪墊。
2.驗證篇。
師:鋁的顏色是銀白色,在生活中我們發(fā)現(xiàn)一些鋁制品使用一定時間后,顏色會變“暗”。為什么?
生:是鋁與空氣中的氧發(fā)生了反應(yīng),形成一層致密的氧化膜。
師:是不是這樣呢?我們通過實驗來驗證吧。
學(xué)生了解鋁表面變色的原因后,師生一起設(shè)計實驗方案。
學(xué)生活動:取兩片相同的鋁片,其中一片用砂紙打磨,另外一片不打磨,分別放在酒精燈火焰上灼燒。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象,經(jīng)過分析,得出結(jié)論。通過實驗驗證鋁與氧氣確實發(fā)生了反應(yīng),形成了一層能致密、高熔點(自我保護)的氧化膜。這為金屬貨幣選擇鋁作為材料埋下伏筆。
3.探究篇。
關(guān)于常見金屬與酸反應(yīng)的教學(xué),讓學(xué)生根據(jù)教師提供的實驗建議,討論形成實驗方案后,再自己動手進行操作。通過近距離仔細觀察實驗現(xiàn)象,分析常見金屬的活動性的差異。
學(xué)生根據(jù)教師提供的實驗物品,將大小、形狀、質(zhì)量相同的鎂片、鋁片、鋅片、銅片打磨后,同時將它們插入相同體積和濃度的稀鹽酸中,觀察記錄實驗現(xiàn)象。在師生互動中總結(jié)金屬的活動性。
師:通過上面的學(xué)習(xí),我們了解到,有些金屬化學(xué)性質(zhì)活潑,有些金屬化學(xué)性質(zhì)相對不活潑。請同學(xué)們完成表3,從金屬的化學(xué)性質(zhì)思考我們應(yīng)該選擇哪些金屬來鑄造金屬貨幣。
生:我會選擇銅。
師:為什么?
生:因為銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,比較耐腐蝕。
四、整合合金的特有性質(zhì)
合金的內(nèi)容一般建議安排在第二課時進行學(xué)習(xí)。雖然教材的編排具有合理的結(jié)構(gòu),但是教材并不是一成不變的“圣經(jīng)”,適時、適當(dāng)?shù)馗淖兘滩陌才?,重新架?gòu)課堂教學(xué),也是必要的。
發(fā)現(xiàn)不足,制造合金。
師:有同學(xué)選用鋁做貨幣,我想問問:鋁是不是十全十美的好材料?鋁有沒有“致命”的弱點?
生:鋁的硬度比較小,且不耐酸的腐蝕。
師:有同學(xué)選擇銅,誰來分析一下銅的弱點?
生:銅雖然比較耐腐蝕,但是,純銅的硬度比較小。
師:當(dāng)我們把金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)結(jié)合起來,就會發(fā)現(xiàn)一些問題。比如銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,很多同學(xué)都會考慮選擇銅,但是我們發(fā)現(xiàn)純銅的質(zhì)地卻是非常柔軟。那么,我們能不能直接用純銅來鑄造貨幣?
生:不能。
師:實際上,由于生產(chǎn)水平的低下,我們的古人最先得到的不是純金屬,而是合金,比如我國商代就會鑄造青銅器。隨著科學(xué)技術(shù)的進步,人類逐漸認識了合金及合金的特性,并學(xué)會了調(diào)整合金的構(gòu)成,制造出各種性能優(yōu)異的合金。
師:什么是合金?它有什么特性?
生:合金是一種金屬和其它金屬(或非金屬)熔合在一起生成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的熔點比純金屬的熔點低……
師:同學(xué)們,請看,這是我們中國現(xiàn)行流通的硬幣。它們的鑄造材料是不同的,但都是合金的。
讓學(xué)生認識到純金屬不能滿足金屬貨幣的鑄造要求,筆者引入合金的內(nèi)容。最后,又讓學(xué)生了解中國現(xiàn)行流通的硬幣的材質(zhì),使學(xué)生加深物質(zhì)的性質(zhì)決定用途這一認識。
五、拓展應(yīng)用的綜合因素
金屬鑄造需要考慮的因素很多,涉及的學(xué)科知識有物理的,化學(xué)的,還有美學(xué)的,等等。筆者在學(xué)生認識到物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途后,引導(dǎo)學(xué)生思考,除了要考慮金屬的性質(zhì)外,還要考慮哪些因素。
綜合考慮,知識拓展。
師:通過今天的學(xué)習(xí),我們發(fā)現(xiàn),物質(zhì)的性質(zhì)決定了它的用途。我們在鑄造貨幣時,除了要考慮金屬的性質(zhì)外,還需要考慮哪些因素?把相關(guān)因素填到表4中。
學(xué)生展開小組討論,教師組織組間交流。這是一個開放性的問題,可以讓學(xué)生展開充分的討論,可以就貨幣的選材提出合理的建議,等等。
總之,基于項目學(xué)習(xí)的課堂教學(xué),真正讓化學(xué)學(xué)習(xí)走進學(xué)生的現(xiàn)實生活,同時也為化學(xué)學(xué)習(xí)走向社會打通了渠道。但是,教師在組織教學(xué)時,要注意以下幾點:一是教師在實施項目學(xué)習(xí)時,要知道課程資源的內(nèi)涵和外延,才能在整合和開發(fā)課程資源的過程中做到有的放矢。二是教師在實施項目學(xué)習(xí)時,一方面要指導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)科內(nèi)外知識,綜合分析問題,解決實際問題;另一方面要展現(xiàn)本學(xué)科的特色,在學(xué)生活動中凸顯化學(xué)教學(xué)的地位。三是教師在實施項目學(xué)習(xí)時,不僅要注意素材性資源的開發(fā),還要注意條件性資源的開發(fā),才能保證課程資源開發(fā)和利用的成功。比如,開放學(xué)校的實驗室、微機房等。四是教師實施項目學(xué)習(xí)時,要注意學(xué)生課內(nèi)課外、課前課后的學(xué)習(xí),這不僅能提高教學(xué)效率,而且能使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動豐富多彩,生動活潑。